【正文】 后消除應力的熱處理過程中才出現(xiàn)裂紋，這種裂紋又稱消除應力處理裂紋，簡稱 SR裂紋。焊接熱裂紋可分為：結晶裂紋、液化裂紋、多邊化裂紋三類。 ? 構成了嚴重的應力集中，既降低了結構的疲勞強度，又容易引發(fā)結構的脆性破壞。 ? 火焰加熱矯正：對構件進行局部加熱，使加熱區(qū)產生壓縮塑性變形，冷卻后發(fā)生收縮，從而達到矯正目的。 ? 合理地選擇焊接方法和焊接規(guī)范：選用能量比較集中的焊接熱源，可減少焊接塑性變形區(qū)，有效防止焊接變形。 22 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 預防和減少焊接變形的措施 ? 設計措施： ? 合理選擇結構的截面形狀和尺寸。 ? 錘擊焊縫：使焊縫金屬延展，抵消一些焊縫區(qū)域的收縮，降低內應力，在焊縫強度高，塑性較差的材料中，一般在溫度較高時錘擊為好（溫度區(qū)間為 800500℃ ）。 ? 焊接變形的種類：縱向和橫向的收縮變形、彎曲變形、扭曲變形、角變形和波浪變形等。而周圍金屬不受熱，金屬不膨脹，相當于鋼性固定。 ? 根據接頭的焊前準備和焊接費用等。 ? T形接頭：有 I形坡口、單邊 V形、 K形以及雙 U形坡口四種形式。 14 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 高碳鋼：在焊接過程中會產生又脆又硬的高碳馬氏體，容易形成裂紋，難以焊接。 11 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 影響材料焊接性的主要因素： ? 材料因素： ? 物理性能：熔點、熱導率、熱容量等，如 Cu、 Al等熱導率大，結晶快，易產生氣孔等； ? 化學性能：對氫、氮的敏感程度（主要影響元素 C、S、 P、 O、 N、 H）； ? 工藝因素：焊接方法、工藝參數(shù)、焊接順序、預熱、后熱、焊后熱處理等。 四、焊接過程中的保護原理及方法： 8 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 焊接方法表示法 ? 焊接方法的英文縮寫： 電弧焊 —— AW CO2氣體保護焊 —— CO2W 埋弧自動焊 —— SAW 鎢極氬弧焊 —— GTAW ? 電阻焊 —— RW（其中：電阻點焊 —— RSW；電阻縫焊 —— RSEW） ? 焊接方法數(shù)字表示法： 無氣體保護的電弧焊 —— 11（其中：手工電弧焊 —— 111） 埋弧焊 —— 12（其中：絲極埋弧自動焊 —— 121） 熔化極氣體保護電弧焊 —— 13（其中： CO2氣體保護焊 —— 135） 非熔化極氣體保護焊 —— 14（其中：鎢極氬弧焊 —— 141） 電阻焊 —— 2（其中：電阻點焊 —— 21；電阻縫焊 —— 22；電阻對焊 —— 25） 氣焊 —— 3 五、 幾種常用焊接方法的表示法 9 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 概念：金屬材料的焊接性能是指材料對焊接加工的適應性；即指金屬用一定的焊接方法和工藝要求下能否獲得優(yōu)良的接頭的性能和該接頭能否在使用條件下可靠地運行。 ? 熔池在運動過程狀態(tài)下結晶，熔池與熱源作同速移動，熔池前半部處于熔化，后半部處于結晶狀態(tài)，熔池在運動下結晶。 4 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 熱作用局部性：與熱處理不同，屬于不均勻加熱。 ? 常見的有電弧焊、氣焊、電渣焊、埋弧焊及各種氣體保護焊、激光焊等。 ? 兩件可為同種或異種材料（金屬和非金屬）。 ? 硬釬焊：采用硬釬料，釬料熔點在 450℃ 以上； ? 軟釬焊：采用軟釬料，釬料熔點在 450℃ 以下。 三、焊接過程特點及影響 5 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 焊縫熔池的一次結晶：在焊接過程中，當焊接熱源離開后金屬有液體轉變成固體的過程為一次結晶；特點為： ? 熔池體積小，冷卻速度快，電弧焊時熔池體積為 30cm3，質量約為 200g；冷速大約為 100℃/S ，當含 C量高、合金元素較多的鋼材將較易產生淬硬組織（馬氏體），產生結晶裂紋。 ? 焊接過程中，熔滴過渡形態(tài)有粗滴過渡、短路過渡和噴射過渡。 ? 一般用碳當量的大小來衡量 : ? 碳當量（ CE）＜ %時，鋼材的淬硬傾向不明顯，可焊性優(yōu)良，焊接時不必預熱。 ? 盡量保證焊縫淺熔深焊接：采用小電流、小直徑焊條或焊絲。 ? 焊后保溫緩冷。 ? 根據承載荷的性質、大小（如拉伸、壓縮、彎曲、沖擊等）。 ? 保證焊接可達性（如不能兩面焊接的可選用單面 V型或 U型坡口） ? 不同位置的焊接操作要求：（平焊、立焊、橫焊、仰焊等四種操作方法）。 ? 塑變應力：金屬局部發(fā)生拉伸或壓縮產生塑性變形后引起的內應力。 ? 采用剛性較小的接頭形式 。 ? 溫差法。 ? 合理地安排焊縫位置：盡可能使焊縫布置對稱于結構截面的中性軸，或者靠近中性軸。要根據具體的情況正確選擇合理的裝配焊接順序。焊接裂紋在焊縫金屬和熱影響區(qū)都可能產生。 ? 按裂紋產生的機理分： ? 熱裂紋 —— 包括結晶裂紋、液化裂紋、多邊化裂紋； ? 冷裂紋 —— 包括延遲裂紋、淬硬脆化裂紋、低塑性脆化裂紋； ? 再熱裂紋； ? 層狀撕裂； ? 應力腐蝕裂紋。是由于在高溫時塑性很低而造成的，故又稱高溫低塑性裂紋。 ? 只發(fā)生在熱影響區(qū)粗晶區(qū)的晶界上，在母材、焊縫和熱影響區(qū)的細晶部位均不產生再熱裂紋。一般焊后立即出現(xiàn)，在熱影響區(qū)和焊縫上都可產生。 ? 后熱（消氫處理）：指焊接結束或焊完一條焊縫后，將焊件或焊接接頭區(qū)立即加熱到 150250℃ 并保溫一段時間，消氫處理是在 300400℃ 加熱溫度內進行。 ? 焊縫的位置應使焊接設備的調整次數(shù)和工件的翻轉次數(shù)最少。 ? 一般情況下盡量不要把焊縫布置在加工面上。 ? 焊接端部產生銳角的地方，應盡量使角度變緩；薄板筋的銳角必須去掉，因為尖角處易熔化。 35 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 焊接結構組焊件設計圖樣上應表明的焊接方面的內容： ? 正確完整的焊縫標注符號； ? 選定的焊接方法及所選用的焊接材料（焊接材料也可不標明而由工藝確定）； ? 焊后消除應力處理要求； ? 校正焊接變形要求； ? 焊縫質量等級要求（如： X射線、超聲波探傷的等級要求）； ? 當同一圖樣上全部焊縫采用的焊接方法完全相同時，焊縫符號尾部表示焊接方法的代號可省略不標注，但必須在“技術要求”中注明“全部焊縫均采用 ?? 焊”等字樣；當大部分焊接方法相同時，也可在“技術要求”中注明“除圖樣中注明的焊接方法外，其余焊縫均采用 ?? 焊”等字樣； ? 當斷續(xù)焊縫、對稱斷續(xù)焊縫、交錯斷續(xù)焊縫的段數(shù)無嚴格要求時，允許省略焊縫段數(shù)標注； 36 品質改變世界 焊接工藝基礎知識 ? 同種鋼材焊接時焊材選用原則： ? 從焊件的力學性能和化學成分方面考慮，焊材的選用原則為： ? 根據等強原則選擇滿足母材力學性能的焊材。 ? 受條件限制不能翻轉的焊件，須選擇能進行相應位置（或全位置）焊接的焊材。 ? 對于不重要的焊件，可選用與不銹鋼相應的焊材。 ? 特點：熱量集中，熔池小，焊接速度快，熱影響區(qū)窄，焊接變形小，電弧穩(wěn)定，飛濺小，成形美觀，設備較貴。 ? 陜建采用了兩臺 igm弧焊機器人用于攤鋪機熨平板架的焊接 。 ? 能減輕勞動強度。 焊接方法及代號見表 1， 焊條類別代號及適用范圍見表 2， 試件鋼號分類及代號見表 3， 各種試件形式、位置及代號見表 4， 焊接要素及代號見表 5。這類焊條適用于全位置焊接，焊接電流為交流或直流正、反接，主要焊接較重要的碳鋼結構。藥皮主要組成物是碳酸鹽礦和螢石，堿度較高，熔渣流動性好，焊接工藝性能一般，焊波較粗，角焊縫略凸，熔深適中，脫渣性能好，焊接時要求焊條干燥，并采用短弧焊。 GB/T983－ 1995 等效 ANSI/AWS － 1992 《不銹鋼手工電弧焊焊條》 GB/T5117－ 1995 等效 ANSI/AWS － 1991 65 品質改變世界 《碳鋼藥皮電焊條規(guī)程》 GB/T5118－ 1995 等效 ANSI/AWS － 1981 《低合金鋼藥皮電焊條規(guī)程》 三、試件母材鋼號及代號見表 3 焊工焊接操作技能考試是要求焊工按照評定合格的焊接工藝施焊出沒有超標缺陷的焊縫。 “ 240’表示該等級鋼種的 下限值， （規(guī)定總伸長應力即試樣標距長度上產生 %的總伸長所需的拉應力）對于每個等級鋼種化學成分都有控制范圍。 72 品質改變世界 ? 奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼（ Ⅳ 類）： ? 這類鋼材用相應的焊條施焊時熔池不易攤開，熔滴過渡不暢特點與碳鋼、低合金鋼很不同，故另列一類。 “㈣表 5中焊接要素（代號） 0 0 0 0 06和 08之一改變時”這一句話中說明 ? 83 品質改變世界 表 5中共有 9個焊接要素，只有上述 6個焊接要素改變時，需要重新進行焊接操作技能考試，要素改變的含義是： 01改變含義：手工鎢極氣體保護焊增加或取消填充金屬焊絲。 ? 圖 A 圖 C 86 品質改變世界 ? 第十六條 ? 焊接操作技能考試可以由一名焊工在同一試件上采用一種焊接方法進行，也可以由一名焊工在同一試件上采用不同焊接方法進行組合考試；或 由兩名（或以上）焊工在同一試件上采用相同或不同焊接方法進行組合考試。對接焊縫試件、管板角接頭試件分帶襯墊和不帶襯墊兩種。（如果為 T＞ 16則－－） ? ② GTAW－ Ⅱ － 1G－ 3－ 02 ? 手工鎢極氣體保護焊，實芯焊絲，材質 Ⅰ 、 Ⅱ 類，水平位置，焊縫金屬厚度≤6mm。 ? 例⑴ SAW－ 1G（ K）－ 07/08 ? 例⑵ SAW－ 1G（ K）－ 07/09 ? 例⑶ GTAW－ 5FG（ K）－ 04/06/09 1. 例 ⑷ GTAW－ 5FG（ K） － 05/07/09 品質改變世界 ? ㈤ 焊機操作工采用對接焊縫試件或管板角接頭試件考試時，管外徑自定，經焊接操作技能考試合格后，適用于管材對接焊縫焊件或管板角接頭焊件管外徑的最小值為試件外徑，最大值不限。 ? 手工焊焊工和焊機操作工采用堆焊試件考試合格后，適用于焊件的堆焊層厚度不限，適用于焊件母材厚度范圍見表10。 表 11 試件適用焊件焊接位置 119 品質改變世界 試件 適用焊件范圍 對接焊縫位置 角焊縫位置 管板角接頭焊件位置 形式 代號 板材和外行大于600mm的管材 外徑 ≤600mm的管材 板材對接焊縫 1G、 2G 3G、 4G － 管材對接焊縫 1G、 2G、 5G、5XG、 6G、6XG － 管板角接頭 2FG、 2FRG 4FG、 5FG、6FG － － 120 品質改變世界 ? 注： “立”表示向上立焊；向下立焊表示為：立向下。板材對接焊縫試件適用于板材或管材外徑 D≥76mm角焊縫焊件。 ? 對于圖 D所示管子開坡口的管板角接頭實質上是管材對接焊縫試件加障礙物，如圖 I所示，因此采用管材對接焊縫試件考試合格的焊工便能夠焊接相應位置的管子開坡口的管板角接頭焊件，而不能焊接板子開坡口的管板角接頭焊件。 ? 從表 11中可以明確看出對接焊縫試件不能適用于管板角接頭焊件；管板角接頭試件不能適用于對接焊縫焊件。 121 品質改變世界 ? 表 11 試件適用焊件焊接位置 ? 表 11規(guī)定實質是：對接焊縫試件適用對接焊縫、焊件角焊縫；管板角接頭試件適用焊件角焊縫都只是指“焊縫位置”適用。對于焊接操作技能考試來說是考核焊工堆敷焊縫金屬時盡量不出或少出焊接缺陷能力，而不是考核在什么厚度試件坡口內施焊焊縫的能力，因此考核焊工焊接操作技能應按試件焊縫金屬厚度考慮，而不是按試件母材厚度考慮。 ? 例①按第十六條組合考試： ? 材質 16MnR，板厚 12mm，平焊試件，用手工鎢極氬弧焊打底，填充金屬為實芯焊絲，焊縫金屬厚度 2mm，然后采用低氫型焊條手工焊填滿坡口，項目代號為： 109 品質改變世界 GTAW－ Ⅱ － 1G－ 2－ 02和 SMAW－ Ⅱ － 1G（ K）－ 10－ F3J 則焊條電弧焊只能用于雙面焊、部分焊透的對接焊縫。 101 品質改變世界 表 8手工焊管材對接焊縫試件適用于對接焊縫焊件外徑范圍 mm 管材試件外徑 D 適用于管材焊件