【正文】 一氧化碳?xì)饪住．?dāng)焊絲中的硅、錳脫氧元素含量不足時(shí)，熔池中生成的一氧化碳?xì)怏w不能完全從熔池中逸出，便形成了一氧化碳?xì)饪?。通常一氧化碳?xì)饪桩a(chǎn)生在焊縫內(nèi)部，為蟲狀，其表面比較光滑，并沿結(jié)晶方向分布。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. （ 2）氮?dú)饪?。氣體保護(hù)焊時(shí)，氮?dú)馍钊肴鄢氐脑蛴?，噴嘴孔徑過大、氣體流量太小、噴嘴與焊件間距離太遠(yuǎn)、焊速太快等。氮?dú)饪状蠖喑啥殉霈F(xiàn)，形狀與蜂窩相似。 （ 3）氫氣孔。由于二氧化碳?xì)怏w不純，焊件和焊絲表面有鐵銹、油污和水氣，使熔池中溶入大量的氫氣。氫氣孔大多出現(xiàn)在焊縫表面，其斷面呈螺釘狀或針狀，從焊縫表面觀察呈圓喇叭口形，在氣孔四周有光滑的內(nèi)壁，在個(gè)別情況下氫氣孔也會(huì)在焊縫內(nèi)部產(chǎn)生，形狀為圓形小球狀。 氣體保護(hù)焊時(shí)，主要是保證保護(hù)氣流對焊縫金屬具有良好的保護(hù)作用。焊接速度太快時(shí)，熔池尾部有可能處于噴嘴的保護(hù)區(qū)以外。手工鎢極氬弧焊填加焊絲時(shí)，已受熱的絲端頭要在保護(hù)范圍之內(nèi)停留，防止產(chǎn)生氧化。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 第五節(jié) 金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝 焊接是現(xiàn)代制造金屬結(jié)構(gòu)的基本工藝方法。金屬結(jié)構(gòu)大部分是用板、型鋼、管材等焊成，焊接的金屬結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度和剛度高、結(jié)構(gòu)重量輕、施工簡便等優(yōu)點(diǎn)。但也存在下述問題： 一是在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，由于各部位的受力情況不同，所以對焊縫的要求也不一樣。 二是焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的承載能力有一定的影響，殘余應(yīng)力的逐步松弛，又會(huì)引起結(jié)構(gòu)的尺寸與形狀的變化，給組裝帶來很多困難，嚴(yán)重的可能影響結(jié)構(gòu)的使用。 三是如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接工藝不當(dāng)，有可能造成結(jié)構(gòu)有很大的應(yīng)力集中，使在動(dòng)載荷或低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脆斷。 針對以上問題，在金屬結(jié)構(gòu)的焊接前應(yīng)首先充分做好焊前的準(zhǔn)備工作，并根據(jù)各種長度的焊縫確定正確的焊接方法，在金屬結(jié)構(gòu)的焊接中，根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)采用適當(dāng)?shù)暮附庸に嚒? 一、焊前的準(zhǔn)備工作 焊前的準(zhǔn)備工作做得好壞，與焊接金屬結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品質(zhì)量有著密切的關(guān)系。焊前的準(zhǔn)備工作包括正確選擇焊接規(guī)范、母材和焊接材料 (電焊條 )的選用、焊接用夾具的選用、裝配質(zhì)量的檢查、坡口的選用及加工和清理、定位焊等。其中正確選擇焊接規(guī)范可參見本章第二節(jié)一般焊接規(guī)范相應(yīng)內(nèi)容。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 材料的準(zhǔn)備 母材 (焊件材料 )的質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。母材應(yīng)具有出廠合格證。如果焊件材料的性能成分不清楚，應(yīng)通過化學(xué)分析和機(jī)械性能試驗(yàn)來鑒定。根據(jù)焊件的材質(zhì)來確定母材是否需要預(yù)熱；來選擇合適的焊條；還要根據(jù)母材的材質(zhì)來確定焊接生產(chǎn)的工藝等。 焊接材料 (焊條 )的選擇首先要適合母材的性質(zhì)，在選擇焊接材料時(shí)要特別注意以下三點(diǎn)： （ 1）焊接材料必須滿足金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對焊接接頭機(jī)械性能、工作條件 (溫度、介質(zhì)、承載 )的要求。 （ 2）焊接材料應(yīng)根據(jù)母材的可焊性選擇，以保證獲得優(yōu)質(zhì)、無缺陷的焊接接頭。 （ 3）選擇焊接材料，還要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的具體情況、施工條件等，從提高生產(chǎn)率和降低成本出發(fā)來選擇。 焊接夾具的選用 使用合理的焊接夾具，不但能提高生產(chǎn)效率，還能獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。例如，通過使用焊接夾具使接頭處于平焊位置，所焊出的產(chǎn)品的焊縫既漂亮，又不容易產(chǎn)生缺陷，還能提高生產(chǎn)效率?？傊?，在焊接尺寸和形狀相同的產(chǎn)品時(shí)，如果采用夾具固定并組裝起來焊接，要比一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行測量、進(jìn)行定位焊、再進(jìn)行焊接的方法，效率高、制造精度均勻一致。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 焊接接頭裝配質(zhì)量的檢查 在焊前的準(zhǔn)備工作中，裝配時(shí)應(yīng)對坡口和焊接接頭部位的精度進(jìn)行檢查。如果坡口過于狹窄，則可能產(chǎn)生未焊透，使接頭的使用性能降低；如果坡口過寬，則焊后變形明顯，而且消耗材料多、工時(shí)多，不經(jīng)濟(jì)。 結(jié)構(gòu)在裝配時(shí)，還應(yīng)檢查裝配間隙、錯(cuò)邊量等是否符合圖紙和工藝文件的要求。如果發(fā)現(xiàn)不符 合要求的坡口和接頭，要采取措施進(jìn)行補(bǔ)救和修正。 對于接頭裝配間隙過大時(shí)，絕對不允許采用填充金屬的錯(cuò)誤方法進(jìn)行修補(bǔ)，如圖 6— 43 圖 6— 44為角接頭裝配間隙過大時(shí)的修補(bǔ)方法，圖 6— 44a為角接頭間隙超過規(guī)定間隙 1．5mm時(shí)的修補(bǔ)方法；圖 6— 44b為間隙接近 4mm時(shí)，應(yīng)加大焊腳尺寸；當(dāng)角接頭間隙超過 4mm時(shí)，就應(yīng)使用墊板修復(fù)如圖 6— 44c。對接接頭的修補(bǔ)方法，詳見圖 6— 45。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 清理工作 接頭表面上的銹、水分、油、涂料、軋制氧化皮等，在焊接時(shí)容易引起氣孔等缺陷，所以必須清理干凈。在多層焊接時(shí)，必須使用鋼絲刷等工具把每一層焊縫的焊渣清理干凈。 如果接頭表面有油和水分時(shí)，可用氣焊槍烘烤，并用鋼絲刷清除。對于鐵銹和軋制氧化皮等，可采用噴砂清除或采取用砂輪機(jī)研磨的方法來去除，并在坡口面上涂上 10～ 20um (1／ 1000mm)對焊接不會(huì)造成缺陷的防銹涂料。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 定位焊 定位焊又稱點(diǎn)固焊。定位焊縫起到在正式接之前把焊件組裝成整體的作用，定位焊縫要做為正式焊縫的一部分而被保留在焊件之中，所以，其質(zhì)量好壞及位置、長度是否合適，會(huì)直接影響正式焊縫的質(zhì)量和焊件的變形豹大小。點(diǎn)固焊實(shí)際上比正式焊接顯得更為重要，因此，定位焊縫所用的焊條及對焊工技術(shù)水平的要求與正式焊縫一樣，甚至更高些。在焊接定位焊縫時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）定位焊縫短小，起頭和收尾部位很接近，因而容易產(chǎn)生始端未焊透，收尾部分有裂縫缺陷。要求在正式焊接之前必須把有缺陷的定位焊縫剔除重焊。 2）定位焊縫應(yīng)避免在焊件的端部、角部等容易引起應(yīng)力集中的地方。 3）定位焊所用的焊條要用正式焊接時(shí)技術(shù)文件中所規(guī)定用的焊條。焊條的直徑比正式焊接的焊條細(xì) (3． 2～ 4mm)焊接電流比正式焊接時(shí)大 10％～ 15％。 4）焊接淬硬傾向較大的低合金高強(qiáng)鋼和耐熱鋼時(shí)，焊定位焊縫也應(yīng)預(yù)熱，而且預(yù)熱溫度與焊正式焊縫時(shí)相同，并且應(yīng)盡可能避免直接在坡口內(nèi)焊接定位焊縫，可采用拉緊板、定位鑲塊等進(jìn)行組裝，正式焊接后在拆除這些工藝件以后應(yīng)把焊點(diǎn)磨平，并檢查有無表面裂紋。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 定位焊縫的厚度 (在焊縫橫截面中，從焊縫正面到焊縫背面的距離 )、長度和間距可參照表 6— 1。當(dāng)有起重需要時(shí)焊縫長度可適當(dāng)加長。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 二、各種長度焊縫的焊接方法 一般在 500mm以下的焊縫為短焊縫；在 500～ 1000mm以內(nèi)的焊縫為中等長度焊縫；焊縫長度在 1000mm以上為長焊縫。在焊接金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，為減小金屬結(jié)構(gòu)的變形，當(dāng)焊縫長度不同時(shí)，采用的焊接順序也就有所不同?，F(xiàn)將各種常用的焊接方法說明如下： 直通焊接法 對于短焊縫的焊接一般采用直通焊接法。即從焊縫起點(diǎn)起焊，一直焊到終點(diǎn)，焊接方向始終保持不變。 對稱焊法 對稱焊法 (見圖 6— 46)一般適用于中等長度焊縫的焊接。即以焊縫的中點(diǎn)為起點(diǎn)，交替向兩端進(jìn)行直通焊。對稱焊法的主要目的是為了減小焊接變形。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 分段退焊法 分段退焊法 (見圖 6— 47)主要適用于中等長度焊縫的焊接。分段退焊法應(yīng)注意第一段焊縫的起焊處要略低些，在下一段焊縫收弧時(shí)，就會(huì)形成平滑的接頭。分段退焊法的關(guān)鍵在于預(yù)留距離要掌握合適，每一段預(yù)留長度最好等于一根焊條所焊的焊縫長度，以節(jié)約焊條。 分中逐步退焊法 分中逐步退焊法 (見圖 6— 48)適用于長焊縫的焊接。即從焊縫中點(diǎn)向兩端逐步退焊。此法應(yīng)用較為廣泛，可由兩名焊工對稱焊接。 跳焊法 跳焊法 (見圖 6— 49)適用于長焊縫的焊接。其特點(diǎn)是朝著一個(gè)方向進(jìn)行間斷焊接，要求每段長度以 200～ 250mm為宜。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 、交替焊法 交替焊法 (見圖 6— 50)的基本原理是選擇焊件溫度最低的位置進(jìn)行焊接，使焊件溫度分布均勻，有利于減小焊接變形。和此法的缺點(diǎn)是焊工要不斷地移動(dòng)焊接位置。交替焊法適用于長焊縫的焊接。 長焊縫的焊接方法較多，但都是為了減小焊接變形圖 6— 51所示為處于傾斜位置的長焊縫的焊接方法。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 三、梁的焊接工藝 不帶肋板工字梁及其它對稱結(jié)構(gòu)的焊接 圖 6— 51所示分別為不帶肋板的工字梁和箱形斷面梁，這種梁的焊接必須考慮到變形問題。對于工字梁的焊接，最好在焊前對上下翼板用壓床壓出與焊接相反的反變形，或使焊件在剛性固定下進(jìn)行焊接。對于腹板的上下兩端應(yīng)開出坡口。在焊接的過程中必須按照正確的裝配和焊接順序來控制變形。圖 6— 52中的數(shù)字表示施焊焊接順序，如果由一個(gè)焊工旋焊時(shí)，應(yīng)先焊焊縫 1，然后翻轉(zhuǎn)工件焊接焊縫 3，最后再翻轉(zhuǎn)回原位置焊接焊縫 4。若由兩個(gè)焊工同時(shí)施焊時(shí)，則由一個(gè)焊工焊接焊縫 2，另一個(gè)焊工焊接焊縫 3，焊完后翻轉(zhuǎn)工件，用同樣的方法焊接焊縫 1和 4。焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊縫長度選擇正確的焊接方法，一般應(yīng)從焊縫的中點(diǎn)處向兩側(cè)施焊，均采用分段退焊法。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 帶肋板的工字梁的焊接 帶肋板的工字梁如圖 6— 53所示。這種結(jié)構(gòu)以肋板作為分段范圍，不論大小和長短，應(yīng)一律從中部開始焊接。 在每一分段范圍內(nèi)應(yīng)按圖 6— 54所示的 ……8 的順序進(jìn)行焊接，其中 7焊縫較長，最好采用分段退焊法。在旋焊時(shí)，首先按以上敘述焊接I范圍內(nèi)全部焊縫，然后翻轉(zhuǎn)工件焊接另一面的相對位置 Ⅱ 的全部焊縫。依次焊接 Ⅲ 、 IV、 V、 Ⅵ …… 直至 Ⅺ 、 Ⅺ 。嚴(yán)格按照以上焊接順序旋焊，則焊接應(yīng)力分散，達(dá)到變形較小的效果。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 梁柱的安裝焊接如圖 6— 54所示，把箱形斷面梁安裝到立柱上時(shí)，應(yīng)首先把梁焊接在支撐牛腿上，然后把側(cè)面的連接板焊接到梁與柱上，最后把上面的連接板焊到梁與柱上。這樣能使梁貼緊牛腿，不會(huì)發(fā)生位移和脫空。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 四、柱的焊接工藝 十字形鋼柱的焊接 十字形鋼柱是用三塊鋼板拼焊而成的，如圖 6— 55。首先將板 I、 Ⅱ 與板 Ⅲ 組對裝配好。然后按圖 6— 55a所示的焊接順序 1— 2— 3— 4，進(jìn)行焊接。在焊接每一道焊縫時(shí)，為了減小焊接變形必須進(jìn)行分段焊接，即焊一段空一段。還必須指出，十字鋼柱的焊接與工字柱焊接不同，焊接板 I和板 Ⅱ 是同時(shí)交錯(cuò)進(jìn)行的。為了減少變形，可用 90176。 龍門板夾固進(jìn)行焊接。 雙工字鋼柱的焊接 定位焊 (點(diǎn)固焊 )好以后，其焊接順序如圖 6— 56所示。首先用跳焊法焊接正面的加強(qiáng)板 3。翻過去再焊背面的加強(qiáng)板 I、 Ⅱ 、Ⅲ …… 。跳焊完后，翻過來再焊背面的加強(qiáng)板 5…… ，再翻過去焊接 3對面的加強(qiáng)板。這樣反復(fù)翻轉(zhuǎn)兩次就完成了整個(gè)焊接過程。 上述焊接過程，跳焊距離應(yīng)根據(jù)柱的長短和加強(qiáng)板的多少每隔兩塊或三塊塊加強(qiáng)板焊一塊，同時(shí)必須要求兩面交錯(cuò)進(jìn)行焊接。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 五、桁架的焊接工藝 桁架焊接工藝的關(guān)鍵問題是：從工藝上保證桁架能夠適應(yīng)載荷的變化，滿足對桁架的強(qiáng)度要求；在施焊中按照正確的焊接順序和焊接方法，控制其變形量，滿足對桁架的安裝和使用的要求。桁架的焊接工藝要點(diǎn)如下： 焊縫的高度和長度應(yīng)按圖紙施焊，裝配誤差要小，接頭清理干凈，保證焊接質(zhì)量。 上、下弦接點(diǎn)的焊接要分散，采取跳焊法，如圖 6— 57所示的鋼結(jié)構(gòu)房蓋，應(yīng)按 ① 、 ② 、 ③ 、 …… 接點(diǎn)順序進(jìn)行焊接。 由于在結(jié)點(diǎn)處焊縫密集，焊接應(yīng)力集中，應(yīng)采用分散應(yīng)力的焊接方法。如圖6— 57b所示，先焊主要焊縫 2和 4然后再焊斜縫 6和 8。對于其中較長的焊縫 2，應(yīng)從中間開始向兩側(cè)進(jìn)行施焊。 茂聯(lián)科技 Maolian Tech. 第六節(jié) 管焊接工藝 管道在各類裝置和設(shè)備中使用數(shù)量很大，管道焊接質(zhì)量的好壞，直接影響到裝置或設(shè)備的安全和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 一、 管道焊接接頭準(zhǔn)備 只能從單面進(jìn)行手工電弧焊的管道，容易出現(xiàn)焊縫的根部缺陷。一般較重要的管道中常見的坡口型式有 V型、 U型和雙 V型三種基本類型，如圖 6— 58所示。 Ｖ型坡口 在管子端部加工成 30176。 ～ 35176。 斜邊，由兩端口合起來形成，如圖6— 58a。由于Ｖ型坡口加工方便坡口形狀上大下小、運(yùn)