第四章 焊接
焊缝的布置
本篇结束
• 接 头 形 式 的 选 择 与 设 计
接头形式应根据结构形状、强度要 求、工件厚度、焊后变形大小、焊 条消耗量、坡口加工难易程度、焊 接方法等综合因素考虑。 在焊条电弧焊时，当板厚小于６ mm一般不开坡口（即Ｉ形坡口）， 板厚大于６mm时，为保证焊透， 需开坡口。
管子坡口机
３、接头过渡形式
第四章 焊接结构设计
第一节 第二节 焊接结构件材料的选择 焊接接头的工艺设计
第一节
焊接结构件材料的选择
常用金属材料的焊接性
第二节
焊接接头的工艺设计
（1） 焊缝布置应尽量分散 （2） 焊缝的位置应尽可能对称布置 （3） 焊缝应尽量避开最大应力断面和应 力集中位置。 （4） 焊缝应尽量避开机械加工表面 （5） 焊缝位置应便于焊接操作
一、焊缝的布置
Hale Waihona Puke 焊缝分散布置的设计焊缝对称布置的设计
焊缝避开最大应力断面和应力 集中位置的设计
焊缝避开机械加工表面的设计
焊缝位置便于焊接操作的设计
焊缝位置便于焊接操作的设计
手工电弧焊接头形式与坡口形状
１、接头形式 对接接头 T形接头 角接接头 搭接接头
２、坡口形状
Ｉ形坡口 Ｖ形坡口 Ｘ形坡口 Ｕ形坡口
?4焊缝应尽量避开机械加工表面?5焊缝位置应便于焊接操作焊缝分散布置的设计焊缝对称布置的设计焊缝避开最大应力断面和应力集中位置的设计焊缝避开机械加工表面的设计焊缝位置便于焊接操作的设计焊缝位置便于焊接操作的设计手工电弧焊接头形式与坡口形状1接头形式?对接接头?t形接头?角接接头?搭接接头2坡口形状?i形坡口?v形坡口?x形坡口?u形坡口?接头形式的选择与设计?接头形式应根据结构形状强度要求工件厚度焊后变形大小焊条消耗量坡口加工难易程度焊接方法等综合因素考虑
第四章 埋弧焊
徐 州 工 程学 院 教 案 纸
第三节 埋弧焊的自动调节系统 焊接时，为了保证获得优良的焊缝成形质量，很重要的一点是根据焊件 的技术条件，合理地选择规范参数，并在焊接过程中力求使所选定的焊接参 数值保持稳定。 一、埋弧焊的自动调节 埋弧焊自动调节的作用:当选定的规范参数受外界干扰而发生变化时， 能自动调节迅速恢复到预定值。 自动调节的必要性。 （一）自动调节的必要性。 保证预定的焊接工艺参数不变，是保证焊缝和内部质量的一个关键问 题。电弧焊过程两个最重要的能量参数 I、U 的稳定值是由电压的外特性和 电弧静特性的交点所决定的。 使电弧静特性发生变化的外界干扰（ O1） 1、 使电弧静特性发生变化的外界干扰（O→O1） 注意：电弧静特性是由弧柱的气氛及电极材料所确定的； （1）送丝速度不均匀、盘丝的折弯、扭曲、焊丝盘卡死 （2）焊矩相对于焊缝表面距离的波动 装配定位焊边或坡口加工不均匀；筒体的椭圆形变形；导轨不平整； 工作台振动； （3）焊丝、保护气体、母材、电极材料成份不均及污染引起弧柱气体成 份及平均电离电位（压）和弧柱电场强度的波动。 使电源外特性发生变化的外界干扰（ O2） 2、使电源外特性发生变化的外界干扰（O→O2） (1) 弧焊电源供电网络中负载的变化：如其他焊机突然起动； （2）弧焊电源内部工件性能变化：如电阻元件阻值受热而变化。 以上各种干扰中，弧长的干扰最为突出，弧长的数值仅为几到十几 ㎜。弧柱的电场强度为 20－40V/㎝,只要发生 1－2 ㎜的弧长的变化，电 压就会有明显的变化。 （二）闭环和开环自动调节系统 焊接过程自动控制系统。根据调节原理有以下两类： 闭环系统： （电弧电压反馈调 1、闭环系统：通过外部调节器附加反馈作用来实现。 节式） 执行机构： 执行机构：根据比较环节输出偏差信号，数值改变调节对象中的某个 输入条件（物理量）来完成调节动作。 开环系统： 内反馈 （内反 2、开环系统： 内反馈） （ 不对被调量进行测量和反馈。 （1）不对被调量进行测量和反馈。一般只根据预先拟定的程序和规律来 控制和调节被调节量； 给定值就是控制量，信号有去无回。 （2）给定值就是控制量，信号有去无回。执行机构的运动参数并不参与 控制不予反馈到输入端； 开环系统不具备补偿干扰的自动调节能力。 （3）开环系统不具备补偿干扰的自动调节能力。 有些开环系统具有自动调节能力：如等速送丝埋弧焊（利用焊丝的 熔化速度和电流，弧长之间的关系构成了补偿电弧干扰的自调节作 用） ，此类开环称为内反馈系统。 等速送丝调节系统－ 二、等速送丝调节系统－自身调节式 焊接过程中，焊丝等速送进，利用焊接电源的有电特性来调节焊丝的熔 化速度，以保证弧长的变化从而达到焊接过程的稳定。
焊工工艺学第五版教学课件第四章 焊条电弧焊
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
三、常用焊条电弧焊电源
1．弧焊变压器 （1）BX3-300 型弧焊变压器 BX3-300 型弧焊变压器属于动
圈式，是生产中应用最广泛的一种 交流弧焊机，其外形如图所示。
21 第 四 章 焊 条 电 弧 焊
BX3-300 型弧焊变压器
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
1．弧焊变压器
15 第 四 章 焊 条 电 弧 焊
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
5．对弧焊电源动特性的要求 弧焊电源动特性是指弧焊电源对焊接电弧的动态负载所输出的电流、
电压对时间的关系，它表示弧焊电源对动态负载瞬间变化的反应能力。 弧焊电源动特性合适时，引弧容易，电弧稳定，飞溅小，焊缝成形良好。 弧焊电源动特性是衡量弧焊电源质量的一个重要指标。
它是依靠一次绕组、二 次绕组间漏磁获得陡降外特 性的，其结构如图所示。
22 第 四 章 焊 条 电 弧 焊
BX3-300 型弧焊变压器的结构 1—手柄 2—调节丝杆 3—铁心
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
1．弧焊变压器
（2）BX1-315 型弧焊变压器 BX1-315 是动铁心式弧焊变 压器，它由一个口字形固定铁心 （Ⅰ）和一个梯形活动铁心（Ⅱ） 组成，活动铁心构成了一个磁分路， 以增强漏磁，使电焊机获得陡降外 特性。BX1-315 型弧焊变压器的外 形及电路结构如图所示。
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
3．对弧焊电源稳态短路电流的要求 弧焊电源稳态短路电流是弧焊电源所能稳定提供的最大电流，即输
出端短路时的电流。若稳态短路电流太大，焊条过热，易引起药皮脱落， 并增加熔滴过渡时的飞溅；若稳态短路电流太小，则会使引弧和焊条熔 滴过渡产生困难。因此，对于下降外特性的弧焊电源，一般要求稳态短 路电流为焊接电流的1.25～2.0倍。
第四章 电弧焊自动控制基础——【《熔焊方法及设备(第2版)》王宗杰】
下三种：
• (1)行程转换 即按预定的空间距离进行程序转换。常用于全位置 环缝焊时的过程参数的分段转换、环缝焊到终点时自动停止、焊 枪自动返回等。常用行程开关来实现。
• (2)时间转换 即按预定的时间间隔进行程序转换。例如，保护气
提前给送和滞后停止、焊丝返烧熄弧等即属此类。可以使用延时 继电器或延时电路来实现。
线分别表示保护气体流量、冷却水流量和焊接速
度随时间的变化。也可将这些曲线放到一个坐标
图中。
图4-1 熔化极气体保护焊程序循环图示例
4.1.2电弧焊程序自动控制转换的类型和实现方法
• 1.程序自动控制转换的类型
•
除了需接受必要的外部人工操作指令（如启动、停止、急
停）以外，电弧焊的程序转换都应自动地实现。其转换方式有以
逻辑组合有“或”、“与”、“非”三种，复
杂一些的程序控制系统可以由它们复合而成。 其中，逻辑“或”组合实例如图4－2a所示，只
要气流预检开关S1、提前送气继电器K1的触点 和滞后停气时间继电器KT1的触点中有一个接通， 电磁气阀YV就可以接通。图4－2b是逻辑“与”
组合实例，不考虑空载接通开关S2，只有当中 间继电器K1的触点和时间继电器KT2的触点都接 通时，才能使继电器K2工作。
可以改变延时时间。该电路的缺点是延时精度易受网压波动 的影响。
焊接工艺指导书和焊接工艺规程
焊接工艺指导书和焊接工艺规程焊接工艺指导书第一章绪论1.1 引言1.2 目的1.3 适用范围1.4 定义和缩写词第二章焊接设备和材料2.1 焊接机械设备2.2 焊接电源2.3 焊接材料2.4 焊接辅助材料2.5 焊接工具第三章焊接装夹和定位3.1 焊接装夹3.2 焊接定位第四章焊接工艺参数4.1 焊接电流4.2 焊接电压4.3 焊接速度4.4 焊接气体流量4.5 焊缝尺寸4.6 焊接时间4.7 焊接步骤4.8 焊接工艺记录第五章焊接质量控制5.1 焊缝外观质量5.2 焊缝尺寸质量5.3 焊缝密实性5.4 焊缝强度5.5 焊缝热影响区控制第六章常见焊接缺陷及处理6.1 毛刺6.2 焊接夹渣6.3 焊缝气孔6.4 焊接裂纹6.5 焊接变形6.6 焊接硬化第七章焊接安全7.1 焊接工作场所安全7.2 焊接个人防护措施7.3 焊接设备安全使用第八章结语焊接工艺规程第一章绪论1.1 引言1.2 目的1.3 适用范围1.4 定义和缩写词第二章焊接材料要求2.1 焊条（焊丝）要求2.2 母材要求2.3 辅助材料要求第三章焊接设备要求3.1 焊接机械设备要求3.2 焊接电源要求3.3 焊接辅助设备要求第四章焊接工艺参数4.1 焊接电流要求4.2 焊接电压要求4.3 焊接速度要求4.4 焊接气体流量要求4.5 焊缝尺寸要求4.6 焊接时间要求4.7 焊接步骤要求4.8 焊接工艺记录要求第五章焊接质量控制要求5.1 焊缝外观质量要求5.2 焊缝尺寸质量要求5.3 焊缝密实性要求5.4 焊缝强度要求5.5 焊缝热影响区控制要求第六章检验与试验要求6.1 检验项目6.2 检验方法6.3 检验标准及合格条件6.4 试验项目6.5 试验方法6.6 试验标准及合格条件第七章焊接工艺评定与控制7.1 工艺评定7.2 工艺控制第八章焊接安全与环境保护8.1 焊接安全8.2 焊接环境保护第九章结语以上仅为焊接工艺指导书和焊接工艺规程的大致内容框架，具体的内容和字数将根据需求进行补充和完善。
焊接生产安全管理
第四章焊接生产安全管理焊接生产现场中直接从事生产作业的人、机、料相对集中，存在多种危险因素，属于事故多发的作业现场。
焊接生产安全管理，就是任务项目在生产施工过程中，组织安全生产的全部管理活动，其主要通过对生产因素（生产中的一切人、物、环境）具体的状态控制，使生产因素不安全的行为和状态减少或消除,不引发为事故，尤其是不引发使人受到伤害的事故，使生产项目效益目标的实现得到充分保证。
安全生产是焊接生产、尤其是焊接结构安装工程项目重要的控制目标之一，是衡量项目管理水平的重要标志。
因此，必须把实现安全生产当作组织生产施工活动时的重要任务。
其中，控制人的不安全行为和物的不安全状态,是生产现场安全管理的重点，是保证生产处于最佳安全状态的根本环节.第一节安全生产管理的基本原则安全管理是企业生产管理的重要组成部分,是综合型的系统科学。
安全管理的对象是生产中一切人、物、环境的状态管理和控制，安全管理是一种动态管理。
焊接生产施工现场安全管理的内容，包括安全组织管理、场地与设施管理、行为控制和安全技术管理四个方面，分别对生产中的人、物、环境的行为与状态进行具体的管理与控制。
为有效地实施安全管理，必须正确处理五种关系，坚持六项基本管理原则,采取正确技术措施.一、正确处理五种关系（一)安全与危险并存安全与危险在同一生产过程中是相互对立、相互依赖而存在的。
随着生产的推进，安全与危险每时每刻都在变化着，进行着此消彼长的斗争。
在生产过程中,不会存在绝对的安全或危险。
采取措施，预防事故发生，则安全;反之，则危险。
（二)安全与生产统一生产有了安全保障，才能持续、稳定发展.如果生产活动中事故不断,生产势必瘫痪。
“安全第一”的提法，绝非把安全摆在生产之上，但忽视安全绝对是一种错误。
（三）安全与质量相互包涵质量包涵安全工作质量，安全概念也包涵着质量。
安全为质量服务，质量需要安全保证。
安全第一、质量第一，并不矛盾。
生产过程中丢掉哪一头，都会陷入失控.（四)安全与速度互保安全与生产速度成正比关系。
焊接结构工艺性审查
第四章焊接结构工艺性审查为了提高设计产品的工艺性，工厂应对所有新设计的产品和改进设计的产品以及外来产品图样，在首次生产前均需进行结构工艺性审查。
本章主要介绍结构工艺性审查的目的、步骤、内容及结构工艺性分析。
第一节焊接结构工艺性审查的目的与步骤一、结构工艺性审查概念及审查的目的焊接结构的工艺性，是指所设计的焊接结构在具体的生产条件下能否经济地制造出来并采用最有效的工艺方法的可靠性。
焊接结构工艺性审查，是在满足产品设计使用要求的前提下分析其结构形式能否适应具体的生产工艺。
焊接结构是否经济合理，还与该产品的生产批量及生产厂家的设备条件有关。
如图4-2所示的三种管子弯头结构形式，每种形式的工艺性都只是适应一定的生产条件。
可见，审查焊接结构的工艺性主要目的是：保证产品结构设计的合理性，工艺的可行性，结构使用的可靠性和经济性。
二、焊接结构工艺性审查的步骤1．产品结构图审查对图样的基本要求：绘制的焊接结构图样，应符合机械制图国家标准中的有关规定。
图样应当齐全，除焊接结构的装配图外，还应有必要的部件图和零件图。
由于焊接结构一般都比较大，结构复杂，所以图样应选用适当的比例，也可在同一图中采用不同的比例绘出。
当产品结构较简单时，可在装配图上直接把零件的尺寸标注出来。
图样上的技术要求应该齐全合理，若不能用图形、符号表示时，应在技术要求中加以说明。
2．产品结构技术要求审查焊接结构的技术要求，一般包括使用要求和工艺要求。
使用要求：是指结构的强度、刚度、耐久性，以及在环境介质和温度的相对条件下的几何尺寸与力学性能、物理性能、致密性要求等；工艺要求：是指组成产品结构材料的焊接性及结构合理性、生产的方便性和经济性。
第二节焊接结构工艺性审查的内容一、从满足焊接结构强度的可行性分析结构的合理性1．从焊接接头的强度分析以4-4所示的铆接改为焊接结构为例，说明把铆接接头换成焊接接头，应根据接头承载状态及焊接生产特点，在保证强度和使用寿命的条件下选择合理的接头形式。
压力容器焊接习题及答案
压力容器焊接习题及答案第四章压力容器制造与焊接复习题及参考答案一、名词解释（5道）1、焊接：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。
2、焊接缺陷：焊接缺陷是焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。
3、焊态：焊态是指焊接过程结束后，焊件未经任何处理的状态。
4、定位焊缝：定位焊缝是指焊前为装配和固定构件接缝的位置而焊接的短焊缝。
5、焊接工艺评定：焊接工艺评定是为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。
二、单选题（10道）1、熔焊时，电弧两端（两电极）之间的电压降，包括阴极压降、阳极压降和弧柱压降称为__A___。
A、电弧电压B、空载电压C、网路电压D、引弧电压2、在焊接过程中钝边的作用是___D___。
A、便于组装B、保证焊透C、便于清渣D、防止烧穿3、熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比称为____B___。
A、熔化系数B、熔合比C、焊缝成形系数D、焊缝系数4、焊缝表面与母材的交界处称为___C____。
A、焊根B、熔合线C、焊趾D、熔宽5、从焊缝的表面上看呈喇叭口形，四周有光滑的内壁，断面形状如同螺钉状的气孔，一般为___B_ _。
A、 CO气孔B、氢气孔C、氮气孔D、氧气孔6、多数情况下成堆出现，与蜂窝相似的气孔。
一般是____C____。
A、 CO气孔B、氢气孔C、氮气孔D、氧气孔7、像虫状卧在焊缝内部的气孔，一般为____A____。
A、 CO气孔B、氢气孔C、氮气孔D、氧气孔8、焊材要妥善保管，焊材库应保持干燥，相对湿度不得大于___A____。
A、60%B、70%C、80%D、90%9、在角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离称为___B____。
A、焊脚尺寸B、焊脚C、角焊缝厚度D、焊脚高度10、奥氏体不锈钢与碳钢相焊时宜选用的焊条牌号为___C____。
A、 A102B、 A202C、A302D、A402三、多选题（5道）1、焊接接头的组成包括____ ABC ____。
焊接物理冶金_第四章 热影响区
图4—7 工业纯钛TA2等离子弧焊时的 热影响区组织特点
a）过热区组织
b）重结晶区组织 c）母材组织
第十九页，编辑于星期六：二十三点 二十七分。
二、有同素异构转变的多相合金的焊接热影响区特点
有晶体结构变化，也有化学成分变化引起的第二相析出。 以Fe-C合金为例，焊接热影响区的组织和性能特点与材料的 淬火倾向有关。 1.不易淬火钢焊接热影响区特点（低碳钢）
a) CCT曲线
b) t8/5对组织与硬度的影响
第五十一页，编辑于星期六：二十三点 二十七 分。
图4—21 16Mn钢气电立焊热影响区组织
a) 过热区组织； b) 正火区组织； c) 不完全重结晶区组织
第五十二页，编辑于星期六：二十三点 二十七 分。
图4—22 16Mn钢焊条电弧焊的角焊缝热影响区组织
第十页，编辑于星期六：二十三点 二十七分。
第十一页，编辑于星期六：二十三点 二十七分。
图4—3 X形坡口纯镍焊接热影响区过热组织
a) 焊接接头示意图 b) 二次过热区（a中1区）组织
c) 一次过热区（a中1区）组织
第十二页，编辑于星期六：二十三点 二十七分。
图4—5 冷轧纯铜焊接热影响区组织
图4—19 不同类型钢材的焊接热影响区划分示意图
I—过热区；II—正火区；III—不完全重结晶区； IV—淬火区；V—不完全淬火区；VI—回火区
第二十三页，编辑于星期六：二十三点 二十七 分。
图4—9 Q235A钢焊接热影响区的组织特点
a) 过热区组织；b) 重结晶区（正火区）组织；
b) c) 不完全重结晶区（不完全正火区）组织；d) 母材组织
第五页，编辑于星期六：二十三点 二十七分。
二、影响焊接热影响区的主要因素
第四章 焊条电弧焊教案
第四章焊条电弧焊教案第四章焊条电弧焊教案第一课时第四章焊条电弧焊第一节焊条电弧焊的原理一、焊接回路的组成：焊接碳素钢熔渣的主要成分是二、焊条电弧焊的原理：依靠热熔化和局部，从而形成，同时产生和气体，保护，随电弧的不断前进，内金属逐步结晶形成。
三、焊条电弧焊的特点：1、优点：①工艺，适应性，不同的位置、形式、厚度不规则的的焊件，焊条电弧焊的可达性好。
②应用适用于各种材料的焊接.（黑色金属、有色金属及异种钢）③易分散和控制变形。
可通过改变焊接及（跳焊、分段退焊、对称焊等）减少变形和改善焊接应力的分布。
④设备，成本。
2：缺点①焊接生产率，劳动强度②焊缝质量主要依靠可焊工的水平和。
作业：1、焊接回路由哪几部分组成？2、焊条电弧焊的原理是什么？3、焊条电弧焊的优点4、焊条电弧焊的缺点第二课时第四章焊条电弧焊第二节焊条（一）一、焊条的定义：涂有供焊条电弧焊用的材料。
二、焊条作用：焊条既作又作填充，熔化后与熔合形成。
三、焊条的组成：焊条由和药皮组成。
四、结构：焊条的前端药皮°左右的倒角，焊条尾部有段约～㎜的裸焊芯。
焊条长度为～㎜。
焊条直径是以直径来表示的，一般有、、Φ2.5 、Φ3.2 、Φ4 、、等几种规格。
五、焊芯1、焊芯的作用：传导；作金属。
2、焊芯中各合金元素对焊接质量的影响（1）、碳是一种良好的剂. ，含碳量过高，还原作用剧烈，引起较大的和，焊芯中的含碳量一般不超过%。
（2）锰（Mn）：锰是一种较好的剂和剂，良好的脱剂，锰可作为合金元素提高焊缝的性能。
一般碳素结构钢焊芯的含锰量为%～%，用于某些特殊用途的钢丝，其含锰量可以高达%～%。
（3）、硅（Si）是一种较好的剂。
适量的硅能提高焊缝的、及抗酸性能。
硅也是一种较好的剂。
焊芯中的含硅量一般限制在%以下。
（4）、铬（Gr）是一种较好的剂，用于冶炼钢、钢，能提高钢的、、性。
焊芯中的含铬量限制在%以下。
第三课时第四章焊条电弧焊第二节焊条（二）（5）、镍（Ni）对于低碳钢来说是一种，焊芯中的含镍量要求小于%，镍对钢的有比较显著的影响，一般温冲击值要求较高时，可以适当掺入一些镍。