關于焊接基礎知識培訓第一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二培訓內容主要內容:

一、焊接技術的應用及意義 二、焊接基礎知識 三、柳工的焊接方法介紹 四、焊接設備及工具五、焊接材料六、焊接接頭型式七、主要焊接參數八、焊接缺陷第二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二一、焊接技術的應用及意義

焊接技術，又稱連接工程，是一種重要的材料加工工藝。隨著人類社會對物質文明的追求、各種新材料的不斷開發及科學技術的不斷發展，焊接技術已成為一門獨立的學科。它廣泛地應用于石油化工、電力、航空航天、海洋工程、核動力工程、橋梁、船舶、建筑，以及各種金屬結構等工業部門。焊接技術在推動我國的經濟建設和發展科學事業上起著重要作用。國家體育場“鳥巢”第三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二一、焊接技術的應用及意義“鳥巢”鋼結構（外部）“鳥巢”鋼結構（內部）

復雜的、堪稱完美的鋼結構的連接！第四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二一、焊接技術的應用及意義

設計要求全部焊縫為全熔透一級焊縫，其焊縫總長超過了31萬米，整個鳥巢所消耗的焊材達2100噸以上，整個工程的焊縫經100%超聲波探傷其一次合格率高達99.7%，令人信服地成為建筑鋼結構焊接工程之典范。焊接特點：1、焊接量大及板厚。

拼裝焊縫達8000余米；大部分組合柱的內柱的板厚全部超過60mm，最厚的板厚達110mm。2、特殊鋼的焊接。

有GS-20Mn5V（鑄鋼，調質）、Q460E（Z35）的焊接。其中Q460E鋼材的焊接，根據有關資料的搜索，Q460E鋼材日本焊接過的板厚最厚為80mm，而本工程焊接的Q460E板厚達到110mm，這在世界上是首次大板厚、大規模使用。第五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二一、焊接技術的應用及意義3、變形難以控制。

桿件截面均為箱型斷面，整體構件為復雜型彎扭構件，且無以往經驗可借鑒，所以焊接產生的應力、變形收縮值和層狀撕裂很難控制。

4、焊接質量要求高。

所有現場拼裝焊縫為一級焊縫，焊縫余高0～1mm，焊縫寬度偏差不超過3mm，焊縫外觀成型美觀等。

在工程機械行業，結構件的焊接制造技術對提高企業競爭能力具有很大的現實意義和經濟價值！第六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

固體材質是由各類鍵結合在一起的，金屬是由金屬鍵結合在一起的。兩個原子之間的結合力大小決定于二者之間的引力與斥力共同作用的結果。

當原子間的距離為rA時，結合力最大。對于大多數金屬，rA≈0.3~0.5nm。也就是說當兩個被焊的固體金屬表面接近到相距rA

時，就可以在接觸表面上進行擴散、再結晶等物理化學過程，從而形成金屬鍵，達到焊接的目的。措施：（1）對被焊的材質施加壓力（2）對被焊材料加熱（局部或整體）焊接過程演示：二、焊接基礎知識1、焊接基本原理第七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二焊接：是利用加熱、加壓,或者兩者兼用，并用填充材料（也可以不用），使兩焊件達到原子間結合，從而形成永久性連接的工藝過程。電源的種類：交流弧焊電源、直流弧焊電源、脈沖弧焊電源和逆變式弧焊電源。交流弧焊電源：結構簡單，成本低，效率高；但電弧穩定性較差，一般用于手弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊。直流弧焊電源：制造方便、空載損耗小、噪聲小；可作各種弧焊方法的電源。脈沖弧焊電源：效率超高、輸入線能量小；對于熱輸入量比較敏感的高合金材料、薄板和全位置焊接具有獨特的優點。逆變式弧焊電源：高效節能、質量輕、體積小、焊接性能好；可應用于各種弧焊方法。

二、焊接基礎知識2、焊接相關概念第八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二電源的極性：正極性和反極性正接——焊件接電源輸出端的正極，焊鉗接負極，稱為正極性。反接——焊件接電源輸出端的負極，焊鉗接正極，稱為反極性。電弧：是在電極與金屬間，在氣體介質中產生的強烈而持久的放電現象。熔化極氣保焊采用直流反接（工件接負極），這時電弧穩定。電弧的靜特性：在電極材料、氣體介質和弧長一定的情況下，電弧穩定燃燒時，焊接電流與電弧電壓變化的關系。通常把金屬的電阻看成一個常數，其電壓與電流的關系滿足歐姆定律，U=IR,所以靜特性曲線是直線。二、焊接基礎知識2、焊接相關概念第九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二二、焊接基礎知識2、焊接相關概念金屬的靜特性曲線電弧的靜特性曲線

電弧電阻的大小與電弧溫度有關，當I較小時，T較低，氣體電離程度低，R較大；當I增大時，T增高，氣體電離程度增高，R下降。因此電弧靜特性曲線呈U形。并且分三部分：下降特性（ab段）、水平特性（bc段）和上升特性（cd段）

。第十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二二、焊接基礎知識2、焊接相關概念CO2氣體保護焊和富Ar焊（MAG焊）以及細絲（直徑φ≤3mm）的直流埋弧焊自動焊，電弧靜特性是上升的，采用的是等速送絲控制系統；通常的埋弧焊（焊絲直徑大于3mm），電弧靜特性是平的，采用變速送絲控制系統。電弧長度對電弧靜特性曲線的影響L1、L2、L3為電弧長度，且L1＞L2＞L3電弧長度減小時，電弧電壓增加，電弧靜特性曲線將提高。弧長縮短時，電弧靜特性曲線將下降。因此，一個弧長對應一條電弧靜特性曲線，但其其本形狀不變，只是曲線上下移動。第十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二基本焊接方法熔化焊釬焊冷壓焊激光焊超聲波焊爆炸焊電弧焊電阻點焊氣焊摩擦焊熔化極二、焊接基礎知識3、焊接方法分類固相焊非熔化極第十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二熔化極氣體保護電弧焊(GMAW)實心焊絲藥芯焊絲活性氣體保護焊（MAG焊）惰性氣體保護焊（MIG焊）CO2氣體保護焊（CO2焊）ArAr＋H2HeAr＋O2Ar＋O2＋CO2Ar＋CO2CO2CO2＋O2CO2Ar＋CO2二、焊接基礎知識4、熔化極氣體保護焊分類第十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二柳工采用的主要是熔化極氣保焊（GMAW）大部分使用鍍銅實芯焊絲，只在結構件二廠的油箱焊接上應用藥芯焊絲。柳工裝載機結構件的焊接主要采用MAG焊，其氣體混合比為:80%Ar+20%CO2

挖掘機焊接采用的是CO2氣體保護焊柳工主要在總裝廠的現場焊接采用碳鋼焊條進行手弧焊，在路面公司的鏟斗上采用堆焊焊條進行手弧堆焊，在鑄造公司采用碳鋼焊條進行手弧鑄鋼補焊、采用鑄鐵焊條進行手弧鑄鐵補焊三、柳工的焊接方法介紹1、柳工焊接方法應用介紹第十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二柳工在福利廠采用脈沖鎢極氬弧焊進行油管的管-管全位置焊接。三、柳工的焊接方法介紹第十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二柳工在液壓件公司采用連續驅動摩擦焊進行活塞桿的自動焊接。液壓件公司的C-120C摩擦焊機

三、柳工的焊接方法介紹第十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

保護氣體：CO2

適用：焊接碳鋼、低合金結構鋼；磨損零件的堆焊；鑄件缺陷的補焊。按焊絲：實芯焊絲、藥芯焊絲CO2氣體保護焊按焊絲直徑：直徑0.5~1.6mm，細絲CO2氣保焊直徑大于1.6mm，粗絲CO2氣保焊。

2、CO2氣體保護焊三、柳工的焊接方法介紹第十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二CO2氣體保護焊的特點：優點：采用明弧，可見度好，操作方便；電弧穿透力強，焊絲熔化率高，易實現自動化，生產效率高；焊接應力和變形小，能解決薄板的燒穿和變形問題；焊接成本低，僅為埋弧焊和焊條電弧焊的40%-50%；抗油、銹能力強，焊縫金屬含氫量低；缺點：氧化性強，合金元素燒損嚴重，飛濺大；焊縫成形欠美觀；防風能力差，容易產生氣孔（CO和N氣孔）。三、柳工的焊接方法介紹第十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二三、柳工的焊接方法介紹3、富氬焊保護氣體：80%Ar+20%CO2適用：焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等。純Ar（MIG）：焊接冶金過程簡單，焊縫純度高，易實現射流過渡；焊縫成形差（陰極漂移），能量密度低，成本高。CO2作用：提高電弧穩定性，改善焊縫成形；增大電弧的熱功率和能量密度。第十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二三、柳工的焊接方法介紹CO2含量增加，焊縫拉伸強度下降；CO2含量小于20%時，焊縫金屬的沖擊韌性最好；CO2含量進一步增加時，沖擊韌性逐步變差。因此，富氬焊CO2含量一般在15%~20%之間。富氬焊與CO2氣保焊相比優點：電弧穩定，焊縫成形美觀，飛濺很少等。缺點：成本高。

第二十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二四、焊接設備及防護用品1、焊機第二十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二四、焊接設備及防護用品2、焊槍及配件導電嘴噴嘴第二十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二四、焊接設備及防護用品3、送絲系統專用送絲輪多用送絲輪第二十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二四、焊接設備及防護用品

4、防護用品

手持式面罩

黑白玻璃

黑玻璃

自動變光面罩

安全帽式面罩

手持式塑鋼面罩第二十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二四、焊接設備及防護用品

時尚版頭巾

4、防護用品

防護服

全套防護服第二十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二五、焊接材料1、焊絲

普通低碳鋼焊絲焊絲成分范圍焊絲牌號：H08MnSi、H08Mn2Si、H08Mn2SiA、

H11MnSi、H11Mn2SiA焊絲直徑：0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、

2.0mm、2.5mm、3mm、3.2mm等以常用的ER50-6為例元素CMnSiSPCu其他含量（﹪）0.06~0.0151.40~1.850.8~1.15≤0.025≤0.035≤0.50≤0.50第二十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二五、焊接輔助材料

2、焊條按照用途分類：碳素鋼焊條(E)、低合金鋼焊條(E)、不銹鋼焊條(E)

、堆焊焊條(ED)

、鑄鐵焊條(EZ)

、銅及銅合金焊條(ECu)

、特殊用途焊條(TS)等。焊條選用原則：1、考慮母材的力學性能和化學成分，低碳鋼和低合金高強鋼，選用焊條的抗拉強度與母材相同或稍高于母材。對于裂紋敏感性較高的鋼種或剛度較大的焊接結構，為提高焊接接頭在消除應力時的抗裂能力，焊條的抗拉強度稍低于母材。2、考慮焊件的工作條件，載荷、介質和溫度等。高溫條件下選用耐熱鋼焊條，接觸腐蝕性介質時選用不銹鋼焊條。3、考慮焊接結構復雜程度與剛度，形狀復雜、結構剛度大及大厚度的焊件，由于焊接過程中產生較大的焊接應力，因此必須采用抗裂性能好的低氫型焊條。第二十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二五、焊接輔助材料

3、焊劑

焊劑是埋弧焊和電渣焊焊接過程中保證焊縫質量的重要材料，在焊接時能夠熔化成熔渣（有的也有氣體），防止了空氣中有害氣體氧、氮的侵入，并且向熔池過渡有益的合金元素，對熔池金屬起保護和冶金作用。另外熔渣覆蓋在熔池表面上面，熔池在熔渣的內表面進行凝固，從而可以獲得光滑美觀的焊縫表面成形。常用焊劑的牌號：HJ431HJ431是碳素鋼埋弧焊熔煉焊劑，它屬于高硅高錳焊劑，其顏色為紅棕色或淡黃色，成玻璃狀顆粒，力度為0.4~3mm，可以交、直流兩用，直流電源時采用反接。HJ431工藝性能良好，電弧穩定，焊縫美觀，但抗銹能力一般。第二十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二焊接接頭的內部組成，如圖：1——焊縫2——熔合線3——熱影響區（HAZ）4——母材1234

焊件在熱能的作用下熔化形成熔池，熱源離開熔池后，熔化金屬（熔池里的母材金屬和填充金屬）冷卻并結晶，即形成焊縫。在焊接過程中，近焊縫區的母材金屬受到熱能的作用，組織和性能均要發生變化，這部分母材金屬稱為熱影響區。六、焊接接頭形式第二十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二焊接接頭型式可以分為：1、對接接頭2、搭接接頭3、T形接頭4、角接接頭六、焊接接頭形式第三十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二1、對接接頭對接接頭：兩焊件同在一個平面上焊接而成的接頭。特點:應力集中相對較小,能承受較大的靜載荷和較高的疲勞交變載荷注意問題:

板厚不同,應將厚板削薄后對接。L≥3（δ2-δ1）Lδ2δ1δ2δ1L/2×√第三十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二2、搭接接頭搭接接頭：兩焊件相互錯疊，在焊件端頭進行焊接的接頭。特點：應力分布不均勻，疲勞強度較低，焊前準備和裝配工作比對接接頭簡單，橫向收縮量比對接接頭小，適用于被焊結構的狹小處以及密閉的焊接結構第三十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二3、T形接頭T型接頭：兩焊件相互垂直，在交角處進行焊接的接頭。特點：應力分布不均勻，雖然承載能力低，但能承受各種方向的力和力矩，是比較理想的焊接接頭形式。注意：這類接頭應避免采用單面角焊縫，對于較厚的板，可采用K形坡口，如圖b，根據受力情況決定是否需要焊透，這樣做比不開坡口用大尺寸的角焊縫經濟，而且疲勞強度高。對要求完全焊透的丁字接頭，采用半V形坡口從一面焊，焊后清根焊滿，如圖c，比采用K形坡口施焊可靠。abc第三十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二4、角接接頭角接接頭：兩焊件邊緣相互垂直，在頂端邊緣上進行焊接的接頭。角接接頭常用于箱形結構，常用的角接頭如下圖特點：承載能力低，但能承受各種方向的力和力矩。第三十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二焊接電流電弧電壓焊絲直徑保護氣體成分和流量焊絲伸出長度焊接速度極性焊絲傾角

焊接參數相互間有一定的關系，只有合理匹配時，才能獲得電弧穩定、焊縫美觀、飛濺量小、熔合性好、焊縫質量高、焊接效率高的性能。七、主要焊接參數

正確選擇焊接參數是保證結構件產品質量、生產效率重要條件之一。工藝參數會影響焊縫熔深，焊道幾何形狀和焊接質量。第三十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二1、焊接電流富氬焊的熔滴過渡頻率與電流的關系：I2是射流過渡的臨界電流；射流過渡穩定且熔敷效率高，適合中厚板焊接。富氬焊焊接低碳鋼，對于不同直徑的焊絲，I2不同：

Φ1.2：I2=320A；

Φ1.6：I2=360A；實際生產中根據板厚調整：Φ1.2焊絲焊接電流：300～340A；

Φ1.6焊絲焊接電流：360～400A。對于6mm以下板，可采用電流小些的射滴過渡。七、主要焊接參數第三十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二CO2氣保焊一般采取短路過渡和細顆粒過渡。電流的大小取決于焊絲直徑和焊件板厚：七、主要焊接參數第三十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二2、電弧電壓

在電流一定的情況下，電弧電壓增加時焊道寬而平坦。

當電壓過高時，將會產生氣孔、飛濺和咬邊現象。當電弧電壓降低時，將會使焊道變窄，熔深變小，電壓過低還會產生焊絲插樁現象。氣孔七、主要焊接參數第三十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二選擇焊接電流和電弧電壓需理解以下兩點：同一規格焊絲，不同焊接電流區間，熔滴過渡方式和飛濺大小不同。電弧電壓和焊接電流關系：U電壓=I電流×5%+14+1～2焊接電纜每超1m，電壓增加1V。七、主要焊接參數第三十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（3）焊接速度（中等）

焊接速度是指電弧沿焊接接頭運動的線速度，其大小直接關系到焊接生產率和焊縫質量。速度過快會引起焊縫嚴重凹凸不平，易產生咬邊、未焊透及氣孔等缺陷；速度過慢則效率低，變形大，焊縫成形差；中等的焊接速度(約350mm/min)得到的焊縫質量最好。

七、主要焊接參數第四十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二

焊絲干伸長度是導電嘴端頭到焊絲端頭的距離，為焊絲直徑（Φ1.2

）的10～12倍最好，即12～15mm。過長，焊絲會熔斷，飛濺嚴重，氣體保護效果差；過短，飛濺物會堵塞噴嘴，影響保護效果，還影響視線，降低效率。七、主要焊接參數（4）焊絲干伸長度第四十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（5）CO2氣體流量：氣體流量過大會出現氣體紊亂，把周圍的空氣卷入焊縫，形成氣孔，并且使熔滴冷卻加快，容易產生裂紋；氣體流量過小時，氣體沒有足夠的挺度，不能有效吸收電弧熱量，氣體保護性差，同樣易形成氣孔；通常要根據焊接材料和其工藝評定來考慮。裂紋氣孔七、主要焊接參數第四十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二焊絲：CO2氣保焊焊絲有實芯焊絲與藥芯焊絲兩種。柳工大部分使用鍍銅實芯焊絲，只在附件公司的油箱焊接上應用藥芯焊絲。藥芯焊絲電弧焊（FCAW）是在實芯焊絲CO2焊接基礎上發展的一種技術，具有顯著的經濟和技術優勢，將來會取代相當部分的實芯焊絲CO2焊接的應用。七、主要焊接參數第四十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二與實芯焊絲CO2焊相比，藥芯焊絲CO2焊具有一下優點：焊接生產率更高；飛濺率低，通常僅為實芯焊絲CO2焊的1/3左右；氣渣聯合保護，冶金純凈度更高，焊縫外觀成形光滑；熔敷效率高，焊材利用率高，能源消耗低。七、主要焊接參數第四十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二CO2氣保焊焊接參數：母材厚度或焊角尺寸電壓/（V）電流/（A）焊絲直徑/mm氣流量（L/min）6mm以下18~2480~150實芯φ1.214~186mm以上30~40280~32018~23七、主要焊接參數第四十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二焊件在熱能的作用下熔化形成熔池，熱源離開熔池后，熔化金屬（包括熔池里的母材金屬和填充金屬）冷卻并結晶，即形成焊縫。

在焊接過程中，近焊縫區的母材金屬受到熱能的作用，組織和性能均要發生變化，這部分母材金屬稱為熱影響區。焊縫金屬、熔合線、熱影響區以及鄰近的母材組成焊接接頭。八、焊接缺陷第四十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二焊接缺陷包括外部缺陷和內部缺陷。外部缺陷主要有：飛濺、咬邊、焊瘤、凹坑、燒穿、以及焊縫表面形狀及尺寸偏差等；內部缺陷主要有：裂紋、氣孔、未熔合、未焊透等。裂紋、氣孔也會出現在焊縫表面。八、焊接缺陷第四十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二焊接缺陷產生原因主要有：1）焊接規范，如電流、電壓、焊接速度選擇不當；2）焊接操作不當。電弧過長、焊槍傾角、擺幅不合適；3）坡口鈍邊、間隙等設計不合理。第四十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（1）飛濺飛濺八、焊接缺陷第四十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（2）咬邊：焊接造成的沿焊趾（或焊根）處出現的低于母材表面的凹陷或溝槽。危害：1）削弱接頭強度和承載能力；2）產生應力集中；3）引發裂紋和斷裂失效八、焊接缺陷第五十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（3）焊瘤:熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤。焊瘤一般是單個的,有時也能形成長條狀,在立焊、橫焊、仰焊時多出現。危害：影響焊縫外觀，使焊縫幾何尺寸不連續，形成應力集中的缺口。八、焊接缺陷第五十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（4）凹坑：焊后在焊縫表面或背面形成低于母材表面的局部低洼缺陷。未焊滿：由于填充金屬不足，在焊縫表面形成的連續或斷續的溝槽。危害：將會減小焊縫的有效工作截面，降低焊縫的承載能力。八、焊接缺陷第五十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（5）燒穿：焊接過程中熔化金屬自坡口背面而流出，形成穿孔的缺陷。常發生于底層焊縫或薄板焊接中。焊接過熱，停留時間過久，造成板件被燒穿。八、焊接缺陷第五十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（6）焊縫表面形狀及尺寸偏差：對接焊縫超高、角焊縫凸度過大、焊縫寬度不齊、焊縫表面不規則等。危害：影響焊縫外觀質量，易造成應力集中。八、焊接缺陷第五十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（1）裂紋裂紋八、焊接缺陷第五十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二防止措施：

1）增大電壓或減小焊接電流，以加寬焊道，而減少熔深；

2）降低焊接速度以加大焊道的橫截面；

3）減慢收弧速度以減小焊縫末端冷卻速度，適當地填充弧坑。八、焊接缺陷第五十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二（2）氣孔：

焊接過程中產生的氣泡在熔池冷卻時來不及析出形成的。出現位置：焊縫內部與根部，焊縫表面。危害：影響焊縫外觀質量，削弱焊縫的有效工作截面，降低焊縫的強度和塑性，貫穿性氣孔則使焊縫的致密性破壞而造成滲漏。

當氣孔深度大于0.5mm,需要反修八、焊接缺陷第五十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期二產生原因：

1）保護氣體覆蓋不足

2）工件有油或銹

3）噴嘴與工件距離太大

4）電弧電