一、焊接的基本概念

焊接：通過加熱或加壓(或者兩者并用)，用或者不用填充材料,

使兩個工件(同種或異種材質)達到原子間結合的一種連接方式。

二、常見焊接術語及代號

GMAW：指實芯焊絲電弧焊(GasMetalArcWelding),俗稱氣保焊，

包括混合氣和C02氣體，代號：135

FCAW：指藥芯焊絲電弧焊(FluxCoredArcWelding),代號：114

SMAW：指手工電弧焊(ShieldMetalArcWelding),代號:111

GTAW：指鋁極氮弧焊(GasTungstenArcWelding),代號：141

SAW：指埋弧焊(SubmergedArcWelding),代號：12

PQR：指焊接工藝試驗報告(ProcedureQualificationRecord),是焊接工

藝評定試驗中各項參數的實際記錄報告。

WPS：指焊接工藝指導書(WeldingProcedureSpecification),是依據

相應的焊接工藝試驗報告

PQR和焊接標準編制的用于指導生產制造的焊接技術文件。

WQT：指焊工資格考試(WelderQualificationTest),是依據焊接規范和

實際產品焊接技能要求對焊接工人技能進行的系列鑒定測試。

CJP：指全熔透焊縫(CompleteJointPenetration),即對接焊縫在整

個板厚厚度內完全熔透。

PJP：指部分熔透焊縫(PartialJointPenetration),即對接焊縫在整個

板厚厚度內未完全熔透。

三、焊接材料分類

1、焊接材料：是焊接時所消耗的材料統稱，它包括焊條、焊絲、焊

劑、氣體等。比如手弧焊的焊接材料是焊條，埋弧焊的焊接材料是焊

絲與焊劑，而氣體保護焊的焊接材料則是焊絲與保護氣體。

2、焊條的分類

按焊條的用途分：

1）結構鋼焊條：主要用于焊接碳鋼和低合金高強鋼。

2）鋁和銘鋁耐熱鋼焊條：主要用于焊接珠光體耐熱鋼和馬氏體

耐熱鋼。

3）不銹鋼焊條：主要用于焊接不銹鋼和熱強鋼，可分為錨不銹

鋼焊條和銘鑰不銹鋼焊條。

4）堆焊焊條：主要用于堆焊，以獲得具有熱硬度性、耐磨性及

耐腐蝕性的堆焊層。

5）低溫鋼焊條：主要用于焊接在低溫下工作的結構，其熔敷金

屬具有不同的低溫工作性能。

6）鑄鐵焊條：主要用于焊補鑄鐵構件。

按焊接熔渣的堿度分

1）酸性焊條：它是藥皮中含有多量酸性氧化物的焊條。其工藝

性能好，焊縫外表成型美觀、波紋細密。典型酸性焊條為E4303（J422）

2）堿性焊條：它是藥皮中含有多量堿性氧化物的焊條。由于焊

條藥皮中含有較多的大理石、螢石等成分，它們在焊接冶金反應中生

成C02和HF,因此降低了焊縫中的含氫量，所有堿性焊條又稱為低

氫焊條。堿性焊條的焊縫具有較高的塑性和沖擊韌度值，一般承受動

載的焊件或剛性較大的重要結構均采用堿性焊條施工。典型的堿性焊

條為E5015（J507）o

3、焊條的型號和牌號

1）焊條的型號：

在GB5117-85《碳鋼焊條》中，規定的焊條型號編制方法是：字母“E”

表示焊條，第一、二位數字表示熔敷金屬抗拉強度的最小值，單位為

kgf/mm2,第三位數字表示焊條的焊接位置，“0”及“1”表示焊條

適用于全位置焊接（平、立、仰、橫），“2”表示焊條適用于平焊

及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數字組

合時表示焊接電流種類及藥皮類型。

E4315

表示焊條藥皮為低氫鈉型，

并可采用直流反接焊接

?表示焊條適用于全位置焊接

表示熔敷金屬抗拉強度的最小

值（以kgf/mn?計）

表示焊條

43系列

電瓶片類

----------------------_

有3不▼一#貌金。昧拉謾皮VtaVMflO

E43OO利林5t

E43OI文處或直i*iE、H19

E43O3杜朗川

E431O陶燈蛾的加宜就泛接

EOII向殲雉的不平，也.卿、橫殳前成H就反掖

E4S12，?小U%(交加或亦茂正接

E4313斑蚊怦M交流或直流正、反推

E431S低依林R長出比接

上4316低氨每取女前成直JU反核

E43聚則一帶敷金照抗檢徵收443W/EE,(420MP*)

E432Ormw女菰女直流正接

氧化快《|

K43Z2T交充也出施,正、反標

E4323鐵物快4TM

安掂克省淹iE.反接

E4324帙粉性P

平.平布媒

E4327欽勒敘化峨笈女懶立直岷此拄

K432R蚊粒低狙?1

50系列

i**?9用皮熨蟲電瓶升奧

ESOOI伙鐵＜rp

幺處或食廢正、反檢

ESOD3

ESO11高仟饗WR文漳就立源反候

E5C14鐵旭秋不平.巾、仰、橫文痛成直成正.Utt

KSO15低氮的暨面去殳推

ESO1?低氯加索

交港或力it反依

E5O18鐵粉低氯理

ESC24鐵物依F交施成汽處正、反推

E5C27鐵粉K化鐵F平，平為/女燈或賓流正

E$028

鐵翰任瓜理父血奴木詆反擢

E1O4B平、立、施、立向下

2)焊條的牌號：焊條牌號的編制方法是最前面的字母表示焊條各大

類，第一、二位數字表示各大焊條中的若干小類，如結構鋼焊條(J507)

J:表示結構鋼焊條，50表示50級別強度，7表示低氫型藥皮、直流。

末位數字。?5的是酸性焊條，6?9的是堿性焊條。牌號末位數字表

示具體含義：

0：不規定藥皮類型，不規定適用電流類型

1:氧化鈦型藥皮，交直流兩用

2：氧化鈦鈣型藥皮，交直流兩用

3：鈦鈣型藥皮，交直流兩用

4：氧化鐵型藥皮，交直流兩用

5：高纖維素型藥皮，交直流兩用

6：低氫鉀型藥皮，交直流兩用

7：低氫鈉型藥皮，交直流兩用

8：石墨型藥皮，交直流兩用

9：鹽基型藥皮，直流專用

結構鋼焊條

4、藥芯焊絲

■藥芯焊絲焊接介紹

四、鋼材的分類

鋼是鋼材含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性

和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有

硅、鎰、硫、磷等。鋼的分類方法多種鋼材多樣。

1、鋼材按品質分類

⑴普通鋼(PW0.045%,SW0.050%)(2)優鋼材質鋼(P、S

均《0.035%)(3)高級優質鋼(PW0.035%,SW0.030%)

2.、按化學成份分類

(1)碳素鋼：鋼材a.低碳鋼(CW0.25%)；b.中碳鋼(CW0.25?0.60%)；

c.高碳鋼(60.60%)o

⑵合金鋼：a.低合金鋼(合金元素總含量W5%)；b.中合金鋼

(合金元素總含量,5-10%)；c.高合金鋼(合金元素總含量,

10%)o

3、鋼材按成形方法分類：（1）鍛鋼；（2）鑄鋼；（3）熱軋鋼；⑷冷

拉鋼。

4、各牌號碳素結構鋼的主要用途

1）牌號Q195,含碳量低，強度不高，塑性、韌性、加工性能和焊

接性能好。用于軋制薄板和盤條。冷、熱軋薄鋼板及以其為原板制

成的鍍鋅、鍍錫及塑料復合薄鋼板大量用用屋面板、裝飾板、通用

除塵管道、包裝容器、鐵桶、儀表殼、開關箱、防護罩、火車車廂等。

盤條則多冷拔成低碳鋼絲或經鍍鋅制成鍍鋅低碳鋼絲，用于捆綁、

張拉固定或用作鋼絲網、鉀釘等。

2）牌號Q215,強度稍高于Q195鋼，用途與Q195大體相同。此外,

還大量用作焊接鋼管、鍍鋅焊管、爐撐、地腳螺釘、螺栓、圓釘、

木螺釘、沖制鐵錢鏈等五金零件。

3）牌號Q235,含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性

能得到較好配合，用途最廣泛。常軋制成盤條或圓鋼、方鋼、扁鋼、

角鋼、工字鋼、槽鋼、窗框鋼等型鋼，中厚鋼板。大量用用建筑及

工程結構。用以制作鋼筋或建造廠房房架、高壓輸電鐵塔、橋梁、車

輛、鍋爐、容器、船舶等，也大量用作對性能要求不太高的機械零

件。C、D級鋼還可作某些專業用鋼使用。

4）牌號Q255,性能與Q235差不多，強度稍有提高，塑性有所降

低。應用不如Q235廣泛，主要用作鉀接與檢接結構。

5）牌號Q275,強度、硬度較高，耐磨性較好。用于制造軸類、農

業機具、耐磨零件、鋼軌接頭夾板、墊板、車輪、軋軌等。

5、各牌號低合金高強度結構鋼的主要用途

低合金高強度結構鋼舊標準稱低合金結構鋼，又叫普通低合金結

構鋼。

1）牌號Q295鋼，鋼中只含有極少量的合金元素，強度不高，但有

良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑結構，工業廠

房，低壓鍋爐，低、中壓化工容器，油罐，管道，起重機，拖拉機,

車輛及對強度要求不高的一般工程結構。

2）牌號Q345、Q390鋼，綜合力學性能好，焊接性能、冷熱加工性

能和耐蝕性能均好，C、D、E級鋼具有良好的低溫韌性。主要用于

船舶，鍋爐，壓力容器，石油儲罐，橋梁，電站設備，起重運輸機械

及其他較高載荷的焊接結構件。

3）牌號Q420鋼，強度高，特別是在正火或正火加回火狀態有較高

的綜合力學性能。主要用于大型船舶，橋梁，電站設備，中、高壓

鍋爐，高壓容器，機車車輛，起重機械，礦山機械及其他大型焊接

結構件。

4）牌號Q460鋼，強度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火狀

態有很高的綜合力學性能，全部用鋁補充脫氧，質量等級為C、D、

E級，可保證鋼的良好韌性的備用鋼種。用于各種大型工程結構及

要求強度高，載荷大的輕型結構。

五、鋼材的可焊性

鋼材焊接性能的好壞主要取決于它的化學組成，而其中影響最大

的是碳元素，也就說金屬含碳量的多少決定了它的可焊性。鋼中的其

他合金元素大部分也不利于焊接，所以將不利于焊接的其他元素轉換

成碳對焊接性能的影響程度，但影響程度一般比碳小得多。鋼材的焊

接性由碳和不利于焊接的其他合金元素共同影響。鋼中碳當量增加，

淬硬傾向就增大，塑性則下降，容易產生焊接裂紋。

碳當量公式：CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)

當CE<0.35%時，通常不需要預熱和后熱；當CE在0.35%?0.55%之間

時，一般需預熱；當CE>0.55%時，既要預熱，又要后熱。

碳鋼焊接性與含碳量的關系

名碳的質量典型

典型用途

稱分數(%)硬度

時球板材和型材

601IR

WO.15薄板、帶材、坪優

B

低碳絲

鈉

0.15?90HR結構用型材、板

良

0.25B材、棒材

中碳0.25?25HR中(需強熱、后熱，推

機器部件和工具

鋼0.60C薦使用低氫.坪接方法)

高碳.40HR祥黃，模具，鋼劣〈需預熱、后熱，必

>0.60

鋼C軌需使用低氮坪按方法)

六、焊縫符號表示法

1.基本符號

3、單邊V形焊縫

6、帶鈍邊U形焊縫

7、帶鈍邊J形焊縫

示意圖

8、角焊縫

9、封底焊縫

10、塞焊縫或槽焊縫

11、點焊縫

符號示意得

2、基本符號組合

3、其他符號

1平面-----焊縫表面通常經過加工后平整

2凹面焊縫表面凹陷

3凸面焊縫裹面凸起

4園滑過渡J」焊趾處酬滑過渡

永久襯墊|M|村墊永久保留

6臨時襯墊村墊在焊接完成后拆除

7三面焊縫匚三面帶有焊縫

8周圍焊縫Q沿著工件周邊胞焊的焊縫

（標識位寅為星彩線與*頭線的交點處）

9現場焊縫卜在現場焊接的焊維

尾部《

可以表示所需的信息

4、尺寸及標注

焊縫長度

。焊縫間距H

N相同焊縫數最

5、段焊標注規則

?橫向尺寸標注在基本符8的左便I：

?縱向尺寸標注在基本符號的右儲；

?坡口知度、坡I」面角度、根部間隙標注在基本符號的的

或卜例；

?相同焊縫數量標注在尾部；

?當尺寸較多不易分辨時，可在尺寸數據前標注相應的尺寸符

號；

?、箭頭線方向改變時，上述規則不變。

aPfe

基本符號

基本符號nxL

間斷角焊縫

it庫維長度;

e：問距;

m埠崎段數:

K；坪腳尺寸

標注方法

雙面交錯間斷角焊縫

it焊爨長度；

e；間距；

九：岸緒世數:

K：焊腳尺寸

不意圖標注方法

標注示例

70°

V形理卷，旅口角度70°,片繪有黃高皮6mm.

A#趴舞外皮4mm，在現場沿工件用用井接.

角#電，用角高質5mm，三面拜比

_5l~l8X(10)

/"亂將五（或直Q5mm,共8個#趴HS10mm.

/,5DZ2X80(10)斷翅百角用趴抖角高度5mm，共120處，

<S80mm.同隔30mm.

/5「在管頭所拒的另一用算樂連發《岸亂拜經喜（51nm.

七、焊接缺陷的產生與預防措施

1、咬邊

危害：咬邊將削弱焊接接頭的強度，產生應力集中。在疲勞載荷作用

下，使焊接接頭的承載能力大大下降。它往往還是引起裂紋的發源地

和斷裂失效的原因。焊接規范中一般規定了咬邊的容限尺寸。

形成原因：焊接工藝參數不當，操作技術不正確造成。如焊接電流大,

電弧電壓高（電弧過長），焊接速度太快。

防止措施：選擇適當的焊接電流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正

確的運條手法和焊條角度，坡口焊縫焊接時，保持合適的焊條離側壁

距離。

2、焊瘤

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。

管道內部的焊瘤將影響管內介質的有效流通。

形成原因：操作不當或焊接規范選擇不當。如焊接電流過小，而立焊、

橫焊、仰焊時電流過大，焊接速度太慢，電弧過長，運條擺動不正確。

防止措施：調整合適的焊接電流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正

確的運條手法。

3、洼陷

焊縫表面洼陷：有兩種-凹坑、未焊滿。

凹坑：是指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：是指由于填充金屬不足，在焊縫表面形成的連續或斷續的溝

T日。

危害：將會減小焊縫的有效工作截面，降低焊縫的承載能力。形成原

因：焊接電流過大，焊縫間隙太大，填充金屬量不足。

防止措施：正確選擇焊接電流和焊接速度，控制焊縫裝配間隙均勻,

適當加快填充金屬的添加量。

4、燒穿

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

發生于打底焊縫或薄板焊接中。

形成原因：焊接過熱，如坡口形狀不良，裝配間隙太大，焊接電流過

大，焊接速度過慢，操作不當，電弧過長且在焊縫處停留時間太長等。

防止措施：減小根部間隙，適當加大鈍邊，嚴格控制裝配質量，正確

選擇焊接電流，適當提高焊接速度，采用短弧操作，避免過熱。

5、氣孔

氣孔：焊接過程中熔池金屬高溫時吸收和產生的氣泡，在冷卻凝固時

未能逸出而殘留在焊縫金屬內所形成的孔穴，稱為氣孔。氣孔是一種

常見的缺陷，不僅出現在焊縫內部與根部，也出現在焊縫表面。焊縫

中的氣孔可分為球形氣孔、條形氣孔、蟲形氣孔以及縮孔等,氣孔可

以是單個或鏈狀成串沿焊縫長度分布，也可以是密集或彌散狀分布。

形成原因：電弧、熔池保護不好,電弧過長，周圍大氣侵入，藥皮或

焊劑受潮、焊絲或母材上的水分、油污和鐵銹等臟物在受熱分解釋

放出的氣體，以及焊接過程中冶金化學反應產生的氣體。

形成氣孔的氣體主要有：氫氣、一氧化碳和氮氣。

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。

防止措施：提高操作技能，防止保護氣體（焊劑）給送中斷；焊前仔

細清理母材和焊絲表面油污、鐵銹等，適當預熱除去水分；焊前嚴格

烘干焊接材料，低氫型焊條必須存放在焊條保溫筒中；采用合適的焊

接電流、焊接速度，并適當擺動；使用低氫型焊條時應仔細校核電源

極性，并短弧操作；采用引弧板或回弧法的操作技術。

6、夾渣

夾渣：焊后殘留在焊縫中的熔渣，稱為夾渣。夾渣不同于夾雜，夾雜

是指在焊縫金屬凝固過程中殘留的金屬氧化物或來自外部的金屬顆

粒，如氧化物夾雜、硫化物夾雜、氮化物夾雜和金屬夾雜等。夾渣是

一種宏觀缺陷。夾渣的形狀有圓形、橢圓形或三角形，存在于焊縫與

母材坡口側壁交接處，或存在于焊道與焊道之間。夾渣可以是單個顆

粒狀分布，也可以是長條狀或線狀連續分布。

危害：減少焊接接頭的工作截面，影響焊縫的力學性能（抗拉強度和

塑性）。焊接技術規范中允許存在一定尺寸和數量的夾渣。

產生原因：多層焊時，每層焊道間的熔渣未清除干凈，焊接電流過小,

焊接速度過快；焊接坡口角度太小，焊道成形不良；焊條角度和運條

技法不當；焊條質量不好等。

防止措施：每層應認真清除熔渣；選用合適的焊接電流和焊接速度；

適當加大焊接坡口角度；正確掌握運條手法，嚴格控制焊條角度可焊

絲位置，改善焊道成形；選用質量優良的焊條。

7、裂紋

焊接裂紋：在焊接應力及其它致脆因素的共同作用下，焊接過程中或

焊接后，焊接接頭中局部區域（焊縫或焊接熱影響區）的金屬原子結

合力遭到破壞而出現的新界面所產生的縫隙，稱為焊接裂紋。它具有

尖銳的缺口和長寬比大的特征。

焊接裂紋是最危險的缺陷，除降低焊接接頭的力學性能指標外，裂紋

末端的缺口易引起應力集中，促使裂紋延伸和擴展，成為結構斷裂失

效的起源。焊接技術規范中是不允許焊接裂紋存在的。

(A)(B)

GROOVEWELDFILLETWELDWELDOINT

1）冷裂紋

冷裂紋：焊接接頭在焊后冷卻到較低溫度下（200C左右）所產生的

焊接裂紋，一般在焊后24?48小時出現，稱為冷裂紋。

產生條件：三個因素共同作用形成冷裂紋，即焊接應力、淬硬組織、

擴散氫。在淬硬組織存在條件下，焊縫金屬中溶解的氫原子向微觀缺

陷處擴散聚集成氫氣，在焊接應力及聚集氫的壓力下，引發裂紋在微

缺陷應力集中部位出現及擴展，形成聚集擴展聚集擴展…，這

些活動需要時間，所以通常冷裂紋又稱為延遲裂紋或氫致裂紋。

形貌特征：焊后冷卻至較低溫度下產生，貫穿晶粒開裂，斷口呈金屬

光亮。

防止措施：焊前預熱，降低冷卻速度；選擇合適的焊接規范參數；采

用低氫型焊接材料，并嚴格烘干；徹底清除焊絲及母材焊接區域的油

污、鐵銹和水分，焊后立即后熱或焊后熱處理，改進接頭設計降低拘

束應力。

2）熱裂紋（結晶裂紋）

（1）結晶裂紋的形成機理：熱裂紋發生于焊縫金屬凝固末期，敏感溫

度區大致在固相線附近的高溫區，最常見的熱裂紋是結晶裂紋，其

生成原因是在焊縫金屬凝固過程中，結晶偏析使雜質生成的低熔點

共晶物富集于晶界，形成所謂"液態薄膜",在特定的敏感溫度區

（又稱脆性溫度區）間，其強度極小，由于焊縫凝固收縮而受到拉

應力，最終開裂形成裂紋。

（2）防止措施：a.減小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量較低的材

料焊接。b.加入一定的合金元素，減小柱狀晶和偏析。如鋁、銳、

鐵、鏡等可以細化晶粒。c.采用熔深較淺的焊縫，改善散熱條件使

低熔點物質上浮在焊縫表面而不存在于焊縫中。d.合理選用焊接規

范，并采用預熱和后熱，減小冷卻速度。e.采用合理的裝配次序，

減小焊接應力。

8、未焊透

未焊透：焊接時，接頭根部未完全熔透的現象，稱為未焊透。單面焊

時，焊縫熔透達不到根部為根部未焊透；雙面焊時，在兩面焊縫中間

也可形成中間未焊透。

危害：削弱焊縫的工作截面，降低焊接接頭的強度并會造成應力集中。

焊接技術規范中不允許焊接接頭中超過一定容限量的未焊透。

產生原因：坡口鈍邊太厚，角度太小，裝配間隙過??；焊接電流過小,

電弧電壓偏低，焊接速度過大；焊接電弧偏吹現象；焊接電流過大使

母材金屬尚未充分加熱時而焊絲已急劇熔化；焊接操作不當，焊條角

度不正確而焊偏等。

防止措施：正確選用和加工坡口尺寸，保證裝配間隙；正確選用焊接

電流和焊接速度；認真操作，保持適當焊搶角度，防止焊偏。

9、未融合

未熔合：熔化焊時，在焊縫金屬與母材之間或焊道（層）金屬之間未

能完全熔化結合，熔融焊縫金屬敷在固態金屬表面，其間可見縫隙或

不可見縫隙，稱為未熔合。俗稱假焊或虛焊。有側壁未熔合、層間未

熔合和焊縫根部未熔合三種形式。

10、焊縫的外觀要求

缺陷種類I級煌就要求11級焊縫要求荷圖%注

焊「焊縫密度茶&10%焊籟寬度焊縫寬度系WI品焊縫寬度C.不包能給人用癡

C.FL不大丁2.QMJ。FL不大于3.0M.

寬度若

煒縫焊縫余高度h：焊縫余高度h：

■

余AOWhWl+0.1C,且不大于0WhWlM.15C,H不大于

2.Onm。2.0HD.

焊維名lOOOnn餌就長或以下H斛500am煌縫長或以下

Wlun,R焊縫全長H不得1,，且埠籟全長H不的?1

不宜度

大于加a.2m.

.

yW@058且yWO.5,單個長>

咬邊度不大于au,總長度不超過焊未超標之咬邊應打

內0.058且yWO.5m地編全長的10H.9//Q7)融平刑過渡至理

個長度不大丁5皿,總長度y^O.IfiflyCl.O,單個長度材，打磨深度■大

不超過焊縫全長的5%ILF5BU.總長度不超過丹?值柳過0.5皿.

全長的5%

n—gizr-1

ttl透mWO.",*大為1.5mW0.158,*大為2I

J

?

1.外露煌維，不允許.

惇卿不允許

2.不多于焊縫全長的S*

1外.露焊縫，不允許.

把玩不允許2每.米或每條焊維上不用多于

2處,R不低丁母材.

會址

不允許不允許

未婚分

1.已密時性要求或外露W1.外M5煒金，不允許.

縫，不允許.IJOQMI長的焊級上，6W

氣孔（包2.其它焊縫，在300>?長1.5m的氣孔、點狀夾淪In

的焊縫上，eWLg的氣超過1個，4>￡0.5皿的缺陷

渣）孔、點狀夾湎不得超過1點數允許好多，但總面枳不得

個.eWO.501nl的然陷點敝大丁2?\

允作增多,但總面枳不得大

于1m*.

八、厚板及低氣溫焊接

1、厚板焊接

厚板多層焊時應連續施焊，每一焊道焊接完成后應及時清理焊

渣及表面飛濺物，發現影響焊接質最的缺陷時.，應清除后方可再焊。

在連續焊接過程中應控制焊接區母材溫度，使層間溫度的上、下限

符合工藝文件要求。遇有中斷施焊的情況，應采取適當的后熱、保

溫措施，再次焊接時重新預熱溫度應高于初始預熱溫度；坡口底層

焊道采用焊條手工電弧焊時宜使用不大于04mm的焊條施焊，底

層根部焊道的最小尺寸應適宜，但最大厚度不應超過6mm；

1）焊接應力、應變的控制方法

焊接應力和應變是能量存在同一焊件的不同形式，服從于能量守恒

定律，它們相輔相成并可互相轉換，減少一方必須增大另一方。

任何形式消除焊接應力的方法，都是以犧牲材料的綜合性能指標特別

是塑性、韌性儲備為代價，因此焊接應力是從設計開始的焊接全過程

控制的預防措施，這是目前控制焊接應力的最好方法。

a.深化設計時盡量減少焊縫數量，避免多條焊縫的交叉。

b.盡量減小坡口角度，減小焊縫截面積。

c.采用合理的焊接順序。

d,采用合理的預熱和后熱規范。

作為估算鋼材焊接性的重要指標之一，Q420和Q345B的碳當量

CE(%)根據國際焊接學會(IIW)推薦的適應于中高強度的非調質低

合金高強度鋼公式，計算如下(化學成分均取平均值)：

Q420：

CE(%)=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Cu/15+Ni/15(%)%0.430(%)

Q345：

CE(%)=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Cu/15+Ni/15(%)%0.345(%)

碳當量Ceq<0.4%時，淬硬傾向不大，焊接性良好，當碳當量

Ceq=0.4~0.6,鋼材易淬硬，說明焊接性已變差，焊接時需預熱，隨著

板厚的增大，預熱溫度也適當的提高。Q345碳當量為0.345,Q420

碳當量也約為0.430左右，大于0.4,所以淬硬傾向大，抗裂性能差,

焊接性也較差。故焊接時應采取預熱、控制線能量、后熱緩冷或消除

擴散氫等工藝措施。

常用結構鋼材最低預熱溫度要求

鋼材牌接頭最厚部件的板厚t(mm

號t<2525《tW4040V《6。60VtW80t>80

Q345—60°C80°C100°C140°C

Q42060°C80°C100°C140°C180°C

a.焊前預熱及層間溫度的保持宜采用電加熱器、火焰加熱器等加

熱，并采用專用的測溫儀器測量；

b.預熱的加熱區域應在焊接坡口兩側，寬度應各為焊件施焊處厚度

的1.5倍以上，且不小于100mm；預熱溫度宜在焊件反面測量，測

溫點應在離電弧經過前的焊接點各方向不小于75mm處；當用火焰

加熱器預熱時正面測溫應在加熱停止后進行。

c.后熱消氫處理的加熱溫度應為200-250度，保溫時間應依據工件

板厚每25mm板厚不小于0.5h、且總保溫時間不小于lh確定。達

到保溫時間后應緩冷至常溫；

2）焊接裂紋控制

在焊接厚板鋼結構時，傳熱速度比薄板快，因此提高了焊縫金

屬的結晶速度，即提高了焊縫結晶期間的應變增長率，增大了熱裂

傾向；在另一方面，由于冷卻速度的提高，結構鋼焊接接頭必然

更易于硬化，與薄板焊接相比較，厚板焊接的冷裂傾向必然增大。

因此，為了防止產生焊接裂紋，首先要控制冷卻速度；其次要選用正

確的母材和焊接材料。在工藝上控制接頭的冷卻速度，主要從焊前

預熱、焊接線能量及焊接順序三個方面進行。

q=nUl/v

式中：q------熱輸入（J/mm）；

U——電弧電壓（V）；

I——焊接電流（A）；

V------焊接速度（mm/s）；

n------熱效率

（焊條電弧焊n=0.7?0.8；埋弧焊n=0.8?0.95；TIG焊n=0.5）。

2、低溫焊接技術措施

大量焊接鋼結構失效事故表明，低溫是導致脆斷的主要原因，特別

是結構中存在著缺陷（缺口效應）則脆斷效應更嚴重。當溫度低于

材料的臨界轉變溫度時，在遠小于屈服強度的作用下，鋼材會出現

完全無屈服的斷裂。本工程工期內存在冬期施工，需解決低溫焊接

的技術難題。

1）低溫焊接的特點：

⑴低溫焊接條件下，焊縫的冷卻速度較常溫比較速度增加，直接后果

是t的下降，晶粒度隨之粗大，因此冷裂紋的敏感性也相應增加。

⑵在結構拘束度很大的前提下，冷卻速度過快，極易造成焊縫金屬