1、第第7 7章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料第第7 7章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料1、焊接的定義 焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充金屬，使焊件間達到原子間結(jié)合的一或不用填充金屬，使焊件間達到原子間結(jié)合的一種加工方法種加工方法 也可以說，焊接最本質(zhì)的特點就是通過焊接使也可以說，焊接最本質(zhì)的特點就是通過焊接使焊件達到了原子結(jié)合，從而將原來分開的物體構(gòu)焊件達到了原子結(jié)合，從而將原來分開的物體構(gòu)成了一個整體，這是任何其它連接形式所不具備成了一個整體，這是任何其它連接形式所不具備的。的。7 72、焊接結(jié)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中

2、的應用 焊接結(jié)構(gòu)是將各種經(jīng)過軋制的金屬材料及鑄、鍛等坯焊接結(jié)構(gòu)是將各種經(jīng)過軋制的金屬材料及鑄、鍛等坯料采用焊接加工方法，按照一定結(jié)構(gòu)制成的并能承受料采用焊接加工方法，按照一定結(jié)構(gòu)制成的并能承受載荷的金屬結(jié)構(gòu)。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展和進步，各種載荷的金屬結(jié)構(gòu)。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展和進步，各種焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品被廣泛應用于各個行業(yè)，如工業(yè)中的石焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品被廣泛應用于各個行業(yè)，如工業(yè)中的石油化工機械、重型與礦山機械、起重與吊裝設備、冶油化工機械、重型與礦山機械、起重與吊裝設備、冶金建筑、各類鍛壓機械等；交通運輸業(yè)中的汽車、車金建筑、各類鍛壓機械等；交通運輸業(yè)中的汽車、車輛、船舶、農(nóng)用機械的制造；兵器工業(yè)中的常

3、規(guī)兵器、輛、船舶、農(nóng)用機械的制造；兵器工業(yè)中的常規(guī)兵器、火箭、深潛設備；航空航天技術(shù)中的人造衛(wèi)星和載入火箭、深潛設備；航空航天技術(shù)中的人造衛(wèi)星和載入飛船等。飛船等。7 73、焊接結(jié)構(gòu)的特點 焊接結(jié)構(gòu)得到如此廣泛的應用和高速發(fā)展，是焊接結(jié)構(gòu)得到如此廣泛的應用和高速發(fā)展，是因為它具有一系列優(yōu)點：因為它具有一系列優(yōu)點：（1 1）能夠滿足結(jié)構(gòu)使用性要求）能夠滿足結(jié)構(gòu)使用性要求 （2 2）可節(jié)約金屬材料）可節(jié)約金屬材料（3 3）工藝靈活性大）工藝靈活性大 （4 4）對金屬材料的適應性強）對金屬材料的適應性強（5 5）投資少，見效快）投資少，見效快焊接結(jié)構(gòu)的不足之處：焊接結(jié)構(gòu)的不足之處： 一方面焊接接頭是

4、一個不均勻體，主要表現(xiàn)在一方面焊接接頭是一個不均勻體，主要表現(xiàn)在幾何形狀不連續(xù)、化學成分不均勻、力學性能不幾何形狀不連續(xù)、化學成分不均勻、力學性能不一樣、金相組織不相同；其次，焊接結(jié)構(gòu)存在一一樣、金相組織不相同；其次，焊接結(jié)構(gòu)存在一定的焊接應力和變形；另外焊接結(jié)構(gòu)對材料有一定的焊接應力和變形；另外焊接結(jié)構(gòu)對材料有一定的選擇性，雖然隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，很多過定的選擇性，雖然隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，很多過去焊接性差的材料也能得到好的焊接質(zhì)量，但焊去焊接性差的材料也能得到好的焊接質(zhì)量，但焊接工藝比較復雜；還有由于焊接結(jié)構(gòu)的剛性一般接工藝比較復雜；還有由于焊接結(jié)構(gòu)的剛性一般比較大，一旦產(chǎn)生裂紋很難制止，所

5、以焊接結(jié)構(gòu)比較大，一旦產(chǎn)生裂紋很難制止，所以焊接結(jié)構(gòu)對于脆性斷裂、疲勞、應力腐蝕和蠕變破壞都比對于脆性斷裂、疲勞、應力腐蝕和蠕變破壞都比較敏感。較敏感。7 71 1生產(chǎn)準備生產(chǎn)準備2 2金屬材料的預處理金屬材料的預處理3 3備料及成形加工備料及成形加工4 4裝配裝配- -焊接焊接5 5質(zhì)量檢驗與安全評定質(zhì)量檢驗與安全評定焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的主要工藝過程：焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的主要工藝過程： 7 7 涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極叫做涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極叫做焊焊條條。焊條電弧焊時，焊條既作為電極傳導電流而。焊條電弧焊時，焊條既作為電極傳導電流而產(chǎn)生電弧，為焊接提供所需熱量；又在熔化后作產(chǎn)生電

6、弧，為焊接提供所需熱量；又在熔化后作為填充金屬過渡到熔池，與熔化的焊件金屬熔合，為填充金屬過渡到熔池，與熔化的焊件金屬熔合，凝固后形成焊縫。凝固后形成焊縫。1、焊條的組成 焊條是由焊芯與藥皮兩部分組成的，其構(gòu)造如焊條是由焊芯與藥皮兩部分組成的，其構(gòu)造如圖圖7-27-2所示。焊條前端藥皮有所示。焊條前端藥皮有4545左右的倒角，以左右的倒角，以便于引弧；尾部的夾持端用于焊鉗夾持并利于導便于引弧；尾部的夾持端用于焊鉗夾持并利于導電。電。7 71、焊條的組成 圖圖7-2 焊條組成示意圖焊條組成示意圖1-焊芯焊芯 2-藥皮藥皮 3-夾持端夾持端 焊條直徑指的是焊芯焊條直徑指的是焊芯直徑，是焊條的重要尺

7、直徑，是焊條的重要尺寸，共有寸，共有1.681.68八種八種規(guī)格。焊條長度由焊條規(guī)格。焊條長度由焊條直徑而定，在直徑而定，在200650mm200650mm之間。生之間。生產(chǎn)中應用最多的是產(chǎn)中應用最多的是3.2mm3.2mm、4mm4mm、5mm5mm三種，長度分別三種，長度分別為為350mm350mm、400mm400mm和和450mm450mm。 7 71、焊條的組成 （1 1）焊芯）焊芯 焊芯的主要作用是傳導電流維持電弧燃燒焊芯的主要作用是傳導電流維持電弧燃燒和熔化后作為填充金屬進入焊縫。和熔化后作為填充金屬進入焊縫。 （2 2）藥皮）藥皮 焊條藥皮是指壓涂在焊芯表面上的涂料層。焊條藥皮

8、是指壓涂在焊芯表面上的涂料層。 1 1）藥皮的作用。提高焊接電弧的穩(wěn)定性；保護熔化）藥皮的作用。提高焊接電弧的穩(wěn)定性；保護熔化金屬不受外界空氣的影響；過渡合金元素使焊縫獲得金屬不受外界空氣的影響；過渡合金元素使焊縫獲得所要求的性能；改善焊接工藝性能。所要求的性能；改善焊接工藝性能。 2 2）藥皮的類型。鈦鐵礦型；鈦鈣型；鐵粉鈦鈣型；）藥皮的類型。鈦鐵礦型；鈦鈣型；鐵粉鈦鈣型；高纖維素鈉型；高纖維素鉀型；高鈦鈉型；高鈦鉀型；高纖維素鈉型；高纖維素鉀型；高鈦鈉型；高鈦鉀型；鐵粉鈦型；氧化鐵型；鐵粉氧化鐵型；低氫鈉型；低鐵粉鈦型；氧化鐵型；鐵粉氧化鐵型；低氫鈉型；低氫鉀型；鐵粉低氫型。氫鉀型；鐵粉低

9、氫型。 7 72、焊條的分類、型號及牌號（1 1）焊條的分類）焊條的分類 1 1）按焊條的用途分類）按焊條的用途分類 可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條共焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條共9 9種。種。2 2）按焊條藥皮熔化后的熔渣特性可分為）按焊條藥皮熔化后的熔渣特性可分為酸性焊條酸性焊條 其熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有較強的氧化其熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有較強的氧化性，合金元素燒損多，因而力學性能較差，特

10、別是塑性和沖擊性，合金元素燒損多，因而力學性能較差，特別是塑性和沖擊韌性比堿性焊條低。韌性比堿性焊條低。堿性焊條堿性焊條 熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金。由于脫氧熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金。由于脫氧完全，合金過渡容易，能有效的降低焊縫中的氫、氧、硫。完全，合金過渡容易，能有效的降低焊縫中的氫、氧、硫。2、焊條的分類、型號及牌號（1 1）焊條型號編制焊條型號是指國家標準中規(guī)定的焊）焊條型號編制焊條型號是指國家標準中規(guī)定的焊條代號。條代號。 1 1）碳鋼和低合金鋼焊條型號）碳鋼和低合金鋼焊條型號 按按GB511785GB511785，GB511885GB511885規(guī)定，碳鋼焊條的型號

11、根據(jù)熔敷金屬的規(guī)定，碳鋼焊條的型號根據(jù)熔敷金屬的抗拉強度、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分，抗拉強度、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分，以字母以字母E E后加四位數(shù)字表示，即后加四位數(shù)字表示，即E E，見表，見表7-37-3、表表7-47-4、表、表7-57-5。2、焊條的分類、型號及牌號（1 1）焊條型號編制焊條型號是指國家標準中規(guī)定的焊）焊條型號編制焊條型號是指國家標準中規(guī)定的焊條代號。條代號。 完整的焊條型號舉例如下：完整的焊條型號舉例如下：7 72、焊條的分類、型號及牌號（3）焊條的牌號）焊條的牌號 焊條牌號是焊條生產(chǎn)廠家或有關(guān)部焊條牌號是焊條生產(chǎn)廠家或有關(guān)部門對焊條的命名，因

12、而編排規(guī)律不盡相同，但大多數(shù)門對焊條的命名，因而編排規(guī)律不盡相同，但大多數(shù)是用在三位數(shù)字前面冠以代表廠家或用途的字母（或是用在三位數(shù)字前面冠以代表廠家或用途的字母（或符號）表示。前面兩位數(shù)字表示各大類中的若干小類，符號）表示。前面兩位數(shù)字表示各大類中的若干小類，不同用途焊條的前兩位數(shù)字表示的內(nèi)容及編排規(guī)律不不同用途焊條的前兩位數(shù)字表示的內(nèi)容及編排規(guī)律不盡相同。第三位數(shù)表示焊條藥皮的類型及焊接電流種盡相同。第三位數(shù)表示焊條藥皮的類型及焊接電流種類，適用于各種焊條，具體內(nèi)容見表類，適用于各種焊條，具體內(nèi)容見表7-7。表表7-7 焊條牌號中第三位數(shù)字的含意焊條牌號中第三位數(shù)字的含意焊條牌號焊條牌號藥

13、皮類型藥皮類型電流種類電流種類焊條牌號焊條牌號藥皮類型藥皮類型電流種類電流種類0不屬已規(guī)定不屬已規(guī)定類型類型不規(guī)定不規(guī)定5纖維素型纖維素型交直流交直流1氧化鈦型氧化鈦型交直流交直流6低氫鉀型低氫鉀型交直流交直流2鈦鈣型鈦鈣型交直流交直流7低氫鈉型低氫鈉型直直 流流3鈦鐵礦型鈦鐵礦型交直流交直流8石墨型石墨型交直流交直流4氧化鐵型氧化鐵型交直流交直流9鹽基型鹽基型直直 流流7 71、焊條的組成 （1 1）焊條選用原則）焊條選用原則1 1）等強度原則）等強度原則 對于承受靜載或一般載荷的工件或結(jié)對于承受靜載或一般載荷的工件或結(jié)構(gòu)，通常選用抗拉強度與母材相等的焊條。構(gòu)，通常選用抗拉強度與母材相等的焊

14、條。2 2）同等性能原則）同等性能原則 在特殊環(huán)境下工作的結(jié)構(gòu)如要求耐在特殊環(huán)境下工作的結(jié)構(gòu)如要求耐磨、耐腐蝕、耐高溫或低溫等具有較高的力學性能，磨、耐腐蝕、耐高溫或低溫等具有較高的力學性能，則應選用能保證熔敷金屬的性能與母材相近或相近似則應選用能保證熔敷金屬的性能與母材相近或相近似的焊條。如焊接不銹鋼時，應選用不銹鋼焊條。的焊條。如焊接不銹鋼時，應選用不銹鋼焊條。3 3）等條件原則）等條件原則 根據(jù)工件或焊接結(jié)構(gòu)的工作條件和特根據(jù)工件或焊接結(jié)構(gòu)的工作條件和特點選擇焊條。如焊件需要受動載荷或沖擊載荷的工件，點選擇焊條。如焊件需要受動載荷或沖擊載荷的工件，應選用熔敷金屬沖擊韌性較高的低氫型堿性焊

15、條。反應選用熔敷金屬沖擊韌性較高的低氫型堿性焊條。反之，焊一般結(jié)構(gòu)時，應選用酸性焊條。之，焊一般結(jié)構(gòu)時，應選用酸性焊條。 埋弧焊時，能夠熔化形成熔渣和氣體，對熔化金屬起埋弧焊時，能夠熔化形成熔渣和氣體，對熔化金屬起保護并進行復雜的冶金反應的一種顆粒狀物質(zhì)叫焊劑。保護并進行復雜的冶金反應的一種顆粒狀物質(zhì)叫焊劑。1 1、焊劑的作用、焊劑的作用 1 1）焊接時，焊劑部分熔化甚至氣化后覆蓋焊接區(qū)，）焊接時，焊劑部分熔化甚至氣化后覆蓋焊接區(qū)，防止空氣中氮、氧等有害氣體侵入熔池，減慢冷卻速防止空氣中氮、氧等有害氣體侵入熔池，減慢冷卻速度，改善結(jié)晶狀況及氣體逸出條件，從而減少氣孔。度，改善結(jié)晶狀況及氣體逸出

16、條件，從而減少氣孔。2 2）對焊縫金屬滲合金，改善焊縫的化學成分和提高力）對焊縫金屬滲合金，改善焊縫的化學成分和提高力學性能。滲合金元素為錳和硅，為此，焊劑中應含有學性能。滲合金元素為錳和硅，為此，焊劑中應含有足夠數(shù)量的氧化錳和二氧化硅。足夠數(shù)量的氧化錳和二氧化硅。3 3）防止焊縫中產(chǎn)生氣孔和裂紋。）防止焊縫中產(chǎn)生氣孔和裂紋。7 7 2 2、焊劑的分類、焊劑的分類 1 1）熔煉焊劑）熔煉焊劑 將一定比例的各種配料放在爐內(nèi)熔煉，將一定比例的各種配料放在爐內(nèi)熔煉，然后經(jīng)過水冷，使焊劑形成顆粒狀，經(jīng)烘干、篩選而然后經(jīng)過水冷，使焊劑形成顆粒狀，經(jīng)烘干、篩選而制成的一種焊劑。制成的一種焊劑。 2 2）燒

17、結(jié)焊劑）燒結(jié)焊劑 將一定比例的各種粉狀配料加入適量粘將一定比例的各種粉狀配料加入適量粘結(jié)劑，混合攪拌后經(jīng)高溫結(jié)劑，混合攪拌后經(jīng)高溫(400(4001000)1000)燒結(jié)成塊，燒結(jié)成塊，然后粉碎，篩選而制成的一種焊劑。然后粉碎，篩選而制成的一種焊劑。 3 3）粘結(jié)焊劑）粘結(jié)焊劑 將一定比例的各種粉狀配料加入適量粘將一定比例的各種粉狀配料加入適量粘結(jié)劑，經(jīng)混合攪拌、粒化和低溫結(jié)劑，經(jīng)混合攪拌、粒化和低溫 (400(400以下以下) )烘干而制烘干而制成的一種焊劑，以前稱陶質(zhì)焊劑。成的一種焊劑，以前稱陶質(zhì)焊劑。 3 3焊劑的型號焊劑的型號1 1）碳素鋼埋弧焊用焊劑型號）碳素鋼埋弧焊用焊劑型號 按照

18、按照GB/T5293-1999GB/T5293-1999埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑標準，焊劑的表示方法埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑標準，焊劑的表示方法如下：如下： “F”“F”表示埋弧焊用焊劑。表示埋弧焊用焊劑。第一位數(shù)字第一位數(shù)字“x1”“x1”表示焊絲表示焊絲- -焊劑組合的熔敷金屬抗拉焊劑組合的熔敷金屬抗拉強度的最小值，見表強度的最小值，見表7-87-8。第二位數(shù)字第二位數(shù)字“x2”“x2”表示試件的處理狀態(tài)，表示試件的處理狀態(tài)，“A”“A”表示表示焊態(tài)，焊態(tài)，“P”“P”表示焊后熱處理狀態(tài)。表示焊后熱處理狀態(tài)。第三位數(shù)字第三位數(shù)字“x3”“x3”表示熔敷金屬沖擊吸收功不小于表示熔敷金屬沖擊吸收功

19、不小于27J27J時的最低試驗溫度，見表時的最低試驗溫度，見表7-97-9。H H表示焊絲的牌號，焊絲的牌號按表示焊絲的牌號，焊絲的牌號按GB/T14957-GB/T14957-19941994規(guī)定。規(guī)定。7 7 2 2）低合金鋼埋弧焊用焊劑型號）低合金鋼埋弧焊用焊劑型號按照按照GB/T12470-2003GB/T12470-2003埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑標準，標準，焊劑的表示方法如下：焊劑的表示方法如下： “F”“F”表示埋弧焊用焊劑。表示埋弧焊用焊劑。第一位數(shù)字第一位數(shù)字“xx1”“xx1”表示焊絲表示焊絲- -焊劑組合的熔敷金屬抗拉強度的焊劑組合的熔敷金屬抗

20、拉強度的最小值，見表最小值，見表7-107-10。第二位數(shù)字第二位數(shù)字“x2”“x2”表示試件的處理狀態(tài)，表示試件的處理狀態(tài)，“A”“A”表示焊態(tài)，表示焊態(tài)，“P”“P”表示焊后熱處理狀態(tài)，見表表示焊后熱處理狀態(tài)，見表7-117-11。第三位數(shù)字第三位數(shù)字“x3”“x3”表示熔敷金屬沖擊吸收功不小于表示熔敷金屬沖擊吸收功不小于27J27J時的最時的最低試驗溫度，見表低試驗溫度，見表7-127-12。H H表示焊絲的牌號，焊絲的牌號按表示焊絲的牌號，焊絲的牌號按GB/T14957-1994GB/T14957-1994和規(guī)和規(guī)定定GB/T3429-1994GB/T3429-1994規(guī)定。如果需要標

21、注熔敷金屬中擴散氫含量規(guī)定。如果需要標注熔敷金屬中擴散氫含量時，可用后綴時，可用后綴“H“H”表示，見表表示，見表7-137-13。1. 1. 焊接原理焊接原理鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法是鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法是電弧電弧焊焊, ,包括包括手工電弧焊手工電弧焊、自動或半自動或半自動埋弧焊自動埋弧焊及及氣體保護焊氣體保護焊等。等。 手工電弧焊手工電弧焊電路由焊條、焊鉗、焊件、電焊機與導線組成。電路由焊條、焊鉗、焊件、電焊機與導線組成。通電引弧后，在涂有焊藥的焊條端與焊件間產(chǎn)生電弧，使焊通電引弧后，在涂有焊藥的焊條端與焊件間產(chǎn)生電弧，使焊條熔化，熔滴滴入被電弧吹成的焊接溶池中，焊藥燃燒在熔條熔化，熔滴滴入被

22、電弧吹成的焊接溶池中，焊藥燃燒在熔池周圍形成保護氣體，稍冷后在焊縫熔化金屬表面形成熔渣，池周圍形成保護氣體，稍冷后在焊縫熔化金屬表面形成熔渣，以隔絕熔池中液體金屬與氧、氮等氣體的接觸，避免形成脆以隔絕熔池中液體金屬與氧、氮等氣體的接觸，避免形成脆性易裂化合物，焊縫金屬冷卻后與焊件熔成一體。性易裂化合物，焊縫金屬冷卻后與焊件熔成一體。7 7直流手工電弧焊直流手工電弧焊- -氬弧焊氬弧焊多功能焊機多功能焊機 7 7焊條有焊條有碳鋼焊條碳鋼焊條和和低合金鋼焊條低合金鋼焊條。其牌號為其牌號為E43E43、E50E50和和E55E55型等，型等，E E表示焊條，數(shù)字表示熔敷金表示焊條，數(shù)字表示熔敷金屬抗

23、拉強度的最小值（單位為屬抗拉強度的最小值（單位為Kgf/mmKgf/mm2 2）。）。 上圖為上圖為XWJ422XWJ422是鈦鈣型藥皮的優(yōu)質(zhì)低碳鋼電焊條。是鈦鈣型藥皮的優(yōu)質(zhì)低碳鋼電焊條。 一般情況下，焊條與母材的一般情況下，焊條與母材的對應關(guān)系如下：對應關(guān)系如下：Q235Q235鋼材，采用鋼材，采用E43E43焊條；焊條；Q345Q345鋼材，采用鋼材，采用E50E50焊條；焊條；Q390Q390、Q420Q420鋼材，采用鋼材，采用E55E55焊條。焊條。7 7自動或半自動埋弧焊主要設備是自動電焊機，沿軌道按設定自動或半自動埋弧焊主要設備是自動電焊機，沿軌道按設定速度移動，通電引弧后，使埋

24、于焊劑下的焊絲和附近的焊劑速度移動，通電引弧后，使埋于焊劑下的焊絲和附近的焊劑熔化，熔渣浮在熔化的焊縫金屬上面，使融化金屬不與空氣熔化，熔渣浮在熔化的焊縫金屬上面，使融化金屬不與空氣接觸，并供給焊縫金屬以必要的合金元素，隨焊機的移動，接觸，并供給焊縫金屬以必要的合金元素，隨焊機的移動，顆粒狀焊劑不斷從料斗漏下，電弧完全被埋在焊劑之內(nèi)，同顆粒狀焊劑不斷從料斗漏下，電弧完全被埋在焊劑之內(nèi)，同時焊絲自動地邊熔化邊下降，稱為自動埋弧焊。時焊絲自動地邊熔化邊下降，稱為自動埋弧焊。 ( (沿軌道推移過程由人工控制時，稱為半自動埋弧焊沿軌道推移過程由人工控制時，稱為半自動埋弧焊) )手工電弧直流手工電弧直流

25、/ /直流脈沖氬弧焊兩用機直流脈沖氬弧焊兩用機7 7門式全自動埋弧焊機門式全自動埋弧焊機7 7H H型鋼柱上型鋼柱上的焊縫的焊縫7 7設備來自上海怡賓機電設備來自上海怡賓機電 氣體保護焊是利用惰性氣體或二氧化碳氣體氣體保護焊是利用惰性氣體或二氧化碳氣體作為保護介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。直接依作為保護介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。直接依靠保護氣體在電弧周圍形成局部的保護層，靠保護氣體在電弧周圍形成局部的保護層，以防止有害氣體侵入，從而保持焊接過程的以防止有害氣體侵入，從而保持焊接過程的穩(wěn)定，氣體保護焊又稱氣電焊。穩(wěn)定，氣體保護焊又稱氣電焊。( (最常用的惰性氣體是氬氣最常用的惰性氣體是氬氣) )二氧化碳

26、氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊7 7西湖國際大廈施工現(xiàn)場西湖國際大廈施工現(xiàn)場采用二氧化碳氣體保護施焊采用二氧化碳氣體保護施焊7 7杭州廣播電視新樓施工現(xiàn)場杭州廣播電視新樓施工現(xiàn)場采用二氧化碳氣體保護施焊采用二氧化碳氣體保護施焊7 7第第7 7章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料7.4 7.4 焊接接頭焊接接頭7.4.17.4.1焊接接頭的組成焊接接頭的組成 焊縫金屬是由焊接填充金屬及部分母材金屬熔化結(jié)晶后形成的，其組織和化學成分不同于母材金屬。熱影響區(qū)受焊接熱循環(huán)的影響，組織和性能都發(fā)生變化，特別是熔合區(qū)的組織和性能變化更為明顯。因此，焊接接頭是一個成份、組織和性能都不均勻的連接體。此

27、外，焊接接頭因焊縫的形狀和布置的不同，將會產(chǎn)生不同程度的應力集中。所以： 力學方面影響焊接接頭性能的因素有接頭形狀不影響焊接接頭性能的因素有接頭形狀不連續(xù)性、焊接缺陷（如未焊透和焊接裂紋）、殘余應連續(xù)性、焊接缺陷（如未焊透和焊接裂紋）、殘余應力和殘余變形等。接頭形狀的不連續(xù)性，如焊縫的余力和殘余變形等。接頭形狀的不連續(xù)性，如焊縫的余高和施焊過程中可能造成的接頭錯邊等，都是應力集高和施焊過程中可能造成的接頭錯邊等，都是應力集中的根源。中的根源。 影響焊接接頭性能的因素主要有焊接熱循環(huán)所引起的組織變化、焊接材料引起的焊縫化學成分的變化、焊后熱處理所引起的組織變化以及矯正變形引起的加工硬化等。圖7-

28、10 影響焊接接頭性能的主要因素7.4.2焊縫的基本形式 焊縫是構(gòu)成焊接接頭的主體部分，有對接焊縫和角焊縫兩種基本形式。 開坡口的目的開坡口的目的是為保證電弧能深入到焊縫根部使其焊透，并獲得良好的焊縫成形以及便于清渣。對于合金鋼來說，坡口還能起到調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬比例的作用。坡口形式的選擇取決于板材厚度、焊接方法和工藝過程。通常必須考慮以下幾個方面： 上面只是列舉了選擇坡口的一般規(guī)則，具體選擇時，則需要根據(jù)具體情況綜合考慮。例如： 坡口角度的大小與板厚和焊接方法有關(guān)，其作用是使電弧能深入根部使根部焊透。坡口角度越大，焊縫金屬越多，焊接變形也會增大。 焊前在接頭根部之間預留的空隙稱為根部間隙

29、，采用根部間隙是為了保證焊縫根部能焊透。一般情況下，坡口角度小，需要同時增加根部間隙；而根部間隙較大時，又容易燒穿，為此，需要采用鈍邊防止燒穿。根部間隙過大時，還需要加墊板。 角焊縫按其截面形狀可分為平角焊縫、凹角焊縫、凸角焊縫和不等腰角焊縫四種，如圖7-12所示，應用最多的是截面為直角等腰的角焊縫。 為了提高焊接效率、節(jié)約焊接材料、減小焊接變形，當板厚大于13mm時，可以采用開坡口的角焊縫。 焊接接頭的基本形式有四種：對接接頭、搭接接頭、T形接頭和角接接頭（見圖7-13）。選用接頭形式時，應該熟悉各種接頭的優(yōu)缺點。 兩焊件表面構(gòu)成大于或等于135、小于或等180夾角，即兩板件相對端面焊接而形

30、成的接頭叫做對接接頭。 鋸齒縫搭接接頭形式見圖7-17，這是單面搭接接頭的一種形式。直縫單面搭接接頭的強度和剛度比雙面搭接接頭低得多，所以只能用在受力很小的次要部位。對背面不能施焊的接頭，可用鋸齒形焊縫搭接，這樣能提高焊接接頭的強度和剛度。若在背面施焊困難，用這種接頭形式比較合理。 T形接頭是將相互垂直的被連接件，用角焊縫連接起來的接頭，此接頭一個焊件的端面與另一焊件的表面構(gòu)成直角或近似直角，見圖7-18。這種接頭是典型的電弧焊接頭，能承受各種方向的力和力矩，見圖7-19。這類接頭應避免采用單面角焊接，因為這種接頭的根部有很深的缺口，其承載能力低（見圖7-18a），對較厚的鋼板，可采用K形坡口

31、（見圖7-18b），根據(jù)受力狀況決定是否需焊透。對要求完全焊透的T形接頭，采用單邊V形坡口（見圖7-18c）從一面焊，焊后的背面清根焊滿，比采用K形坡口施焊可靠。 角接接頭多用于箱形構(gòu)件，常用的形式見圖7-20。其中圖7-20a）是最簡單的角接接頭，但承載能力差；圖7-20b）采用雙面焊縫從內(nèi)部加強角接接頭，承載能力較大，但通常不用；圖7-20c）和圖7-20d）開坡口易焊透，有較高的強度，而且在外觀上具有良好的棱角，但應注意層狀撕裂問題；圖7-20e）、f）易裝配，省工時，是最經(jīng)濟的角接接頭；圖7-20g）是保證接頭具有準確直角的角接接頭，并且剛度高，但角鋼厚度應大于板厚；圖7-20h）是最

32、不合理的角接接頭，焊縫多且不易施焊。 焊接圖是焊接施工所用的工程圖樣。要看懂施工圖，就必須了解各焊接結(jié)構(gòu)中焊縫符號及其標注方法。如圖7-21所示是支座的焊接圖，其中多處標注有焊縫符號，用來說明焊接結(jié)構(gòu)在加工制作時的基本要求。 焊縫符號是把圖樣上用技術(shù)制圖方法表示的焊縫基本形式和尺寸采用一些符號來表示的方法。焊縫符號可以表示出：焊縫的位置；焊縫橫截面形狀（坡口形狀）及坡口尺寸：焊縫表面形狀特征；焊縫某些特征或其他要求。第第7 7章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料 1）基本符號 表示焊縫端面（坡口）形狀的符號，見表7-26 2）輔助符號 表示焊縫表面形狀特征的符號，見表7-27。當不需

33、要確切說明焊縫的表面形狀時，可以不用輔助符號。 3）補充符號 為了補充說明焊縫某些特征而采用的符號，見表7-28。 4）焊縫尺寸符號 用來代表焊縫的尺寸要求，表7-29所示為常用的焊縫尺寸符號。當需要注明尺寸要求時才標注。圖7-22所示為焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)的標注位置。 5）指引線 由箭頭線和基準線組成，箭頭指向焊縫處，基準線由兩條互相平行的細實線和虛線組成，如圖7-23所示。當需要說明焊接方法時，可以在基準線末端增加尾部符號。常用的焊接方法表示代號見表7-30。圖7-22 焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)的標準位置 圖7-23 指引線的畫法表表7-30 7-30 焊接方法表示代號焊接方法表示代號焊接方法代號

34、焊接方法代號電弧焊1電阻焊2焊條電弧焊111點焊21埋弧焊12縫焊22熔化極惰性氣體保護焊131閃光焊24鎢極惰性氣體保護焊141氣焊3壓焊4氧-乙炔焊311超聲波焊41氧-丙烷焊12磨擦焊42其他焊接方法7擴散焊45激光焊751爆炸焊441電子束焊76 1）根據(jù)箭頭的指引方向了解焊縫在焊件上的位置。 2）看圖樣上的焊件的結(jié)構(gòu)形式（即組焊焊件的相對位置） 識別出接頭形式。 3）通過基本符號可以識別焊縫形式（即坡口形式）、基本符號上下標有坡口角度及裝配間隙。 4）通過基準線的尾部標注可以了解采用的焊接方法、對焊接的質(zhì)量要求以及無損檢驗要求。 7.5 焊接缺陷表表7-33 7-33 按主要成因分類

35、的焊接缺陷按主要成因分類的焊接缺陷分 類名 稱構(gòu)造缺陷構(gòu)造不連續(xù)、缺口效應、焊縫布置不良引起的應力與變形、錯邊工藝缺陷咬邊、焊瘤、未熔合、未焊透、燒穿、未焊滿、凹坑、夾渣、電弧擦傷、成形不良、余高過大、焊腳尺寸不合適。冶金缺陷裂紋、氣孔、夾雜物、性能惡化。 對焊接缺陷進行分析，主要是為了找出缺陷產(chǎn)生的原因，從而在材料、工藝、結(jié)構(gòu)、設備等方面采取有效措施，以防止缺陷的產(chǎn)生。表7-34 GB6417.1-2005關(guān)于焊接裂紋的特征和分布名 稱特 征分 布橫向裂紋裂紋長度方向基本上與焊縫軸線相垂直位于焊縫金屬中、熱影響區(qū)中、母材金屬中。縱向裂紋裂紋長度方向基本上與焊縫軸線相平行位于焊縫金屬中、熔合線

36、上、熱影響區(qū)中、母材金屬中。弧坑裂紋形貌有橫向、縱向或星形狀位于焊縫收弧弧坑處放射狀裂紋具有某一公共點向四周放射的裂紋位于焊縫金屬中、熱影響區(qū)中、母材金屬中。枝狀裂紋由某一公共裂紋派生的一組裂紋，形貌呈樹枝狀間斷裂紋裂紋呈斷續(xù)狀態(tài)微觀裂紋在顯微鏡下才能觀察到 熱裂紋熱裂紋 在固相線附近的高溫區(qū)形成的裂紋稱為熱裂在固相線附近的高溫區(qū)形成的裂紋稱為熱裂紋。熱裂紋主要發(fā)生在晶界處。紋。熱裂紋主要發(fā)生在晶界處。 冷裂紋冷裂紋 焊接接頭冷卻到焊接接頭冷卻到MsMs溫度以下時形成的裂紋稱溫度以下時形成的裂紋稱為冷裂紋。其特點是表面光亮，無氧化特征。冷裂紋主要發(fā)為冷裂紋。其特點是表面光亮，無氧化特征。冷裂紋

37、主要發(fā)生在焊接熱影響區(qū)，對某些合金成分多的高強度鋼來說，也生在焊接熱影響區(qū)，對某些合金成分多的高強度鋼來說，也可能發(fā)生在焊縫金屬中。常見的冷裂紋可分為氫致裂紋、淬可能發(fā)生在焊縫金屬中。常見的冷裂紋可分為氫致裂紋、淬火裂紋和層狀撕裂。其特征分布見表火裂紋和層狀撕裂。其特征分布見表7-357-35。 再熱裂紋再熱裂紋 工件焊接后，若再次被加熱（如消除應工件焊接后，若再次被加熱（如消除應力熱處理、多層焊或使用過程中被加熱）到一定的溫度而力熱處理、多層焊或使用過程中被加熱）到一定的溫度而產(chǎn)生的裂紋稱為再熱裂紋。產(chǎn)生的裂紋稱為再熱裂紋。 孔穴分為氣孔和縮孔。 （2）孔穴1)氣孔 熔池中的氣泡在凝固時未能

38、逸出而殘留下來所形成的空穴稱為氣孔。GB6417.1-2005將氣孔分為7種 球形氣孔 形狀近似球形的單個氣孔稱為球形氣孔。 均布氣孔 大量氣孔比較均勻的分布在整個焊縫金屬中，如圖7-31所示。圖7-30 焊接接頭中的焊根裂紋a）焊縫內(nèi)的焊根裂紋 b）熱影響區(qū)的焊根裂紋 局部密集氣孔局部密集氣孔 在焊縫金屬局部區(qū)域中存在的密集在焊縫金屬局部區(qū)域中存在的密集氣孔群，如圖氣孔群，如圖7-327-32所示。所示。 鏈狀氣孔鏈狀氣孔 與焊縫軸線平行的一串氣孔，如圖與焊縫軸線平行的一串氣孔，如圖7-337-33所示。所示。 條形氣孔條形氣孔 長度與焊縫軸線平行的非球形長氣孔，長度與焊縫軸線平行的非球形長

39、氣孔，如圖如圖7-347-34所示。所示。 蟲形氣孔蟲形氣孔 因氣體逸出而在焊縫金屬中產(chǎn)生的一種因氣體逸出而在焊縫金屬中產(chǎn)生的一種管狀氣孔穴，其形狀和位置由凝固方式和氣體的來源所決管狀氣孔穴，其形狀和位置由凝固方式和氣體的來源所決定。通常這種氣孔成串聚集并呈人字形狀。有些蟲形氣孔定。通常這種氣孔成串聚集并呈人字形狀。有些蟲形氣孔可能暴露在焊縫表面上，如圖可能暴露在焊縫表面上，如圖7-357-35所示。所示。 表面氣孔表面氣孔 裸露在焊縫表面的氣孔稱為表面氣孔。裸露在焊縫表面的氣孔稱為表面氣孔。 結(jié)晶縮孔結(jié)晶縮孔 結(jié)晶縮孔是焊后冷卻過程中，在焊結(jié)晶縮孔是焊后冷卻過程中，在焊縫中心形成的長條形收縮

40、孔穴，其中可能有殘留氣縫中心形成的長條形收縮孔穴，其中可能有殘留氣體。這種通常在垂直于焊縫表面的方向上出現(xiàn)，如體。這種通常在垂直于焊縫表面的方向上出現(xiàn)，如圖圖7-367-36所示。所示。 微縮孔微縮孔 微縮孔是在顯微鏡下才能觀察到的縮微縮孔是在顯微鏡下才能觀察到的縮孔。孔。 枝晶間微縮孔枝晶間微縮孔 它是在顯微鏡下觀察到的枝晶它是在顯微鏡下觀察到的枝晶微縮孔。微縮孔。 弧坑縮孔弧坑縮孔 弧坑縮孔是指焊道末端弧坑中的凹弧坑縮孔是指焊道末端弧坑中的凹陷。這種凹陷在后續(xù)焊道焊接之前或在施焊后續(xù)焊陷。這種凹陷在后續(xù)焊道焊接之前或在施焊后續(xù)焊道時未被消除，如圖道時未被消除，如圖7-377-37所示。所示

41、。圖7-33 鏈狀氣孔圖7-34 條形氣孔a)b)圖7-35 蟲形氣孔a) 對接焊縫 b)角接焊縫圖7-36 結(jié)晶縮孔圖圖7-33 7-33 鏈狀氣孔鏈狀氣孔 圖圖7-34 7-34 條形氣孔條形氣孔 a)a) 圖圖7-35 7-35 蟲形氣孔蟲形氣孔 a) a) 對接焊縫對接焊縫 b)b)角接焊縫角接焊縫 圖圖7-36 7-36 結(jié)晶縮孔結(jié)晶縮孔 1）夾渣 焊后殘留在焊縫中的熔渣稱為夾渣。其形狀比較復雜，一般呈線狀、長條狀、顆粒狀及其它形式。主要發(fā)生在坡口邊緣和每層焊道之間圓滑過渡的部位，在焊道形狀發(fā)生突變或存在深溝的部位也容易產(chǎn)生夾渣，如圖7-38所示。在橫焊、立焊或仰焊時產(chǎn)生的夾渣比平焊

42、多。 2）焊劑夾渣 殘留在焊縫金屬中的焊劑渣，一般呈線狀、長條狀、顆粒狀及其它形式。 3）氧化物夾雜 這類夾雜是由于凝固時殘留在焊縫金屬中的金屬氧化物所造成的。 4）皺褶 在某些情況下，特別是鋁合金焊接時，因焊接熔池保護不善和紊流的雙重影響而產(chǎn)生大量的氧化膜所引起的。 5）金屬夾雜 來自外部的金屬顆粒殘留在焊縫金屬中所引起的夾雜即金屬夾雜。這種金屬顆粒可能是鎢（稱之為夾鎢）、銅或其他金屬。 1）未熔合 在焊縫金屬和母材之間或焊道金屬與焊道金屬之間未完全熔化結(jié)合的部分稱為未熔合。常出現(xiàn)在坡口的側(cè)壁、多層焊的層間及焊縫的根部。這種缺陷有時間隙很大，與熔渣難以區(qū)別。有時雖然結(jié)合緊密但未焊合，往往從其

43、末端產(chǎn)生裂紋。未熔合有以下幾種形式：側(cè)壁未熔合、層間未熔合和焊根未熔合，如圖7-39所示。 2）未焊透 焊接時，母材金屬之間未被電弧熔合而留下的空隙稱為未焊透。出現(xiàn)在單面焊的坡口根部、雙面焊的坡口鈍邊之間，如圖7-40所示。未焊透會造成較大的應力集中，往往從其末端產(chǎn)生裂紋。 1）咬邊 由于焊接參數(shù)選擇不當，或操作工藝不正確，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷稱為咬邊，如圖7-41所示。 2）焊瘤 焊接過程中，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稱為焊瘤。焊瘤存在于焊縫表面，在其下面往往伴隨著未熔合、未焊透等缺陷。由于焊縫填充金屬的堆積，使焊縫的幾形狀發(fā)生變化而造成應力集中如圖7-4

44、2所示。 3）燒穿和下塌 焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷叫燒穿。燒穿容易發(fā)生在第一道焊道及薄板對接焊縫或管子對接焊縫中。在燒穿的周圍常有氣孔、夾渣、焊瘤及未焊透等缺陷，如圖7-43a）所示。 穿過單層焊縫根部，或在多層焊接接頭中穿過前道熔敷金屬塌落的過量焊縫金屬稱為下塌如圖7-43b）所示。 4）錯邊和角變形 由于兩個焊件沒有對正而造成板的中心線平行偏差稱為錯邊，如圖7-44a）所示。當兩個焊件沒有對正而造成它們的表面不平行或不成預定的角度稱為角變形如圖7-44b）、c）所示。 5）焊縫尺寸、形狀不合要求 焊縫的尺寸缺陷是指焊縫的幾何尺寸不符合標準的規(guī)定，如圖7-45所示。

45、焊縫形狀缺陷是指焊縫外觀質(zhì)量粗糙、魚鱗波高低、寬窄發(fā)生突變，焊縫與母材非圓滑過渡等，如圖7-46所示。a）b）c）圖7-44 錯邊與角變形a）錯邊 b）角焊時的變形 c）V形坡口的焊后變形圖7-45 角焊縫尺寸的缺陷a）焊角尺寸K1、K2偏小 b）焊角尺寸K1偏小、K2偏大a）b）c）圖7-46 焊縫形狀缺陷a）焊縫寬度不一致 b）角焊縫凸度過大 c）焊縫高度突變 1）電弧擦傷 在焊縫坡口外部引弧時產(chǎn)生于母材金屬表面上的局部損傷，如圖7-47所示。如果在坡口外隨意引弧，有可能形成弧坑而產(chǎn)生裂紋，又很容易被忽視、漏檢，導致事故發(fā)生。 2）飛濺 熔焊過程中，熔化的金屬顆粒和熔渣向周圍飛散的現(xiàn)象稱為

46、飛濺。不同藥皮成分的焊條具有不同的飛濺損失，圖7-48為飛濺較嚴重的情形。 焊接缺陷對質(zhì)量的影響，主要是對結(jié)構(gòu)負載強度和耐腐蝕性能的影響。由于缺陷的存在減小了結(jié)構(gòu)承載的有效截面積，更主要的是在缺陷周圍產(chǎn)生了應力集中。因此，焊接缺陷對結(jié)構(gòu)的靜載強度、疲勞強度、脆性斷裂以及抗應力腐蝕開裂都有重大的影響。由于各類缺陷的形態(tài)不同，所產(chǎn)生的應力集中程度也不同，因而對結(jié)構(gòu)的危害程度也各不一樣。 此外，對于焊縫的形狀不良、角焊縫的凸度過大及錯邊、角變形等焊接接頭的外部缺陷，也都會引起應力集中或者產(chǎn)生附加的應力。 （2）焊接缺陷對靜載強度的影響 試驗表明：圓形缺陷所引起的強度降低與缺陷造成的承載截面的減小成正

47、比。 若焊縫中出現(xiàn)成串或密集氣孔時，由于氣孔的截面較大，同時還可能伴隨著焊縫力學性能的下降（如氧化等）使強度明顯的降低。因此，成串氣孔要比單個氣孔危險得多。夾渣對強度的影響與其形狀和尺寸有關(guān)。單個小球狀夾渣并不比同樣尺寸和形狀的氣孔危害大，當夾渣呈連續(xù)的細條狀且排列方向垂直于受力方向時，是比較危險的。裂紋、未熔合和未焊透比氣孔和夾渣的危害大，它們不僅降低了結(jié)構(gòu)的有效承載截面積，而且更重要的是產(chǎn)生了應力集中，有誘發(fā)脆性斷裂的可能。尤其是裂紋，在其尖端存在著缺口效應，容易出現(xiàn)三向應力狀態(tài)，會導致裂紋的失穩(wěn)和擴展，以致造成整個結(jié)構(gòu)的斷裂，所以裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中最危險的缺陷。 （3）焊接缺陷對脆性斷裂的

48、影響 脆斷是一種低應力下的破壞，而且具有突發(fā)性，事先難以發(fā)現(xiàn)和加以預防，故危害最大。 一般認為，結(jié)構(gòu)中缺陷造成的應力集中越嚴重，脆性斷裂的危險性越大。如上所述，裂紋對脆性斷裂的影響最大，其影響程度不僅與裂紋的尺寸、形狀有關(guān)，而且與其所在的位置有關(guān)。如果裂紋位于高值拉應力區(qū)就容易引起低應力破壞；若位于結(jié)構(gòu)的應力集中區(qū)，則更危險。 此外，錯邊和角變形能引起附加的彎曲應力，對結(jié)構(gòu)的脆性破壞也有影響，并且角變形越大，破壞應力越低。 （4）焊接缺陷對疲勞強度的影響 缺陷對疲勞強度的影響比靜載強度大得多。例如，氣孔引起的承載截面減小10%時，疲勞強度的下降可達50%。 焊縫內(nèi)的平面型缺陷（如裂紋、未熔合、

49、未焊透）由于應力集中系數(shù)較大，因而對疲勞強度的影響較大。含裂紋的結(jié)構(gòu)與占同樣面積的氣孔的結(jié)構(gòu)相比，前者的疲勞強度比后者降低15%。對未焊透來講，隨著其面積的增加疲勞強度明顯下降。而且，這類平面型缺陷對疲勞強度的影響與負載的方向有關(guān)。 焊縫內(nèi)部的球狀夾渣、氣孔，當其面積較小、數(shù)量較少時，對疲勞強度的影響不大，但當夾渣形成尖銳的邊緣時，則對疲勞強度的影響十分明顯。 咬邊對疲勞強度影響比氣孔、夾渣大得多。帶咬邊的接頭在106次循環(huán)的疲勞強度大約為致密接頭的40%，其影響程度也與負載方向有關(guān)。此外，焊縫的成型不良、焊趾區(qū)、焊根的未焊透、錯邊和角變形等外部缺陷都會引起應力集中，很易產(chǎn)生疲勞裂紋而造成疲勞

50、破壞。 通常疲勞裂紋是從表面引發(fā)的，因此當缺陷露出表面或接近表面時，其疲勞強度的下降要比缺陷埋藏在內(nèi)部的明顯得多。 （5）焊接缺陷對應力腐蝕開裂的影響 通常應力腐蝕開裂總是從表面開始。如果焊縫表面有缺 陷，則裂紋很快在那里形核。因此，焊縫的表面粗糙度、結(jié)構(gòu)上的死角、拐角、缺口、縫隙等都對應力腐蝕有很大影響。這些外部缺陷使浸入的介質(zhì)局部濃縮，加快了電化學過程的進行和陽極溶解，為應力腐蝕裂紋的成長提供了方便。 前面已經(jīng)指出，應力集中對疲勞強度有重大影響。同樣地，應力集中對腐蝕疲勞也有很大影響。焊接接頭的腐蝕疲勞破壞，大多是從焊趾處開始，然后擴展，穿透整個截面導致結(jié)構(gòu)的破壞。因此，改善焊趾處的應力集

51、中程度能大大提高接頭的抗腐蝕疲勞的能力。 當焊接結(jié)構(gòu)（件）中的焊接缺陷被檢測出來后，除對它進行評定并做出處理外，還有一項更為重要的工作，即對該缺陷產(chǎn)生的原因進行分析。找出產(chǎn)生該缺陷的真正原因，從而“對癥下藥”，以減少或防止此類缺陷的產(chǎn)生。 產(chǎn)生焊接缺陷的過程是十分復雜的，既有冶金的原因，又有應力和變形的作用。產(chǎn)生焊接缺陷的原因也是多方面的，對于不同的缺陷而言，影響因素也不相同。歸納起來有材料因素、結(jié)構(gòu)因素和工藝因素三方面，表7-36對鋼材熔焊產(chǎn)生的焊接缺陷進行了較為全面的分析。表7-36 熔焊焊接接頭中常見缺陷的名稱類別名稱材料因素結(jié)構(gòu)因素工藝因素 熱 裂 紋結(jié)晶裂紋1、焊縫金屬中合金元素含量

52、高2、焊縫中P、S、C、Ni含量高3、焊縫中的Mn/S比例不合適1、焊縫附近的剛度較大（如大厚度、高拘束度的構(gòu)件）2、接頭形式不合適，如熔深較大的對接接頭和各種角焊縫（包括搭接接頭、丁字接頭和外角接焊縫）抗裂性差3、接頭附近應力集中（如密集、交叉的焊縫）1、焊接線能量過大，使近縫區(qū)的過熱傾向增加，晶粒長大，引起結(jié)晶裂紋2、熔深與熔寬比過大3、焊接順序不合適，焊縫不能自由收縮液化裂紋母材中S、P、B、Si含量較多1、焊縫附近剛度較大，如大厚度、高拘束度的構(gòu)件2、接頭附近的應力集中（如密集、交叉的焊縫）1、線能量過大，使過熱區(qū)晶粒粗大，晶界熔化嚴重2、熔池形狀不合適，凹度過大高溫失塑裂紋線能量過大

53、，是溫度過高，容易產(chǎn)生裂紋續(xù)表7-36 熔焊焊接接頭中常見缺陷的名稱 冷 裂 紋氫致裂紋1、鋼中C和合金元素增高使淬硬傾向增加2、焊接材料中氫含量較高1、焊縫附近剛度較大，如大厚度、高拘束度的構(gòu)件2、焊縫布置在應力集中區(qū)3、坡口形式不合適（如V形坡口拘束應力較大）1、接頭熔合區(qū)附近的冷卻時間（800500）小于出現(xiàn)鐵素體800500臨界冷卻時間，線能量過小2、未使用低氫焊條3、焊接材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及鐵銹4、焊后未進行保溫處理液化裂紋1、鋼中C和合金元素增高使淬硬傾向增加2、對于多組元合金的馬氏體鋼，焊縫中出現(xiàn)塊狀鐵素體1、對冷裂傾向較大的材料，其預熱溫度未做相應的提高2、

54、焊后未進行高溫回火3、焊條選擇不合適層狀撕裂1、焊縫中出現(xiàn)片狀夾雜物（如硫化物、硅酸鹽和氧化鋁等）2、母材基體組織硬脆或產(chǎn)生時效脆化3、鋼中含硫量較多1、接頭設計不合理、拘束應力過大（如T形填角焊、角接頭和貫通接頭）2、拉應力沿板厚方向作用1、線能量過大，使拘束應力增加2、預熱溫度較低3、由于焊根裂紋的存在導致層狀撕裂的產(chǎn)生類別名稱材料因素結(jié)構(gòu)因素工藝因素再熱裂紋1、焊接材料的強度過高2、母材中Cr、Mo、V、B、S、P、Cu、Nb、Ti的含量較高3、熱影響區(qū)粗晶區(qū)域的組織未得到改善（未減少和消除馬氏體組織）1、結(jié)構(gòu)設計不合理造成應力集中（如對接焊縫和填角焊縫重迭）2、坡口形式不合適導致較大的

55、拘束應力1、回火溫度不夠，持續(xù)時間過長2、焊趾處形成咬邊而導致應力集中3、焊接次序不對使焊接應力增加4、焊縫的余高導致近縫區(qū)的應力集中續(xù)表7-36 熔焊焊接接頭中常見缺陷的名稱續(xù)表7-36 熔焊焊接接頭中常見缺陷的名稱氣 孔1、熔渣的氧化性增大時，由CO引起氣孔的傾向增加；當熔渣的還原性增加時，則氫氣孔的傾向增加2、焊件或焊接材料不清潔（有鐵銹、油類和水分等雜質(zhì)）3、與焊條、焊劑的成分及保護氣體的氣氛有關(guān)4、焊條偏心，藥皮脫落仰焊、橫焊易產(chǎn)生氣孔1、當電弧功率不變，焊接速度增大時，增加了產(chǎn)生氣孔的傾向2、電弧電壓太高（即電弧過長）3、焊條、焊劑在使用前未進行烘干4、使用交流電源易產(chǎn)生氣孔5、氣

56、保焊時，氣體流量不合適夾 渣1、焊條和焊劑的脫氧、脫硫效果不好2、渣的流動性差3、在原材料的夾渣中含硫量較高及流的偏析程度較大立焊、仰焊易產(chǎn)生夾渣1、電流大小不合適，熔池攪動不足；2、焊條藥皮成塊脫落；3、多層焊時層間清渣不夠；4、電渣焊時焊接條件突然改變，母材熔深突然減小；5、操作不當未熔合1、焊接電流小或焊接速度快2、坡口或焊道有氧化皮、熔渣及氧化物等高熔點物質(zhì)3、操作不當未焊透焊條偏心坡口角度太小、鈍邊太厚、間隙太小1、焊接電流小或焊速太快2、焊條角度不對貨運條方法不當3、電弧太長或電弧偏吹形狀缺陷咬 邊立焊、仰焊時易產(chǎn)生咬邊1、焊接電流過大或焊接速度太慢2、在立焊、橫焊和角焊時，電弧太

57、長3、焊條角度和擺動不正確或運條不當續(xù)表7-36 熔焊焊接接頭中常見缺陷的名稱類別名稱材料因素結(jié)構(gòu)因素工藝因素形狀缺陷焊 瘤坡口太小1、焊接規(guī)范不當，電壓過低，焊速不合適2、焊條角度不對或電極未對準焊縫3、運條不正確燒穿和下塌1、坡口間隙過大2、薄板或管子的焊接易產(chǎn)生燒穿和下塌1、電流過大，焊速過慢2、墊板托力不足錯邊1、裝配不正確2、焊接夾具質(zhì)量不高角 變 形1、角變形程度與坡口形狀有關(guān)（如對接焊縫V形坡口的角變形大于X型坡口）2、角變形與板厚有關(guān)，板厚為中等時角變形最大，厚板、薄板的角變形最小1、焊接順序?qū)亲冃斡杏绊?、在一定范圍內(nèi)，線能量增加，則角變形也增加3、反變形量未控制好4、焊接

58、夾具質(zhì)量不高續(xù)表7-36 熔焊焊接接頭中常見缺陷的名稱類別名稱材料因素結(jié)構(gòu)因素工藝因素形狀缺陷焊縫尺寸、形狀不合要求1、熔渣的熔點和粘度太高或太低都會導致焊縫尺寸、形狀不合要求2、熔渣的表面張力較大，不能很好的覆蓋焊縫表面，使焊縫粗、焊縫高、表面不光滑坡口不合適或裝配間隙不均勻焊接規(guī)范不合適焊條角度或運條手法不當其它缺陷電弧擦傷1、焊工隨意在坡口外引弧2、接地不良或電氣接線不好其它缺陷飛 濺1、熔渣的粘度過大2、焊條偏心1、焊接電流增大時，飛濺增大2、電弧過長則飛濺增大3、堿性焊條極性不合適4、焊條藥皮水分過多，則飛濺增加5、交流電源比直流電源飛濺大6、焊機動特性、外特性不佳時，則飛濺大續(xù)表7

59、-36 熔焊焊接接頭中常見缺陷的名稱 鋼結(jié)構(gòu)焊接常用的檢驗方法，有破壞性檢驗和非破壞性檢驗兩種。應針對鋼結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和對焊縫質(zhì)量的要求，選擇合理的檢驗方法。對重要結(jié)構(gòu)或要求焊縫金屬強度與被焊金屬等強度的對接焊接，必須精確的檢驗方法。焊縫的質(zhì)量等級不同，其檢驗的方法和數(shù)量也不相同，可參見表7-37的規(guī)定。 對于不同類型的焊接接頭和不同的材料，可以根據(jù)圖紙要求或有關(guān)規(guī)定，選擇一種或幾種檢驗方法，以確保質(zhì)量。焊縫質(zhì)量級別檢查方法檢查數(shù)量備 注一級外觀檢查全部有疑點時用磁粉復驗超聲波檢查全部X射線檢查抽查焊縫長度的2%，至少應有一張底片缺陷超出規(guī)范規(guī)定時，應加倍透照，如不合格，應100%的透照二級外觀檢

60、查全部超聲波檢查抽查焊縫長度的50%有疑點時，用X射線透照復驗，如發(fā)現(xiàn)有超標缺陷，應用超聲波全部檢查三級外觀檢查全部表表7-37 焊縫不同質(zhì)量級別的檢查方法焊縫不同質(zhì)量級別的檢查方法1）鋼尺040 mm，讀數(shù)值1 mm，示值誤差0.2 mm。2）坡口角度07 5，讀數(shù)值5，示值誤差3 0。3）焊縫寬03 0mm，讀數(shù)值l rnm，示值誤差0.2 mm。4）焊縫高度02 0mm，讀數(shù)值1 mm，示值誤差0.1 mm。5）型鋼、板材、管道間隙15 mm，讀數(shù)值1 mm，示值誤差0.mm。焊接檢驗尺結(jié)構(gòu)見圖7-49所示。使用方法詳見使用方法詳見12.8.212.8.2節(jié)。節(jié)。（1）檢查前應根據(jù)施工圖