第一節焊接概論第二節電弧焊基礎第三節焊接工藝基礎第四節焊接安全知識第五節焊接缺陷及焊接檢驗第一節焊接概論焊接是指通過適當的物理化學過程(加熱或加壓)，使兩個分離的工件產生原子(或分子)之間結合力而連成一體的加工方法。一、焊接方法的分類焊接方法可分為三大類：熔焊、壓焊和釬焊。熔焊是將焊接接頭加熱至熔化狀態而不加壓力的一類焊接方法。其中電弧焊、氣焊應用最為廣泛。壓焊是對焊件施加壓力，加熱或不加熱的焊接方法。其中電阻焊應用較多。釬焊是采用熔點比焊件金屬低的釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料的熔點而焊件金屬不熔化，利用毛細作用使液態釬料填充接頭間隙，與母材原子相互擴散的焊接方法。如銅焊等。熔焊、壓焊和釬焊三類焊接方法，依據其工藝特點又可將每一類分成若干種不同的焊接方法，如圖1-1所示。二、焊接的特點及應用當今世界已大量應用焊接方法制造各種金屬構件。焊接方法得到普遍的重視并獲得迅速發展，它與機械連接法相比具有以下特點：(1)焊接質量好。焊縫具有良好的力學性能，能耐高溫、高壓、低溫，并具有良好的氣密性、導電性、耐腐蝕性和耐磨性等；焊接結構剛性大，整體性好。(2)焊接適用性強。焊接可以較方便地將不同形狀與厚度的型材相連接；可以制成雙金屬結構；可以實現鑄、焊結合件，鍛、焊結合件，沖壓、焊結合件，以致實現鑄、鍛、焊結合件等；焊接工作場地不受限制，可在場內、外進行施工。(3)省工省料成本低，生產率高。采用焊接連接金屬，一般比鉚接節省金屬材料10%～20%。焊接加工快、工時少、勞動條件較好，生產周期短，易于實現機械化和自動化生產。(4)焊接設備投資少。焊接生產不需要大型、貴重的設備，因此投產快，效率高，同時更換產品靈活方便，并能較快地組織不同批量、不同結構件的生產。(5)焊接也存在一些問題，例如焊后零件不可拆，更換修理不方便；如果焊接工藝不當，焊接接頭的組織和性能會變差；焊后工件存在殘余應力和變形，影響了產品質量和安全性；容易形成各種焊接缺陷，如應力集中、裂紋、引起脆斷等。但只要合理地選用材料、合理選擇焊接工藝、精心操作，以及進行嚴格的科學管理，就可以將焊接問題、焊接缺陷的嚴重程度和危害性降到最低限度，保證焊件結構的質量和使用壽命。第二節電?弧?焊?基?礎★?知識點1焊接電弧的物理本質一、焊接電弧的定義焊接電弧是一種氣體放電現象，它是帶電粒子通過兩電極之間氣體空間的一種導電過程。氣體導電必須具備的兩個條件是：①兩電極之間有帶電粒子；②兩電極之間有電場。電弧放電的主要特點是電流最大、電壓最低、溫度最高、發光最強。二、焊接電弧的結構焊接電弧的結構如圖1-2所示。三、電弧中帶電粒子的產生電弧兩極間帶電粒子產生的來源有：中性氣體粒子的電離、金屬電極發射電子、負離子形成等。其中氣體電離和陰極發射電子是電弧中產生帶電粒子的兩個基本物理過程。1．氣體的電離1)電離在外加能量作用下，使中性的氣體分子或原子分離成電子和正離子的過程稱為氣體電離。2)第一電離能第一電離能是指中性氣體粒子失去第一個電子所需的最小外加能量。電弧焊中的氣體粒子電離現象主要是一次電離。3)電離難易程度當其他條件(如氣體的解離性能、熱物理性能等)一定時，氣體電離電壓的大小反映了帶電粒子產生的難易程度。電離電壓低，表示帶電粒子容易產生，有利于電弧導電；相反，電離電壓高表示帶電粒子難以產生，電弧導電困難。4)電離種類根據外加能量來源的不同，氣體電離種類可分為以下幾種：(1)熱電離。氣體粒子受熱的作用而產生電離的過程稱為熱電離。它實質上是由于氣體粒子的熱運動形成頻繁而激烈的碰撞產生的一種電離過程。電離度的影響因素：熱電離的電離度與溫度、氣體壓力及氣體的電離電壓有關。隨著溫度的升高，氣體壓力的減小及電離電壓的降低，電離度隨之增加，電弧中帶電粒子數增加，電弧的穩定性增強。(2)場致電離。在兩電極間的電場作用下，氣體中的帶電粒子被加速，電能將轉換為帶電粒子的動能。當帶電粒子的動能增加到一定數值時，則可能與中性粒子發生非彈性碰撞而使之產生電離，這種電離稱為場致電離。(3)光電離。中性氣體粒子受到光輻射的作用而產生的電離過程稱為光電離。光電離只是電弧中產生帶電粒子的一種次要途徑。2．陰極電子發射1)電子發射陰極中的自由電子受到一定的外加能量作用時，從陰極表面逸出的過程稱為電子發射。電子從陰極表面逸出需要能量，1個電子從金屬表面逸出所需要的最低外加能量稱為逸出功(Aw)，單位是電子伏。因電子電量為常數e，故通常用逸出電壓(Uw)來表示，Uw?=?Aw?/?e，單位為V。逸出功的大小受電極材料種類及表面狀態的影響。當金屬表面存在氧化物時逸出功都會減小。2)陰極斑點陰極表面通常可以觀察到發出爍亮的區域，這個區域稱為陰極斑點。它是發射電子最集中的區域，即電流最集中流過的區域。“陰極破碎”的作用是指：當采用鋼、銅、鋁等材料作陰極時(通常稱為冷陰極)，其斑點在陰極表面作不規則的游動，甚至可觀察到幾個斑點同時存在；由于金屬氧化物的逸出功比純金屬低，因而氧化物處容易發射電子；氧化物發射電子的同時自身被破壞，因而陰極斑點有清除氧化物的作用。陰極表面某處氧化物被清除后另一處氧化物就成為集中發射電子的所在。于是，斑點游動力圖尋找在一定條件下最容易發射電子的氧化物。如果電弧在惰性氣體中燃燒，陰極上某處氧化物被清除后不再生成新的氧化物，陰極斑點移向有氧化物的地方，接著又將該處氧化物清除。這樣就會在陰極表面的一定區域內將氧化物清除干凈，顯露出金屬本色。這種現象稱為“陰極清理”作用或“陰極破碎”作用。3)電子發射的類型根據外加能量形式的不同，電子發射可分為以下四種類型：(1)熱發射。陰極表面因受到熱的作用而使其內部的自由電子熱運動速度加大，動能增加，一部分電子動能達到或超出逸出功時產生的電子發射現象稱為熱發射。(2)場致發射。當陰極表面空間存在一定強度的正電場時，陰極內部的電子將受到電場力的作用。當此力達到一定程度時電子便會逸出陰極表面，這種電子發射現象稱為場致發射。(3)光發射。當陰極表面受到光輻射作用時，陰極內的自由電子能量達到一定程度而逸出陰極表面的現象稱為光發射。光發射在陰極電子發射中居次要地位。(4)粒子碰撞發射。電弧中高速運動的粒子(主要是正離子)碰撞陰極時，把能量傳遞給陰極表面的電子，使電子能量增加而逸出陰極表面的現象稱為粒子碰撞發射。四、帶電粒子的消失電弧導電過程中，在產生帶電粒子的同時，伴隨著帶電粒子的消失過程。在電弧穩定燃燒時，二者是處于動平衡狀態的。帶電粒子在電弧空間的消失主要有擴散、復合兩種形式和電子結合成負離子等過程。★?知識點2焊接電弧的導電特性焊接電弧的導電特性是指參與電荷的運動并形成電流的帶電粒子在電弧中產生、運動和消失的過程。在焊接電弧的弧柱區、陰極區和陽極區三個組成區域中，它們的導電特性是各不相同的。一、弧柱區的導電特性電弧穩定燃燒時，弧柱與周圍氣體介質處于熱平衡狀態。當弧柱溫度很高時，可使其中的大部分中性粒子電離成電子和正離子。由于正離子和電子的空間密度相同，兩者的總電荷量相等，所以宏觀上看弧柱呈電中性。電弧等離子體：弧柱是包含大量電子、正離子等帶電粒子和中性粒子等聚合在一起的氣體狀態。這種狀態又稱為電弧等離子體。電弧等離子體雖然對外呈現電中性，但由于其內部有大量電子和正離子等帶電粒子，所以具有良好的導電性能。弧柱單位長度上的電壓降(即電位梯度)稱為弧柱電場強度E。弧柱的導電性能好，則所要求的E值小。電場強度E和電流I的乘積EI，相當于電源供給每單位弧長的電功率，它將與弧柱的熱損失相平衡。由此可見：①電場強度E的大小與電弧的氣體介質有關；②E的大小將隨弧柱的熱損失情況而自行調整。最小電壓原理：弧柱在穩定燃燒時，有一種使自身能量消耗最小的特性。即當電流和電弧周圍條件一定時，穩定燃燒的電弧將自動選擇一個確定的導電截面，使電弧的能量消耗最小。當電弧長度也為定值時，電場強度的大小即代表了電弧產熱量的大小，因此，能量消耗最小時的電場強度最低，即在固定弧長上的電壓降最小，這就是最小電壓原理。二、陽極區的導電特性陽極區是指靠近陽極的很小一個區域，在電弧中，它的主要作用是接受弧柱中送來的電子流，同時向弧柱提供所需要的正離子流。陽極斑點：在陽極表面也可看到爍亮的區域，這個區域稱為陽極斑點。弧柱中送來的電子流，集中在此處進入陽極，再經電源返回陰極。陽極斑點的電流密度比陰極斑點的小，它的形態與電極材料及電流大小有關。由于金屬蒸氣的電離電壓比周圍氣體介質的低，因而電離易在金屬蒸氣處發生。如果陽極表面某一區域產生均勻的金屬熔化和蒸發，或這些區域的蒸發比其他區域更強烈，則這個區域便成為陽極導電區。★?知識點3焊接電弧的工藝特性電弧焊以電弧為能源，主要利用其熱能及機械能。焊接電弧與熱能及機械能有關的工藝特性，主要包括電弧的熱能特性、電弧的力學特性、電弧的穩定性等。一、電弧的熱能特性電弧的熱能特性是指電弧各部分的溫度分布。電弧各部分的溫度分布受電弧產熱特性的影響，電弧的三個組成區域產熱特性不同，溫度分布也有較大區別。電弧溫度的分布特點可從軸向和徑向兩個方面比較：在軸向上，陰極區和陽極區的溫度較低，弧柱溫度較高(如圖1-3所示)；在徑向上，溫度分布規律為弧柱軸線上溫度高，沿徑向溫度逐漸降低(如圖1-4所示)。二、電弧的力學特性電弧力不僅直接影響焊件的熔深及熔滴過渡，而且也影響到熔池的攪拌、焊縫成形及金屬飛濺等，因此，對電弧力的利用和控制將直接影響焊縫質量。電弧力主要包括電磁收縮力、等離子流力、斑點力等。1．電磁收縮力當電流流過導體時，電流可看成是由許多相距很近的平行同向電流線組成的，這些電流線之間將產生相互吸引力。如果是可變形導體(液態或氣態)，將使導體產生收縮，這種現象稱為電磁收縮效應，如圖1-5所示，產生電磁收縮效應的力稱為電磁收縮力。2．等離子流力高溫氣體流動時要求從電極上方補充新的氣體，形成有一定速度的連續氣流進入電弧區。新加入的氣體被加熱和部分電離后，受軸向推力作用繼續沖向焊件，對熔池形成附加的壓力，如圖1-6所示。熔池這部分附加壓力是由高溫氣流(等離子氣流)的高速運動引起的，所以稱為等離子流力，也稱為電弧的電磁動壓力。3．斑點力電極上形成斑點時，由于斑點處受到帶電粒子的撞擊或金屬蒸發的反作用而對斑點產生的壓力，稱為斑點壓力或斑點力，如圖1-7所示。陰極斑點力比陽極斑點力大，主要原因是：①陰極斑點承受正離子的撞擊，陽極斑點承受電子的撞擊，而正離子的質量遠大于電子的質量，且陰極壓降一般大于陽極壓降，所以陰極斑點承受的撞擊遠大于陽極斑點；②陰極斑點的電流密度比陽極斑點的電流密度大，金屬蒸發產生的反作用力也比陽極斑點大。三、焊接電弧的穩定性焊接電弧的穩定性是指電弧保持穩定燃燒的程度。電弧焊過程中，當電弧電壓和焊接電流為某一定值時，電弧放電可在長時間內連續進行且穩定燃燒的性能稱為電弧的穩定性。電弧的穩定燃燒是保證焊接質量的一個重要因素，因此維持電弧的穩定性是非常重要的。電弧的穩定性除受操作人員技術熟練程度影響外，還與下列因素有關。1．焊接電流隨著焊接電流的增大，電弧的引燃電壓就降低；同時，隨著焊接電流的增大，自然斷弧的最大弧長也增大。所以焊接電流越大，電弧燃燒越穩定。2．磁偏吹電弧在其自身磁場作用下具有一定的挺直性，使電弧盡量保持在焊絲(條)的軸線方向上，即使當焊絲(條)與焊件有一定傾角時，電弧仍將保持指向焊絲(條)軸線方向，而不垂直于焊件表面，如圖?1-8(a)所示。但在實際焊接中，由于多種因素的影響，電弧周圍磁力線均勻分布的狀況被破壞，使電弧偏離焊絲(條)軸線方向，這種現象稱為磁偏吹，如圖1-8(b)、(c)、(d)所示。一旦產生磁偏吹，電弧軸線就難以對準焊縫中心，這將導致焊縫成形不規則，影響焊接質量。引起磁偏吹的根本原因主要有：(1)導線接線位置。(2)電弧附近的鐵磁物體。3．其他影響因素電弧長度對電弧的穩定性也有較大的影響，如果電弧太長，電弧就會發生劇烈擺動，從而破壞了焊接電弧的穩定性，而且飛濺也增大。焊接處如有油漆、油脂、水分和銹層等存在時，也會影響電弧燃燒的穩定性。此外，強風、氣流等因素也會造成電弧偏吹，同樣會使電弧燃燒不穩定。因此焊前做好焊件坡口表面及附近區域的清理工作十分重要。焊接中除選擇并保持合適的電弧長度外，還應選擇合適的操作場所，使外界對電弧穩定性的影響盡可能降低。第三節焊接工藝基礎★?知識點1焊接接頭的種類及接頭形式用焊接方法連接的接頭稱為焊接接頭(簡稱為接頭)。它由焊縫、熔合區、熱影響區及其鄰近的母材組成，如圖1-9所示。在焊接結構中焊接接頭起兩方面的作用，第一是連接作用，即把兩焊件連接成一個整體；第二是傳力作用，即傳遞焊件所承受的載荷。根據GB/T3375—94《焊接名詞術語》中的規定，焊接接頭可分為10種類型，如圖1-10所示。其中以對接接頭和T形接頭應用最為普遍。一、對接接頭兩件表面構成大于或等于135°，小于或等于180°夾角的接頭，叫做對接接頭。在各種焊接結構中它是采用最多的一種接頭形式。厚度不同的鋼板對接的兩板厚度差(δ-δ1)不超過表1-1規定時，則焊縫坡口的基本形式與尺寸按較厚板的尺寸數據來選取；否則，應在厚板上作出如圖1-11所示的單面或雙面削薄，其削薄長度L≥3(δ-δ1)。二、角接接頭兩焊件端面間構成大于30°、小于135°夾角的接頭，叫做角接接頭，見圖1-12。這種接頭受力狀況不太好，常用于不重要的結構中。三、T形接頭一件之端面與另一件表面構成直角或近似直角的接頭，叫做T形接頭，見圖1-13。四、搭接接頭兩件部分重疊構成的接頭叫搭接接頭，搭接接頭根據其結構形式和對強度的要求，分為I形坡口(不開坡口)、圓孔內塞焊和長孔內角焊三種形式，見圖1-14。★?知識點2焊縫坡口的基本形式與尺寸根據設計或工藝需要，將焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。開坡口的目的是為了得到在焊件厚度上全部焊透的焊縫。一、坡口形式坡口的形式由GB985—88《氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊縫坡口的基本形式及尺寸》做了規定：根據坡口的形狀，坡口分成I形(不開坡口)、V形、Y形、雙Y形、U形、雙U形、單邊V形、雙單邊Y形、J形等各種坡口形式，如圖1-15所示。V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻轉焊件)，但焊后容易產生角變形。雙Y形坡口是在V形坡口的基礎上發展的。當焊件厚度增大時，采用雙Y形代替V形坡口，在同樣厚度下，可減少焊縫金屬量約1/2，并且可對稱施焊，焊后的殘余變形較小。U形坡口的填充金屬量在焊件厚度相同的條件下比V形坡口小得多，但這種坡口的加工較復雜。二、坡口的幾何尺寸1．坡口面待焊件上的坡口表面叫坡口面。2．坡口面角度和坡口角度待加工坡口的端面與坡口面之間的夾角叫坡口面角度，兩坡口面之間的夾角叫坡口角度，見圖1-16。3．根部間隙焊前在接頭根部之間預留的空隙叫根部間隙，見圖1-16。根部間隙又叫裝配間隙。根部間隙的作用在于焊接底層焊道時，能保證根部可以焊透。因此，根部間隙太小時，將在根部產生焊不透現象；但太大的根部間隙，又會使根部燒穿，形成焊瘤。4．鈍邊焊件開坡口時，沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊，見圖1-16。鈍邊的作用是防止根部燒穿。但鈍邊值太大，又會使根部焊不透。5．根部半徑在J形、U形坡口底部的圓角半徑叫根部半徑(見圖1-16)。它的作用是增大坡口根部的空間，使焊條能夠伸入根部，以便焊透根部。★?知識點3焊接位置種類根據GB／T3375—94《焊接術語》的規定，焊接位置，即熔焊時，焊件接縫所處的空間位置，可用焊縫傾角和焊縫轉角來表示。有平焊、立焊、橫焊和仰焊位置等。焊縫傾角，即焊縫軸線與水平面之間的夾角，見圖1-17。焊縫轉角，即焊縫中心線(焊根和蓋面層中心連線)和水平參照面y軸的夾角，見圖1-18。一、平焊位置平焊位置：如圖1-19(a)所示。二、橫焊位置橫焊位置：如圖1-19(b)所示。三、立焊位置立焊位置：如圖1-19(c)所示。四、仰焊位置仰焊位置：如圖1-19(d)所示。五、平角焊位置平角焊位置：如圖1-19(e)所示。六、仰角焊位置仰角焊位置：如圖圖1-19(f)所示。在平焊位置、橫焊位置、立焊位置、仰焊位置進行的焊接分別稱為平焊、橫焊、立焊、仰焊。T形、十字形和角接接頭處于平焊位置進行的焊接稱為船形焊。在工程上常用的水平固定管的焊接，由于在管子360°的焊接中，有仰焊、立焊、平焊，所以稱全位置焊接。當焊件接縫置于傾斜位置(除平、橫、立、仰焊位置以外)時進行的焊接稱為傾斜焊。★?知識點4焊縫形式及形狀尺寸一、焊縫形式焊縫按不同分類方法可分為下列幾種形式：1．按焊縫結合形式分類根據GB/T3375—94的規定，按焊縫結合形式，分為對接焊縫、角焊縫、塞焊縫、槽焊縫和端接焊縫五種。1)對接焊縫構成對接接頭的焊縫稱為對接焊縫。對接焊縫可以由對接接頭形成，也可以由T形接頭(十字接頭)形成，后者是指開坡口后進行全焊透焊接而焊腳為零的焊縫，見圖1-20。2)角焊縫沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫為角焊縫，見圖1-21。同時由對接焊縫和角焊縫組成的焊縫稱為組合焊縫，T形接頭(十字接頭)開坡口后進行全焊透焊接并且具有一定焊腳的焊縫，即為組合焊縫，坡口內的焊縫為對接焊縫，坡口外連接兩焊件的焊縫為角焊縫，見圖1-22。3)塞焊縫兩零件相疊，其中一塊開圓孔，在圓孔中焊接兩板所形成的焊縫為塞焊縫，見圖1-23(a)，只在孔內焊角焊縫者不稱為塞焊。4)端接焊縫端接焊縫是構成端接接頭所形成的焊縫，見圖1-23(b)。5)槽焊縫兩板相疊，其中一塊開長孔，在長孔中焊接兩板的焊縫為槽焊縫，只焊角焊縫者不稱為槽焊。2．按施焊時焊縫在空間所處位置分類按施焊時焊縫在空間所處位置分為平焊縫、立焊縫、橫焊縫及仰焊縫四種形式。3．按焊縫斷續情況分類按焊縫斷續情況分為連續焊縫和斷續焊縫兩種形式。斷續焊縫又分為交錯式和并列式兩種(圖1-24)，焊縫尺寸除注明焊腳K外，還注明斷續焊縫中每一段焊縫的長度l和間距e，并以符號“Z”表示交錯式焊縫。二、焊縫的形狀尺寸焊縫的形狀用一系列幾何尺寸來表示，不同形式的焊縫，其形狀參數也不一樣。1．焊縫寬度焊縫表面與母材的交界處叫焊趾。焊縫表面兩焊趾之間的距離叫焊縫寬度，如圖1-25所示。2．余高超出母材表面焊趾連線上面的那部分焊縫金屬的最大高度稱為余高，見圖1-26。3．熔深在焊接接頭橫截面上，母材或前道焊縫熔化的深度叫熔深，見圖1-27。4．焊縫厚度在焊縫橫截面中，從焊縫正面到焊縫背面的距離稱為焊縫厚度，見圖1-28。5．焊腳角焊縫的橫截面中，從一個直角面上的焊趾到另一個直角面表面的最小距離稱為焊腳。在角焊縫的橫截面中畫出的最大等腰直角三角形中直角邊的長度叫焊腳尺寸，見圖1-28。6．焊縫成形系數熔焊時，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度(B)與焊縫計算厚度(H)的比值(

=?B?/?H)稱為焊縫成形系數，見圖1-29。7．熔合比熔合比是指熔焊時，被熔化的母材在焊道金屬中所占的百分比。★?知識點5焊縫符號表示法焊縫符號一般由基本符號和指引線組成，必要時還可以加上輔助符號、補充符號和焊縫尺寸符號等。一、焊縫符號根據GB324—88《焊縫符號表示法》的規定，焊縫符號可以分為以下幾種。1．基本符號基本符號是表示焊縫橫截面形狀的符號，見表1-3。2．輔助符號輔助符號是表示焊縫表面形狀特征的符號，見表1-4。輔助符號的應用示例見表1-5。不需要確切地說明焊縫表面的形狀時，可以不用輔助符號。3．補充符號補充符號是為了補充說明焊縫的某些特征而采用的符號，見表1-6。二、焊縫符號在圖紙上的位置1．基本要求完整的焊縫表示方法除了上述基本符號、輔助符號、補充符號以外，還包括指引線、焊縫尺寸符號及數據。指引線一般由帶有箭頭的指引線(簡稱箭頭線)和兩條基準線(一條為實線，另一條為虛線)兩部分組成，如圖1-30所示。2．箭頭線和接頭的關系圖1-31和圖1-32給出的示例說明下列術語的含義。3．箭頭線的位置箭頭線相對焊縫的位置一般沒有特殊要求，見圖1-33(a)、(b)。但是在標注單邊V、單邊Y、J形焊縫時，箭頭線應指向帶有坡口一側的工件，見圖1-33(c)、(d)。必要時，允許箭頭線彎折一次。4．基準線的位置基準線的虛線可以畫在基準線的實線下側或上側。基準線一般應與圖樣的底邊相平行，但在特殊條件下亦可與底邊相垂直。5．基本符號相對基準線的位置基本符號相對基準線的位置見圖1-34(a)、(b)、(c)、(d)；標注對稱焊縫及雙面焊縫時，不加虛線。三、焊縫尺寸符號及其標注位置1．焊縫尺寸符號焊縫尺寸符號，見表1-8。2．焊縫尺寸符號及數據標注原則焊縫尺寸符號及數據的標注原則，如圖1-35所示。3．關于尺寸符號的說明(1)在基本符號的右側無任何標注且又無其他說明時，表示焊縫在工件的整個長度上是連續的。(2)在基本符號的左側無任何標注且又無其他說明時，表示對接焊縫要完全焊透。(3)塞焊縫、槽焊縫帶有斜邊時，應該標注孔底部的尺寸。★?知識點6焊接方法在圖樣上的表示根據《金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號》中的規定，焊接方法用特定的數字表示方法。幾種主要焊接方法的數字表示方法，見表1-9。表中同時列出了舊標準GB324—64焊接方法的字母表示，以作對照。★?知識點7焊接工藝參數及其對焊縫形狀的影響焊接時，為保證焊接質量而選定的各項參數的總稱叫焊接工藝參數。一、焊接電流當其他條件不變時，增加焊接電流，焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變(或略有增加)，如圖1-37所示，這是埋弧自動焊時的實驗結果。分析這些現象的原因是：(1)焊接電流增加時，電弧的熱量增加，因此熔池體積和弧坑深度都隨電流而增加，所以冷卻下來后，焊縫厚度就增加。(2)焊接電流增加時，焊絲的熔化量也增加，因此焊縫的余高也隨之增加。如果采用不填絲的鎢極氬弧焊，則余高就不會增加。(3)焊接電流增加時，一方面是電弧截面略有增加，導致熔寬增加；另一方面是電流增加促使弧坑深度增加。由于電壓沒有改變，所以弧長也不變，導致電弧潛入熔池，使電弧擺動范圍縮小，則促使熔寬減少。由于兩者共同的作用，所以實際上熔寬幾乎保持不變。二、電弧電壓當其他條件不變時，電弧電壓增長，焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和余高將略有減少，見圖1-38。電流是決定焊縫厚度的主要因素，而電壓則是影響焊縫寬度的主要因素。因此，為得到良好的焊縫形狀，即得到符合要求的焊縫成形系數，這兩個因素是互相制約的，即一定的電流要配合一定的電壓，不應該將一個參數在大范圍內任意變動。三、焊接速度焊接速度對焊縫厚度和焊縫寬度有明顯的影響。當焊接速度增加時，焊縫厚度和焊縫寬度都大為下降，見圖1-39。四、其他工藝參數及因素對焊縫形狀的影響1．電極直徑和焊絲外伸長當其他條件不變時，減小電極(焊絲)直徑不僅使電弧截面減小，而且還減小了電弧的擺動范圍，所以焊縫厚度和焊縫寬度都將減小。焊絲外伸長是指從焊絲與導電嘴的接觸點到焊絲末端的長度，即焊絲上通電部分的長度。當電流在焊絲的外伸長上通過時，將產生電阻熱。因此，當焊絲外伸長增加時，電阻熱也將增加，焊絲熔化加快，因此余高增加。焊絲直徑愈小或材料電阻率愈大時，這種影響愈明顯。2．電極(焊絲)傾角焊接時，電極(焊絲)相對于焊接方向可以傾斜一個角度。當電極(焊絲)的傾角順著焊接方向時叫后傾；逆著焊接方向時叫前傾，見圖1-40(a)、(b)。電極(焊絲)前傾時，電弧力對熔池液體金屬后排作用減弱，熔池底部液體金屬增厚了，阻礙了電弧對熔池底部母材的加熱，故焊縫厚度減小。同時，電弧對熔池前部未熔化母材預熱作用加強，因此焊縫寬度增加，余高減小。前傾角度愈小，這一影響愈明顯，見圖1-40(c)。電極(焊絲)后傾時，情況與上述相反。3．焊件傾角焊件相對水平面傾斜時，焊縫的形狀可因焊接方向不同而有明顯差別。焊件傾斜后，焊接方法可分為兩種：從高處往低處焊稱為下坡焊；從低處往高處焊稱為上坡焊，如圖1-41所示。4．坡口形狀當其他條件不變時，增加坡口深度和寬度時，焊縫厚度略有增加，焊縫寬度略有增加，而余高顯著減小，見圖1-42。5．焊劑埋弧焊時，焊劑的成分、密度、顆粒度及堆積高度均對焊縫形狀有一定影響。當其他條件相同時，穩弧性較差的焊劑焊縫厚度較大、而焊縫寬度較小。焊劑密度小，顆粒度大或堆積高度減小時，由于電弧四周壓力降低，弧柱體積膨脹，電弧擺動范圍擴大，因此焊縫厚度減小、焊縫寬度增加、余高略為減小。此外，熔渣粘度對焊縫表面成形有很大影響，若粘度過大，使熔渣的透氣性不良，熔池結晶時所排出的氣體無法通過熔渣排除，則會使焊縫表面形成許多凹坑，成形惡化。6．保護氣體成分氣體保護焊時，保護氣體的成分以及與此密切相關的熔滴過渡形式對焊縫形狀有明顯影響。采用不同保護氣體進行熔化極氣體保護焊直流反接時，焊縫形狀的變化如圖1-43所示。7．母材的化學成分母材的化學成分不同，在其他工藝因素不變的情況下，焊縫形狀不一樣，這一點在氬弧焊時特別明顯。★?知識點8焊接工程圖的表達方法一、焊縫表示法1．焊縫畫法在技術圖樣中一般采用GB324—88規定的焊縫符號法表示焊縫。需要在圖樣上簡易地繪制焊縫時，可以用視圖、剖視圖、斷面圖表示，也可以用軸測圖示意表示。圖樣中的可見焊縫可以用圓弧、直線表示(這些線段可以徒手繪制)，也允許采用粗線(粗線寬度的2倍)表示焊縫。具體要求如下：(1)在垂直于焊縫的視圖或剖視圖中，一般應畫出焊縫的形式并涂黑；(2)在平行于焊縫的視圖中一般采用粗線表示可見的焊縫，也可用柵線段表示(可徒手繪制，細實線)。但在同一圖樣中，應采用同一畫法。2．焊縫的標注1)焊縫的結構形式焊縫的結構形式用焊縫代號來表示，焊縫代號主要由基本符號、輔助符號、補充符號、指引線和焊縫尺寸等組成。它被用來說明焊縫橫截面的形狀、尺寸，線寬為標注字符高度的1/10。2)指引線指引線采用細實線繪制，一般由帶箭頭的指引線(稱為箭頭線)和兩條基準線(其中一條為實線，另一條為虛線，基準線一般與圖紙標題欄的長邊平行，必要時可以加上尾部(90°夾角的兩條細實線))組成，如圖1-44所示。3)標注標注時，箭頭線對于焊縫的位置一般沒有特殊的要求。當箭頭線直接指向焊縫時，可以指向焊縫的正面或反面。但當標注單邊V形焊縫、帶鈍邊的單邊V形焊縫、帶鈍邊的單邊J形焊縫時，箭頭線應當指向有坡口一側的工件，如圖1-45所示。基準線的虛線也可以畫在基準線實線的上方，如圖1-45(c)所示V形焊縫在視圖中不可見的一側，標在上下都一樣，一定是符號中有虛線的一側。當箭頭線直接指向焊縫時，基本符號應標注在實線側，如圖1-45中的U形焊縫符號和圖1-46中的角焊縫符號。當箭頭線指向焊縫的另一側時，基本符號應標注在基準線的虛線側，如圖1-45(c)中的V形焊縫的標注以及圖1-47中下方的角焊縫。標注對稱焊縫和雙面焊縫時，基準線中的虛線可省略，如圖1-47所示。4)焊縫尺寸符號焊縫尺寸符號為：α、β、γ、P、H、K、h、S、R、c、d、n、l、e等。各字母代號含義如圖1-48所示。二、符號說明圖1-49為焊縫符號說明。三、焊接裝配圖焊接裝配圖是一種不可拆卸的裝配，許多大型的設備都采用這種裝配方法。焊接裝配圖與一般的裝配圖編號、明細表、視圖等表達方法相同，不同的是有些簡單的焊接裝配圖直接標注所有裝配件的詳細尺寸，不再設計每一個小的零件結構，裝配圖充當了零件圖的功能。當然也可以完全按照裝配圖、零件圖的要求進行設計。第四節焊接安全知識★?知識點1觸電觸電事故是指人體觸及帶電體，導致電流通過人體的電氣事故。一、電流對人體的危害電流對人體的危害有電擊、電傷和電磁生理傷害三種。二、觸電的類型按照人體觸及帶電體的方式和電流通過人體的途徑，觸電可分為單相觸電、兩相觸電、跨步電壓觸電和高壓觸電四種類型。1．單相觸電當站在地面或者其他接地導體上的人，其身體某一部位觸及一相帶電體時而發生的觸電事故，稱為單相觸電。大部分焊接觸電事故都是單相觸電。2．兩相觸電當人體兩處同時觸及電源的任何兩相帶電體時而發生的觸電事故，稱為兩相觸電。兩相觸電時，觸電者所觸及的電壓是220V或380V，觸電危險性很大。3．跨步電壓觸電當帶電體接地，有電流流入地下時，電流在接地點周圍地面產生電壓降，人在接地點周圍，兩腳之間出現的電壓即為跨步電壓，由此引起的觸電事故稱為跨步電壓觸電。在檢查高壓設備接地故障時，室內不得接近故障接地點4m以內，室外不得接近故障接地點8m以內，進入上述范圍的人員必須穿絕緣鞋。4．高壓觸電在1000V以上的高壓電氣設備上，當人體過分接近帶電體時，高壓電能使空氣擊穿，電流流過人體，同時還伴有電弧產生，將觸電者燒傷的觸電事故，稱為高壓觸電。高壓觸電事故能使觸電者致殘甚至死亡。★?知識點2弧光輻射電弧光中有三種對人體有害的光線，即紫外線、紅外線和強烈的可見光線。一、紫外線紫外線的波長為180～400?μm。焊條電弧焊形成的紫外線波長一般在230?μm左右，氬弧焊時紫外線輻射光譜在390?μm以下。紫外線照射可引起皮炎、彌漫性紅斑，有時出現小水泡、滲出液和水腫，有灼燒發癢的感覺，甚至蛻皮。過度照射會引起眼睛的急性角膜炎，又稱為電光性眼炎。二、紅外線紅外線的波長是760～15?000?μm，焊條電弧焊時，可以產生全部上述波長的紅外線。眼睛長期在短波紅外線的照射下，會產生紅外線白內障和視網膜灼傷。三、可見光線焊接電弧的可見光線光度，比正常情況下肉眼所承受的光度高1萬倍以上，眼睛受到可見光照射時，有疼痛感，一時看不清東西，通常叫電弧“晃眼”，短時間喪失勞動力，但不久即可恢復。但需注意，長時間照射可見光線會引起視力下降。★?知識點3焊接煙塵焊接煙塵的濃度及成分主要取決于焊接方法、焊接材料及焊接參數。焊接煙塵可造成焊工塵肺、錳中毒和金屬煙熱等危害。一、焊工塵肺焊工塵肺是焊接煙塵及有毒氣體被焊工吸入超過一定量時，引起肺組織彌漫性、纖維化病變所致的疾病。二、錳中毒焊接過程中，錳蒸氣在空氣中能很快氧化成灰色的一氧化錳及紅色的四氧化三錳煙霧，長期吸入超過允許濃度的錳及其化合物的微粒和蒸氣，將患上職業性錳中毒。三、金屬煙熱金屬煙熱反應是焊接煙塵中的氧化鐵、氧化錳微粒和氟化物等物質通過上呼吸道進入末梢細支氣管和肺泡，再進入體內。★?知識點4有毒氣體焊接或切割作業中，由于電弧的輻射作用，會產生臭氧、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳和氟化氫等有害氣體。一、臭氧空氣中的氧，在短波紫外線的激發下，被大量地破壞生成臭氧。臭氧具有刺激性，是一種淡藍色的有毒氣體。焊條電弧焊產生臭氧濃度較低，氬弧焊、等離子弧焊產生臭氧量多。人體超量吸入臭氧時，會引起咳嗽、胸悶、乏力、頭暈和全身酸痛等，嚴重時還會引起支氣管炎。二、氮氧化物電焊煙氣中的氮氧化物主要為焊接過程中焊接電弧高溫使空氣中的氧、氮分子重新組合而形成的二氧化氮和一氧化氮。人體吸入氮氧化物后容易引起激烈咳嗽，出現全身無力和呼吸困難等癥狀。三、一氧化碳一氧化碳氣體是無色、無臭、無刺激性的窒息性氣體，一氧化碳經肺泡進入血液，與血紅蛋白結合，使組織缺氧。另外，一氧化碳直接抑制細胞內呼吸，造成內窒息。各種明弧焊都會產生一氧化碳氣體，其中二氧化碳氣體保護焊的一氧化碳氣濃度最高。四、氟化氫堿性焊條在焊接過程中，會有氟化物產生，焊工長期吸入氟化物氣體，對眼、鼻和呼吸道黏膜產生刺激，引起鼻腔和黏膜充血、干燥及鼻腔潰瘍，嚴重時還會發生支氣管炎及肺炎。長期接觸氟化氫可導致骨質病變，形成骨硬化，尤其以脊柱、骨盆等軀干骨最為顯著。★?知識點5其他有害因素一、噪聲在無防護的情況下，噪聲會引起聽覺障礙、噪聲性外傷、耳聾等癥狀。長期接觸噪聲會引起中樞神經系統和血液等系統失調，出現厭倦、煩躁、血壓升高、心跳過速等癥狀。此外，噪聲還會引起內分泌失調、流產和其他內分泌腺功能紊亂現象。二、射線在鎢極氬弧焊和等離子弧焊時，使用的電極是釷鎢電極，其中釷是天然放射性物質，能放出α、β、γ三種射線。焊接過程中，其危害形式是釷及其衰變產物的煙塵被吸入人體后，很難排除體外，因而形成體內照射，三種射線中γ射線穿透較強，危害最大。人體長期受放射性照射，或放射性物質經常少量進入體內積蓄，可造成中樞神經系統、造血器官和消化系統疾病。三、高頻電磁場在非熔化極氬弧焊和等離子弧焊割作業時，常用高頻振蕩器激發引燃電弧，有的交流氬弧焊機也用高頻振蕩器來穩定電弧。人體在高頻電磁場的作用下，能吸收一定的輻射能量，產生生物學效應(熱作用)。焊工長期接觸高頻電磁場，能引起自主神經功能紊亂和神經衰弱，表現為全身不適、頭暈、疲乏、食欲不振、失眠及血壓偏低等癥狀。高頻電還會使焊工產生一定的麻電現象，這在高空作業時是非常危險的，所以在高空焊割作業過程中，不準使用高頻振蕩器。四、熔渣及飛濺金屬焊接熔渣及飛濺金屬在冷卻前有1000℃以上的高溫，如不加強防護，會燙傷皮膚和眼睛。★?知識點6焊接安全生產技術一、安全用電目前，我國焊條電弧焊電源的空載電壓一般為50～90V；氬弧焊、二氧化碳焊電源的空載電壓為65V左右；埋弧焊電源的空載電壓一般為70～90V；等離子弧切割電源的空載電壓高達300～450V，所有焊接電源均為輸入電壓220/380V、50Hz的工頻交流電，因此，觸電的危險性較大。1．焊接觸電原因1)直接觸電直接觸及焊接設備或靠近高壓電網及電氣設備而發生的觸電，稱為直接觸電。發生直接觸電的主要原因有：(1)更換焊條、電極或焊接時，焊工赤手或身體接觸到焊條、焊鉗或焊槍的帶電部分，而腳或身體其他部位與地或焊件之間無絕緣防護。(2)焊工在金屬容器、管道、鍋爐、船艙或金屬結構內部施工時，沒有絕緣防護或絕緣防護用品不合格。(3)焊工身體大量出汗或在陰雨天和潮濕的地方進行焊接作業時，沒有穿戴絕緣防護用品或絕緣防護用品不合格。(4)帶電接線、帶電調節焊接電流或帶電移動焊接設備。(5)登高作業時，身體觸及低壓線路或靠近高壓電網。2)間接觸電觸及意外帶電體所發生的觸電，稱為間接觸電。意外帶電體是指正常情況下不帶電，但由于絕緣損壞或電氣設備發生故障等原因而帶電的導體。發生間接觸電的原因有：(1)焊接設備的絕緣意外燒損或機械損傷，導致絕緣損傷部位碰到焊接設備外殼，人體觸及外殼而引起觸電。(2)焊機的相線及零線接錯，使外殼帶電。(3)焊接過程中，人體觸及絕緣破損的電纜、膠木電閘帶電部分等。(4)利用廠房的金屬結構、軌道、管道、天車吊鉤或其他金屬材料拼接件，作為焊接回路而發生的觸電事故。3．安全電壓與焊工安全用電注意事項在比較干燥而觸電危險性較大的工作環境中，安全電壓為30～45?V(我國規定安全電壓為36?V)；在潮濕而觸電危險性較大的環境中，安全電壓為19.5?V，(我國規定為12?V)；在水下或其他由于觸電會導致嚴重二次事故的工作環境中，安全電壓為3.25?V(國際電工標準會議規定為2.5?V)。焊接生產中，焊工安全用電注意事項為：(1)焊機的外殼必須可靠接地或接零，以免由于漏電而造成觸電事故。(2)工作時必須穿絕緣鞋，戴絕緣手套、穿工作服，絕緣鞋、手套、工作服應保持干燥。(3)在推拉電閘時，必須單手側向操作。如雙手進行，一旦發生觸電，電流會通過人體心臟形成回路，造成觸電者迅速死亡。除此之外，拉閘時面部不要對著閘刀，以免推拉閘刀時，可能發生電弧火花而灼傷臉部。(4)焊鉗應有可靠的絕緣，終斷工作時，焊鉗要放在絕緣的地方，以防止焊鉗與工件產生短路而燒毀焊機。禁止在帶電的情況下接地線、維修焊鉗。(5)在容器內焊接時，應采用12?V的照明燈，登高作業不準將電纜線纏在焊工身上或搭在肩上。(6)更換焊條時，焊工必須戴好絕緣手套，對于空載電壓和焊接電壓較高的焊接操作和在潮濕環境操作時，焊工應使用絕緣橡膠襯墊，以確保焊工與工件絕緣。(7)在容器、船艙內或其他狹小工作場所焊接時，需兩人輪換操作，其中一個留守在外面監護，以防發生意外時，立即切斷電源便于急救。(8)焊接電纜必須有完整的絕緣，不可將電纜放在焊接電弧的附近或熾熱的焊縫金屬上，避免高溫燒壞絕緣層，同時，也要避免碰撞磨損。焊接電纜如有破損應立即進行修理或更換。(9)熟悉和掌握安全用電的基本知識、預防觸電及觸電后急救方法等知識，嚴格遵守有關部門規定的安全措施，防止觸電事故發生。二、防火防爆焊接時，由于電弧及氣體火焰溫度較高，而且焊接過程中有大量的金屬飛濺物，若稍有疏忽大意，就有可能引起火災及爆炸事故。因此焊工在工作時，必須采取下列安全措施，以防止火災及爆炸事故的發生。(1)在企業規定的禁火區內，不準焊接，需要焊接時，必須把焊件移到指定的動火區內或在安全區內進行。(2)焊接作業點的可燃、易燃物料，與焊接作業點的火源距離不小于10?m。(3)焊接、切割作業時，如附近墻體和地面上留有孔、洞、縫隙以及運輸帶聯通孔口等，對其都應采取封閉或屏蔽措施。(4)焊接、切割地點堆存大量易燃物料，而又不可能采取有效防護措施時，禁止焊接、切割作業。(5)焊接、切割作業時，可能形成易燃、易爆蒸氣或聚集爆炸型粉塵時，禁止焊接、切割作業。(6)在有易燃、易爆物的車間、場所或煤氣管、乙炔管(瓶)附近焊接時，必須采取嚴密措施，防止火星飛濺引起火災。(7)焊接密閉空心工件時，必須留有出氣孔，焊接管子時，管子兩端不準堵塞。(8)對受壓容器、密閉容器、各種油桶和管道、沾有可燃物質的工件進行焊接時，必須事先進行檢查，并經過沖洗除掉有毒、有害、易燃、易爆物質，解除容器及管道壓力，消除容器密閉狀態后，再進行焊接。(9)不準在手把或接地線裸露情況下進行焊接，也不準將二次回路線亂接亂搭。(10)焊接、切割車間或工作現場，必須配有足夠的水源、干砂、滅火工具和滅火器材。存放的滅火器應該是有效的，合格的。(11)焊條頭及焊后的焊件不能隨便亂扔，要妥善管理，更不能扔在易燃易爆物品的附近，以免發生火災。(12)應會根據撲救的物料燃燒性能，正確選用滅火器材。三、預防有害氣體和煙塵的措施焊接時，焊工周圍的空氣常被一些有害氣體及粉塵所污染，如氧化錳、氧化鋅、氟化氫、一氧化碳和金屬蒸氣等。焊工長期呼吸這些煙塵和氣體，對身體健康是不利的，因此應采取下列措施。(1)焊接場地應有良好的通風，焊接區的通風是排出煙塵和有毒氣體的有效措施，通風的方式有以下幾種。①全面機械通風。在焊接車間內安裝數臺軸流式風機向外排風，使車間內經常更換新鮮空氣。②局部機械通風。在焊接工位安裝小型通風機械，進行送風或排風。③充分利用自然通風。正確調節車間的側窗和天窗，加強自然通風。(2)在容器內或雙層底艙等狹小的地方焊接時，應注意通風排氣工作。通風應用壓縮空氣，嚴禁使用氧氣。(3)合理組織勞動布局，避免多名焊工擁擠在一起操作。(4)盡量多采用焊接專機或自動焊設備。四、預防弧光輻射的措施電弧輻射主要產生可見光、紅外線、紫外線三種射線。過強的可見光耀眼炫目，紫外線對眼睛和皮膚有較大的刺激性，它能引起電光性眼炎。皮膚受到紫外線照射時，先是癢、發紅、觸痛，以后變黑、脫皮。如果工作時注意防護，以上癥狀是不會發生的。預防弧光輻射應采取下列措施：(1)焊工必須使用電焊防護玻璃面罩。(2)面罩應該輕便、成形合適、耐熱、不導電、不導熱、不漏光。(3)焊工工作時，應該穿白色帆布工作服，防止弧光灼傷皮膚。(4)操作引弧時，焊工應該注意周圍工人，以免強烈的弧光傷害他人。在廠房內和人多的區域進行焊接時，盡可能使用屏風板，以免周圍人受到弧光傷害。★?知識點7焊接生產安全檢查為確保焊接生產安全進行，不出現各類事故，所以焊前應該進行與焊接生產有關的安全檢查。一、焊接生產場地的安全檢查1．焊接場地檢查的必要性焊接過程中，由于生產場地不符合安全要求而釀成的火災、爆炸事故和觸電事故時有發生，往往造成設備毀壞和人員傷亡的嚴重后果，其破壞性和危害性很大。為了確保焊接生產順利進行，防患于未然，必須對焊接場地的安全性進行檢查。2．焊接場地的類型焊接作業場地一般有兩類：一類是正常結構產品的焊接場地，如車間等；另一類是現場檢修、搶修工作場地。3．焊接場地檢查的內容(1)檢查焊接與切割作業點的設備、工具、材料是否排列整齊。不得亂堆亂放。(2)檢查焊接場地是否保持必要的通道，且車輛通道寬度不小于3m；人行通道不小于1.5m。(3)檢查所有氣焊膠管、焊接電纜線是否互相纏繞，如有纏線，必須分開；氣瓶用后是否已移出工作場地，在工作場地各種氣瓶不得隨便橫躺豎放。(4)檢查焊工作業面積是否足夠，焊工作業面積不應小于4m2；地面應干燥；工作場地要有良好的自然采光或局部照明，以保證工作面照度達到50～100?lx。(5)檢查焊割場地周圍10?m范圍內，各類可燃易爆物品是否清除干凈。如不能清除干凈，應采取可靠的安全措施如用水噴濕或用防火蓋板、濕麻袋、石棉布等覆蓋。放在焊割場地附近的可燃材料需預先采取安全措施以隔絕火星。

(6)室內作業應檢查通風是否良好。多點焊接作業或與其他工種混合作業時，各工位間應設防護屏。

(7)室外作業現場要檢查如下內容：登高作業現場是否符合安全要求；在地溝、坑道、檢查井、管段和半封閉地段等處作業時，應嚴格檢查有無爆炸和中毒危險，應該用儀器(如測爆儀、有毒氣體分析儀)進行檢驗分析，禁止用明火或其他不安全的方法進行檢查。對附近敞開的孔洞和地溝，應用石棉板蓋嚴，防止火花進入。對焊接切割場地檢查要做到：仔細觀察環境，針對各類情況、認真加強防護。二、焊接用工具、夾具的安全檢查焊接前應該對以下工具、夾具進行安全檢查：(1)電焊鉗。焊接前應檢查電焊鉗與焊接電纜接頭處是否牢固。兩者接觸不牢固，焊接時將影響電流的傳導，甚至會打火花。另外，接觸不良，將使接頭處產生較大的接觸電阻，造成電焊鉗發熱、變燙，影響焊工的操作。要檢查鉗口是否完好，有無破損，以免影響焊條的夾持。

(2)面罩和護目鏡片。主要檢查面罩和護目鏡片是否遮擋嚴密，有無漏光的現象。

(3)角向磨光機。要檢查砂輪轉動是否正常，有沒有漏電的現象；砂輪片是否已經緊固牢固，是否有裂紋、破損，要杜絕使用過程中砂輪碎片飛出傷人。

(4)錘子。要檢查錘頭是否松動，避免在打擊中錘頭甩出傷人。

(5)扁鏟、鏨子。應檢查其邊緣有無飛刺、裂痕，若有應及時清除，防止使用中碎塊飛出傷人。(6)夾具。各類夾具，特別是帶有螺釘的夾具，要檢查其上的螺釘是否轉動靈活，若已銹蝕則應除銹，并加以潤滑。否則使用中會失去作用。第五節焊接缺陷及焊接檢驗★?知識點1常見的焊接缺陷及防止方法常見的焊接缺陷有焊縫表面尺寸不符合要求、焊接裂紋、氣孔、咬邊、未焊透、未熔合、夾渣、焊瘤、塌陷、燒穿等。一、焊縫表面尺寸不符合要求焊縫表面高低不平、焊縫寬窄不齊、尺寸過大或過小、角焊縫單邊以及焊腳尺寸不符合要求，均屬于焊縫表面尺寸不符合要求。1．產生原因焊件坡口角度不對，裝配間隙不均勻，焊接速度不當或運條手法不正確，焊條和角度選擇不當或改變，加上埋弧焊焊接工藝選擇不正確等都會造成該種缺陷。2．防止方法選擇適當的坡口角度和裝配間隙，正確選擇焊接工藝參數，特別是焊接電流值，采用恰當運條手法和角度，以保證焊縫成形均勻一致。二、焊接裂紋在焊接應力及其他致脆因素的共同作用下，焊接接頭局部地區的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面所產生的縫隙叫焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和大的長寬比特征。1．熱裂紋的產生原因與防止方法焊接過程中，焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的焊接裂紋叫熱裂紋。1)產生原因熱裂紋是由于熔池冷卻結晶時，受到的拉應力作用，而凝固時，低熔點共晶體形成的液態薄層共同作用的結果。增大任何一方面的作用，都能促使形成熱裂紋。2)防止方法(1)控制焊縫中的有害雜質的含量(即碳、硫、磷的含量)，減少熔池中低熔點共晶體的形成。(2)采用預熱的方法以降低冷卻速度，改善應力狀況。(3)采用堿性焊條，因為堿性焊條的熔渣具有較強脫硫、脫磷的能力。(4)控制焊縫形狀，盡量避免得到深而窄的焊縫。(5)采用收弧板，將弧坑引至焊件外面，即使發生弧坑裂紋，也不影響焊件本身。2．冷裂紋的產生原因及防止方法焊接接頭冷卻到較低溫度時(200～300℃)，產生的焊接裂紋叫冷裂紋。1)產生原因冷裂紋主要發生在中碳鋼、低合金和中合金高強度鋼中。原因是焊材本身具有較大的淬硬傾向，焊接熔池中溶解了多量的氫，以及焊接接頭在焊接過程中產生了較大的拘束應力。2)防止方法(1)焊前按規定要求嚴格烘干焊條、焊劑，以減少氫的來源。(2)采用低氫型堿性焊條和焊劑。(3)焊接淬硬性較強的低合金高強度鋼時，采用奧氏體不銹鋼焊條。(4)焊前預熱。(5)后熱：焊后立即將焊件的全部(或局部)進行加熱或保溫、緩冷的工藝措施叫后熱。后熱能使焊接接頭中的氫有效地逸出，所以是防止延遲裂紋的重要措施。但后熱加熱溫度低，不能起到消除應力的作用。(6)適當增加焊接電流，減慢焊接速度，可減慢熱影響區冷卻速度，防止形成淬硬組織。3．再熱裂紋的產生原因與防止方法焊后焊件在一定溫度范圍再次加熱(消除應力熱處理或其他加熱過程如多層焊時)而產生的裂紋，叫再熱裂紋。1)產生原因再熱裂紋一般發生在熔點線附近，即被加熱至1200～1350℃的區域中，對于低合金高強度鋼大致為580～650℃。2)防止方法防止再熱裂紋的措施，第一是控制母材中鉻、鉬、釩等合金元素的含量；第二是減少結構鋼焊接殘余應力；最后在焊接過程中采取減少焊接應力的工藝措施，如使用小直徑焊條，小參數焊接，焊接時不擺動焊條等。4．層狀撕裂的產生原因與防止方法焊接時焊接構件中沿鋼板軋層形成的階梯狀的裂紋叫層狀撕裂。1)產生原因產生層狀撕裂的原因是軋制鋼板中存在著硫化物、氧化物和硅酸鹽等非金屬夾雜物，在垂直于厚度方向的焊接應力作用下(圖中箭頭)，在夾雜物的邊緣產生應力集中，當應力超過一定數值時，某些部位的夾雜物首先開裂并擴展，以后這種開裂在各層之間相繼發生，連成一體，形成層狀撕裂的階梯形。2)防止方法防止層狀撕裂的措施是嚴格控制鋼材的含硫量，在與焊縫相連接的鋼材表面預先堆焊幾層低強度焊縫和采用強度級別較低的焊接材料。三、氣孔焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出，殘存下來形成的空穴叫氣孔。1．產生原因(1)鐵銹和水分。鐵銹和水分對熔池一方面有氧化作用，另一方面又帶來大量的氫。(2)焊接方法。埋弧焊時由于焊縫大，焊縫厚度深，氣體從熔池中逸出困難，故生成氣孔的傾向比手弧焊大得多。(3)焊條種類。堿性焊條比酸性焊條對鐵銹和水分的敏感程度大得多，即在同樣的鐵銹和水分含量下，堿性焊條十分容易產生氣孔。(4)電流種類和極性。當采用未經很好烘干的焊條進行焊接時，使用交流電源，焊縫最易出現氣孔；直流正接氣孔傾向較小；直流反接氣孔傾向最小。采用堿性焊條時，一定要用直流反接，如果使用直流正接，則生成氣孔的傾向顯著加大。(5)焊接工藝參數。焊接速度增加，焊接電流增大，電弧電壓升高都會使氣孔傾向增加。2．防止方法(1)對手弧焊焊縫兩側各10?mm，埋弧自動焊兩側各20?mm內，仔細清除焊件表面上的鐵銹等污物。(2)焊條、焊劑在焊前按規定嚴格烘干，并存放于保溫桶中，做到隨用隨取。(3)采用合適的焊接工藝參數，使用堿性焊條焊接時，一定要短弧焊。四、咬邊由于焊接參數選擇不當，或操作工藝不正確，沿焊趾的母材部位產生的溝槽或凹陷叫咬邊。1．產生原因咬邊的產生主要是由于焊接工藝參數選擇不當，焊接電流太大，電弧過長，運條速度和焊條角度不適當等。2．防止方法防止咬邊的產生一般要選擇正確的焊接電流及焊接速度，電弧不能拉得太長，掌握正確的運條方法和運條角度。埋弧焊時一般不會產生咬邊。五、未焊透焊接時接頭根部未完全熔透的現象叫未焊透。1．產生原因未焊透的產生原因主要有：焊縫坡口鈍邊過大，坡口角度太小，焊根未清理干凈，間隙太小；焊條或焊絲角度不正確，電流過小，速度過快，弧長過大；焊接時有磁偏吹現象；電流過大，焊件金屬尚未充分加熱時，焊條已急劇熔化；層間或母材邊緣的鐵銹、氧化皮及油污等未清除干凈，焊接位置不佳，焊接可達性不好等。2．防止方法防止未焊透需要正確選用和加工坡口尺寸，保證必須的裝配間隙，正確選用焊接電流和焊接速度，認真操作，防止焊偏等。六、未熔合熔焊時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未完全熔化結合的部分叫未熔合。1．產生原因未熔合的產生原因主要是層間清渣不干凈，焊接電流太小，焊條偏心，焊條擺動幅度太窄等。2．防止方法防止未熔合一般采用的方法是加強層間清渣，正確選擇焊接電流，注意焊條擺動等。七、夾渣焊后殘留在焊縫中的熔渣叫夾渣。1．產生原因夾渣的產生原因有：焊接電流太小，以致液態金屬和熔渣分不清；焊接速度過快，使熔渣來不及浮起；多層焊時，清渣不干凈；焊縫成形系數過小以及手弧焊時焊條角度不正確等。2．防止方法防止夾渣的一般方法有：采用具有良好工藝性能的焊條，正確選用焊接電流和運條角度，焊件坡口角度不宜過小，多層焊時，認真做好清渣工作等。八、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，所形成的金屬瘤叫焊瘤。1．產生的原因焊瘤產生的原因主要是操作不熟練和運條角度不當。2．防止方法防止焊瘤產生的方法主要是提高操作的技術水平。正確選擇焊接工藝參數，靈活調整焊條角度，裝配間隙不宜過大。此外，要嚴格控制熔池溫度，不使其過高。九、塌陷單面熔化焊時，由于焊接工藝選擇不當，造成焊縫金屬過量透過背面，而使焊縫正面塌陷、背面凸起的現象叫塌陷。塌陷的產生往往是由于裝配間隙或焊接電流過大所致。十、凹坑焊后在焊縫表面或焊縫背面形成的低于母材表面的局部低洼部分叫凹坑。背面的凹坑通常叫內凹。凹坑會減少焊縫的工作截面。凹坑的產生主要是由于電弧拉得過長，焊條傾角不當和裝配間隙太大等。十一、燒穿焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷叫燒穿。1．產生原因燒穿產生的原因是對焊件加熱過多。2．防止方法防止燒穿的方法有：正確選擇焊接電流和焊接速度，嚴格控制焊件的裝配間隙。另外，還可以采用襯墊、焊劑墊、自熔墊或使用脈沖電流防止燒穿。★?知識點2焊接檢驗焊接檢驗是對焊接工藝的驗證過程，貫穿于整個焊接生產過程中。一、焊接檢驗階段在不同階段，焊接檢驗的目的也各不相同。按不同的焊接檢驗階段，可將焊接檢驗分為焊前檢驗、焊接過程中的檢驗和焊后檢驗。1．焊前檢驗焊前檢驗主要是檢查技術文件是否完整齊全，原材料的質量是否可靠，焊接設備和焊工的資格是否符合要求。焊前檢驗可以減少和降低產生焊接缺陷的各種影響因素，對預防焊接缺陷的產生具有重要意義。焊前檢驗包括：(1)所用焊接材料和母材的檢查和驗收。(2)檢查焊接材料及母材的牌號和規格、焊接坡口形式及尺寸是否與焊接工藝文件的要求一致，焊前清理和焊前預熱是否符合規定，焊接設備的運行是否正常等。(3)生產前焊接試樣檢驗，即在產品部件焊接前，應對試樣進行斷口或接頭的力學性能等試驗，試驗合格后，才能焊接產品。2．焊接過程中的焊接檢驗焊接過程中的檢驗主要是對焊接工藝的執行進行檢查，可以防止和及時發現焊接缺陷的產生，若出現焊接缺陷，也可以及時分析缺陷產生的原因，采取必要的糾正措施，保證工件在制造過程中的質量。焊接過程中的檢驗包括：(1)焊接工藝檢查，包括焊接參數和層間溫度的檢查等。(2)焊道的外觀質量檢查和各種無損檢測。3．焊后檢驗焊后檢驗是在全部焊接工作完成后，對焊接接頭進行的成品檢驗。焊后檢驗是為了保證所制造的產品各項性能指標完全滿足該產品的設計要求，是保證焊接結構獲得可靠產品質量的重要手段。焊后檢驗包括：(1)接頭的外觀質量檢驗，包括目視檢查、著色檢測、磁粉檢測等。(2)接頭的內部質量檢驗，一般采用超聲波檢測和射線檢測。(3)接頭和整體結構的耐壓檢驗和密封性檢驗。(4)產品試板的理化試驗和力學性能檢驗等。二、焊接檢驗的分類常用的焊接檢驗方法分非破壞性檢驗和破壞性檢驗兩大類。1．破壞性檢驗破壞性檢驗包括力學性能試驗、化學分析、金相檢驗和焊接性試驗。產前通過焊接性試驗試板、焊接工藝評定試板和產前試件進行破壞性檢驗；產后通過產品試板對焊接接頭進行破壞性檢驗。2．非破壞性檢驗非破壞性試驗包括外觀檢驗、無損檢驗和焊縫鐵素體含量測定等檢驗，檢驗對象可以是產品焊接接頭，也可以是焊接試板；耐壓試驗和密封性試驗的檢驗對象為產品整體或產品部件。三、焊接接頭的破壞性檢驗1．焊接接頭力學性能試驗力學性能試驗用來測定焊接材料、焊縫熔敷金屬和焊接接頭在不同載荷作用下的強度、塑性和韌性。焊接接頭包括母材金屬、焊縫熔敷金屬和熱影響區三個部分，焊接接頭具有金相組織和化學成分的不均勻性，從而導致力學性能的不均勻性。焊接接頭力學性能試驗結果與焊縫在焊接接頭中的位置和方向有一定關系。焊接接頭力學性能試件取樣方法：焊接接頭拉伸、彎曲、沖擊等取樣方法部位見圖1-51。1)焊接接頭拉伸試驗焊接接頭的拉伸試驗應按GB/T2651《焊接接頭拉伸試驗方法》的規定進行。該標準適用于熔焊和壓焊的焊接接頭。焊縫及熔敷金屬拉伸試驗應按GB/T2652《焊縫及熔敷金屬拉伸試驗方法》的規定進行。(1)接頭拉伸試樣的形狀有板狀試樣、整管試樣和圓形試樣三種，見圖?1-52，應根據試驗要求予以選用。(2)焊接接頭的拉伸試驗一般都采用橫向試樣。當焊縫金屬的強度超過母材金屬，縮頸和破壞會發生在母材金屬區。若焊縫金屬強度遠低于母材，塑性應變集中在焊縫內發生，在這種情況下，局部應變測得的斷后伸長率將比正常標距低。所以橫向焊接接頭拉伸試驗只可以評定接頭的抗拉強度Rm(MPa)，不能評定接頭的屈服強度和斷后伸長率。焊接接頭的拉伸試驗還可發現斷口處有無氣孔、裂紋、夾渣或其他焊接缺陷。(3)焊縫及熔敷金屬拉伸試樣應從焊接試件上縱向(垂直于焊縫軸線方向)截取，見表1-12。加工完成后，試樣的平行長度應全部由焊縫金屬組成。通過試驗可獲得焊縫金屬抗拉強度Rm(MPa)、屈服強度Rel(MPa)、斷后伸長率A(%)和斷面收縮率Z(%)。此外，在斷口處可檢查有無氣孔、裂紋、夾渣或其他焊接缺陷。2)焊接接頭彎曲及壓扁試驗焊接接頭彎曲及壓扁試驗按照GB/T2653《焊接接頭彎曲試驗方法》的規定進行。該標準適用于熔焊和壓焊的焊接接頭。(1)試驗目的：在國家標準中規定了金屬材料焊接接頭的彎曲及壓扁試驗是對焊接接頭進行橫向正彎及背彎、橫向側彎、縱向正彎及背彎、管材壓扁等試驗，從而確定接頭拉伸面上的塑性和缺陷。焊接接頭正彎是指受拉面是焊縫正面的彎曲；背彎是指受拉面是焊縫背面的彎曲，主要是檢驗焊縫根部的焊接質量；而側彎是指受拉面是焊縫縱剖面的彎曲，檢驗焊縫與母材間的結合強度，以及多層焊時的層間缺陷。(2)試樣制備：焊接接頭的彎曲試樣按試樣長度與焊縫軸線的相對位置可分為橫彎試樣、縱彎試樣；按彎曲試樣受拉面在焊縫中的位置可分為正彎試樣、背彎試樣和側彎試樣。橫彎試樣即焊縫軸線與試樣縱軸垂直的彎曲試樣。縱彎試樣即焊縫軸線與試樣縱軸平行的彎曲試樣。正彎試樣即試樣受拉面為焊縫正面的彎曲試樣。對于雙面不對稱焊縫，正彎試樣的受拉面為焊縫最大寬度面；對于雙面對稱焊縫，先焊面為正面。正彎試樣用以考核焊縫的塑性及熔合線的接合質量。背彎試樣即試樣受拉面為焊縫背面的彎曲試樣。背彎試樣用以考核單面焊縫，如管子對接、小直徑容器縱、環縫的根部焊接質量。側彎試樣即試樣受拉面為焊縫縱剖面的彎曲試樣。側彎試樣用以考核焊層與母材金屬之間的結合強度，堆焊過渡層、雙金屬接頭過渡層以及異種鋼焊接接頭的脆性、多層焊的層間缺陷。彎曲試樣按照GB/T2653《焊接接頭彎曲試驗方法》規定的加工方法和加工尺寸進行制作，使其形狀符合要求。彎曲試樣圖如圖1-53所示。焊縫的正背面均應采用機械加工的方法修整，使之與母材原始表面平齊。3)焊接接頭沖擊試驗焊接接頭沖擊試驗是以GB/T2650《焊接接頭沖擊試驗方法》為依據進行的。GB/T2650《焊接接頭沖擊試驗方法》規定了金屬材料焊接接頭夏比沖擊試驗方法，用以測定焊接接頭各區域的沖擊功吸收。沖擊試樣的截取如圖1-54所示。將規定幾何形狀的缺口試樣置于試驗機兩支座之間，缺口背向打擊面放置，用擺錘依次打擊試樣，測定試樣的吸收能量。該試驗可以測定焊縫、熔合線、熱影響區和母材在突加載荷作用時對缺口的敏感性、沖擊吸收能量K(J)。沖擊試樣應采用機械加工或磨削方法制備，加工過程中要避免表面硬化或過熱。尤其是避免缺口附近發生加工硬化。4)焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗法硬度是指焊接接頭抵抗局部變形或表面損傷的能力。由于硬度和強度有一定的關系，可以通過測定焊縫和熱影響區的硬度，間接估算材料的強度，并比較焊接接頭各個區域的性能差別和熱影響區的淬硬傾向。焊接接頭的硬度試驗一般在接頭的橫截面上測定，按照GB/T2654《焊接接頭硬度試驗方法》進行。對接接