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國(guó)際焊接工程師復(fù)習(xí)6
矩形梁的截面上剪應(yīng)力分布
圖4 剪應(yīng)力分布（矩形梁）
工字梁的截面上剪應(yīng)力分布
圖5 剪應(yīng)力分布（矩形梁）
2、截面特征值
靜矩S：Sy=A·Z1，SZ=A·y1
圖6 靜矩
慣性矩I: 自身慣性距
圖7 自身慣性距
對(duì)主軸慣性距
圖8 對(duì)主軸慣性距
2.1正應(yīng)力（彎距）
σ=
MyIy
zN/mm2
[]
圖9 不同截面梁比較
3、截面中的應(yīng)力計(jì)算
3.1正應(yīng)力（拉伸載荷）
σ=
例：
求正應(yīng)力σ
圖10 矩形梁
N
N/mm2 A
[]
例：求正應(yīng)力σ
圖11 焊接工字梁
抗彎截面模量 W[ cm]
3
Wy=
[cm]
maxZ
3
Iy
3.2剪應(yīng)力τ 通用
τ=
剪力
F
N/cm2 A
[]
τ=
例：求剪應(yīng)力—τ1、τ0、τmax
VZ?SyIy?t
[N/cm]
2
圖12 焊接工字梁及剪應(yīng)力分布圖
對(duì)于
I-形截面，剪應(yīng)力可按下式簡(jiǎn)化計(jì)算
τm=
例：τm=
？
V
N/cm2 ASteg
[]
圖13簡(jiǎn)化的剪應(yīng)力分布圖
4、I形鋼的截面特征值
1、 焊接連接（EN12345）
1.1接頭及焊縫種類
焊接接頭是把零件或部件用焊接的方法相互連接起來(lái)的區(qū)域，接頭的種類是通過(guò)零部件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上相互配置的情況而確定的。 接頭及焊縫種類
下圖列舉了與構(gòu)件間相互位置有關(guān)的各種接頭種類。
圖1 接頭種類
表1 接頭種類
接頭種類 1.1對(duì)接接頭 1.2平行接頭 1.3搭接接頭 1.4T型接頭 1.5十字型接頭
1.6 1.8斜接接頭
1.7綜合接頭 1.10十字接頭
說(shuō)明
部件處于同一平面內(nèi)，彼此對(duì)接 部件上下平行放置 部件上下平行放置，并搭接 部件相互成直角（T型）聯(lián)接
兩個(gè)位于同一平面的部件同在它們之間的第三個(gè)部件（雙T型）連接
一個(gè)部件相對(duì)于另一個(gè)部件傾斜地連接 兩個(gè)部件以任意角度相互連接 三個(gè)或多個(gè)部件以任意角度相互連接 兩個(gè)部件相互交叉連接
1.2焊接接頭準(zhǔn)備的基本概念
1.2.1熔化焊接頭
圖2 I型對(duì)接接頭 圖3 I型對(duì)接接頭（帶墊板）
表2 對(duì)接接頭術(shù)語(yǔ)（圖2、3、4）
A板材表面
B板材背面
C板材邊緣
D坡口面
E坡口加工面
鈍 邊
背 面 熔 池 保 護(hù)
11焊縫長(zhǎng)度
焊縫厚度
根部間隙
12鈍邊高度
14鈍邊棱邊
坡 口 面 棱 邊
坡 口 寬 度
單 面 坡 口 角 度
坡口面高度
19坡口面寬度
20寬度
21坡口角度
板 厚
工件邊緣
根部間隙
坡口邊緣
熔化面邊緣
圖4 V型對(duì)接接頭
21熔化面
板 厚
間 隙
接 頭 寬 度
角
度
圖5 T型接頭 表3 T型接頭術(shù)語(yǔ)（圖5）
D熔化面
1板厚
26寬 度
邊 緣
鄰 接
卷 邊 高 度
卷邊半
徑
1.2.2壓力焊接頭
1.3 熔化焊焊縫的基本概念
1.2焊接接 頭及
圖6 卷邊接頭 表4 卷邊接頭術(shù)語(yǔ)（圖6）
圖7 凸焊接頭（凸點(diǎn)） 圖8 凸焊接頭（長(zhǎng)型凸點(diǎn)）
圖9 凸焊接頭（圓形凸點(diǎn)） 圖10 點(diǎn)焊、縫焊接頭
表5 卷邊接頭術(shù)語(yǔ)（圖7、8、10）
1.3熔化焊焊縫的基本概念 1.3.1基本熔化焊焊縫
27板 厚
工 件 長(zhǎng) 度
凸點(diǎn)距離
28凸點(diǎn)高度
29凸點(diǎn)長(zhǎng)度
30凸點(diǎn)寬度
33邊距
36金屬片長(zhǎng)度
37金屬片寬度
金 屬 片 厚 度
工 件
圖11 V型坡口對(duì)接焊縫 圖12 角焊縫
表6 熔化焊焊縫術(shù)語(yǔ)（圖11、12）
母 材
焊縫金屬
3熱影響區(qū)
4焊縫區(qū)
7熔合區(qū)寬度
焊縫根部
9余高
10焊角寬度
25根部熔合
26熔合區(qū)
圖13 一般對(duì)接焊縫 圖14 T型接頭（全熔透）
圖15全熔透對(duì)接焊縫 圖16 部分熔透對(duì)接焊縫
表6 熔化焊焊縫術(shù)語(yǔ)（圖13、14、15、16） 11焊 縫 寬 度
余 高
12
13
14
15
16
17
18
根最大設(shè)計(jì)實(shí)際有效焊部焊縫焊縫焊縫焊縫趾余厚度厚度厚度厚度角高
度
焊焊縫根 縫表面部 長(zhǎng)波紋寬 度
度
1.3.1多道焊焊縫
圖17對(duì)接焊縫（多道焊） 圖18對(duì)接焊縫（多道焊、帶封底焊道）
表7 多道焊熔化焊焊縫術(shù)語(yǔ)（圖17、18、19）
熔合區(qū)
焊角寬度
11背面余高
19焊趾
25填 充 層
蓋 面 層
封 底 焊 道
根部熔合
圖19 多道焊（角焊縫）
1.3壓力接接頭的基本概念
圖20 壓力接接頭（對(duì)焊、閃光焊）
圖21 電阻焊（點(diǎn)焊、縫焊）
表7 壓力接接頭術(shù)語(yǔ)（圖20） 表8 電阻焊接頭術(shù)語(yǔ)（圖21）
焊縫區(qū)
頂 閃光中間鍛 金 屬
表面
33焊點(diǎn)直徑
38焊縫長(zhǎng)度
焊 點(diǎn) 間 距
焊 點(diǎn) 重 疊
2、連接形式
2.1、對(duì)接焊縫
對(duì)接接頭基本上滿足焊縫中的力線分布不受干擾和應(yīng)力分布均勻的要求。在符合技術(shù)條件時(shí)具有有利的力線分布（參見(jiàn)圖）。
在特別謹(jǐn)慎地進(jìn)行施工或焊后附加進(jìn)行表面加工的情況下，還能進(jìn)一步降低外部缺口效應(yīng)（參見(jiàn)截面圖中的應(yīng)力分布曲線）。
圖23 對(duì)接接頭（表面加工）
按構(gòu)件的壁厚和焊接方法，也可以選擇其它一些坡口型式。 2.1.1焊縫尺寸 焊縫厚度
在對(duì)接焊縫中，焊縫計(jì)算厚度通過(guò)被連接構(gòu)件的厚度確定，在焊接不同厚度的構(gòu)件時(shí)，焊縫厚度等于板厚較薄構(gòu)件的厚度。
下圖所示的對(duì)接焊縫結(jié)構(gòu)在承受靜載荷的構(gòu)件中，按DIN18800T1的要求，其厚度差不允許超過(guò)10㎜。
圖24焊縫厚度
按ISO 2553的要求，對(duì)接焊縫的厚度用“S”表示。
在承受動(dòng)載荷的構(gòu)件中，兩對(duì)接接頭的板厚差不允許超過(guò)3㎜，如必須進(jìn)行厚度差大于3㎜部件的對(duì)接焊接時(shí)，需將厚板加工成斜坡?tīng)睢?/p>
圖25不等厚度板連接
焊縫長(zhǎng)度
對(duì)接焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度“l(fā)”等于焊縫的總長(zhǎng)度或焊接構(gòu)件的寬度。但是，其前提是焊縫末端不能有弧坑。這一要求可以通過(guò)安裝引出板或在構(gòu)件施工時(shí)按照DIN18800T7采取其它合適的措施來(lái)達(dá)到。
2.1.2對(duì)接焊縫的施焊
對(duì)接焊縫施焊時(shí)應(yīng)遵守下述條件：
a） 根部無(wú)缺陷，并焊透或清根進(jìn)行背面焊接 b） 焊縫應(yīng)均勻一致 c） 焊縫末端無(wú)弧坑
d） 焊縫和構(gòu)件之間應(yīng)平滑地過(guò)渡，無(wú)有害的咬邊
e） 無(wú)裂紋、未焊透、根部缺陷和夾渣。當(dāng)焊縫在應(yīng)力較高狀態(tài)下使用時(shí)，應(yīng)針對(duì)上述焊接缺陷進(jìn)行驗(yàn)證。
這些已在DIN 18800T1和T7中作了說(shuō)明 ISO5817
表9 ISO5817質(zhì)量等級(jí)
評(píng)定組別
(A)
B高
C中
D低
(E)
對(duì)于對(duì)接焊縫來(lái)說(shuō)，按其所達(dá)到的質(zhì)量等級(jí)。規(guī)定其所能承擔(dān)的許用應(yīng)力。 2.1.3焊縫質(zhì)量的驗(yàn)證
如果至少對(duì)焊縫總長(zhǎng)度的10%進(jìn)行射線或超聲波探傷檢驗(yàn)而沒(méi)有發(fā)現(xiàn)缺陷，可以認(rèn)為焊縫是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的。同時(shí)要平均考核所有參加施焊焊工的焊接質(zhì)量。在焊縫中只允許有零星的缺陷，但這些缺陷不允許超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。 2.2未焊透焊縫
除了焊透焊縫以外,標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定了可以采用未焊透焊縫,但這會(huì)在對(duì)接焊縫的接頭區(qū)域產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力分布。 焊縫厚度
圖27 未焊透焊縫
施焊
對(duì)未焊透的對(duì)接焊縫施焊時(shí)，需遵守下述條件： a） 足夠的熔深 b） 焊道的均勻施焊 c） 無(wú)缺口和弧坑缺口
d） 無(wú)裂紋（通常用表面方法檢查） 2.3角焊縫
在鋼結(jié)構(gòu)的焊接制作中，最經(jīng)常使用的焊縫型式是角焊縫。根據(jù)角焊縫的配置形式，可以將角焊縫區(qū)分成頸部焊縫，側(cè)面焊縫，端面焊縫角接焊縫和腹板焊縫。
2.3.1焊縫形狀說(shuō)明
一般對(duì)上述的角焊縫都采用等腰的焊縫形狀，并可分為：
凸形 平面
凹面
圖29 角焊縫厚度
2.2.2角焊縫的厚度
一般應(yīng)避免這種焊縫形狀。它是不經(jīng)濟(jì)的并且具有最大的缺口效應(yīng)。僅在角接焊縫時(shí)使用這種焊縫形狀，甚至認(rèn)為是有利的。
施工中認(rèn)為這種焊縫形狀是最經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)樗淮嬖诙嘤嗟暮缚p體積。盡管存在小的外部缺口效應(yīng)，但在主要承受靜載荷的構(gòu)件上仍可使用這種焊縫形狀。
這種焊縫的焊縫體積大于平角焊縫的焊縫體積。凹形角焊縫具有最小的外部缺口效應(yīng)，因此優(yōu)先用于承受載的構(gòu)件中。它們多半只能在船形位置焊接時(shí)得到。
不等腰焊縫常用于端面焊縫的焊接，目的是減少缺口效應(yīng)。
圖30 角焊縫應(yīng)用
2.3.3焊縫厚度的限定
通常，角焊縫接頭施焊時(shí)，其焊縫厚度應(yīng)用靜力學(xué)計(jì)算。不僅在計(jì)算上而且在角焊縫接頭制作中，都應(yīng)注意確定極限尺寸。
最小焊縫厚度－a
min
最小焊縫厚度由有關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)程所規(guī)定，例如 按DIN18800T1——鋼結(jié)構(gòu) amin=2.0㎜ DS 952——鐵路車輛制造 amin=3.0㎜ DS 804——鐵路橋梁 amin=3.5㎜ 除了這種最小焊縫厚度外，在上述標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程中還 敘述了與焊接構(gòu)件厚度有關(guān)的其它焊縫厚度極限，例如： 推薦
?0.5
最大焊縫厚度－amax
最大焊縫厚度一般不應(yīng)超過(guò)最小壁厚的0.7倍。 圖31 角焊縫厚度限定
amax=0.7·tmin
但是，在角焊縫接頭施焊時(shí)應(yīng)注意，這些焊縫不一定要達(dá)到amax這一極限尺寸，而僅需達(dá)到必需的計(jì)算厚
度。這不僅是出于經(jīng)濟(jì)因素，而且也是制造技術(shù)上的要求。 深熔角焊縫
在角焊縫中，如果其熔深超出其理論根點(diǎn)，即為深熔角焊縫
a=a+e
a — 深部測(cè)量的焊縫厚度
e — 熔化尺寸，可以用不同的檢驗(yàn)方法確定。 該方法也適用于雙面焊。
圖32 深熔角焊縫
2.3.4按DIN18800T1桿件連接時(shí)焊接長(zhǎng)度的限定
在桿件連接焊接時(shí)，除了要考慮前述的焊縫厚度限定外，還應(yīng)考慮按DIN18800進(jìn)行焊縫長(zhǎng)度的限定。 按1990年11月版本lmax=150·a lmin=6·a＞30㎜
圖33 焊接長(zhǎng)度的限定
在連接長(zhǎng)度上出現(xiàn)的不均勻應(yīng)力分布可看作確定焊縫長(zhǎng)度極限的依據(jù)。隨著側(cè)面焊縫長(zhǎng)度的增加，焊縫末端處應(yīng)力峰值也隨之增高。這是由于不均勻的應(yīng)力分布造成的，而且由于焊縫末端處經(jīng)常出現(xiàn)的施工缺陷
2.3.5斷續(xù)焊接的角焊縫
這類焊縫主要用于薄壁構(gòu)件和橫向及縱向加強(qiáng)的場(chǎng)合。它們的優(yōu)點(diǎn)在于內(nèi)應(yīng)力作用小，因此減小了構(gòu)件的變形。因?yàn)檫@類焊縫通常只承受較小的載荷，可是仍必須遵守最小角焊縫厚度的要求，因而采用間斷焊縫就有可能節(jié)省焊縫的體積。
對(duì)置于露天的或處于有特殊腐蝕危險(xiǎn)環(huán)境的構(gòu)件，這種殘留的，未焊接的間隙是一種缺點(diǎn)，在這種情況下，建議采用開(kāi)槽，環(huán)狀封閉焊接。
圖34 斷續(xù)焊接的角焊縫
2.4其它焊縫
為了在T型接頭連接中獲得盡 按DIN18800，在不是承受特別高應(yīng)力 可能小的內(nèi)部缺口效應(yīng)，可以應(yīng)用 狀態(tài)下的構(gòu)件能夠采用下述焊縫型式。 下列幾種焊縫型式
當(dāng)焊縫檢定為無(wú)缺陷時(shí)，這種焊縫有可能用于具有較高應(yīng)力狀況下施工時(shí)，若選用這種焊縫，存在著缺口效應(yīng)，這樣就會(huì)降低其許用應(yīng)力值。
這些焊縫型式與對(duì)接焊縫一樣，都要謹(jǐn)慎地按技術(shù)條件進(jìn)行坡口準(zhǔn)備。 a*）焊縫厚度a為焊縫理論根點(diǎn)至焊縫表面的距離。
1、概述
在工程技術(shù)領(lǐng)域，最容易達(dá)到相互理解和交流的方法是用繪圖表示。這可以是一張示意圖或是一張準(zhǔn)確的施工圖紙。為了不致產(chǎn)生誤解，并建立單意性，人們有必要制訂一些標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)要以最新版本為準(zhǔn)。
在ISO2553中，把焊縫用基本符號(hào)或組合符號(hào)表示出來(lái)。
2、表示方法
2.1基本符號(hào)和組合符號(hào)
所選擇的基本符號(hào)
表1 基本符號(hào)和組合符號(hào)
基本符號(hào) 組合符號(hào)
編號(hào)
名稱
立體 圖示
符號(hào)
編號(hào)
名稱 雙面-V-焊縫
雙面-HV-焊縫
雙面-Y-焊縫
雙面-HY-焊縫
雙面-U-焊縫
V-帶背面焊縫
雙面-K-角焊縫
立體 圖示
符號(hào)
2 3 4 5 6
7 14 9 12 10
I-焊縫 V-焊縫 HV-焊縫 Y-焊縫
HY-焊縫 U-焊縫 垂直坡口面焊縫 背面焊縫
點(diǎn)焊縫 角焊縫
3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 3-9 10-10
基本符號(hào)和組合符號(hào)也可以通過(guò)輔助符號(hào)和補(bǔ)充符號(hào)進(jìn)行完善，并對(duì)要達(dá)到的焊縫形狀和焊縫布置予以說(shuō)明。
2.2表面形狀的輔助符號(hào)
表2 表面形狀輔助符號(hào)
輔助符號(hào)
表面形狀 凹形 平直 凸形
輔助符號(hào)
2.3按ISO2553對(duì)焊縫施焊的輔助符號(hào)
表3 施焊的輔助符號(hào)
M=附加物：焊接完成后不可去除 MR=襯墊：焊接完成后可以去除
2.4補(bǔ)充符號(hào)給出了焊縫的位置及要求
環(huán)形分布角焊縫 現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫
圖1 補(bǔ)充符號(hào)
3、焊縫標(biāo)記方法
圖2 焊縫標(biāo)記方法
3.1箭頭線的位置
箭頭線與基線是以一角度相交連接起來(lái)的。對(duì)于需進(jìn)行坡口加工后焊接形成的焊縫。可以用箭頭線表示，
圖3 箭頭線位置
3.2基線的位置
基線大多平行進(jìn)行標(biāo)記，在一些特殊情況下也允許垂直進(jìn)行標(biāo)記。 3.3基線符號(hào)的位置
符號(hào)可以在基線的上方也可以在基線的下方，在一張表示圖樣中應(yīng)盡可能地使用同樣的表示方法。 ——表示符號(hào)應(yīng)靠近基線。
——如可能的話，在焊縫截面上標(biāo)注的焊縫，應(yīng)使焊縫截面與符號(hào)的位置保持一致。 ——在標(biāo)記時(shí)應(yīng)注意，箭頭線總是指向接頭。 3.3.1單面焊縫表示
表4 焊縫位置及方向
焊縫位于表示符號(hào)所指正面
①如果焊縫表示符號(hào)位于基線實(shí)線一側(cè)，那么焊縫位于箭頭線所指一側(cè)。
焊縫位于表示符號(hào)所指背面
②如果焊縫表示符號(hào)位于基線虛線一側(cè)，那么焊縫位于箭頭線所指一側(cè)的背面。
3.3.2雙面焊縫
對(duì)于雙面焊縫，可以采用組合焊縫進(jìn)行表示，這的就不需要虛線表示了。
圖4 雙面焊縫
3.3.3
示例
圖5 示例練習(xí)
3.4其它表示符號(hào)
每個(gè)焊縫的標(biāo)記符號(hào)中，也能給出焊縫的尺寸。焊縫的厚度表示在符號(hào)的左邊，長(zhǎng)度表示在符號(hào)的右邊。 對(duì)于角焊縫來(lái)說(shuō)，標(biāo)出其所有必要的尺寸顯得特別重要。在這里，焊縫厚度可以用兩種方法表示，可以
用焊縫厚度表示，也可以用焊腳長(zhǎng)度表示：
圖6 其它表示符號(hào)
焊縫符號(hào)的右側(cè)可以表示焊縫的允許斷續(xù)情況；也可以表示焊縫長(zhǎng)度，如表示焊縫長(zhǎng)度，那就意味著在
4、斷續(xù)焊接的角焊縫
斷續(xù)焊接的角焊縫標(biāo)注由長(zhǎng)度說(shuō)明引出
n——單個(gè)焊縫數(shù) l——單個(gè)焊縫長(zhǎng)度 e——間隔
e的另一個(gè)意思是焊縫間距，為了避免與通常的說(shuō)明相混淆，間隔用括號(hào)中的e表示。
表5 斷續(xù)角焊縫
5、補(bǔ)充說(shuō)明
除了上面所指出的對(duì)稱焊縫的說(shuō)明以外，也可以對(duì)焊縫標(biāo)注一些附加說(shuō)明，這些附加說(shuō)明標(biāo)注于基線尾部的叉子內(nèi)，補(bǔ)充說(shuō)明也同樣應(yīng)予以足夠的重視。 5.1焊接的方法
焊接方法可以用表示方法的特征數(shù)字或特征符號(hào)表示。
表6 焊接方法
ISO 4063中規(guī)定的特征數(shù)字
111 12 131 135 21 311 141
焊接方法 手工電弧焊 埋弧焊
熔化極惰性氣體保護(hù)焊熔化極活性氣體保護(hù)焊
電阻焊 氣焊（氧乙炔焰） 鎢極氬弧焊
DIN 1912中規(guī)定的特征符號(hào)
E UP MIG MAG RP G TIG
5.2 焊縫——焊接位置
ISO6947
標(biāo)準(zhǔn)中也已給出了焊接位置的意義。
PF=立向上焊 PG=立向下焊
圖7 焊接位置
對(duì)管子來(lái)說(shuō)還有下述補(bǔ)充符號(hào)
H——立向上焊接 J——立向下焊接 K——環(huán)狀焊接
圖8 焊接位置（管）
除此之外，還可以用字母L
和角度數(shù)值標(biāo)記管子傾斜角度。
圖9 焊接位置（管傾斜）
5.3焊縫質(zhì)量的說(shuō)明
按ISO5817和ISO10042中的評(píng)定組別
表7 焊縫質(zhì)量等級(jí)
評(píng)定要求
ISO 5817
(A)
B 高級(jí)
C 中級(jí) 供貨要求
D 低級(jí)
(E)
5.4 關(guān)于所應(yīng)用的焊接材料的說(shuō)明
按ISO18273鋁 按ISO2560(EN499)焊條 5.5 叉子后的補(bǔ)充說(shuō)明
圖10 補(bǔ)充說(shuō)明
6、完整的焊接標(biāo)記實(shí)例
圖10 完整的焊接標(biāo)記實(shí)例
國(guó)際焊接工程師（IWE）、國(guó)際焊接技術(shù)員（IWT）
培訓(xùn)教程目錄（主課程部分）
3.1 焊接方法及設(shè)備
3.1.1 火焰技術(shù)Ⅲ
3.1.2 鎢極惰性氣體保護(hù)焊Ⅲ 3.1.3 MIG/MAG焊Ⅲ 3.1.4 MIG/MAG焊Ⅳ 3.1.5-6 手工電弧焊Ⅲ、Ⅳ 3.1.7* 手工電弧焊Ⅴ 3.1.8* 埋弧焊Ⅲ 3.1.9 電阻焊Ⅰ、Ⅱ 3.1.10* 電阻焊Ⅲ、Ⅳ 3.1.11* 其它焊接方法Ⅰ
等離子弧焊
3.1.12* 其它焊接方法Ⅱ
電子束焊、激光焊
3.1.13* 其它焊接方法Ⅲ
摩擦焊、旋弧焊
3.1.14* 3.1.15*
其它焊接方法Ⅳ
電渣焊、鋁熱焊、高頻焊
其它焊接方法Ⅴ
超聲波焊、爆炸焊、擴(kuò)散焊、冷壓焊
3.1.16 熱切割及坡口準(zhǔn)備方法Ⅰ 3.1.17 熱切割及坡口準(zhǔn)備方法Ⅱ 3.1.18 表面工程技術(shù)
3.1.19-21* 焊接機(jī)械化、焊接機(jī)械人Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3.1.22-23 釬焊Ⅰ、Ⅱ
3.1.24-25* 塑料焊接Ⅰ、Ⅱ 3.1.26* 其它連接方法
帶“*”的章節(jié)表示：此部分內(nèi)容要求技術(shù)員掌握的程度比工程師低。
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3.2 材料及材料的焊接
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4* 3.2.5-7* 3.2.8* 3.2.9
細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼Ⅰ 細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼Ⅱ 細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼Ⅲ 細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 熱強(qiáng)鋼Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 低溫鋼
高合金耐腐鋼Ⅰ 腐蝕
高合金耐腐鋼Ⅱ 材料磨損與保護(hù) 耐熱鋼 鑄鋼 鑄鐵 銅與銅合金 鎳與鎳合金 鋁與鋁合金
特殊有色金屬和有色合金 異種金屬的焊接 金相材料檢驗(yàn)
3.2.10-12* 3.2.13-14* 3.2.15-17* 3.2.18* 3.2.19 3.2.20
3.2.21-22* 3.2.23-24* 3.2.25-27* 3.2.28*
3.2.29-30* 3.2.31
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3.3 焊接結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
3.3.1 焊縫計(jì)算Ⅰ 3.3.2 焊縫計(jì)算Ⅱ 3.3.3* 焊縫計(jì)算Ⅲ 3.3.4 焊縫計(jì)算Ⅳ 3.3.5* 3.3.6-9*
不同載荷狀態(tài)下焊接接頭的性能 主靜載鋼結(jié)構(gòu)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 斷裂力學(xué)Ⅰ、Ⅱ
3.3.10-11* 3.3.12-13* 3.3.14-15* 3.3.16* 3.3.17*
斷裂力學(xué)Ⅲ、Ⅳ
動(dòng)載焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)Ⅰ、Ⅱ 動(dòng)載焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)Ⅲ
動(dòng)載焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)Ⅳ
3.3.18 焊接壓力裝置的制作Ⅰ 3.3.19* 3.3.20* 3.3.21-22* 3.3.23*
焊接壓力裝置的制作Ⅱ 焊接壓力裝置的制作Ⅲ 鋁合金結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 鋼筋的焊接
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3.4 焊接生產(chǎn)及應(yīng)用
3.4.1 焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量保證Ⅰ 3.4.2 焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量保證Ⅱ 3.4.3 焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量保證Ⅲ 3.4.4-5
生產(chǎn)制造中的質(zhì)量控制Ⅰ、Ⅱ
針對(duì)ISO15609、ISO15614標(biāo)準(zhǔn)的練習(xí) 焊接內(nèi)應(yīng)力及變形I、II 焊接內(nèi)應(yīng)力及變形III
3.4.6 生產(chǎn)制造中的質(zhì)量控制Ⅲ 3.4.7-8* 3.4.9-10* 3.4.11-12* 3.4.13*
針對(duì)ISO9606標(biāo)準(zhǔn)的練習(xí)
3.4.14-15 焊接車間設(shè)備 3.4.16-17 焊接安全
3.4.18-19 生產(chǎn)測(cè)量與控制Ⅰ、Ⅱ 3.4.20-21* 3.4.22-27* 3.4.28-29* 3.4.31*
材料檢驗(yàn)及焊接缺陷的評(píng)定Ⅰ、Ⅱ
材料檢驗(yàn)及焊接缺陷的評(píng)定Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ 材料檢驗(yàn)及焊接缺陷的評(píng)定（練習(xí)）
3.4.30* 經(jīng)濟(jì)性Ⅰ
經(jīng)濟(jì)性Ⅱ
3.4.32* 經(jīng)濟(jì)性Ⅲ 3.4.33* 經(jīng)濟(jì)性Ⅳ 3.4.34
焊接修復(fù)
3.4.35** 安全評(píng)估的最低要求 3.4.36* 合乎使用
3.4.40-41* 蒸汽鍋爐和壓力容器練習(xí)
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1、填充材料標(biāo)準(zhǔn)
1.1 EN12536-2000，氣焊用焊絲（非合金鋼和熱強(qiáng)鋼）分類 例： 焊絲EN12536 O Ⅲ
氣焊焊絲的供貨條件見(jiàn)EN759
表1 化學(xué)成分
標(biāo)記 OZ
OⅠ～～～0.65OⅡ～～～1.20OⅢ～～～1.25OⅣ～～～1.20OⅤ～～～1.20OⅥ～～～0.702) 單值為最大值
3) 表中元素含量值應(yīng)圓整到附錄B和ISO31-01:992中規(guī)定的有效數(shù)字位數(shù)。
化學(xué)成份%1
）2）3）
協(xié)商 0.0300.0250.0200.0200.0200.020
0.0250.0250.0200.0200.0200.020
- 0.45～0.65 0.45～0.65 0.90～1.20
0.35～0.80
- -
-
0.80～1.202.00～2.20
1) 如果未規(guī)定：Mo≤0.3%，Ni≤0.3%，Cr≤0.15%，Cu≤0.35%，V≤0.03%，銅含量小于0.35%，包括鍍銅層。
表2 顏色標(biāo)記
焊絲等級(jí) O Ⅰ O Ⅱ O Ⅲ O Ⅳ O Ⅴ O Ⅵ
標(biāo)記 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
顏色 無(wú) 灰色 金色 紅色 黃色 綠色
常用焊絲直徑（mm）：1.6、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0
各種焊絲對(duì)氣焊的適應(yīng)程度反映在他們的性能上，即：流動(dòng)性及滲透性（在焊接過(guò)程中）和在熔池中的氣孔傾向（見(jiàn)表3）。
表3 氣焊焊絲性能
Ⅰ
流動(dòng)性 滲透性 氣孔傾向
好 大 有
Ⅱ 較好 小 有
小 Ⅲ
焊絲等級(jí)
Ⅳ
Ⅴ 粘性 無(wú) 無(wú)
小
Ⅵ
Ⅶ
對(duì)于不同的碳鋼和低合金鋼的焊接性見(jiàn)表4
表4 焊接性
母材
鋼材類別 普通結(jié)構(gòu)鋼 EN 10025-2
鋼種 S1851）S235 S275 S355 P235GH（HⅠ） P265GH（HⅡ） P295GH(17Mn4)
15Mo3 13CrMo4-5 10CrMo9-10
Ⅰ
根據(jù)表1適合的焊絲等級(jí) Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
Ⅵ
×
× ×
× ×
非合金熱強(qiáng)鋼鋼板及鋼帶
EN 10028-2
CrMo熱強(qiáng)鋼 EN 10028-2
×
× ×
1.2 其它氣焊填充材料標(biāo)準(zhǔn)
AWS A5.2 碳鋼和低合金鋼氧—可燃?xì)夂附犹畛浣z A5.2 R45（310MPa ） A5.2 R60（410MPa） A5.2 R65（450MPa） A5.2 R100（690MPa）
2、氣壓焊
氣壓焊用于圓形截面型材的對(duì)接焊，其過(guò)程是在燃燒加熱和力的共同作用下形成焊縫。 分為加熱和加壓焊接兩個(gè)過(guò)程。
圖1 焊接過(guò)程示意圖1
圖2 焊接過(guò)程示意圖2
3、其它火焰技術(shù)
3.1火焰校正
火焰矯正是利用局部加熱后再冷卻的收縮變形矯正原來(lái)的變形的工藝方法。 火焰矯正要求材料有較高的塑性。
矯正的效果主要取決于火焰的加熱位置和火焰的能率。
圖3 熱脹冷縮
—— 加熱效果
圖4 局部加熱 圖5 加熱后，局部受壓
圖6 收縮，冷卻后的收縮
——實(shí)際應(yīng)用
圖7 點(diǎn)加熱（如板或管） 圖8 平面加熱（如管）
圖9 直線加熱-多點(diǎn)（如焊后板材）
圖10 三角加熱如型材
首先加熱1區(qū)，然后加2區(qū) 兩個(gè)三角型區(qū)同時(shí)加熱 首先加熱矩形區(qū)，然后 首先，同時(shí)加熱兩個(gè)三角
加熱三角形區(qū)域 形區(qū)，然后加熱立板
首先加熱三角形區(qū)， 首先加熱立板，然后 首先同時(shí)加熱蓋板， 先加熱腹板，然后加熱蓋板 然后加熱立板 加熱橫板 然后加熱腹板
圖11 火焰校正示意圖1
圖12 火焰校正示意圖2
3.2火焰加熱
火焰加熱工件，以減少焊接或切割的冷卻速度，降低變形阻力或改變組織。
包括火焰矯正、預(yù)熱、火焰硬化、火焰加熱等。如S355（Q345）厚板材焊接時(shí)，需預(yù)熱80-120℃。
圖13 焊接預(yù)熱 圖14 管子預(yù)熱
3.3 火焰噴涂 火焰噴涂是熱噴涂工藝的一種，使用氧氣-燃?xì)饣鹧孀鰹闊嵩础?/p>
圖15 火焰噴涂（絲材火焰噴涂、粉末火焰噴涂）
3.4 表面處理
用火焰束清除金屬或礦石工件表面的復(fù)層，例如鐵銹、氧化皮、顏色等。
圖16 工作火焰控制為硬火焰 圖17 火焰束操作技術(shù)1
圖18 火焰束操作技術(shù)2
1、填充材料
焊接填充材料的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）包括兩個(gè)系列：按照屈服強(qiáng)度和全焊縫金屬平均沖擊功47焦耳分類(后綴字母“A”的系列)，此系列相當(dāng)于歐洲填充材料標(biāo)準(zhǔn)系列，或者按照抗拉強(qiáng)度和全焊縫金屬平均沖擊功27焦耳進(jìn)行分類(后綴字母“B”的系列)，此系列是以泛太平洋國(guó)家填充材料標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。
本教程中出現(xiàn)的焊接填充材料的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）均按此原則進(jìn)行標(biāo)識(shí)。 1.1 ISO636焊接填充材料―非合金鋼及細(xì)晶粒鋼鎢極惰性氣體保護(hù)焊中的焊棒、焊絲和熔敷金屬―分類
按照A系列分類方法可分為四項(xiàng)： 1）第一部分給出產(chǎn)品/工藝的標(biāo)記 ；
2）第二部分給出全焊縫金屬的強(qiáng)度和延伸率標(biāo)記； 3）第三部分給出全焊縫金屬?zèng)_擊性能的標(biāo)記；
4）第四部分給出所用焊棒或者焊絲化學(xué)成分的標(biāo)記。 例1：
ISO 636-A W 46 3 W3Si1
按照化學(xué)成分標(biāo)記的焊絲，標(biāo)記方式如下：
ISO 636-A W3Si1
其中：
ISO 636-A國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，按照屈服強(qiáng)度和47焦耳沖擊功分類； W 鎢極惰性氣保護(hù)焊
46 強(qiáng)度和延伸率（見(jiàn)表1） 3 沖擊性能（表3）
W3Si1 焊棒/焊絲的化學(xué)成分（見(jiàn)表2）
按照B系列分類方法可分為四項(xiàng)： 1）第一部分給出產(chǎn)品/工藝的標(biāo)記；
2）第二部分給出焊態(tài)或者焊后熱處理?xiàng)l件下全焊縫金屬的強(qiáng)度和延伸率標(biāo)記；
3）第三部分給出全焊縫金屬?zèng)_擊性能的標(biāo)記，標(biāo)記后的字母U指在夏比試驗(yàn)下平均達(dá)到 47J （非強(qiáng)制性要求）；
4）第四部分給出所用焊棒或者焊絲化學(xué)成分的標(biāo)記。 例2：
ISO 636-B W 55A 3 W3
按照化學(xué)成分標(biāo)記的焊絲，標(biāo)記方式如下：
ISO 636-B W3
其中ISO 636-B國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，按照抗拉強(qiáng)度和27焦耳沖擊功分類； W 鎢極惰性氣保護(hù)焊
55A在焊態(tài)條件下的強(qiáng)度和延伸率 3 在焊態(tài)條件下的沖擊性能 W3 焊棒/焊絲的化學(xué)成分
1.2 EN1668焊接填充材料―非合金鋼及細(xì)晶粒鋼鎢極惰性氣體保護(hù)焊中的焊棒、焊絲和熔敷金屬―分類 例3：
EN1668 W 46 3 W7
按照化學(xué)成分標(biāo)記的焊絲，標(biāo)記方式如下：
EN1668 W7
其中：
EN1668標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)
W 熔敷金屬/鎢極惰性氣保護(hù)焊 46 強(qiáng)度和延伸率 3 沖擊功
W7 焊棒/焊絲的化學(xué)成分
表1強(qiáng)度和延伸率
標(biāo)記 35 38 42 46 50
*
最低屈服強(qiáng)度N/mm2
355 380 420 460 500 抗拉強(qiáng)度N/mm2
440～570 470～600 500～640 530～680 560～720 最低延伸率*）%
22 20 20 20 18
）L0=5D0
表2 TIG焊的填充材料化學(xué)成分標(biāo)記（節(jié)選）
W0 W2Si W3Si1 W4Si1 W3Ni1
0.06 -0.14 0.06 - 0.14 0.06 -0.14 0.06 -0.14
0.50 - 0.80 0.70 -1.00 0.80 - 1.20 0.50 - 0.90
0.90 - 1.301.30 - 1.601.60 - 1.901.00 - 1.60
化學(xué)成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù))
其它
0.020
0.020
0.80 – 1.50 2.10 – 2.70
0.15 0.15 0.15
W2Ni2 0.06 - 0.14 0.40 - 0.80 0.80 - 1.400.020 0.020
表3 沖擊功標(biāo)記
標(biāo)記 Z Aa 或 Yb
0 2 3 4 5 6 7 8 9 10
a 按照屈服強(qiáng)度和47J沖擊功分類。 b 按照抗拉強(qiáng)度和27J沖擊功分類。
沖擊功達(dá)到47Ja或者27Jb的試驗(yàn)溫度 ℃
無(wú)要求 + 20 0 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100
2、按機(jī)械化程度對(duì)鎢極惰性氣體保護(hù)焊的分類
m—手工焊 v—完全機(jī)械化焊接
t—部分機(jī)械化焊接 a—自動(dòng)化焊接
表4 按機(jī)械化程度分類
TIG
TIG
部分機(jī)械 化焊接t
TIG
完全機(jī)械 化焊接v
TIG
a-TIG
3、其它鎢極惰性氣體保護(hù)焊工藝
3.1 脈沖電流焊接 脈沖電流焊接時(shí)采用可控制的脈沖電流來(lái)加熱工件。每一次脈沖電流通過(guò)時(shí)，工件被加熱熔化形成一個(gè)點(diǎn)狀熔池，基值電流通過(guò)時(shí)使熔池冷卻結(jié)晶，同時(shí)維持電弧燃燒。
IG——基礎(chǔ)電流（A） TP——脈沖時(shí)間（s）
IP——脈沖電流（A） tG——基礎(chǔ)時(shí)間（s） 圖2 脈沖焊參數(shù)的調(diào)節(jié)
IA——電流平均值（A） Tc——循環(huán)周期（s）
脈沖鎢極惰性氣體保護(hù)焊與普通恒定電流鎢極惰性氣體保護(hù)焊相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： — 較小的能量輸入 — 板厚較大時(shí)，焊縫的深寬比較理想 — 電弧更穩(wěn)定 — 均勻的焊縫根部
— 適用于受限制位置 — 工件變形較小
— 焊接熔池形狀較好 — 較好的間隙“搭橋”性
3.2 熱絲鎢極惰性氣體保護(hù)焊
熱絲鎢極惰性氣體保護(hù)焊是在冷絲鎢極惰性氣體保護(hù)焊基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種高效焊接方法，焊絲在進(jìn)入熔池前將焊絲進(jìn)行預(yù)熱，減少了電弧熔化焊絲的能量，提高了填充熔敷效率和焊接速度，同時(shí)又保持有鎢極惰性氣體保護(hù)焊的高質(zhì)量焊接，此工藝廣泛用于表面堆焊或大厚板焊接。
圖4 熱絲TIG焊
3.3 管與管板、固定管的鎢極惰性氣體保護(hù)焊
在鍋爐、化工、電力、原子能等領(lǐng)域的生產(chǎn)制造中，廣泛使用全位置鎢極惰性氣體保護(hù)焊解決管與管板、固定管的全位置焊接問(wèn)題。
鎢極惰性氣體保護(hù)焊具有電弧穩(wěn)定、飛濺小、熱輸入易控制等特點(diǎn)，易于在焊接位置、焊接工藝參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)精確控制的焊接中保證質(zhì)量。
圖5 完全機(jī)械化的管口焊接 圖6 使用管子對(duì)口器機(jī)械化管子對(duì)接示意說(shuō)明
3.4 窄間隙焊接
TIG
圖7 TIG/MAG/埋弧焊窄間隙節(jié)省焊縫體積的對(duì)比
4、特殊鎢極惰性氣體保護(hù)焊工藝
4.1
采用多陰極焊槍的TIG焊
圖8 TIG多陰極焊槍
圖9 焊接速度取決于電極的數(shù)量
4.2 TIG點(diǎn)焊
圖10 TIG點(diǎn)焊的主要原理
1、焊接填充材料和輔助材料
1.1概述
焊接填充材料和輔助材料的性質(zhì)，公差范圍，標(biāo)記和性能必須符合相應(yīng)規(guī)程。
熔化焊焊接方法的符號(hào)標(biāo)記以及ISO-數(shù)字標(biāo)記（括號(hào)內(nèi)）見(jiàn)表1
表1 熔化焊方法填充材料的符號(hào)表示
符號(hào) E EG ES G W O P S T
方法
手工電弧焊（111） 電氣焊（73） 電渣焊（72）
金屬極氣體保護(hù)焊（131,135） 鎢極惰性氣體保護(hù)焊（141） 氧－燃?xì)饣鹧鏆夂福?1）
等離子焊（15） 埋弧焊（12）
自保護(hù)和氣保護(hù)藥芯焊絲焊（114，136）
各種焊接方法因其物理過(guò)程不同，要求相適應(yīng)的填充材料，表2列出應(yīng)用的焊接方法要求的填充材料產(chǎn)品種類。
表2 熔化焊接方法的填充材料產(chǎn)品
產(chǎn)品種類
應(yīng)用的焊接方法
藥芯帶極，ES，S 焊條 實(shí)芯焊棒
E W，O，P
實(shí)芯帶極，S 焊絲，ES，G，W，P，S 藥芯焊棒
W，O，P
藥芯焊絲，ES，W，P，S，T
2、焊接填充材料
2.1實(shí)芯焊絲
2.1.1 ISO14341:2002 焊接填充材料—非合金鋼和細(xì)晶粒鋼氣體保護(hù)焊用實(shí)芯焊絲和熔敷金屬—分類
按照A系列分類方法可分為五項(xiàng)： 1）第一部分給出產(chǎn)品/工藝的標(biāo)記；
2）第二部分給出全焊縫金屬的強(qiáng)度和延伸率標(biāo)記； 3）第三部分給出全焊縫金屬?zèng)_擊性能的標(biāo)記； 4）第四部分給出所用保護(hù)氣體的標(biāo)記；
5）第五部分給出所用焊絲化學(xué)成分的標(biāo)記。 例1：
ISO 14341-A G 46 5 M G3Si1
按照化學(xué)成分標(biāo)記的焊絲，標(biāo)記方式如下：
ISO 14341-A G3Si1
其中ISO 14341-A國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，按照屈服強(qiáng)度和47焦耳沖擊功分類 G 焊絲和/或 熔敷金屬/金屬熔化極氣體保護(hù)焊
46 5 M G3Si1
強(qiáng)度和延伸率（見(jiàn)表4） 沖擊性能（見(jiàn)表5） 保護(hù)氣體（見(jiàn)表7）
焊絲的化學(xué)成分（見(jiàn)表3）
表3 焊絲的化學(xué)成份
化學(xué)成份%（m/m）1)2)3)
Ti和Zr G0 G2Si1 G3Si1 G4Si1 G3Si2 G2Ti G3Ni1 G3Ni2 G2Mo G4Mo G2Al
0.06～～～1.300.06～～～1.600.06～～～1.900.06～～～1.600.04～～～1.400.06～～～1.600.06～～～1.400.08～～～1.300.06～～～2.100.08～～～1.30
其它合金成份組成 0.0250.0250.0250.0250.0250.0200.0200.0200.0250.025
0.0250.0250.0250.0250.0250.0200.0200.0200.0250.025
0.05～0.020.80～1.500.40～0.600.15 0.15
0.05～0.25
0.40～0.60 0.40～0.60
0.15
0.35～0.75
說(shuō)明： 1）其余成份：Cr≤0.15,Cu≤0.35和V≤0.03，鋼中鍍Cu的成份不得超過(guò)0.35%；
2）表中數(shù)值均為最高值；
3）此表數(shù)值與ISO31-0附件B中的規(guī)定A相符合。
表4 焊縫金屬抗拉強(qiáng)度，最低屈服強(qiáng)度和最低延伸率的標(biāo)記
標(biāo)記
35 38 42 46 50
*
最低屈服強(qiáng)度N/mm2
355 380 420 460 500
抗拉強(qiáng)度N/mm2
440～570 470～600 500～640 530～680 560～720 最低延伸率*）%
22 20 20 20 18
）L0=5D0
表5 沖擊功的標(biāo)記
標(biāo)記 沖擊功達(dá)到47J的試驗(yàn)溫度（℃）
無(wú)要求 Z
+20 A
0 0
-20 2
-30 3
-40 4
-50 5
-60 6
注：該沖擊值為三個(gè)ISO-V型缺口沖擊試樣的中間值，其中一個(gè)試樣的最小沖擊值不得低于32J。
表6 應(yīng)用說(shuō)明
焊絲類型 G2Si1 G3Si1 G4Si1和G3Si2
G2Ti G3Ni1和G3Ni2 G2Mo和G4Mo
說(shuō)明
配合M12到M14組弱氧化性保護(hù)氣體焊接普通結(jié)構(gòu)鋼
配合M12到M24組保護(hù)氣體焊接普通結(jié)構(gòu)鋼，使用M3組和CO2保護(hù)氣體會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和韌性
配合M2、M3、C1組保護(hù)氣體焊接普通結(jié)構(gòu)鋼
應(yīng)用于含Ti的細(xì)晶粒鋼的焊接
含Ni的焊絲可提高韌性，適于低溫鋼的焊接或要求焊縫韌性時(shí)的焊接
適于含Mo熱強(qiáng)鋼的焊接，如焊接16Mo3
按照B系列分類方法可分為五項(xiàng)： 1）第一部分給出產(chǎn)品/工藝的標(biāo)記；
2）第二部分給出焊態(tài)或者焊后熱處理?xiàng)l件下全焊縫金屬的強(qiáng)度和延伸率標(biāo)記；
3）第三部分給出全焊縫金屬；沖擊性能的標(biāo)記，標(biāo)記后的字母U指在夏比試驗(yàn)下平均達(dá)到 47J （非強(qiáng)制性要求）；
4）第四部分給出所用保護(hù)氣體的標(biāo)記 ；
5）第五部分給出所用焊絲化學(xué)成分的標(biāo)記 。 例2：
ISO 14341-B G 49A 6 M G3
按照化學(xué)成分標(biāo)記的焊絲，標(biāo)記方式如下：
ISO 14341-B G3
其中ISO 14341-B國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，按照抗拉強(qiáng)度和27焦耳沖擊功分類 G 熔敷金屬/金屬熔化極氣體保護(hù)焊 49A 焊態(tài)條件下強(qiáng)度和延伸率 6 焊態(tài)條件下的沖擊性能 M 保護(hù)氣體； G3Si1 焊絲的化學(xué)成分
2.1.2 EN440:1994焊接填充材料—?dú)怏w保護(hù)焊用實(shí)芯焊絲及熔敷金屬—非合金鋼和細(xì)晶粒鋼的焊接—分類
例3：
EN440 G 46 3 M G3Si1
按照化學(xué)成分標(biāo)記的焊絲，標(biāo)記方式如下：
EN440 G3Si1
上述標(biāo)記含義： EN440 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
G 熔化極氣體保護(hù)焊 46 強(qiáng)度和延伸率 3 缺口沖擊性能 M 保護(hù)氣體 G3Si1 化學(xué)成份
2.2電弧焊和切割用保護(hù)氣體（ISO14175:1997焊接填充材料—電弧焊和切割用保護(hù)氣體/EN439:1994 焊接填充材料—電弧焊和切割用保護(hù)氣體）
例4：含有30％氦的保護(hù)氣體和氦的余量標(biāo)記為：
保護(hù)氣體 ISO 14175/EN439－I3
例5：含有10％二氧化碳的保護(hù)氣體、3％氧氣和氦的余量標(biāo)記為：
保護(hù)氣體 ISO 14175/EN439－M24
如果氦部分地代替氬，氦含量的附加牌號(hào)標(biāo)記見(jiàn)表8。
例6： 含有25％氦的保護(hù)氣體的標(biāo)記為：
保護(hù)氣體 ISO 14175/EN439－M21（1）
特殊混合氣體在組別符號(hào)前用符號(hào)S表示，后接表7中氣體或者氣體混合物的標(biāo)記，含量百分比和附加氣體的化學(xué)方程式。
例7： 含有10％二氧化碳、3％氧氣和氦的余量，標(biāo)記M24，但是也包含2.5%氖的保護(hù)氣體標(biāo)記為：
保護(hù)氣體 ISO 14175/EN439 S M24 + 2.5 Ne
表7 用于電弧焊和切割的保護(hù)氣體的分類(ISO 14175/EN439)
符號(hào)1組別
氣體組合%
一般應(yīng)用條
數(shù)字氧化性 惰性 還原性
件
代號(hào) CO2O22N2
其余） ＞0～15 等離子焊
2）
根部保護(hù) 2 ＞15～35 其余
MIG、MAG 等離子焊，根100 2
部保護(hù) ＞0～95 其余 3
2）
其余 ＞0～5 ＞0～5
2）
＞0～5 2 其余
＞0～3 3 其余2）
＞0～3 ＞0～5 4 其余2）
其余2） ＞5～25
＞3～10 2 其余2）
＞3～10 ＞0～5 3 其余2）
MAG
＞3～10 ＞5～25 4 其余2）
其余2） ＞25～50
＞10～15 2 其余2）
＞10～15 ＞5～50 3 其余2）
100
2 其余 ＞0～30
100 等離子切割
根部保護(hù) 2 ＞0～5 其余
1） 沒(méi)有列入表中的特殊混合氣體在組別符號(hào)前用符號(hào)S表示 2） 氦氣替代氬氣可達(dá)95%
）
備注
弱氧化性
強(qiáng)氧化性
表8 用于電弧焊和切割的保護(hù)氣體的分類
牌號(hào) （1） （2） （3）
氦含量，％（V/V）
> 0～ 33 > 33～ 66 > 66～ 95
2.3藥芯焊絲
2.3.1 ISO17632:2004 焊接填充材料—非合金鋼及細(xì)晶粒鋼氣體保護(hù)和自保護(hù)金屬電弧焊用藥芯焊絲—分類
按照A系列分類方法可分為八項(xiàng)： 1）第一部分給出藥芯焊絲的標(biāo)記；
2）第二部分給出多道焊技術(shù)中全焊縫金屬的強(qiáng)度和延伸率標(biāo)記或者單道焊技術(shù)中母材的強(qiáng)度； 3）第三部分給出全焊縫金屬或者焊接接頭的沖擊性能的標(biāo)記； 4）第四部分給出全焊縫金屬化學(xué)成分的標(biāo)記； 5）第五部分給出焊絲類型的標(biāo)記； 6）第六部分給出保護(hù)氣體的標(biāo)記； 7）第七部分給出焊接位置的標(biāo)記；
8）第八部分給出熔敷金屬氫含量的標(biāo)記。 例8：
ISO 17632-A T 46 3 1Ni B M 1 H5
強(qiáng)制部分：
ISO 17632-A T 46 3 1Ni B M
其中ISO 17632-A國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，按照屈服強(qiáng)度和47焦耳沖擊功分類； T表示藥芯焊絲/金屬電弧焊 46表示拉伸性能（見(jiàn)表4）
3表示47J的沖擊性能，最低值（見(jiàn)表11） 1Ni全焊縫金屬的化學(xué)成分（見(jiàn)表9） B焊芯類型（見(jiàn)表12） M保護(hù)氣體（見(jiàn)表7） 1焊接位置（見(jiàn)表13） H5 氫含量（見(jiàn)表14） 例9：
ISO 17632-A T 3T Z R C 3 H10
強(qiáng)制部分：
ISO 17632-A T 3T Z R C
其中ISO 17632-A國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，按照屈服強(qiáng)度和47焦耳沖擊功分類； T 表示藥芯焊絲/金屬電弧焊 3T 表示拉伸性能（見(jiàn)表10） Z 表示無(wú)沖擊要求（見(jiàn)表11） R 焊芯類型（見(jiàn)表12） C 保護(hù)氣體（見(jiàn)表7） 3 焊接位置（見(jiàn)表13） H10 氫含量（見(jiàn)表14）
成分 標(biāo)識(shí) 無(wú)標(biāo)記 Mo MnMo 1Ni 1.5Ni 2Ni 3Ni Mn1Ni 1NiMo Zd
化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）a
— —
2.0 1.4
— — — — — — — — —
—————————
— — — — — — — — — —
，b
Alc
Cu
0.3到0.6 0.3到0.6 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 —
0.6到1.2 1.2到1.8 1.8到2.6 2.6到3.8 0.6到1.2
—到2.0 — — — —
1.6 1.4 1.4
——
—
—
—
—到2.0 — —
1.4 —
0.6到到0.6 —
—
a 表中單個(gè)數(shù)值為最大值。
b 結(jié)果應(yīng)圓整到ISO 31－0：1992附錄B規(guī)則A中相同數(shù)位。 c 只是自保護(hù)焊絲。 d 其它允許成分。
表10 單道焊技術(shù)拉伸性能標(biāo)記
標(biāo)記 3T 4T 5T
最低母材屈服強(qiáng)度 Mpa
355 420 500
表11 沖擊韌性
標(biāo)記a,b或者27Jc最低平均沖擊功溫度值 ℃ Za Ab 或 Yc
0 2 3 4 5 6 7 8 9 10
a 標(biāo)記Z只用于單道焊焊絲。 b 按照屈服強(qiáng)度和47J沖擊功分類。 c 按照抗拉強(qiáng)度和27J沖擊功分類。
無(wú)要求 + 20 0 －20 －30 －40 －50 －60 －70 －80 －90 －100
焊接接頭最低抗拉強(qiáng)度 Mpa
470 520 600
標(biāo)記 R P B M V W Y
性能
金紅石，慢凝固熔渣 金紅石，快凝固熔渣
堿性 金屬粉末 金紅石或堿性/氟化物 堿性/氟化物，慢凝固熔渣 堿性/氟化物，快凝固熔渣
焊縫類型 單道和多道 單道和多道 單道和多道 單道和多道 單道 單道和多道 單道和多道
保護(hù)氣體 需要 需要 需要 需要 不需要 不需要 不需要
表13 焊接位置
標(biāo)記 1 2 3
焊接位置a
PA，PB，PC，PD，PE，PF，PG PA，PB，PC，PD，PE，PF
PA，PB 焊接位置 PA PB 全位置 PA PB PA PB PA PB PA PB （部分PG）全位置
熔滴過(guò)渡 噴射過(guò)渡 噴射過(guò)渡 大顆粒熔滴過(guò)渡 細(xì)熔滴噴射過(guò)渡 少量大顆粒熔滴過(guò)渡
到噴射過(guò)渡 由大顆粒熔滴過(guò)渡 到亞射流過(guò)渡 亞射流過(guò)渡
5
a PA=平焊PB=平角焊PC=橫焊PD=仰角焊 PE＝仰焊PF=立向上焊PG=立向下焊
PA，PB，PG
表14熔敷金屬氫含量標(biāo)記
標(biāo)記 H5 H10 H15
氫含量 （最大值） ml/100g焊縫金屬
5 10 15
按照B系列分類方法可分為九項(xiàng)： 1）第一部分給出藥芯焊絲的標(biāo)記；
2）第二部分給出多道焊技術(shù)中全焊縫金屬的強(qiáng)度和延伸率標(biāo)記或者單道焊技術(shù)中母材的強(qiáng)度；
3）第三部分給出全焊縫金屬?zèng)_擊性能的標(biāo)記，標(biāo)記后的字母U指在夏比試驗(yàn)下平均達(dá)到 47J （非強(qiáng)制性要求）；
4）第四部分給出焊絲使用性能的標(biāo)記； 5）第五部分給出焊接位置的標(biāo)記；
6）第六部分給出保護(hù)氣體的標(biāo)記， 附加在標(biāo)識(shí)后的字母“S”指按照單道焊接分類的焊絲；
7）第七部分給出分類試驗(yàn)是否在焊態(tài)（A）條件下或者焊后熱處理（P）條件下標(biāo)記。如果焊絲在兩種條件下分類，則標(biāo)識(shí)分類標(biāo)記AP。在單道焊焊絲的分類中，省略此標(biāo)記，因其試驗(yàn)只在焊態(tài)條件下進(jìn)行； 8）第八部分給出全焊縫金屬化學(xué)成分的標(biāo)記， “無(wú)標(biāo)記”表示焊縫熔敷金屬的標(biāo)記省略了； 9）第九部分給出熔敷金屬氫含量的標(biāo)記。 例10：
ISO 17632-B T 55 4 T5 1 M A N2 U H5
強(qiáng)制部分：
ISO 17632-B T 55 4 T5 1 M A N2
其中ISO 17632-B國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，按照抗拉強(qiáng)度和27焦耳沖擊功分類 T 表示藥芯焊絲 55 表示拉伸性能 4 表示沖擊性能 T5 使用性標(biāo)識(shí) 1 焊接位置 M 保護(hù)氣體
A 表示在焊態(tài)條件下試驗(yàn)； N2 全焊縫金屬的化學(xué)成分
U 表示（非強(qiáng)制性標(biāo)識(shí)）在焊態(tài)條件下焊縫熔敷金屬在所要求的試驗(yàn)溫度下的47J最低沖擊性能； H5 氫含量
2.3.2 EN758:1997焊接填充材料—非合金鋼及細(xì)晶粒鋼氣體保護(hù)和自保護(hù)金屬電弧焊用藥芯焊絲—分類
例11：
EN758 T46 3 1Ni B M 1 H5
強(qiáng)制部分：
EN758 T46 3 1Ni B M
其中EN758標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)
T 表示藥芯焊絲/金屬電弧焊 46 表示拉伸性能
3 表示47J的沖擊性能，最低值 1Ni 全焊縫金屬的化學(xué)成分 B 焊芯類型 M 保護(hù)氣體 1 焊接位置 H5 氫含量
1、焊接參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響
1.1焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)
各焊接參數(shù)（電弧電壓、送絲速度、焊絲干伸長(zhǎng)和焊接速度等）的影響并不是孤立的，而是相互影響的。實(shí)際中，焊接參數(shù)組合并不是唯一的，但在改變某一參數(shù)的同時(shí)，其它參數(shù)也要做出相應(yīng)改變。
圖1為普通弧焊電源中電弧電壓與送絲速度（焊接電流）的調(diào)節(jié)關(guān)系；表1為熔化極氣體（混合氣體）保護(hù)焊的焊接參數(shù)組合。
圖1 電弧靜特性和電源外特性
表1中的參數(shù)組合適用于在富氬混合氣體（例Ar + 18%CO2）保護(hù)條件下普通結(jié)構(gòu)鋼的焊接。
表1 焊接參數(shù)（鋼，富氬混合氣體）
焊絲直徑 mm
電弧電壓
V
焊接電流
I
送絲速度 m/min
較低熔敷效率
薄板、全位置、根部焊道的焊
接；間隙搭橋 中等熔敷效率 中厚板、立焊位置
電弧形態(tài)
應(yīng)用
短弧 過(guò)渡電弧 噴射電弧 脈沖電弧 高熔敷效率
厚板或高速度焊接，填充和蓋
面層的焊接 從較低到高熔敷效率
1.2電弧電壓的影響 電流條件不變時(shí)，電弧電壓增大時(shí)焊道成型寬而平坦，電弧電壓降低時(shí)，焊道變成窄而深。
圖2 噴射電弧條件下電弧電壓的影響（角焊縫和平板堆焊）
圖3 短路電弧條件下電弧電壓的影響
1.3焊接電流、送絲速度的影響 當(dāng)其它參數(shù)穩(wěn)定時(shí)，焊接電流和送絲速度成線性關(guān)系。當(dāng)其它參數(shù)恒定不變時(shí)，焊接速度增加、送絲速度加快將導(dǎo)致焊縫熔深和金屬熔敷率的增加（圖4，5）。
圖4 焊接電流，送絲速度的影響1
圖5焊接電流，送絲速度的影響2
1.4極性的影響 熔化極氣體保護(hù)焊通常采用DCEP（直流負(fù)極性）。這種極性時(shí)，電弧穩(wěn)定，熔滴過(guò)渡平穩(wěn)，飛濺較低，焊縫成型較好和焊接參數(shù)調(diào)節(jié)范圍較寬。
1.5焊絲干伸長(zhǎng)度的影響
焊絲干伸長(zhǎng)度是導(dǎo)電嘴到焊絲端頭的距離。焊接過(guò)程中，保持焊絲干伸長(zhǎng)不變是保證焊接過(guò)程穩(wěn)定性的重要因素之一。
1— 噴嘴； 2—導(dǎo)電嘴； 3—焊絲
圖6 焊絲干伸長(zhǎng)說(shuō)明圖
適宜的焊絲干伸長(zhǎng)與焊絲直徑有關(guān)。如下面經(jīng)驗(yàn)公式。也就是干伸長(zhǎng)大約等于焊絲直徑的10倍左右。并隨焊接電流的增加而增加。
表2 焊絲干伸長(zhǎng)度
電弧形態(tài)
焊絲干伸長(zhǎng)度 mm
抽回長(zhǎng)度 mm
0-3
短弧焊絲直徑) 長(zhǎng)弧 噴射電弧
1.6 焊接速度的影響 焊接速度的變化會(huì)影響焊接熔深（焊接速度對(duì)熔深的影響見(jiàn)圖7）及焊縫表面成型（過(guò)快的焊接速度會(huì)使焊縫的咬邊傾向增加和形成駝峰焊道）。
①初始階段，焊透深度最��； ②正確的焊接速度，最大的焊透深度； ③受焊接速度較快的影響，較小的焊透深度。
圖7 焊接熔深與焊接速度的關(guān)系
國(guó)際焊接工程師復(fù)習(xí)61.7 焊槍的影響 焊槍角度的變化會(huì)影響焊縫表面的成型。
圖8焊槍角度的影響
1.8 焊接位置的影響 焊接位置的定義見(jiàn)ISO6947，包括平焊、平角焊、橫焊、仰焊和立焊等。 不同焊接位置焊接時(shí)，應(yīng)考慮不同熔滴過(guò)渡形式的特點(diǎn)，以及熔池形成和凝固的特點(diǎn)。見(jiàn)圖9-11。
圖9 管焊接時(shí)位置的影響
圖 10 立焊位置的板對(duì)接和板角接
2、MIG/MAG脈沖電弧焊應(yīng)用
電流脈沖用于電弧焊已有多年歷史了，如：鎢極氬弧焊，等離子焊，和熔化極氣體保護(hù)焊。一個(gè)基礎(chǔ)電流與一個(gè)頻率可調(diào)的脈動(dòng)電流相疊加，即可獲得一脈沖電流。
在使用脈沖電弧時(shí)，電磁收縮力影響最大，此收縮力使焊絲液態(tài)端部收縮，提高了收縮位置的電流密度，這也增強(qiáng)了收縮力，最終迫使熔滴過(guò)渡，收縮效應(yīng)是以電流強(qiáng)度平方的型式增大，因此，對(duì)于熔化極脈沖惰性氣體保護(hù)焊，較低的基礎(chǔ)電流，不會(huì)使熔滴過(guò)渡，僅當(dāng)脈沖電流強(qiáng)度提高而使收縮效應(yīng)增大，實(shí)現(xiàn)熔滴過(guò)渡，即每一個(gè)脈沖實(shí)現(xiàn)一個(gè)熔滴過(guò)渡，并可以實(shí)現(xiàn)無(wú)短路和小飛濺的熔滴過(guò)渡。
圖11 脈沖電弧條件下熔滴過(guò)渡形式
根據(jù)所焊工件的不同，焊工可對(duì)脈沖電流強(qiáng)度和間歇時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)實(shí)際焊接電流的大小。此外，每個(gè)脈沖的通電時(shí)間也可隨意調(diào)整，經(jīng)組合可調(diào)節(jié)出合理的脈沖電流值，其數(shù)值大小可根據(jù)母材種類、板材厚度、焊縫型式、焊接位置、焊絲種類直徑和保護(hù)氣體等因素進(jìn)行調(diào)整和改變。
重要參數(shù)的作用： ——基礎(chǔ)電流 基礎(chǔ)電流應(yīng)足夠高，以保證電弧在兩脈沖電流間歇期間穩(wěn)定燃燒，但要注意電流過(guò)高會(huì)導(dǎo)致其在兩脈沖電流間歇期間的熔滴過(guò)渡。
——脈沖電流 脈沖電流的大小和周期應(yīng)確保金屬熔滴的無(wú)短路過(guò)渡。脈沖電流過(guò)大會(huì)導(dǎo)致飛濺過(guò)大和焊縫表面缺陷（咬邊）。
——脈沖頻率 隨著脈沖頻率的增加，金屬熔滴過(guò)渡數(shù)量和電弧功率增加。通常隨板厚等不同因素變化，可選擇不同的脈沖頻率（5、50和100 Hz等）。
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