《金属结构焊接工艺》课件

金属结构焊接工艺引言焊接技术课程内容作为一种重要的金属加工工艺，焊接技术在现代工业领域扮演着本课程将全面讲解金属结构焊接工艺的基本理论、常用焊接方法至关重要的角色，它广泛应用于各种金属结构的制造、维修、修、焊接接头的设计与制造、焊接质量控制以及焊接安全防护等方复等方面面知识，旨在为学员提供系统全面的焊接技能知识焊接的基本概念

11.焊接定义

22.焊接原理焊接是指利用热或压力，或两焊接过程中，热量使金属工件者兼用，使两个或多个金属工局部熔化或塑性变形，形成熔件在原子间产生冶金结合的一池或塑性连接区，冷却后，金种加工工艺属原子在分子力作用下形成冶金结合，从而实现工件的牢固连接

33.焊接特点焊接具有连接牢固、效率高、适用范围广、可塑性强等特点，是现代制造业不可或缺的工艺之一金属材料的化学成分与性能化学成分性能金属材料的化学成分是指组成金属材料的各种元素及其含量不金属材料的性能是指金属材料在各种外力作用下表现出来的性质同元素的含量会影响金属材料的性能，如强度、硬度、塑性、韧，如强度、硬度、塑性、韧性、耐腐蚀性、耐热性等这些性能性等决定了金属材料的使用范围金属材料的组织结构显微组织晶粒大小相组成123显微组织是指金属材料在显微镜下晶粒的大小会影响金属材料的强度相组成是指金属材料中存在的不同观察到的内部结构它包括晶粒、、硬度和韧性一般来说，晶粒越晶体结构的物质不同的相组成会相、缺陷等，这些结构会影响金属细小，金属材料的强度和硬度越高影响金属材料的性能，如强度、硬材料的性能，韧性越低度、耐腐蚀性等金属材料的力学性能强度强度是指金属材料抵抗外力破坏的能力，包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等硬度硬度是指金属材料抵抗局部压痕的能力，包括布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等塑性塑性是指金属材料在断裂前发生永久性变形的程度，通常用延伸率和断面收缩率表示韧性韧性是指金属材料抵抗冲击载荷的能力，通常用冲击韧性表示常见金属材料及其焊接性钢铁材料1钢铁材料是焊接应用最广泛的金属材料之一，具有强度高、价格低廉等优点，但焊接时需要注意防止裂纹、气孔等缺陷的产生不锈钢2不锈钢具有优良的耐腐蚀性，焊接时需要注意选择合适的焊接材料和工艺参数，防止焊接裂纹和晶间腐蚀的发生铝合金3铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，焊接时需要注意防止热裂纹、气孔、焊缝变形等缺陷的产生钢铁材料碳素钢低合金钢高强度钢碳素钢是含碳量较低的钢铁，具有较低合金钢是指含少量合金元素的钢铁高强度钢是指具有高强度的钢铁，焊好的可焊性，广泛应用于建筑、机械，具有较高的强度和韧性，焊接时需接时需要注意防止焊接裂纹和变形等领域要注意选择合适的焊接材料和工艺参数不锈钢奥氏体不锈钢铁素体不锈钢双相不锈钢奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性和塑铁素体不锈钢具有良好的耐腐蚀性和磁双相不锈钢兼具奥氏体和铁素体不锈钢性，焊接时需要注意防止晶间腐蚀和热性，焊接时需要注意防止焊接裂纹和变的优点，焊接时需要注意选择合适的焊裂纹的发生形接材料和工艺参数铝合金可焊性焊接工艺焊接强度铝合金的可焊性取决于焊接铝合金时，需要使铝合金焊接接头的强度合金成分和焊接工艺，用专门的焊接材料和工取决于焊接工艺和材料焊接时需要注意选择合艺参数，以防止热裂纹，焊接时需要注意选择适的焊接材料和工艺参、气孔、焊缝变形等缺合适的焊接材料和工艺数陷的产生参数，以保证焊接接头的强度焊接的基本工艺手工电弧焊1手工电弧焊是最基本的焊接方法之一，操作简单，设备简便，适用于各种金属材料的焊接埋弧焊2埋弧焊是一种自动焊接方法，效率高、质量好，主要用于厚板的焊接气体保护焊3气体保护焊是一种使用惰性气体保护焊接区域的焊接方法，适用于各种金属材料的焊接手工电弧焊原理特点12手工电弧焊是利用电弧产生的操作简单、设备简便、适用范高温使金属熔化，形成熔池，围广、成本低廉，但劳动强度冷却后形成冶金结合大、效率低、焊缝质量易受操作者技术水平影响应用3手工电弧焊广泛应用于建筑、机械、船舶等领域，尤其适用于现场焊接埋弧焊原理特点应用埋弧焊是利用埋在焊剂下的电弧产生的焊接效率高、焊缝质量好、劳动强度低埋弧焊主要用于厚板的焊接，如船舶制热量，使金属熔化，形成熔池，冷却后、可实现自动化，但设备较复杂、成本造、桥梁建设等形成冶金结合较高，不适合现场焊接气体保护焊MIG焊MAG焊TIG焊MIG焊是金属惰性气体保护焊，利用MAG焊是金属活性气体保护焊，利用TIG焊是钨极惰性气体保护焊，利用钨惰性气体保护焊接区域，防止金属氧活性气体保护焊接区域，可以提高焊极产生电弧，并使用惰性气体保护焊化，提高焊缝质量接效率接区域焊接接头的形式与设计对接接头对接接头是指将两个工件的端面或边面对接连接在一起的接头，是焊接接头中最常用的形式角接头角接头是指将两个工件的边面以一定的角度连接在一起的接头，常用于结构的加固T形接头T形接头是指将两个工件的边面以T字形连接在一起的接头，主要用于工件的连接和加固对接接头坡口形式间隙对接接头的坡口形式主要有V型对接接头的间隙是指两个工件、U型、X型等，不同的坡口形之间的距离，一般在1-3mm之式适用于不同的焊接厚度和焊间，过大或过小都会影响焊缝接工艺质量坡口角度对接接头的坡口角度是指坡口与工件表面的角度，一般在30-45度之间，不同的坡口角度适用于不同的焊接工艺角接头坡口形式间隙坡口角度角接头的坡口形式主要有单边坡口、双角接头的间隙是指两个工件之间的距离角接头的坡口角度是指坡口与工件表面边坡口、开角坡口等，不同的坡口形式，一般在1-3mm之间，过大或过小都会的角度，一般在30-45度之间，不同的坡适用于不同的焊接厚度和焊接工艺影响焊缝质量口角度适用于不同的焊接工艺形接头T坡口形式间隙焊接工艺T形接头的坡口形式主T形接头的间隙是指两焊接T形接头时，需要要有单边坡口、双边坡个工件之间的距离，一注意选择合适的焊接材口、开角坡口等，不同般在1-3mm之间，过大料和工艺参数，以保证的坡口形式适用于不同或过小都会影响焊缝质焊缝质量的焊接厚度和焊接工艺量焊缝的种类与性能熔融焊缝1熔融焊缝是指利用热量使金属熔化，冷却后形成的焊缝，是焊接中最常用的类型固相焊缝2固相焊缝是指利用压力使金属在固态下产生冶金结合的焊缝，常用于焊接异种金属或薄板熔融焊缝熔透焊未熔透焊熔透焊是指焊缝完全熔透整个未熔透焊是指焊缝未完全熔透接头，形成连续的焊缝，是焊整个接头，存在未熔透部位，接接头的理想形式会影响焊接接头的强度和可靠性咬边咬边是指焊缝与母材之间没有完全熔合，存在空隙，会影响焊接接头的强度和美观固相焊缝摩擦焊爆炸焊摩擦焊是利用摩擦产生的热量使金属工件表面熔化，并在压力作爆炸焊是利用爆炸产生的冲击波和高温，使金属工件表面熔化，用下完成连接并在压力作用下完成连接焊缝的质量要求强度要求气密性要求焊缝的强度应满足设计要求，保焊缝应具有良好的气密性，防止证焊接接头的强度和可靠性漏气或漏液，确保焊接接头的密封性能外观要求焊缝外观应平整、光滑，无明显缺陷，符合相关标准和规范焊接设备与工具焊机焊机是焊接过程中的主要设备，它提供焊接所需的电流和电压焊枪焊枪是焊接过程中的重要工具，它将电流和电压传递到焊丝，并控制电弧的产生和熄灭焊材焊材是指用于焊接的材料，包括焊丝、焊条、焊剂等辅助设备辅助设备包括焊接夹具、焊台、焊钳、焊帽等，用于辅助焊接操作焊机直流焊机交流焊机直流焊机是指输出直流电流的交流焊机是指输出交流电流的焊机，适用于各种金属材料的焊机，主要用于手工电弧焊焊接脉冲焊机脉冲焊机是指输出脉冲电流的焊机，可以提高焊接效率和焊缝质量焊枪MIG焊枪MAG焊枪TIG焊枪MIG焊枪是用于MIG焊的焊枪，它配备有MAG焊枪是用于MAG焊的焊枪，它配备TIG焊枪是用于TIG焊的焊枪，它配备有送丝机构，可以自动送丝到焊接区域有送丝机构和气体喷嘴，可以自动送丝钨极和气体喷嘴，可以产生电弧和喷射和喷射气体到焊接区域气体到焊接区域焊材焊丝焊条焊剂焊丝是用于MIG焊和焊条是用于手工电弧焊焊剂是用于埋弧焊的焊MAG焊的焊材，它可以的焊材，它包含焊芯和材，它可以保护焊接区根据不同的焊接材料和药皮，可以根据不同的域，防止金属氧化，并工艺要求选择合适的焊焊接材料和工艺要求选提高焊缝质量丝择合适的焊条焊接的辅助设备焊接夹具1焊接夹具用于固定焊接工件，保证焊接过程中的准确性和可靠性焊台2焊台用于放置焊接材料和工具，方便焊接操作焊钳3焊钳用于夹持焊条，保证焊条的稳定性和安全性焊帽4焊帽用于保护焊工的眼睛和面部，防止焊接过程中产生的光和热伤害焊接过程中的热量传递传导对流12传导是指热量通过物质内部的对流是指热量通过流体的流动分子运动而传递的过程，是焊而传递的过程，在焊接过程中接热量传递的主要方式之一，空气流动会带走一部分热量辐射3辐射是指热量通过电磁波的形式传递的过程，焊接过程中电弧辐射的热量会使工件温度升高焊接热影响区定义特点焊接热影响区是指焊缝附近受热而发生组织和性能变化的区域，焊接热影响区的组织结构和性能会发生变化，通常比母材的性能它会影响焊接接头的强度、韧性、耐腐蚀性等差，需要通过适当的工艺参数和热处理来改善其性能焊接变形及其控制变形原因变形形式焊接变形是由于焊接过程中的热焊接变形主要包括纵向变形、横应力和金属材料的热膨胀和收缩向变形、弯曲变形、扭曲变形等造成的控制方法控制焊接变形的方法主要包括工艺参数控制、预热和后热处理、采用合理的设计和焊接顺序等焊接残余应力及其影响

11.定义

22.影响因素焊接残余应力是指焊接后在金焊接残余应力的产生受焊接工属材料内部存在的应力，它会艺、焊接材料、工件形状等因影响焊接接头的强度、韧性、素的影响疲劳强度等

33.影响焊接残余应力过大，可能会导致焊接裂纹、变形、疲劳失效等问题焊接变形的防治措施工艺参数控制选择合适的焊接电流、焊接速度、焊丝直径等工艺参数，可以有效控制焊接变形预热和后热处理预热可以提高焊接材料的温度，减小焊接过程中的热应力，后热处理可以消除焊接残余应力，改善焊接接头的性能合理的设计和焊接顺序采用合理的焊接设计和焊接顺序，可以有效控制焊接变形，如采用对称焊接、分层焊接等方式焊接缺陷及其预防气体孔洞1气体孔洞是指焊缝中存在的空洞，通常是由于焊接过程中的气体含量过高或焊缝冷却过快造成的裂纹2裂纹是指焊缝或热影响区中存在的裂缝，通常是由于焊接应力集中或焊接材料性能差造成的未熔合3未熔合是指焊缝与母材之间没有完全熔合，存在空隙，会影响焊接接头的强度和可靠性气体孔洞原因焊接过程中，空气、水分、焊剂等进入熔池，形成气体，冷却后形成气孔预防措施选择合适的焊接材料和工艺参数，严格控制焊接环境，防止空气、水分、焊剂等进入熔池裂纹原因预防措施焊接应力集中、焊接材料性能差、冷却速度过快、焊接热影响区选择合适的焊接材料和工艺参数，控制焊接热输入，进行预热和组织变化等因素都可能导致裂纹的产生后热处理，改善焊接接头的组织结构未熔合原因预防措施焊接电流过小、焊接速度过快、焊丝选择合适的焊接电流、焊接速度，严与母材之间间隙过大、焊接环境不良格控制焊丝与母材之间的间隙，保持等因素都可能导致未熔合的产生良好的焊接环境焊接质量检验目视检查1目视检查是最基本的焊接质量检验方法，通过观察焊缝外观，判断焊缝是否符合要求渗透检查2渗透检查是利用渗透液检测焊缝表面缺陷的检验方法，适用于检测表面裂纹、气孔等缺陷超声波检查3超声波检查是利用超声波检测焊缝内部缺陷的检验方法，适用于检测焊缝内部裂纹、气孔、未熔合等缺陷目视检查检查内容目视检查主要检查焊缝的外观、尺寸、形状、焊缝成形、咬边、气孔、裂纹等缺陷检查标准目视检查应符合相关标准和规范，如GB/T3323-2017《焊缝检验通用术语》等渗透检查原理步骤渗透检查是利用渗透液的毛细作用，将渗透液渗入焊缝表面缺陷渗透检查一般包括预处理、渗透、清洗、显色、检验等步骤，然后通过显色剂使缺陷显现超声波检查原理方法超声波检查是利用超声波在焊缝内部超声波检查常用的方法有脉冲反射法的传播特性，检测焊缝内部缺陷、穿透法等，可以根据不同的缺陷类型选择合适的方法金属材料焊接的安全防护焊工个人防护焊工应佩戴防护眼镜、面罩、手套、防护服等个人防护用品，防止焊接过程中产生的光和热伤害焊接环境的防护焊接作业区域应通风良好，防止焊接烟尘和有害气体积累，并配备必要的消防设备焊工个人防护

11.防护眼镜或面罩

22.防护手套

33.防护服佩戴防护眼镜或面罩可以有效防止佩戴防护手套可以防止焊接过程中佩戴防护服可以防止焊接过程中产焊接过程中产生的强光伤害眼睛产生的高温伤害皮肤生的高温和飞溅物伤害皮肤焊接环境的防护通风消防安全警示焊接作业区域应通风良好，防止焊接烟焊接作业区域应配备必要的消防设备，焊接作业区域应设置安全警示标志，提尘和有害气体积累以防万一发生火灾醒人员注意安全焊接后处理焊缝的表面处理1焊缝的表面处理包括清理焊渣、打磨、抛光等，可以改善焊缝的外观，提高焊缝的抗腐蚀能力焊缝的热处理2焊缝的热处理包括退火、正火、回火等，可以改善焊缝的组织结构，提高焊缝的性能焊缝的表面处理清理焊渣打磨清理焊渣可以防止焊渣残留在打磨可以使焊缝表面光滑平整焊缝表面，影响焊缝的外观和，提高焊缝的美观性和抗腐蚀性能能力抛光抛光可以使焊缝表面更加光亮，提高焊缝的外观焊缝的热处理退火正火退火可以降低焊接残余应力，改正火可以细化焊缝的晶粒，提高善焊缝的塑性和韧性焊缝的强度和硬度回火回火可以消除焊接过程中的硬化层，降低焊缝的硬度，提高焊缝的韧性结语本课程系统讲解了金属结构焊接工艺的基本原理、常用焊接方法、焊接接头的设计与制造、焊接质量控制以及焊接安全防护等方面的知识，希望能够帮助学员掌握焊接的基本技能，为从事焊接工作打下坚实的基础复习与总结本课程内容丰富，涉及焊接工艺的各个方面，建议学员认真复习课程内容，巩固所学知识同时，建议学员积极参与实践操作，积累焊接经验，不断提高焊接技能水平。