焊接技巧讲座课件沈大明传授新版.doc

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1、焊接技巧讲座课件(沈大明传授)9.29新版现代焊接技术介绍 讲述人:沈大明 2011-9-28 课件提纲 1、焊接基础 . 3 1.1概况、原理及特点 . 3 1.2 焊接基本知识 . 4 2、焊接方法 . 5 2.1 电弧焊 . 62.2 埋弧焊 . 8 2.3气体保护焊 . 10 3、焊接应力与变形 . 13 3.1焊接应力与变形产生原因 . 13 3.2焊接应力与变形的危害 . 15 3.3焊接应力与变形的防止 . 16 4、焊接缺陷 . 18 4.1 焊接缺陷分类 . 18 4.2 焊接裂纹分类 . 18 4.3 焊接裂纹防止 . 19 5、焊接结构工艺设计 . 20 5. 1 焊接结

2、构生产工艺过程. 20 5.2焊接结构工艺设计 . 20 6、焊接生产应用 . 25 6.1压力容器的焊接 . 25 6.2制造工艺过程 . 26 6.3 封头生产工序 . 27 6.4筒体节生产工序 . 28 6.5 接管和法兰生产工序图 . 30 6.6 总装配和焊接生产工序 . 31 6.7 检验 . 32 现代焊接技术 现代焊接技术是体现工业型国家核心竞争力的重要标志，是钢结构产品生产制造的关键性科学技术。其广泛应用于港口和矿山机械、汽车和机车车辆、发电设备、飞行器、船舶、桥梁、建筑、锅炉压力容器、化工设备等制造领域。近年来，焊接技术迅速发展，新的焊接方法不断出现，特别是在应用了计算机

3、信息技术后，焊接的精密化和智能化更显其效能。焊接方法很多，本章主要介绍几种焊接工艺原理和方法以及焊接结构的工艺性。 1、焊接基础 1.1定义、原理及特点 焊接是使相互分离的金属材料借助于原子间的结合力连接起来的一种热加工工艺方法。即通过加热或加压(或者两者并用)，使用或不用填充材料，将两个工件达到结合的目的。实质就是通过物理-化学过程，使两个分离表面的金属原子接近到晶格距离(0.3,0.5nm)形成金属键，从而使两金属连为一体。熔焊的焊接过程是利用热源先把工件局部加热到熔化状态，形成熔池，然后随着热源向前移去，熔池液体金属冷却结晶，形成焊缝。其焊接过程包括热过程、冶金过程和结晶过程。根据热源的

4、不同可分为气焊 、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊等。焊件可以是金属材料，也可以是非金属材料，如塑料、玻璃等。 焊接的主要特点是: ? 节省材料，减轻重量。焊接的金属结构件可比铆接节省材料10,25,;采用点焊的飞行器结构重量明显减轻，降低油耗，提高运载能力。? 简化复杂零件和大型零件的制造过程。焊接方法灵活，可化大为小，以简拼繁，加工快，工时少，生产周期短。许多结构可以采用铸焊、锻焊形式组合，简化了加工工艺。 ? 适应性强。多样的焊接方法几乎可焊接所有的金属材料和部分非金属材料。可焊范围较广，而且连接性能较好。焊接接头可达到与工件金属等强度或相应的特殊性能。 ? 满足特殊连接要求

5、。不同材料焊接在一起，能使零件的不同部分或不同位置具备不同的性能，达到使用要求。如防腐容器的双金属筒体焊接、钻头工作部分与柄的焊接、水轮机叶片耐磨表面堆焊等。 ? 降低劳动强度，改善劳动条件。 尽管如此，焊接加工在应用中仍存在某些不足。例如不同焊接方法的焊接性有较大差别，焊接接头的组织不均匀，焊接热过程造成的结构应力与变形以及各种裂纹问题等，都有待进一步研究和完善。 焊接的实际应用还取决于母材，焊接消耗材料，焊接结构的设计，焊接方法(包括焊接设备)和工艺水平的发展等。常见的焊接接头断面形式见下图。1.2 焊接基本知识 1.2.1接头形式 最适于焊条电弧焊的焊接接头有对接、搭接、T形接和角接4种

6、基本形式。设计或选用接头形式时，主要是根据产品结构特点和焊接工艺要求，并综合考虑承载条件、焊接可达性、焊接应力与变形以及经济成本等因素。1.2.2焊接位置 熔焊时，焊缝所处的空间位置称焊接位置。尽管焊条电弧焊具有任何位置的焊缝均能完成焊接，但只要条件允许，都尽可能使之在平焊位置(对角焊缝又叫“船形”位置)进行焊接。因为此位置重力有利于焊接焊缝成形好，操作最容易，对技能要求较低，焊接质量易于保证;可以使用较大的焊条直径和较高的焊接电流，因而可获得较高的熔敷率。 2、焊接方法 焊接方法的种类很多，根据实现金属原子间结合的方式不同，可分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类: 1)熔焊:利用局部加热的方法，把

7、工件的焊接处加热到熔化状态，形成熔池，然后冷却结晶，形成焊缝，将两部分金属连接成为一个整体的工艺方法。 2)压焊:在焊接过程中需要加压的一类焊接方法。 3)钎焊:利用熔点比母材低的填充金属熔化后，填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方法。 2.1 电弧焊 焊条电弧焊是利用电弧作为热源，手工操纵焊条进行焊接的方法，又称手工电弧焊。 手工电弧焊的特点: 1)设备简单、操作灵活; 2)可焊接多种金属材料; 3)室内、外焊接效果相近; 4)对焊工操作水平要求较高，生产率较低。 手工电弧焊是熔化焊中最基本的一种焊接方法。它利用电弧产生的热熔化被焊金属，使之形成永久结合。由于它所需要的设备

8、简单、操作灵活,可以对不同焊接位置、不同接头形式的焊缝方便地进行焊接，因此是目前应用最为广泛的焊接方法。 手工电弧焊按电极材料的不同可分为熔化极手工电弧焊和非熔化极手工电弧焊。非熔化极手工电弧焊如手工钨极气体保护焊。溶化极手工电弧焊是以金属焊条作电极，电弧在焊条端部和母材表面燃烧的方法。 下图中的电路是以弧焊电源为起点，通过焊接电缆、焊钳、焊条、工件、接地电缆形成回路。在有电弧存在时形成闭合回路,形成焊接过程。焊条和工件在这里既作为焊接材料，也作为导体。焊接开始后，电弧的高热瞬间熔化了焊条端部和电弧下面的工件表面，使之形成熔池，焊条端部的熔化金属以细小的熔滴状过渡到熔池中去，与母材熔化金属混合

9、，凝固后成为焊缝。 手工电弧焊示意图 手工电弧焊所用的设备需根据焊条和被焊材料选取。电源分为交流电和直流电两种。使用酸性焊条焊接低碳钢一般构件时，应优先考虑选用价格低廉、维修方便的交流弧焊机;使用碱性焊条焊接高压容器、高压管道等重要钢结构，或焊接合金钢、有色金属、铸铁时，则应选用直流弧焊机。购置能力有限而焊件材料的类型繁多时，可考虑选用通用性强的交、直流两用弧焊机。当采用某些碱性药皮焊条时，如结507时，必须选用直流焊接电源，而且要注意此时应将电焊机的负极接工件，正极接焊条，称为直流反接法;反之称为正接法。如图4.2.2所示。(a)正接法 (b)反接法 采用直流电焊接的极性接法示图 2.1 埋

10、弧焊 埋弧焊(SAW)又称焊剂层下电弧焊。它是通过保持在光焊丝和工件之间的电弧将金属加热，使被焊件之间形成刚性连接。按自动化程度的不同，埋弧焊分为半自动焊(移动电弧由手工操作)和自动焊。这里所指的埋弧焊都是指埋弧自动焊，半自动焊已基本上由气体保护焊代替。 ? 埋弧自动焊的焊接过程 如下图所示，埋弧自动焊时，焊剂由给送焊剂管流出，均匀地堆敷在装配好的焊件(母材)表面。焊丝由自动送丝机构自动送进，经导电嘴进入电弧区。焊接电源分别接在导电嘴和焊件上，以便产生电弧。给送焊剂管、自动送丝机构及控制盘等通常都装在一台电动小车上。小车可以按调定的速度沿着焊缝自动行走。 插入颗粒状焊剂层下的焊丝末端与母材之间

11、产生电弧，电弧热使邻近的母材、焊丝和焊剂熔化，并有部分被蒸发。焊剂蒸气将熔化的焊剂(熔渣)排开，形成一个与外部空气隔绝的封闭空间，这个封闭空间不仅很好地隔绝了空气与电弧和熔池的接触，而且可完全阻挡有碍操作的电弧光的辐射。电弧在这里继续燃烧，焊丝便不断地熔化，呈滴状进入熔池与母材熔化的金属和焊剂提供的合金化元素混合。熔化的焊丝不断地被补充，送入到电弧中，同时不断地添加焊剂。随着焊接过程的进行，电弧向前移动，焊接熔池随之冷却而凝固，形成焊缝。密度较小的熔化焊剂浮在焊缝表面形成熔渣层。未熔化的焊剂可回收再用。? 埋弧自动焊的特点及应用 焊接质量好 焊接过程能够自动控制。各项工艺参数可以调节到最佳数?

12、值。焊缝的化学成分比较均匀稳定。焊缝光洁平整，有害气体难以侵入，熔池金属冶金反应充分，焊接缺陷较少。 ? 生产率高 焊丝从导电嘴伸出长度较短，可用较大的焊接电流，而且连续施焊的时间较长，这样就能提高焊接速度。同时，焊件厚度在14mm以内的对接焊缝可不开坡口，不留间隙，一次焊成，故其生产率高。 ? 节省焊接材料 焊件可以不开坡口或开小坡口，可减少焊缝中焊丝的填充量，也可减少因加工坡口而消耗掉的焊件材料。同时，焊接时金属飞溅小，又没有焊条头的损失，所以可节省焊接材料。 ? 易实现自动化，劳动条件好，劳动强度低，操作简单。 埋弧自动焊的缺点是:适应性差，通常只适用于水平位置焊接直缝和环缝，不能焊接空

13、间焊缝和不规则焊缝，对坡口的加工、清理和装配质量要求较高。埋弧自动焊通常用于碳钢、低合金结构钢、不锈钢和耐热钢等中厚板结构的长直缝、直径大于300mm环缝的平焊。此外，它还用于耐磨、耐腐蚀合金的堆焊、大型球墨铸铁曲轴以及镍合金、铜合金等材料的焊接。 2.3气体保护焊 气体保护焊是指用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。气体保护焊是明弧焊接，焊接时便于监视焊接过程，故操作方便，可实现全位置自动焊接，焊后还不用清渣，可节省大量辅助时间，大大提高了生产率。另外，由于保护气流对电弧有冷却压缩作用，电弧热量集中，因而焊接热影响区窄，工件变形小，特别适合于薄板焊接。 2.3.1 氩弧焊 氩弧焊

14、是以氩(Ar)气作为保护气体的气体保护电弧焊。氩气是一种惰性气体，在高温下，它不与金属和其他任何元素起化学反应，也不熔于金属，因此保护效果良好，所焊接头质量高。 按使用的电极不同，氩弧焊可分为不熔化极氩弧焊即钨极氩弧焊(TIG焊)和熔化极氩弧焊(MIG)两种，如下图所示。 (a) 熔化极氩弧焊;(b)钨极氩弧焊 1 送丝轮;2焊丝;3导电嘴;4喷嘴;5进气管; 6氩气流;7电弧;8工件;9钨极;10填充焊丝 氩弧焊示意图 ? 钨极氩弧焊(TIG焊) 常采用熔点较高的钍钨棒或铈钨棒作为电极，焊接过程中电极本身不熔化，故属不熔化极电弧焊。钨极氩弧焊又分为手工焊和自动焊两种。焊接时填充焊丝在钨极前方

15、添加。当焊接薄板时，一般不需开坡口和加填充焊丝。 钨极氩弧焊的电流种类与极性的选择原则是:焊接铝、镁及其合金时，采用交流电;焊其他金属(低合金钢、不锈钢、耐热钢、钛及钛合金、铜及铜合金等)采用直流正接。由于钨极的载流能力有限，其电功率受到限制，所以钨极氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm的工件。 ? 熔化极氩弧焊(MIG) 熔化极氩弧焊是以连续送进的焊丝作为电极，电弧产生在焊丝与工件之间，焊丝不断送进，并熔化过渡到焊缝中去，因而焊接电流可大大提高。 熔化极氩弧焊可分为半自动焊和自动焊两种，一般采用直流反接法。与TIG焊相比，MIG焊可采用高密度电流，母材熔深大，填充金属熔敷速度快，生产率高。 M

16、IG焊和TIG焊一样，几乎可焊接所有的金属，尤其适合于焊接铝及铝合金、铜及铜合金以及不锈钢等材料。主要用于中、厚板的焊接。目前采用熔化极脉冲氩弧焊可以焊接薄板，进行全位置焊接、实现单面焊双面成型以及封底焊。2.3.2 C02气体保护焊 CO2气体保护焊是利用廉价的CO2气体作为保护气体的电弧焊。CO2保护焊的焊接装置如下图所示。它是利用焊丝作电极，焊丝由送丝机构通过软管经导电嘴送出。电弧在焊丝与工件之间发生。CO2气体从喷嘴中以一定的流量喷出，包围电弧和熔池，从而防止空气对液体金属的有害作用。CO2保护焊可分为自动焊和半自动焊。目前应用较多的是半自动焊。 CO气体保护焊除具有前述的气体保护焊的

17、那些优点外，还有焊缝含氢量2低，抗裂性能好;CO气体价格便宜、来源广泛，生产成本低等优点。2 由于CO气体是氧化性气体，高温时可分解成CO和氧原子，易造成合金元2素烧损、焊缝吸氧，导致电弧稳定性差、飞溅较多、弧光强烈、焊缝表面成形不够美观等缺点。若控制或操作不当，还容易产生气孔。为保证焊缝的合金元素，须采用含锰、硅较高的焊接钢丝或含有相应合金元素的合金钢焊丝。常用的CO焊焊丝是H08Mn2SiA，适于焊接低碳钢和普通低合金钢结构钢2(,600MPa)。还可使用Ar和CO气体混合保护，焊接强度级别较高的普通b2低合金结构钢。为了稳定电弧，减少飞溅，CO焊采用直流反接。 2 由于CO保护焊的优点较

18、多，目前已广泛应用于机械制造业各部门中。2 CO2气体保护焊示意图 3、焊接应力与变形 3.1焊接应力与变形产生原因 3.1.1 焊接应力产生原因 焊件在焊接过程中受到局部加热和冷却是产生焊接应力和变形的主要原因。金属构件在焊接以后，总要发生变形和产生焊接应力，且二者是彼此伴生的。焊接应力的存在，对构件质量、使用性能和焊后机械加工精度都有很大影响，甚至导致整个构件断裂;焊接变形不仅给装配工作带来很大困难，还会影响构件的工作性能。变形量超过允许数值时必须进行矫正，矫正无效时只能报废。因此，在设计和制造焊接结构时，应尽量减小焊接应力和变形。 ? 焊接应力与变形的产生原因:焊接过程中，对焊接件进行不

19、均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。 ? 焊接变形的基本形式:常见的焊接变形有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等五种形式。 3.1.2 焊接变形产生原因 ?纵向收缩变形 ?横向收缩变形 ?挠曲变形 ?角变形 ?波浪变形:薄板易发生 ?错边变形:长度方向和厚度方向 ?螺旋形变形 收缩变形是由于焊缝金属沿纵向和横向的焊后收缩而引起的;角变形是由于焊缝截面上下不对称，焊后沿横向上下收缩不均匀而引起的;弯曲变形是由于焊缝布置不对称，焊缝较集中的一侧纵向收缩较大而引起的;扭曲变形常常是由于焊接顺序不合理而引起的;波浪变形则是由于薄板焊接后焊缝收缩时，产生较大的收缩应力，使焊件丧

20、失稳定性而引起的。 3.2焊接应力与变形的危害 焊接应力的危害: )增加结构工作时的应力，降低承载能力; 12)引起焊接裂纹，甚至脆断; 3)促使产生应力腐蚀裂纹; 4)残余应力衰减会产生变形，引起形状、尺寸不稳定。 焊接变形的危害: 1)使工件形状尺寸不合要求; 2)影响组装质量; 3)矫正焊接变形很费工时，增加成本，降低接头塑性; 4)使结构形状发生变化，并产生附加应力，降低承载能力。 焊接变形可能降低结构承载能力 3.3焊接应力与变形的防止 焊接应力的防止及消除措施: 1)结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度要尽可能小; 2)采取合理的焊接顺序，使焊缝较自由的收缩; 3)焊缝仍处在

21、较高温度时，锤击或辗压焊缝使金属伸长，减少残余应力;4)采用小线能量焊接，多层焊，减少残余应力; 5)焊前预热可减少工件温差，减少残余应力; 6)焊后进行去应力退火，消除焊接残余应力。 焊接变形的防止和消除措施: 1)结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度要尽可能小，与防止应力一样也是减少变形的有效措施; 2)焊前组装时，采用反变形法; 3)刚性固定法，但会产生较大的残余应力; 4)采用合理的焊接规范; 5)选用合理的焊接顺序，如:对称焊、分段退焊。 6)采用机械或火焰矫正法来减少变形。 4、焊接缺陷 4.1 焊接缺陷分类 4.2 焊接裂纹分类 焊接裂纹的分类及形式: 横向裂纹按裂纹存在的

22、方向分纵向裂纹焊趾裂纹弧坑裂纹按裂纹存在的位置分焊道裂纹根部裂纹热影响区裂纹热裂纹生产过程出现的裂纹冷裂纹再热裂纹 4.3 焊接裂纹防止 1.工艺方面 ?选择合理的焊接规范及线能量,控制冷却时间，改善焊缝及热影响区组织状态。 ?焊前预热、控制层间温度及焊后保温缓冷或后热，能降低冷却速度，改善组织，加快氢的扩散逸出。 ?焊前仔细清理焊丝的油、锈及坡口的油污、水分。焊条严格烘干，去除水分。 ?焊后及时热处理，可消除焊内应力，改善接头组织性能并降低接头中的氢含量。 2.冶金方面 ?选用碱性低氢焊条或低氢的焊接方法，如气体保护焊。 ?合理选择焊缝金属的合金成分，提高焊缝的塑性储备及抗裂能力。?严格控制

23、氢的来源。 3.降低焊接应力 ?选择合理的焊接顺序，减小焊接内应力。 ?改进焊接设计，减小拘束度，避免应力集中。 5、焊接结构工艺设计 5. 1 焊接结构生产工艺过程 各种焊接结构，其主要的生产工艺过程为:备料?装配?焊接?焊接变形矫正?质量检验?表面处理(油漆、喷塑或热喷涂等)。 备料 包括型材选择，型材外形矫正，按比例放样、划线，下料切割，边缘加工，成形加工(折边、弯曲、冲压、钻孔等)。 装配 利用专用卡具或其他紧固件装置将加工好的零件或部件组装成一体，进行定位焊，准备焊接。 焊接 根据焊件材质、尺寸、使用性能要求、生产批量及现场设备情况选择焊接方法，确定焊接工艺参数，按合理顺序施焊。 5

24、.2焊接结构工艺设计 焊接结构件种类各式各样，在其材料确定以后，对焊接结构件进行工艺设计主要包括三方面内容:焊缝布置、焊接方法选择和焊接接头设计等。1.焊缝布置 焊缝布置是否合理，直接影响结构件的焊接质量和生产率。因此，设计焊缝位置时应考虑下列原则: ? 焊缝应尽量处于平焊位置 各种位置的焊缝，其操作难度不同。以焊条电弧焊焊缝为例，其中平焊操作最方便，易于保证焊接质量，是焊缝位置设计中的首选方案，立焊、横焊位置次之，仰焊位置施焊难度最大，不易保证焊接质量。 焊条电弧焊焊缝位置图 ?焊缝要布置在便于施焊的位置 焊条电弧焊时，焊条要能伸到焊缝位置，如图4.5.1所示。点焊、缝焊时，电极要能伸到待焊

25、位置，如图4.5.2所示。埋弧焊时，要考虑焊缝所处的位置能否存放焊剂。设计时若忽略了这些问题，将难以施焊。 点焊、缝焊焊缝位置图 (a)电极难以伸入:(b).方便操作的设计 ? 焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形 1) 尽量减少焊缝数量及长度,缩小不必要的焊缝截面尺寸 设计焊件结构时,可通过选取不同形状的型材、冲压件来减少焊缝数量。如下图所示的箱式结构，若用平板拼焊需四条焊缝，若改用糟钢拼焊需两条焊缝，焊缝数量的下降，既可减少焊接应力和变形，又可提高生产率。 焊缝截面尺寸的增大会使焊接变形量随之加大，但过小的焊缝截面尺寸，又可能降低焊件结构强度，且截面过小焊缝冷速过快易产生缺陷，因此在满足焊件

26、使用性能前提下，应尽量减少不必要的焊缝截面尺寸。减少焊缝数量示例图 2)焊缝布置应避免密集或交叉 焊缝密集或交叉，会使接头处严重过热，导致焊接应力与变形增大，甚至开裂。因此两条焊缝之间应隔开一定距离，一般要求大于三倍的板材厚度，且不小于100mm，如下图所示。处于同一平面焊缝转角的尖角处相当于焊缝交叉，易产生应力集中，应尽量避免，改为平滑过渡结构。即使不同一平面的焊缝，若密集堆垛或排布在一列都会降低焊件的承载能力。 焊缝布置应避免密集和交叉图 焊缝布置应对称图 3)焊缝布置应尽量对称 当焊缝布置对称于焊件截面中心轴或接近中心轴时，可使焊接中产生的变形相互抵消而减少焊后总变形量。焊缝位置对称分布

27、在梁、柱、箱体等结构的设计中尤其重要，如下图所示，图a中焊缝布置在焊件的非对称位置，会产生较大弯曲变形，不合理;图b、图c将焊缝对称布置，均可减少弯曲变形。 4)焊缝布置应尽量避开最大应力位置或应力集中位置 尽管优质的焊接接头能与母材等强度，但焊接时难免出现程度不同的焊接缺陷，使结构的承载能力下降。所以在设计受力的焊接结构时，最大应力和应力集中的位置不应布置焊缝。在下图中，大跨度钢梁的最大应力处在钢梁中间，若整个钢梁结构由两段型材焊成，焊缝正布置在最大应力处，整个结构的承载能力下降;若改用b图结构，钢梁由三段型材焊成，虽增加了一条焊缝，但焊缝避开了最大应力处，提高了钢梁的承载能力。压力容器结构

28、设计，为使焊缝避开应力集中的转角处，不应采用下图c所示的无折边封头结构，应采用d图所示有折边封头结构。 焊缝应避开应力集中处的布置图焊缝布置应避开机加工表面图 ? 焊缝布置应避开机械加工表面 有些焊件某些部位需切削加工，如采用焊接结构制造的零件如轮毂等，如上图所示。为机加工方便，先车削内孔后焊接轮辐，为避免内孔加工精度受焊接变形影响，必须采用图b结构，焊缝布置离加工面远些。对机加工表面要求高的零件，由于焊后接头处的硬化组织，影响加工质量，焊缝布置应避开机加工表面，如上图d所示结构比c合理。2. 焊接方法的选择 各种焊接方法都有其各自特点及适用范围，选择焊接方法时要根据焊件的结构形状及材质、焊接

29、质量要求、生产批量和现场设备等，在综合分析焊件质量、经济性和工艺可能性之后，确定最适宜的焊接方法。 选择焊接方法时应依据下列原则: ? 焊接接头使用性能及质量要符合结构设计要求 选择焊接方法时既要考虑焊件能否达到力学性能要求，又要考虑接头质量能否符合技术要求。如点焊、缝焊都适于薄板轻型结构焊接，缝焊才能焊出有密封要求的焊缝。又如氩弧焊和气焊虽都能焊接铝材容器，但接头质量要求高时，应采用氩弧焊。又如焊接低碳钢薄板，若要求焊接变形小时，应选用CO焊或点(缝)焊，而不宜选用气焊。2? 提高生产率，降低成本 若板材为中等厚度时，选择焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊均可，如果是平焊长直焊缝或大直径环焊缝，

30、批量生产，应选用埋弧焊。如果是位于不同空间位置的短曲焊缝，单件或小批量生产，采用焊条电弧焊为好。氩弧焊几乎可以焊接各种的金属及合金，但成本较高，所以主要用于焊接铝、镁、钛合金结构及不锈钢等重要焊接结构。焊接铝合金工件，板厚,10mm采用熔化极氩弧焊为好，板厚,6mm采用钨极氩弧焊适宜。若是板厚,40mm钢材直立焊缝，采用电渣焊最适宜。 ? 焊接现场设备条件及工艺可能性 选择焊接方法时，要考虑现场是否具有相应的焊接设备，野外施工有没有电源等。此外，要考虑拟定的焊接工艺能否实现。例如，无法采用双面焊工艺又要求焊透的工件，采用单面焊工艺时，若先用钨极氩弧焊(甚至钨极脉冲氩弧焊)打底焊接，更易于保证焊

31、接质量。3.焊接接头设计 焊接接头设计包括焊接接头形式设计和坡口形式设计。设计接头形式主要考虑焊件的结构形状和板厚、接头使用性能要求等因素。设计坡口形式主要考虑焊缝能否焊透、坡口加工难易程度、生产率、焊材消耗量、焊后变形大小等因素。 ? 焊接接头按其结合形式分为对接接头、盖板接头、搭接接头、T形接头、十字形接头、角接接头和卷边接头等，如下图所示。其中常见的焊接接头形式有对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头。 焊接接头形式图 6、焊接生产应用 6.1压力容器的焊接(将在PPT中介绍上海振华公司制造的美国新海湾大桥部分钢结构焊接应用情况) 低压贮气罐，壁厚8mm，压力为1.0Mpa，温度为常温，

32、介质为压缩空气，大批量生产。 焊接结构工艺设计要求如下: ?为低压贮气罐装配焊接图，筒节、封头I、封头?焊合成筒体，贮气罐由筒体及四个法兰管座焊合而成。 ? 选择母材材料 根据技术参数，考虑到封头拉深、筒节卷圆、焊接工艺及成本，筒节、封头及法兰选用塑性和焊接性好的普通碳素结构钢Q235,A，短管选用优质碳素结构钢10。 ? 设计焊缝位置及焊接接头、坡口形式 筒节的纵焊缝和筒节与封头相连处的两条环焊缝均采用对接I形坡口双面焊，法兰与短管焊合采用不开坡口角焊缝，法兰管座与筒体焊合采用开坡口角焊缝。 ? 选择焊接方法和焊接材料 由于各条角焊缝长度均较短，且大部分焊缝在弧面上，故采用焊条电弧焊方法，焊

33、条选用E4303(J422)，选用弧焊变压器(因用酸性焊条)。焊接三条纵、环焊缝，为保证质量，提高生产率，采用埋弧焊方法，焊丝选用H08A，配合焊剂HJ431。 压力容器实物图 6.2制造工艺过程 压力容器生产工艺过程实物图 压力容器生产工艺流程框图 6.3 封头生产工序 (1)下料 (2)拉深 (3)消除应力退火 (4)切边 (5)缩口6.4筒体节生产工序 (1)下料 (2)加工坡口 (3)卷圆 (4)装配及定位焊 (5)焊接双面纵焊缝 筒体节纵焊实物图 (6)去引弧板和引出板并清理 (7)筒体节校圆 (8)筒体节开接管孔 (9)封头与筒体节及筒体节之间的装配和定位焊 压力容器装配和定位焊实物图6.5 接管和法兰生产工序图 (1)出口接管切割成形 (2)人孔接管板材卷圆成形 (3)法兰毛坯下料 (4)法兰切削成形 (5)人孔接管和法兰装配与焊接 6.6 总装配和焊接生产工序 (1)环焊缝对接缩口接头与衬板接头 (2)焊环焊缝 (3)压力容器接管装配与焊接 (4)压力容器消除应力退火 6.7 检验 (1)力学性能试验 (2)金相试验 (3)化学分析 (4)外观检查(5)超声波检验 超声波检验示意图 (6)射线探伤 X射线探伤示意图 (7)气密性试验 气密性试验示意图 (8)水压试验