1、第第7 7章章 钢结构的焊接连接材料钢结构的焊接连接材料7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 焊接材料焊接材料7.3 7.3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍7.4 7.4 焊接接头焊接接头7.5 7.5 焊接缺陷焊接缺陷7.6 7.6 钢结构焊接质量检验钢结构焊接质量检验第第7 7章章 钢结构的焊接连接材料钢结构的焊接连接材料1、焊接的定义 焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充金属，使焊件间达到原子间结合的一或不用填充金属，使焊件间达到原子间结合的一种加工方法种加工方法7.1.17.1.1焊接的定义及焊接结构在工业生产中的焊接的定义及焊
2、接结构在工业生产中的应用和特点应用和特点 也可以说，焊接最本质的特点就是通过焊接使也可以说，焊接最本质的特点就是通过焊接使焊件达到了原子结合，从而将原来分开的物体构焊件达到了原子结合，从而将原来分开的物体构成了一个整体，这是任何其它连接形式所不具备成了一个整体，这是任何其它连接形式所不具备的。的。7 7.1 .1 概述概述2、焊接结构在工业生产中的应用 焊接结构是将各种经过轧制的金属材料及铸、锻等坯焊接结构是将各种经过轧制的金属材料及铸、锻等坯料采用焊接加工方法，按照一定结构制成的并能承受料采用焊接加工方法，按照一定结构制成的并能承受载荷的金属结构。随着焊接技术的发展和进步，各种载荷的金属结构
3、。随着焊接技术的发展和进步，各种焊接结构产品被广泛应用于各个行业，如工业中的石焊接结构产品被广泛应用于各个行业，如工业中的石油化工机械、重型与矿山机械、起重与吊装设备、冶油化工机械、重型与矿山机械、起重与吊装设备、冶金建筑、各类锻压机械等；交通运输业中的汽车、车金建筑、各类锻压机械等；交通运输业中的汽车、车辆、船舶、农用机械的制造；兵器工业中的常规兵器、辆、船舶、农用机械的制造；兵器工业中的常规兵器、火箭、深潜设备；航空航天技术中的人造卫星和载入火箭、深潜设备；航空航天技术中的人造卫星和载入飞船等。飞船等。7.1.17.1.1焊接的定义及焊接结构在工业生产焊接的定义及焊接结构在工业生产中的应用
4、和特点中的应用和特点7 7.1 .1 概述概述3、焊接结构的特点 焊接结构得到如此广泛的应用和高速发展，是焊接结构得到如此广泛的应用和高速发展，是因为它具有一系列优点：因为它具有一系列优点：（1 1）能够满足结构使用性要求）能够满足结构使用性要求 （2 2）可节约金属材料）可节约金属材料（3 3）工艺灵活性大）工艺灵活性大 （4 4）对金属材料的适应性强）对金属材料的适应性强（5 5）投资少，见效快）投资少，见效快7.1.17.1.1焊接的定义及焊接结构在工业生产焊接的定义及焊接结构在工业生产中的应用和特点中的应用和特点焊接结构的不足之处：焊接结构的不足之处： 一方面焊接接头是一个不均匀体，主
5、要表现在一方面焊接接头是一个不均匀体，主要表现在几何形状不连续、化学成分不均匀、力学性能不几何形状不连续、化学成分不均匀、力学性能不一样、金相组织不相同；其次，焊接结构存在一一样、金相组织不相同；其次，焊接结构存在一定的焊接应力和变形；另外焊接结构对材料有一定的焊接应力和变形；另外焊接结构对材料有一定的选择性，虽然随着焊接技术的发展，很多过定的选择性，虽然随着焊接技术的发展，很多过去焊接性差的材料也能得到好的焊接质量，但焊去焊接性差的材料也能得到好的焊接质量，但焊接工艺比较复杂；还有由于焊接结构的刚性一般接工艺比较复杂；还有由于焊接结构的刚性一般比较大，一旦产生裂纹很难制止，所以焊接结构比较大
6、，一旦产生裂纹很难制止，所以焊接结构对于脆性断裂、疲劳、应力腐蚀和蠕变破坏都比对于脆性断裂、疲劳、应力腐蚀和蠕变破坏都比较敏感。较敏感。7.1.17.1.1焊接的定义及焊接结构在工业生产焊接的定义及焊接结构在工业生产中的应用和特点中的应用和特点7 7.1 .1 概述概述7.1.27.1.2焊接结构生产工艺过程焊接结构生产工艺过程1 1生产准备生产准备2 2金属材料的预处理金属材料的预处理3 3备料及成形加工备料及成形加工4 4装配装配- -焊接焊接5 5质量检验与安全评定质量检验与安全评定焊接结构生产的主要工艺过程：焊接结构生产的主要工艺过程： 7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.
7、2.1焊条焊条 涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极叫做涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极叫做焊焊条条。焊条电弧焊时，焊条既作为电极传导电流而。焊条电弧焊时，焊条既作为电极传导电流而产生电弧，为焊接提供所需热量；又在熔化后作产生电弧，为焊接提供所需热量；又在熔化后作为填充金属过渡到熔池，与熔化的焊件金属熔合，为填充金属过渡到熔池，与熔化的焊件金属熔合，凝固后形成焊缝。凝固后形成焊缝。1、焊条的组成 焊条是由焊芯与药皮两部分组成的，其构造如焊条是由焊芯与药皮两部分组成的，其构造如图图7-27-2所示。焊条前端药皮有所示。焊条前端药皮有4545左右的倒角，以左右的倒角，以便于引弧；尾部的夹持端用于焊
8、钳夹持并利于导便于引弧；尾部的夹持端用于焊钳夹持并利于导电。电。7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条1、焊条的组成 图图7-2 焊条组成示意图焊条组成示意图1-焊芯焊芯 2-药皮药皮 3-夹持端夹持端 焊条直径指的是焊芯焊条直径指的是焊芯直径，是焊条的重要尺直径，是焊条的重要尺寸，共有寸，共有1.681.68八种八种规格。焊条长度由焊条规格。焊条长度由焊条直径而定，在直径而定，在200650mm200650mm之间。生之间。生产中应用最多的是产中应用最多的是3.2mm3.2mm、4mm4mm、5mm5mm三种，长度分别三种，长度分别为为350mm350mm、400mm
9、400mm和和450mm450mm。 7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条1、焊条的组成 （1 1）焊芯）焊芯 焊芯的主要作用是传导电流维持电弧燃烧焊芯的主要作用是传导电流维持电弧燃烧和熔化后作为填充金属进入焊缝。和熔化后作为填充金属进入焊缝。 （2 2）药皮）药皮 焊条药皮是指压涂在焊芯表面上的涂料层。焊条药皮是指压涂在焊芯表面上的涂料层。 1 1）药皮的作用。提高焊接电弧的稳定性；保护熔化）药皮的作用。提高焊接电弧的稳定性；保护熔化金属不受外界空气的影响；过渡合金元素使焊缝获得金属不受外界空气的影响；过渡合金元素使焊缝获得所要求的性能；改善焊接工艺性能。所要求的性
10、能；改善焊接工艺性能。 2 2）药皮的类型。钛铁矿型；钛钙型；铁粉钛钙型；）药皮的类型。钛铁矿型；钛钙型；铁粉钛钙型；高纤维素钠型；高纤维素钾型；高钛钠型；高钛钾型；高纤维素钠型；高纤维素钾型；高钛钠型；高钛钾型；铁粉钛型；氧化铁型；铁粉氧化铁型；低氢钠型；低铁粉钛型；氧化铁型；铁粉氧化铁型；低氢钠型；低氢钾型；铁粉低氢型。氢钾型；铁粉低氢型。 7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条2、焊条的分类、型号及牌号（1 1）焊条的分类）焊条的分类 1 1）按焊条的用途分类）按焊条的用途分类 可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、
11、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条共焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条共9 9种。种。2 2）按焊条药皮熔化后的熔渣特性可分为）按焊条药皮熔化后的熔渣特性可分为酸性焊条酸性焊条 其熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有较强的氧化其熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有较强的氧化性，合金元素烧损多，因而力学性能较差，特别是塑性和冲击性，合金元素烧损多，因而力学性能较差，特别是塑性和冲击韧性比碱性焊条低。韧性比碱性焊条低。碱性焊条碱性焊条 熔渣的成分主要是碱性氧化物和铁合金。由于脱氧熔渣的成分主要是碱性氧化物和铁合金。由
12、于脱氧完全，合金过渡容易，能有效的降低焊缝中的氢、氧、硫。完全，合金过渡容易，能有效的降低焊缝中的氢、氧、硫。7.2.17.2.1焊条焊条2、焊条的分类、型号及牌号（1 1）焊条型号编制焊条型号是指国家标准中规定的焊）焊条型号编制焊条型号是指国家标准中规定的焊条代号。条代号。 1 1）碳钢和低合金钢焊条型号）碳钢和低合金钢焊条型号 按按GB5117GB51178585，GB5118GB51188585规定，碳钢焊条的型号根据熔敷金属的抗规定，碳钢焊条的型号根据熔敷金属的抗拉强度、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分，拉强度、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分，以字母以字母E E后加四位数字表
13、示，即后加四位数字表示，即E E，见表，见表7-37-3、表表7-47-4、表、表7-57-5。7.2.17.2.1焊条焊条2、焊条的分类、型号及牌号（1 1）焊条型号编制焊条型号是指国家标准中规定的焊）焊条型号编制焊条型号是指国家标准中规定的焊条代号。条代号。 完整的焊条型号举例如下：完整的焊条型号举例如下：7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条7.2.17.2.1焊条焊条2、焊条的分类、型号及牌号（3）焊条的牌号）焊条的牌号 焊条牌号是焊条生产厂家或有关部焊条牌号是焊条生产厂家或有关部门对焊条的命名，因而编排规律不尽相同，但大多数门对焊条的命名，因而编排规律不尽相同
14、，但大多数是用在三位数字前面冠以代表厂家或用途的字母（或是用在三位数字前面冠以代表厂家或用途的字母（或符号）表示。前面两位数字表示各大类中的若干小类，符号）表示。前面两位数字表示各大类中的若干小类，不同用途焊条的前两位数字表示的内容及编排规律不不同用途焊条的前两位数字表示的内容及编排规律不尽相同。第三位数表示焊条药皮的类型及焊接电流种尽相同。第三位数表示焊条药皮的类型及焊接电流种类，适用于各种焊条，具体内容见表类，适用于各种焊条，具体内容见表7-7。表表7-7 焊条牌号中第三位数字的含意焊条牌号中第三位数字的含意焊条牌号条牌号药皮皮类型型电流种流种类焊条牌号条牌号药皮皮类型型电流种流种类0不属
15、已不属已规定定类型型不不规定定5纤维素型素型交直流交直流1氧化氧化钛型型交直流交直流6低低氢钾型型交直流交直流2钛钙型型交直流交直流7低低氢钠型型直直 流流3钛铁矿型型交直流交直流8石墨型石墨型交直流交直流4氧化氧化铁型型交直流交直流9盐基型基型直直 流流7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条7.2.17.2.1焊条焊条1、焊条的组成 （1 1）焊条选用原则）焊条选用原则1 1）等强度原则）等强度原则 对于承受静载或一般载荷的工件或结对于承受静载或一般载荷的工件或结构，通常选用抗拉强度与母材相等的焊条。构，通常选用抗拉强度与母材相等的焊条。2 2）同等性能原则）同等性能
16、原则 在特殊环境下工作的结构如要求耐在特殊环境下工作的结构如要求耐磨、耐腐蚀、耐高温或低温等具有较高的力学性能，磨、耐腐蚀、耐高温或低温等具有较高的力学性能，则应选用能保证熔敷金属的性能与母材相近或相近似则应选用能保证熔敷金属的性能与母材相近或相近似的焊条。如焊接不锈钢时，应选用不锈钢焊条。的焊条。如焊接不锈钢时，应选用不锈钢焊条。3 3）等条件原则）等条件原则 根据工件或焊接结构的工作条件和特根据工件或焊接结构的工作条件和特点选择焊条。如焊件需要受动载荷或冲击载荷的工件，点选择焊条。如焊件需要受动载荷或冲击载荷的工件，应选用熔敷金属冲击韧性较高的低氢型碱性焊条。反应选用熔敷金属冲击韧性较高的低氢型碱性焊条。反之，焊一般结构时，应选用酸性焊条。之，焊一般结构时，应选用酸性焊条。7.2.27.2.2 焊剂焊剂 埋弧焊时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起埋弧焊时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护并进行复杂的冶金反应的一种颗粒状物质叫焊剂。保护并进行复杂的冶金反应的一种颗粒状物质叫焊剂。1 1、焊剂的作用、焊剂的作用 1 1）焊接时，焊剂部分熔化甚至气化后覆盖焊接区，）焊接时，焊
