船舶焊接工艺 船舶材料与焊接第五章1,2,3节

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1、第五章、船舶焊接方法教学目标:１．主要介绍造船工业中常用的焊条电弧焊（SMAW)、埋弧焊自动焊(SAW)及气体保护焊(GSAW)等焊接方法.２．对其它焊接方法作简要介绍。第一节焊条电弧焊一、焊条电弧焊的原理及特点（一）焊条电弧焊的基本原理焊条电弧焊（也称手工电弧焊）是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。它利用电弧产生的高温熔化焊条和焊件，使两块分离的金属熔合在一起，从而获得牢固的接头，其原理如图5-1所示。图5-1焊条电弧焊的原理示意图（二）焊条电弧焊的特点1.设备简单、操作灵活2.待焊接头装配要求低3.可焊金属材料

2、种类多4.焊接生产率低5.焊缝质量依赖性强二、电焊条（一）电焊条分类、组成和作用分类：（1）焊条按熔渣的化学性质分为两大类1）酸性焊条：熔渣呈酸性，药皮中含大量SiO2、TiO2、MnO等氧化物。2）碱性焊条：熔渣呈碱性，药皮的主要成分为CaCO3和CaF2。（2）焊条按用途共分为十大类：结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、特殊用途焊条等，其中应用最广的是结构钢焊条。组成：由药皮和焊芯两部分组成。作用：焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又熔化填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属。药皮是

3、压涂在焊条芯表面上的涂料层，焊接时形成熔渣及气体。药皮的主要作用是：(1)保护作用；(2)冶金作用(3)改善焊接工艺性能（二）焊条的型号主要介绍常用的低碳钢和低合金钢焊条型号的编制方法。1、低碳钢焊条型号的编制(1)型号的第一字母“E”表示焊条(electrode)；(2)“E”后面的两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为MPa；(3)“E”后面的第三位数字表示焊条的焊接位置；(4)“E”后面的第三位和第四位数字组合时表示焊接药皮类型及电流种类;(5)“E”后面的第五位有时附加“R”表示耐吸潮焊条；附加“M”表示

4、耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条；附加“-1”表示冲击韧性有特殊规定的焊条。低碳钢焊条型号举例：2、低合金钢焊条型号（1）“E”后面的两位数字焊条系列有50、55、60、70、75、85六种，分别表示熔敷金属抗拉强度的最小值490MPa（50Kgfmm2）、540MPa（55Kgfmm2）、590MPa（60Kgfmm2）、690MPa（70Kgfmm2）、740MPa（75Kgfmm2）、830MPa（85Kgfmm2）；；（2）“E”后面的第五位为后缀字母，表示熔敷金属的化学成分分类代号。A1表示碳钼钢

5、焊条；B1、B2、B3、B4、B5表示铬钼钢焊条；D1、D2、D3表示锰钼钢焊条；G、M、M1、W表示其它合金焊条；（3）“E”后面的第六位为附加的化学元素符号，如不具有化学成分时，该项省略；（4）对于E50××—×、E55××—×、E60××—×型低氢焊条的熔敷金属的化学成分分类后缀字母，或附加化学成分后面加字母“R”时，表示耐吸潮焊条。（三）常用焊条牌号的编制主要介绍最常用的第一大类焊条，即结构钢焊条。结构钢焊条（包括碳钢焊条和低合金焊条）的牌号用“J”字表示，“J”后面的第一、第二位数字表示焊缝金属的抗拉强度等级

6、，其系列见表5-2；第三位数字表示焊条药皮类型和焊接电源种类，见表5-3；数字后面的符号表示焊条的特殊性能见表5-4，常用焊条牌号和型号的对照见表5-5。造船行业专用结构钢焊条通常在其牌号前加“C”，即“造船专用”，如CJ322,CJ422,CJ506等。（四）焊条的选用和保管1、选用原则（1）考虑母材的力学性能、化学成分和物理性能（2）考虑船体结构和构件受力情况（3）考虑结构的工作条件和使用性能（4）考虑劳动条件和劳动生产率2、保管干燥、避免受潮。特别是碱性焊条，每次使用前都要经烘干处理后才能使用。三、焊条电弧焊工艺

7、现代的钢质船舶都采用焊接结构。船体的板与板、骨架与骨架、板与骨架的连接组成了各种形式的焊接接头。（一）焊接接头和焊缝的形式及坡口形式的选择1.焊接接头的形式焊接接头形式有：对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头、十字接头、端接接头、套接接头、卷边接头、锁底接头及塞焊接头等几种。其中常用的焊接接头形式有：对接接头、角接接头、T形接头以及搭接接头四种。a）对接接头b）角接接头c)T形接头d)搭接接头2.焊缝的形式（１）按焊缝在空间位置的不同可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝等四种形式如图5-5所示。（２）按焊缝结合形式不

8、同可分为对接焊缝、角焊缝及塞焊缝三种形式；如图5-6所示。（３）按焊缝断续情况可分为连续焊缝和断续焊缝两种，断续焊缝又可分为交错式焊缝和并列式焊缝两种如图5-7所示。3.船体焊接坡口形式的选择开坡口是为保让电弧能深入焊缝根部，使根部焊透，获得较好的焊缝成形。1）坡口形式主要根据接头形式、钢板厚度、焊接方法、施工方便性、经济性及加工