钢管焊接及力学性能

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1、钢质管道焊接及力学性能主要介绍焊接种类、方法、焊材、母材（工件）、焊接方案的选择、焊接焊接工艺评定、常见焊接缺陷、应力集中。一、焊接的概念及焊接分类1、焊接定义：通过加热、加热熔化加压的方法，或加热加压两者并用的方法，得到永久牢固的联接。2、焊接分类熔化焊：*弧焊特点：线能量小，焊剂包住电弧*气焊（OFW）；*气体保护焊：二氧化碳、钨极氩弧焊（GTAW）；*熔化极气体保护焊GMAW（含药芯焊丝电弧焊FCAW）*电渣焊ESW；*摩擦焊FRW；焊接分类压力焊：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊等；钎焊：铜焊、锡焊；。二、手工电弧焊（焊条电弧焊）原理：手弧焊是用手工操纵焊条进

2、行焊接的电弧焊方法，即是利用焊条与焊件间的电弧热，将焊条和焊件熔化，从而形成接头的焊接方法。焊接过程中，焊条药皮熔化分解生成气体和熔渣，在气、渣的联合保护下，有效的排除了周围空气的有害影响，通过高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应、还原与净化金属得到优质的焊缝。手工电弧焊特点设备简单，使用灵活、方便。适应性强，适用于室内外平、立、横、仰各种位置的焊接。生产效率低。焊工劳动强度大。对焊工的操作技能要求高，焊缝质量在很大程度上取决于焊工的操作水平。手工电弧焊应用手弧焊在燃气管道安装施工中应用十分广泛，一般可以焊接低碳钢、低合金钢、耐热钢、低温钢、不锈钢等各种材料。主

3、要工艺参数：手弧焊的焊接工艺参数，主要是指焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数、电源种类和极性等三、钨极氩弧焊（钨极气体保护焊）原理：是用钨作电极，氩气作保护气体和电弧介质，通过钨极与工件间的电弧热，熔化母材和焊丝的焊接方法。特点：*引弧比较困难，特别是冷态引弧或交流电焊接时重复引弧困难。*适用于非铁金属极其合金的焊接。*可见度好，可全位置焊接，焊缝表面光滑。*电流密度小，生产效率较低。*操作方便，设备及控制装置简单，价格便宜。钨极氩弧焊主要工艺参数钨极方面有：钨极成分、直径、端部形状等；气体和电弧方面有：氩气纯度、流量、喷嘴孔径、焊接电流、焊接

4、电压、焊接速度、接头型式等四、药芯焊丝半自动焊原理：焊丝通过送丝轮送进，导电嘴导电，母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，以焊芯中的焊剂形成的气体保护电弧和熔池进行焊接，焊丝既是电极又被不断熔化填入熔池，冷却结晶后形成焊缝药芯焊丝半自动焊特点*由于不需要更换焊条，减少焊缝接头，焊缝表面成形美观。*电流密度大，热量集中，熔敷率高，因此焊接生产效率高。*弧光强烈，烟气大，要加强劳动防护。五、主要接头型式及坡口对接接头：在同一个平面上两板件相对端面焊接而形成的接头。这种接头受力状况好，应力集中小，能承受较大的静载荷或动载荷，是压力容器和压力管道应用最多的接头形

5、式。对接接头坡口型式为I型、V型、Y型和U型。角接接头：是由两块板件端面构成的直角形式的接头。其主要坡口形式为I型、单边Y型、Y型和双单边Y型等。T型接头：是指一板件与另一板件相交构成直角或近似直角，以角焊缝或组合焊缝连接的接头形式。主要坡口形式为I型、单双边V型等。搭接接头：是指两板件部分重叠在一起进行焊接所形成的焊缝。主要坡口形式为I型坡口和塞焊坡口。坡口及焊接位置图板状对接板状角焊缝管状对接管状角接管板全焊透角焊缝试件六、焊接材料及选用焊接材料是发展焊接技术的一个重要方面，在实际施工中，焊接材料选用的合适与否，直接关系到焊缝质量的好坏，甚至关系到焊件的

6、安全使用，因此，我们在实际工作中要认真核查焊接材料的选用是否合适，以保证焊接质量的合格，进而确保焊缝的安全运行焊接材料及选用-焊条（1）A、焊条的组成：电焊条是手工电弧焊使用的焊接材料。焊条由焊芯和压涂在焊芯表面的药皮组成，不同的焊芯与不同的药皮组成不同型号的焊条，以适应不同用途的需要。焊芯：在高温下熔化，与焊件母材熔合形成焊缝。焊芯成分对焊缝质量有很大的影响焊接材料及选用（2）-焊条焊芯的牌号用“H”表示，后面的数字表示含碳量，其它合金元素的表示方法与钢的表示方法大致相同。例如：H08：表示含碳量约为0.08%的钢芯；H10Mn2：表示含碳量约为0.10%

7、、含锰量约为2%的合金钢芯。H0Cr21Ni10：表示含碳量≤0.08%、含铬量约为21%、含镍量约为10%的不锈钢芯。焊接材料—焊条药皮药皮的作用：*稳弧；*造气保护；*造渣保护；*脱氧、去硫、去磷；*渗合金；*套筒保护作用。组成：主要由矿物、铁合金、有机物、水玻璃等四类物质组成。根据原材料的特点可以分为稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂和粘结剂等类型及特点：焊接材料—焊条药皮（1）高纤维素钾（钠）型：药皮中加入约30%的纤维素，或再加入少许钙钾化物。主要靠造气保护，渣很少。使用时限用大电流，可全位置焊，也可打底焊。如E4310(J425)、E

8、5010、E5011(J505)等。（2）钛钙型：药