焊接技术规范范文（精选6篇）

焊接技术规范 第1篇

。fu是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，同时fu 高可以增加结构的安全保障。2） 较高的塑性和韧性塑性和韧性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，既可减轻结构脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部应力，同时又具有较好的抵抗交变荷载作用的能力。3）   良好的工艺性能良好的工艺性能不但能保证通过冷加工、热加工和焊接加工成各种形式结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不良影响。此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境能力。按以上要求，钢结构设计规范具体规定：承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服点和碳、硫、磷含量的合格保证；焊接结构尚应具有冷弯试验的合格保证；对某些承受动力荷载的结构以及重要的受拉或受弯的焊接结构尚应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。2.1.1.2 钢结构用钢的分类 [5]在钢结构中采用的钢材主要有两种：碳素结构钢（或称普通碳素钢）和低合金结构钢。1） 碳素结构钢根据国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）的规定，将碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五种牌号，钢的牌号有屈服强度字母（Q）、屈服强度值、质量等级符号（A、B、C和D）、脱氧方法符号等四部分顺序组成。常见用钢具体参数见表2-1-1。2） 低合金钢根据《低合金高强度结构钢》（GB1591-94）的规定，低合金高强度结构钢分为Q295、Q345、Q390、Q420和Q460等五种，其中Q345、Q390为钢结构常用钢种，Q420已在九江长江大桥中成功使用。具体参数见表2-1-1。2.1.1.2 钢结构用钢选用原则[5] [6]钢材的选用在钢结构设计中是重要的一环，选择的目的是既要保证结构的安全，又要做到可靠和经济合理。选择钢材时应考虑以下几点。1） 结构的重要性对重型工业建筑钢结构、大跨度钢结构、压力容器、高层或超高层民用建筑或构筑物等重要结构，应考虑选用质量好的钢材；其他按工作性质分别选用普通质量的钢材；另外，安全等级不同，要求的钢材质量也应不同。2） 载荷情况一般承受静载荷的结构，应主要以满足强度要求来选取。直接承受交变载荷的结构，若属于低周疲劳，在保证一定强度要求下，着重考虑材料的塑性和韧性；若属于高周疲劳，这时强度队疲劳抗力起着主导作用，应选择强度高的材料。承受冲击载荷的结构，所选材料应具有足够的延性和韧性。按刚度条件设计的结构，其工作应力一般比较小，但其壁厚较厚，此时选材不应是高强度的，而应是塑性和韧性好的一般强度的材料。在厚度方向受到拉伸载荷，应选择层状夹杂少，厚度方向塑性好的材料，以防止产生层状撕裂。3） 连接方法焊接结构对材质的要求应严格一些。例如，在化学成分方面必须严格控制碳、硫、磷的含量；非焊接结构对碳当量可放宽要求。4） 结构所处的温度和环境在低温条件下工作的结构，尤其是焊接结构，应选用具有良好抗低温脆断性能的镇静钢。露天结构易产生时效，有害介质作用的钢材易腐蚀、疲劳和断裂，应区别地选择不同的材质，宜采用耐候钢，其质量要求应符合现行国家标准GB/T4172《焊接结构有耐候钢》的规定。5） 钢材厚度厚钢材辊轧次数少 ，轧制压缩比相对薄板小。所以厚度大的钢材不仅强度较小，而且塑性、冲击韧性和焊接性能也较差。因此，厚度大的焊接结构应采用材质好的钢材。推荐采用Z向钢，其材质应符合现行国家标准GB/T5313《厚度方向性能钢材》的规定。2焊接设计2.1 材料选用2.1.1母材材料选用2.1.1.1 钢结构对材料的要求[5]钢结构所用的钢必须符合下列要求：1）   较高的抗拉强度fu 和屈服点fyfy是衡量结构承载能力的指标，fy高则可减轻结构自重、节约钢材和降低造价。fu是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，同时fu 高可以增加结构的安全保障。2） 较高的塑性和韧性塑性和韧性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，既可减轻结构脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部应力，同时又具有较好的抵抗交变荷载作用的能力。3）   良好的工艺性能良好的工艺性能不但能保证通过冷加工、热加工和焊接加工成各种形式结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不良影响。此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境能力。按以上要求，钢结构设计规范具体规定：承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服点和碳、硫、磷含量的合格保证；焊接结构尚应具有冷弯试验的合格保证；对某些承受动力荷载的结构以及重要的受拉或受弯的焊接结构尚应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。2.1.1.2 钢结构用钢的分类 [5]在钢结构中采用的钢材主要有两种：碳素结构钢（或称普通碳素钢）和低合金结构钢。1） 碳素结构钢根据国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）的规定，将碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五种牌号，钢的牌号有屈服强度字母（Q）、屈服强度值、质量等级符号（A、B、C和D）、脱氧方法符号等四部分顺序组成。常见用钢具体参数见表2-1-1。2） 低合金钢根据《低合金高强度结构钢》（GB1591-94）的规定，低合金高强度结构钢分为Q295、Q345、Q390、Q420和Q460等五种，其中Q345、Q390为钢结构常用钢种，Q420已在九江长江大桥中成功使用。具体参数见表2-1-1。2.1.1.2 钢结构用钢选用原则[5] [6]钢材的选用在钢结构设计中是重要的一环，选择的目的是既要保证结构的安全，又要做到可靠和经济合理。选择钢材时应考虑以下几点。1） 结构的重要性对重型工业建筑钢结构、大跨度钢结构、压力容器、高层或超高层民用建筑或构筑物等重要结构，应考虑选用质量好的钢材；其他按工作性质分别选用普通质量的钢材；另外，安全等级不同，要求的钢材质量也应不同。2） 载荷情况一般承受静载荷的结构，应主要以满足强度要求来选取。直接承受交变载荷的结构，若属于低周疲劳，在保证一定强度要求下，着重考虑材料的塑性和韧性；若属于高周疲劳，这时强度队疲劳抗力起着主导作用，应选择强度高的材料。承受冲击载荷的结构，所选材料应具有足够的延性和韧性。按刚度条件设计的结构，其工作应力一般比较小，但其壁厚较厚，此时选材不应是高强度的，而应是塑性和韧性好的一般强度的材料。在厚度方向受到拉伸载荷，应选择层状夹杂少，厚度方向塑性好的材料，以防止产生层状撕裂。3） 连接方法焊接结构对材质的要求应严格一些。例如，在化学成分方面必须严格控制碳、硫、磷的含量；非焊接结构对碳当量可放宽要求。4） 结构所处的温度和环境在低温条件下工作的结构，尤其是焊接结构，应选用具有良好抗低温脆断性能的镇静钢。露天结构易产生时效，有害介质作用的钢材易腐蚀、疲劳和断裂，应区别地选择不同的材质，宜采用耐候钢，其质量要求应符合现行国家标准GB/T4172《焊接结构有耐候钢》的规定。5） 钢材厚度厚钢材辊轧次数少 ，轧制压缩比相对薄板小。所以厚度大的钢材不仅强度较小，而且塑性、冲击韧性和焊接性能也较差。因此，厚度大的焊接结构应采用材质好的钢材。推荐采用Z向钢，其材质应符合现行国家标准GB/T5313《厚度方向性能钢材》的规定。6）对于需要演算疲劳的焊接结构的钢材，应具用常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于0℃但高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具用0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具用-20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。吊车起重量不小于50t的中级工作制吊车梁，对钢材冲击韧性的要求应与需要演算疲劳的构件相同。表2-1-1 常见结构钢力学性能及匹配焊接材料表2-1-1续①       表中钢材力学性能的单值均为最小值。②       板厚δ>60～100mm时的Re值。③       用于一般结构，其他用于重大结构。④       由供需双方协议。⑤       含Ar-CO2混合气体保护焊。⑥       薄板I形坡口对接。⑦       中、厚板坡口对接。7）下列情况的承重结构和构件不应采用Q235沸腾钢：①焊接结构。a． 直接承受动力载荷或振动载荷且需要演算疲劳的结构。b． 工作温度低于-20℃时的直接承受动力载荷或振动载荷但不需要演算疲劳的结构以及承受静力载荷的受弯及受拉德重要承重结构。c． 工作温度等于或低于-30℃的所有承重结构。② 非焊接结构。工作温度等于或低于-20℃时的直接承受动力载荷且需 要演算疲劳的结构。8）承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。对焊接结构还应具有碳含量的合格证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。2.1.2焊接材料匹配[3] [7] [8] [9] [10] [11]焊接不同类别钢材时，焊接材料的匹配应符合设计要求。常见结构钢材采用焊条电弧焊、CO2气体保护焊和埋弧焊进行焊接，焊接材料可按表2-1-1中的规定。2.2 焊接方法的选用[12]选择焊接方法时必须符合以下要求：能保证焊接产品的质量优良可靠；生产率高，生产费用低，工作条件好，能获得较好的经济效益。影响这两方面的因素很多，概括如下：㈠    产品特点⑴     产品结构类型本单位焊接的产品按结构特点大致可分为以下三大类。1） 结构类 如桥梁钢结构、起重机械等的钢结构；2） 机械零件类 如机械产品的零部件等；3） 半成品类 如工字梁、管子等。这些不同结构的产品由于焊缝的长短、形状、焊接位置等个不相同，因而适用的焊接方法也会不同。结构类产品中规则的的长焊缝和环缝宜采用埋弧焊；手弧焊用于打底焊和短焊缝焊接，机械类产品接头一般较短，根据其准确度要求，选用气体保护焊（一般厚度）、电渣焊（重型构件易于立焊的）；半成品类的产品的焊接接头往往是规则的，宜采用适于机械化的焊接方法，如埋弧焊和气体保护焊。表2-1-2焊接方法影响因素①       ②栓钉的材料为ML15 和ML15Al。（GB/T6478- 《冷镦和冷挤压用钢》）； 栓钉的规格有：M10、M13、M16、M19、M22、M25等（GB/T10433- 《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》）⑵     工件厚度工件的厚度可在一定程度上决定所适用的焊接方法。每种焊接方法由于所用热源不同，都有一定的适用的材料厚度范围。对于熔焊而言，是以焊透而不烧穿为前提。可焊最小的厚度是指稳定状态下单面单道焊恰好焊透而不发生烧穿的厚度。显然，焊件越薄，越须注意烧穿问题；可焊最大厚度则决定于该焊接方法在最大热输入下单面单道焊的最大熔深。焊件越厚，越须注意焊透问题。如果该结构允许开坡口又能采用双面多层多道焊，则可焊的最大厚度在技术上不再有困难，此时焊接方法由生产率和经济因素决定。在推荐的厚度范围内焊接时较易控制焊接质量和保持合理的生产率。⑶     接头形式和焊接位置焊接接头形式通常由产品结构形式、使用要求和母材的厚度等因素决定。对接、搭接、T形接和角接是最基本的形式，这些接头形式对大部分熔焊方法均适用。⑷      焊接位置在不能变位的情况下焊接焊件上所有的焊缝，就会因焊缝处于不同空间位置而须采用平焊、立焊、横焊、或仰焊等四种不同的位置的焊接。一种焊接方法能进行这四种位置的焊接称可全位置焊的方法。就熔焊而言，埋弧焊只适用于平焊位置，电渣焊适用于立焊。其他如焊条电弧焊、各种气体保护电弧焊均能全位置焊。各种焊接方法中以平焊最容易操作，生产率高，焊接质量容易保证，而仰焊操作最难，极易产生焊接缺陷。因此有条件的应是焊件变位，让焊缝都处于平焊位置施焊。㈡   母材特性母材的特性考虑的包括母材的物理性能、力学性能和冶金性能。由于焊接结构中最常用是普通碳钢和低合金钢，几乎所有焊接方法都能选用，但随着含碳量或合金含量的增加，其焊接性能变差。高碳钢或碳当量高的合金结构钢宜采用冷却速度慢的焊接方法，已减少热影响区开裂倾向。选择好焊接方法的影响因素还包括技术水平、设备和焊接用消耗材料等。所有的因素须综合考虑，选择最经济最适用的方法。表2-1-2提供了综合各种因素而适用的焊接方法，以供参考。2.3 焊接结构设计2.3.1焊接应力 [5] [12] [13]2.3.1.1 焊接应力的特点和分类⑴ 特点没有外力作用的情况下，平衡于物体内的应力称内应力。引起内应力的原因很多，由焊接引起的内应力称焊接应力。焊接应力也和其他原因引起的内应力一样，有一个基本特点，即在整个焊件内构成一个平衡力系，其内力与内力矩的总和都为零：因此，在焊件横截面上内应力的分布（图2-3-1），总是既有拉应力，又有压应力，是双值同时出现的。而且应力分布图上拉应力的面积（图中用表示的影线面积）等于压应力得面积（用表示的影线面积）。图2-3-1长板对接焊后横截面上的纵向应力的分布⑵   分类（见表2-3-1）表2-3-1焊接应力分类2.3.1.2焊接残余应力对结构的影响熔化焊必然会带来焊接残余应力，焊接残余应力在钢结构中并非都是有害的。根据钢结构在工程中的受力情况、使用的材料、不同的结构设计等，正确选择焊接工艺，将不利的因素变为有利的因素。同时要做到具体情况具体分析。1）对静载强度的影响塑性良好的金属材料，焊接残余应力的存在并不影响焊接结构的静载强度。在塑性差的焊件上，因塑性变形困难，当残余应力峰值达到材料的抗拉强度时，局部首先发生开裂，最后导致钢结构整体破坏。由此可知，焊接残余应力的存在将明显降低脆性材料钢结构的静载强度。2）对构件加工尺寸精度的影响对尺寸精度要求高的焊接结构，焊后一般都采用切削加工来保证构件的技术条件和装配精度。通过切削加工把一部分材料从构件上去除，使截面积相应减小，同时也释放了部分残余应力，使构件中原有残余应力的平衡得到破坏，引起构件变形。图2-3-2带气割边及带盖板的焊接杆件的内应力3）对受压杆件稳定性的影响焊接后工字梁（H形）中的残余压应力和外载引起的压应力叠加之和达到材料的屈服点时，这部分截面就丧失进一步承受外载的能力，削弱了有效截面积。这种压力的存在，会使工字梁的稳定性明显下降，使局部或整体失稳，产生变形。焊接残余应力对杆件稳定性的影响大小，与内应力的分布有关，若能使有效截面远离压杆的中性轴，如图2-3-2所示的H形焊接杆件，可以改善其稳定性。图中a是用气割翼板外边缘，图中b是翼板上加盖板在边缘进行焊接，均使边缘存在较大拉内应力。这样的结构内应力状态其失稳临界应力比一般焊接的H形截面高。4）对应力腐蚀裂纹的影响金属材料在某些特定介质和拉应力的共同作用下发生的延迟开裂现象，称为应力腐蚀裂纹。应力腐蚀裂纹主要是由材质、腐蚀介质和拉应力共同作用的结果。采用熔化焊焊接的构件，焊接残余应力是不可避免的。焊件在特定的腐蚀介质中，尽管拉应力不一定很高都会产生应力腐蚀开裂。其中残余拉应力大小对腐蚀速度有很大的影响，当焊接残余应力与外载荷产生的拉应力叠加后的拉应力值越高，产生应力腐蚀裂纹的倾向就高，产生应力腐蚀开裂的时间就越短。所以，在腐蚀介质中服役的焊件，首先要选择抗介质腐蚀性能好的材料，此外对钢结构的焊缝及其周围处进行锤击，使焊缝延展开，消除焊接残余应力。对条件允许焊接加工的钢结构，在使用前进行消除应力退火等。2.3.1.3从设计方面调节和控制焊接残余应力（工艺措施见下章）焊接内应力是可以通过结构设计和焊接工艺措施等进行调节与控制。工艺措施将在下一章详细介绍。1） 尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸。多一条焊缝就多一处内应力源；过大的焊缝尺寸，焊接时受热区加大。使引起残余应力与变形的压缩塑变区或变形量增大。2） 避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足够的距离。焊缝过分集中不仅使应力分布更不均匀，而且可能出现双向或三向复杂的应力状态。3） 采用刚性较小的接头形式。2.3.2焊接变形 [5] [12] [13]2.3.2.1 焊接变形的特点和分类⑴ 特点焊件由于焊接而产生的变形称焊接变形。焊接变形与焊件形状尺寸、材料的热物理性能及加热条件等因素有关。如果是简单的金属杆件在自由状态下均匀的加热或冷却，该杆件将按热膨冷缩的基本规律在长度上产生伸长或缩短的变形，焊接时不均匀加热过程，热源只集中在焊接部位，且以一定速度向前移动。局部受热金属的膨胀能引起整个焊件发生平面内或平面外的各种形态的变形。变形是从焊接时便产生，并随焊接热源的移动和焊件上温度分布的变化而变化。一般情况下一条焊缝在施焊处受热发生膨胀变形，后面开始在凝固和冷却处发生收缩。膨胀和收缩在这条焊缝上不同部位分别产生，直至焊接结束并冷至室温，变形才停止。⑵分类焊接过程中随时间而变的变形称焊接瞬时变形，它对焊接施工过程发生影响。焊完冷后，焊件上残留下来的变形称焊接残余变形，它对结构质量和使用性能发生影响。我们关心最多的是焊接残余变形，因为它直接影响结构的使用性能。所以在没有特别说明情况下，一般所说的焊接变形，多是指焊接残余变形。按变形后的形态分，焊接残余变形可归纳成表2-3-2所示的几种类型。它们与焊件的形态、尺寸、焊缝在焊件上的位置、焊缝坡口的几何形状等因素有关。表2-3-2焊接残余变形分类多层焊的纵向收缩量，将上式中的塑性变形区面积AH改为一层焊缝金属的截面积，并将所计算的结果再与系数k2相乘。k2=1+85n=σsME式中  n——层数。因双面角焊缝焊接热输入量有一部分重叠，所以，估算T形接头纵向收缩量时可按单面焊再乘一个系数进行，即△LT=（1.15～1.40）△L单（式中AH是指一条焊缝的截面积）。2）横向收缩对接接头的横向收缩大小与焊接线能量、坡口形式、焊缝截面积以及焊接工艺有关。对接接头的横向收缩量△B的估算可按下式进行：△B=0.2AMδ+ 0.05b式中  △B——对接接头的横向变形量，mm；A——焊缝的截面积，mm2；δ——板厚，mm；b——对接间隙，mm。2.3.2.3从设计方面控制焊接残余变形（工艺方面见下章）1）合理选择构件截面提高构件的抗变形能力设计结构时要尽量使构件稳定、截面对称，薄壁箱形构建的内板布置要合理，特别是两端的内隔板要尽量向端部布置；构件的悬出部分不易过长；构件放置或吊起时，支承部位应具有足够的刚度等。较容易变形或不易被矫正的结构形式要避免采用。可采用各种型钢、弯曲件和冲压件(如工字梁、槽钢和角钢)代替焊接结构，对焊接变形大的结构尽量采用铆接和螺栓连接。对一些易变形的细长杆件或结构可采用临时工艺筋板、冲压加强筋、增加板厚等形式提高板件的刚度。如从控制变形的角度考虑，钢桥结构的箱形薄壁结构的板材不宜太薄，如起重20t、跨度28m的箱形双梁式起重机，主体箱形梁长度达45m、断面为宽800mm、高1666mm、内侧腹板厚度为8mm，外侧腹板6mm，焊成箱形后，无论整体变形还是局部变形都比较大，而且矫正困难。因此，箱形钢结构的强度不但要考虑板厚、刚度和稳定性，而且制造和安装过程中的变形也是很重要的。2）合理选择焊缝尺寸和布置焊缝的位置焊缝尺寸过大不但增加了焊接工作量，对焊件输入的热量也多，而且也增加了焊接变形。所以，在满足强度和工艺要求的前提下，尽可能的减少焊缝长度尺寸和焊缝数量，对联系焊缝在保证工件不相互窜动的前提下，可采用局部点固焊缝；对无密封要求的焊缝，尽可能采用断续焊缝。但对易淬火钢要防止焊缝尺寸过小产生淬硬组织等。设计焊缝时，尽量设计在构件截面中心轴的附近和对称于中性轴的位置，使产生的焊接变形尽可能的相互抵消。如工字梁其截面是对称的，焊缝也对称与工字梁截面的中性轴。焊接时只要焊接顺序选用合理，焊接变形就可以得到有效的控制，特别是挠曲变形可以得到有效的控制。3）合理选择焊缝的截面和坡口形式要做到在保证焊缝承载能力的前提下，设计时应尽量采用焊缝截面尺寸小的焊缝。但要防止因焊缝尺寸过小，热量输入少，焊缝冷却速度快易造成裂纹、气孔、夹渣等缺陷。因此，应根据板厚、焊接方法、焊接工艺等合理的选择焊缝尺寸。此外，要根据钢结构的形状、尺寸大小等选择坡口形式。如平板对接焊缝，一般选用对称的坡口，对于直径和板厚都较大的圆形对接筒体，可采用非对称坡口形式控制变形。在选择坡口形式时还应考虑坡口加工的难易、焊接材料用量、焊接时工件是否能够翻转及焊工的操作方便等问题。如直径比较小的筒体，由于在内部操作困难，所以纵焊缝或环焊缝可开单面V或U形坡口。具体坡口形状和尺寸见下节内容。4）尽量减少不必要的焊缝焊缝数量与填充金属量成正比，所以，在保证强度的前提下，钢结构中应尽量减少焊缝数量，避免不必要的焊缝。为防止薄板产生波浪变形，可适当采用筋板增加钢结构的刚度，用型钢和冲压件代替焊件。2.3.3焊接接头构造的设计与选择 （主要是熔焊接头）2.3.3.1焊接接头的基本类型[12]焊接结构上的接头，按被连接构件之间的相对位置及其组成的几何形状，可归纳为图2-3-3所示的五种类型：a为对接接头；b为角接接头；c为T形接头；d为搭接接头；e为卷边接头。图2-3-3熔焊接头的基本类型2.3.3.2常用焊接接头的工作特性 [12] [6]1）对接接头将两焊件的表面构成135°～180°夹角的接头均称对接接头。优点:传力效率最高，应力集中较低,并易保证焊透和排除工艺缺陷，具有较好的综合性能，使重要零件和结构连接的首选接头。缺点：焊前准备工作量大，组装费工时，而且焊接变形也较大。对接接头应力分布均匀，应力集中产生在焊趾处。如果在焊趾处加工成过渡圆弧半径或削平焊缝余高h，均能使应力集中减小或消失，提高接头的疲劳强度。当两块被连接板的厚度相差较大时，按GB/T985、GB/T986，须将厚板削薄至薄板厚度相同时再焊接见图2-3-4。为了防止因板厚不同引起作用力偏心传递，两块板的中心线应尽可能重合，见图2-3-4b。直接承受动力载荷且需要进行疲劳计算的结构，斜角坡度不应大于1：4，其它结构坡度不能大于1：2.5。图2-3-4不同板厚钢板对接接头设计（L≥3δ-δ1）2）搭接接头搭接接头时两平板部分地相互搭置，用角焊缝进行连接的接头 。优点：焊前准备工作量较小，装配较容易，对焊工技术水平要求较对接接头低，且横向收缩量也较小，可用于工作环境良好，不重要的结构中。缺点：母材和焊接材料消耗大，接头动载强度低，搭接面有间隙，若外漏易发生腐蚀，若封闭泽不能在高温工作。能采用对接接头的尽量不采用搭接接头。图2-3-5正面搭接接头的弯曲变形搭接接头受轴向力时，以焊趾和焊根处的应力集中最大，增加根部熔深可降低。只有正面角焊缝的搭接接头 ，强度低，应在背面加焊一条焊缝。当背面无法焊时，可采用锯齿状焊缝。搭接接头承受拉力时，正向角焊缝与作用力偏心，接头上产生附加弯曲应力，使应力集中加剧。为了减少弯曲应力，两条正面角焊缝之间的距离不应小于其板厚的4倍，但也不宜大于40K（动载时）或60K(静载时)，否则应力集中大，K为侧面角焊缝的焊脚尺寸。见图2-3-5。3） T形接头和十字接头T形接头是将一件端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头。三件相交组成“十”字形的接头叫十字接头。优点：能承受各种方向外力和力矩。缺点：接头在外力作用下力线扭曲很大，造成极不均匀的应力分布。在外力作用下，应力集中点在根部和过渡处。立板开坡口并焊透的接头，应力集中可大为降低。对重要构件，尤其是在动载下工作的T形和十字接头应开坡口并焊透。该类型接头应尽量避免在其板厚方向承受高拉应力，因轧制的钢板常有夹层缺陷，尤其是厚板更易产生层状撕裂，所以应将工作焊缝转化为联系焊缝。如两个方向都受力，则宜采用圆形、方形或特殊形状的轧钢、锻钢插入件。4)角接接头两焊件端部夹角在30°～135°范围内的接头。角接接头独立使用的承载能力很低，一般都用它组成箱体结构、容器结构后期作用。2.3.3.3设计与选择焊接接头须考虑的因素 [12]焊接接头有图2-3-3所示的基本形式。须正确的设计和选择。合理的接头设计和选择不尽能保证结构的局部和整体强度，还可以简化生产工艺，节省制造成本；反之，则可能影响结构的安全使用，甚至无法施焊。下列为设计和选择焊接接头形式时须考虑的几个因素：①   产品结构形状 、尺寸、材质及技术要求；②   焊接方法及接头的基本特性；③   接头承受载荷的性质、大小，如拉伸、压缩、弯曲、交变载荷和冲击等；④   接头的工作环境，如温度、腐蚀介质等；⑤   焊接变形与控制，以及施焊的难易程度；⑥   接头焊前的准备和焊接所需费用。2.3.3.4 坡口的设计与选择 [12] [13][14] [15]1）设计与选择坡口的原则对接、T形接和角接接头中为了保证焊透常在焊前对待焊边缘加工出各种形状的坡口，如何设计和选择坡口，主要取决被焊件的厚度、焊接方法、焊接位置和焊接工艺程序。（相关内容在下面的坡口焊缝设计中说明）。此外，还应尽量做到：①   填充材料应最少。例如，同样厚度平板对接，双面V形坡口比单面V形坡口节省一半的填充金属材料；②   具有号的可达性。例如，有些情况不便或不能两面施焊时，宜选择单面V形或U形坡口；③   坡口容易加工，且费用低。④   要有利于控制焊接变形。双面对称坡口角变形小。2）标准的坡口形状和尺寸国家标准GB/T985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口基本形式与尺寸》和GB/T986-88《埋弧焊焊缝坡口基本形式与尺寸》（见附录Ⅰ和附录Ⅱ）。因此，除有特殊要求的焊缝坡口需另行设计外，一般焊接结构的焊缝坡口陡可以直接从国家标准中选用。2.3.3.5 焊缝设计㈠.焊缝质量等级 [6]焊缝应根据结构的重要性、载荷特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级：1.在需要计算疲劳结构中，凡对接焊缝均应焊透。作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T 形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级；纵向对接焊缝应为二级。2.在不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝，受拉时不应低于二级。受压时宜为二级。因一级或二级对接焊缝的抗拉强度正好与母材的相等，而三级焊缝只有母材强度的85%。3.重级工作制和Q≥50t的中级工作制吊车梁腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝处于构件的弯曲受压区，主要承受剪应力和轮压产生的局部压应力，没有受到明确的拉应力作用，按理不会产生疲劳破坏，但由于承担轨道偏心等带来的不利影响，国内外均发现连接及附近经常开裂。所以规定，应予焊透，质量等级不低于二级。焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝。4.不要求焊透T形接头采用的角焊缝以及不焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，由于内部探伤困难，不能要求其质量等级为一级或二级。因此对直接承受动力载荷且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝只能规定其外观质量标准应符合二级；其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。（二）.焊缝设计要点[12][6]1.   角焊缝⑴角焊缝断面形式实际应用的角焊缝大致有图2-3-6所示的几种断面形式。图中K为焊脚尺寸，α为计算厚度，强度计算时称它为计算断面。图2-3-6常用角焊缝断面形状及其计算断面a）标准角焊缝 b)外凸焊缝  c）内凹焊缝 d）不等腰角焊缝 e）深熔焊缝⑶尺寸要求①      焊缝的焊脚尺寸K（mm）不得小于1.5，t（mm）为较厚焊件厚度(当采用低氢型碱性焊条施焊时，t可采用较薄焊件的厚度)。但对埋弧自动焊，最小焊脚尺寸可减小1mm；对T形连接的单面焊缝，应增加1mm。当焊件厚度等于或小于4mm时，则最小焊脚尺寸与焊件厚度相同。②     角焊缝的焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍（钢管结构除外）但板件（厚度为t）边缘的角焊缝最大焊脚尺寸，尚应符合：当t≤6mm时，K≤t；当t＞6mm时，K≤t-（1～2）mm。圆孔或槽孔内的角焊缝焊脚尺寸尚不宜大于圆孔或槽孔短径的1/3。③     当焊件的厚度相差较大且等焊脚尺寸不能符合以上两条时，可采用不等焊脚尺寸，与较薄焊件接触的焊脚边应符合第②款的要求；与较厚焊件接触的焊脚边应符合①的要求。不等焊脚角焊缝不宜在静载下采用，因为增加焊脚长度并不能提高静载强度，反而增加填充金属量。④     侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8K和40mm，不宜大于60K，当大于时，其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时，其计算长度不受此限。⑤     在直接承受动力载荷的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形。焊脚尺寸的比例：对正面角焊缝宜为1：1.5（长边顺内力方向）；对侧面角焊缝可为1：1。⑥     在次要构件或次要焊缝连接中，可采用断续角焊缝。断续角焊缝焊段的长度不得小于10K或50mm，其静距不应大于15t（受压构件）或30t（受拉构件），t为较薄焊件的厚度。⑦     当板件的端部仅有两侧面角焊缝连接时，每条侧面角焊缝长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离；同时两侧面角焊缝之间的距离不宜大于16t（当t＞12mm）或190mm（当t≤12mm），t为较薄焊件的厚度。⑷   其他要求①     杆件与节点板德连接焊缝宜采用两面侧焊，也可用三面围焊，对角钢杆件可采用L形围焊，所有围焊的转角处必须连续施焊。②     当角焊缝的端部在构件转角处作长度为2K的绕角焊时，转角处必须连续施焊。③     在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，并不得小于25mm。④     角焊缝两焊脚边的夹角α一般为90°（直角角焊缝）。夹角α＞135°（焊缝表面较难成型，受力状况不良）或α＜60°（焊缝施焊条件差，根部将留有空隙和焊渣）的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。2．坡口焊缝采用坡口焊缝的主要目的是为了保证接头能焊透而不出现工艺缺陷。在设计或选择坡口焊缝时，必须注意施焊可达性，其中主要考虑坡口角度、根部间隙、钝边和根部半径等参数。下列是注意事项：①焊条电弧焊时，为了保证焊条能够接近接头根部，并能在多层焊时侧边熔合良好，当减小坡口角时，根部间隙必须增大。注意，前者减小，可用较少的填充金属量。而后者增大，却增加填充金属量。研究发现，板厚δ＜20mm时，用大坡口角度而用小根部间隙，δ＞20mm时用小坡口角度大根部间隙的坡口形式才算经济的。② 根部间隙过小，根部难以熔透，并须采用较小规定的焊条，从而减慢焊接过程;若根部间隙过大，虽然应用衬垫可保证焊接质量，但需较多的填充金属，从而提高焊接成本，并增加焊接变形。③ 熔化气体保护焊由于焊丝细，且使用特殊导电嘴，可以实现厚板（＞200mm）L 形坡口的窄间隙（＜10mm)的对接焊。④开坡口的接头，不留钝边的坡口称锐坡口，背面无衬垫情况下焊接第一层焊道时极易烧穿，而且需用较多的填充金属，故一般都留钝边。钝边的高度以既保证熔透又不至烧穿为度。焊条电弧焊V或U形坡口的钝边一般取0～3mm，双面V或U形坡口取0～2mm。埋弧焊的熔深比焊条电弧焊大，故钝边可适当加大以减小填充金属。留钝边的接头，根部间隙的大小主要决定于焊接工艺与焊接位置。在保证焊透的前提下，间隙尽可能小。平焊时，可允许用较大焊接电流，根部间隙可为零；立焊时根部间隙宜大些，焊厚板时可在3mm以上。在单面焊背面成形操作工艺中，根部间隙一般较大，约与所用焊条的直径相当。背面有永久性衬垫时，应取消钝边，因为这时的钝边会减小接头根部与衬垫之间的熔合。⑤J形或U形坡口上常做出根部半径，主要是为了在深坡口内焊条或焊丝能接近焊缝根部，并降低第一层焊道的冷却速度，以保证根部良好的熔合和成型。焊条电弧焊时，根部半径一般取R=6～8mm，随板厚增加和坡口角减小而适当增大。⑥若条件允许，板厚结构宜设计或选用双面开坡口的焊缝，双面V形焊缝不仅比单面V形焊缝少用一半的填充材料，而且可作两面交替焊接，把焊接角度控制到最小。⑦背面无衬垫的对接接头，在钝边部位常有未焊透或夹杂等缺陷，一般都要求从背面进行清根。现广泛采用碳弧气刨方法清根。清根深度应确保露出无缺陷的焊缝金属，而且清根后的沟槽轮廓形状也应便于运条施焊。3.T形接头的焊缝T形(或十字)接头的焊缝可以是角焊缝、坡口焊缝或者两者的组合。选择何种焊缝决定于强度要求和制造成本。在静载等强条件下，成本便成为考虑的主要因素。图2-3-7示出三种与母材等强的焊缝设计。这三种焊缝截面积（填充金属）的比较，以开双面V形坡口焊缝最省。但这种接头需额外的坡口加工，而且焊接时要求用小直径焊条和较小的电流打底以防根部烧穿。因此，这种坡口焊缝只在较厚板的T形接头中采用才是经济的。不开坡口的角焊缝消耗填充金属最多，其优点是焊件不需特殊加工，同时可以用直径大的焊条，以大电流施焊。熔敷率高。由于贴角焊缝的填充金属随板厚的平方而增加，所以它适用于小厚板的T形接头。单面V形坡口焊缝在经济上无优越性，唯一优点是当另一侧施焊有困难时，可以选用。它比单面贴角焊缝要安全可靠的多，T形接头不推荐用这种单面贴角焊缝。图2-3-7T形接头角焊缝与坡口焊缝比较δ—板厚  K—焊脚尺寸 Aω—焊缝总截面际必须指出，只承受压载荷的T形（或十字）接头，如端面接触良好（磨平顶紧），大部分载荷由端面直接传递，焊缝所承受载荷减小，故焊缝可以不焊透，角焊缝尺寸也可减小。4.部分熔透接头的焊缝重型机器的焊接结构，往往是为了保证具有足够的刚度而增加钢板的厚度，其实际工作应力却很小。在这种情况下构件之间连接的焊缝一般并不须要全部熔透，而是在满足强度要求的前提下，正确地设计焊缝的形状和尺寸。①对于对接接头，按强度要求确定出焊缝的有效厚度α后，采用两面对称焊的对接接头。②对于T形接头，如果是联系焊缝，则取最小的焊角尺寸K，参考表2-3-4选用。如果是工作焊缝，在厚钢板情况下，建议采用两面开小坡口的部分熔透的角焊缝，其尺寸通过强度计算确定。T形接头部分熔透的焊缝实际上是坡口焊缝与角焊缝组合的焊缝。在同样承载能力下，它比两面不开坡口的角焊缝节省大量填充金属。当背面施焊有困难时，可采用单面开小坡口的角焊缝背面只焊一道角焊缝并按最小焊角尺寸确定，见表2-3-4。表2-3-4 角焊缝的最小焊脚尺寸注：最小焊脚尺寸K不得超过较薄钢板的厚度。2.3.3.6焊接接头的静强度计算㈠ 工作焊缝与联系焊缝[12]在焊接结构中的焊缝，按其所起的作用可分为工作焊缝和联系焊缝两种，见图2-3-8所示。工作焊缝又称承载焊缝，它与被连接材料是串联的，承担着全部载荷的作用，焊缝上的应力为工作应力，一旦焊缝断裂，结构立即失效；联系焊缝又称非承载焊缝，它与被连接材料是并联的，传递很小的载荷，主要起构件之间相互联系的作用。焊缝上的应力为联系应力，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效。设计焊接结构时，对工作焊缝必须进行强度计算，对联系焊缝不必计算。对于既有工作应力又有联系应力的焊缝，则只计算工作应力而忽略联系应力。图2-3-8 工作焊缝与联系焊缝a）对接工作焊缝  b）对接联系焊缝c）角工作焊缝    d) 角联系焊缝㈢    焊接接头的许用应力设计法[12]（1）强度条件许用应力设计法又称传统设计法或安全系数设计法。它是以满足工作能力为基本要求的一种设计方法，对于一般用途的构件，设计时应满足的强度条件为工作应力≤许用应力或者 安全系数-≥许用安全系数这里的失效应力，如果为屈服准则，则为材料的屈服点，如按断裂准则，则为强度极限：在疲劳强度设计中为疲劳极限。许用应力和许用安全系数一般由国家工程主管部门根据安全和经济原则，按材料的强度、载荷、环境条件、加工质量计算精确度和构件的重要性等加以确定。我国锅炉和压力容器、起重机、桥梁、铁路车辆等行业都在各自设计规范中确定了各种材料的许用应力和许用安全系数。工作应力一般是采用工程力学的理论和方法进行分析计算：对重要构件可采用有限元法等进行分析与计算，以获得更为精确的结果。（2） 简易的焊接接头强度计算法1）焊接接头静载强度计算的假定在静载条件下，当焊缝金属和母材均具有较好塑性时，可作如下假定：①   焊接残余应力对接头强度没有影响；②   由于几何不连续而引起局部应力集中，对接头强度没有影响：认为焊缝上的工作应力是均匀分布，以平均应力进行计算。③   忽略焊缝的余高和少量熔深，以焊缝中最小的载面为计算截面（又称危险断面）。④   认为角焊缝都是在切应力作用下破坏，一律按切应力计算其强度。⑤   正面角焊缝和侧面角焊缝在强度上无差别。2）坡口焊缝静载强度计算公式基于上述假定对熔透的坡口焊缝的静载强度得到了简化，表2-3-5给出了计算公式。表中熔透对接接头焊缝的静载强度计算公式与母材的静载强度计算公式完全相同，焊缝的计算厚度取被连接的两板中较薄的厚度。焊缝长度一般取焊缝的实际长度；熔透的T形接头和十字接头按对接焊缝进行强度计算，焊缝的计算厚度取立板的厚度。一般情况下，按等强度原则选择焊缝填充金属的优质碳素结构钢和低合金结构钢全熔透的坡口焊缝，可以不进行强度计算。3)角焊缝的静载强度计算公式经上述简化后得到的由角焊缝组成的接头的静载强度计算公式，见表2-3-6。表中角焊缝的计算长度一般取每条焊缝实际长度减去10mm，计算厚度取内接三角形的最小高度。在设计计算角焊缝时，一般应遵循下列原则和规范：①   侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8K（K为焊脚尺寸），并不小于40mm。②   角焊缝的最小焊脚尺寸补应小于4mm，当焊件厚度小于4mm时，可与焊件厚度相等。③   因构造上需要的非承载角焊缝，其最小焊脚尺寸可根据焊件厚度和焊接工艺要求确定，可参照表2-3-4。④   在承受静载的次要焊件中，如果计算出的角焊缝的焊脚尺寸小于规定的最小值，可采用断续焊缝。断续焊缝的焊脚尺寸可根据折算方法确定。断续焊缝之间的距离在受压构件中部应大于15δ，受拉构件中一般不应大于30δ，δ为被焊构件中较薄件的厚度。在腐蚀介质下工作的构件不应采用断续焊缝。表2-3-5坡口焊缝静载强度计算公式30％强度焊缝     K=。100％强度的角焊缝就是等强度焊缝，它主要用于集中载荷的部位，如导轨的焊接；50％强度的角焊缝用于焊接箱体中，若为单面角焊缝，则焊脚尺寸要加倍，即K= 3/4δ；30％强度的角焊缝主要用于并不承载的角焊缝，当它小于最小焊脚尺寸（表2-3-4）时，则取最小焊脚尺寸。（4）焊缝的许用应力前面介绍的设计用的许用应力通常由国家工程主管部门根据安全和经济原则，根据材料性质、载荷、环境、加工质量、计算和检测精确度和构件的重要性等综合后确定。表2-3-8列出一般机械焊接结构中焊缝的许用应力。我国起重机行业采用的焊接许用应力见表2-3-9。表2-3-6角焊缝接头静载强度计算公式表2-3-8机械焊接结构中焊缝的许用应力

焊接技术规范 第2篇

随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术进步很快，到现在焊接方法已发展到数十种之多。为了能正确选择和使用各种焊接方法，必须了解焊接的物理本质、它们的分类、基本特点和使用范围。1.2 焊接过程的物理本质[1] 焊接促使原子或分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或者两者并用。两材料原子之间不能产生结合和扩散的主要原因是材料的连接表面有氧化膜、水、和油等吸附层以及两材料原子之间尚未达到产生结合力的距离，对金属而言该距离约为3～5À（1À=10-7mm）。焊接时，加压可以破坏连接表面的氧化膜，产生塑性变形以增加接触面，使原子间达到产生结合力和扩散的条件；加热的目的是使接触面的氧化膜破坏，降低塑性变形阻力，增加原子振动能，促进再结晶、扩散、化学反应等过程。一般只需要加热达塑性状态或熔化状态。对金属材料，加热温度越高，实现焊接所需的压力越小，当达到熔化温度时，可以不需要加压。1.3 焊接方法的分类[2]   金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类，见表1—3—1。熔焊在连接部位需加热至熔化状态，一般不加压；压焊必须施加压力，加热是为了加速实现焊接；钎焊时母材不熔化，只熔化起连接作用的填充材料（钎料）。1.4 常用焊接方法基本特点与应用[2] [3] 表1-4-1简要地介绍了本单位常用金属焊接方法的原理、特点及使用范围。1.5 焊缝符号[4]1.5.1 基本符号    焊缝的基本符号见表1-5-1表1—3—1 焊接方法分类

焊

接熔焊电弧焊熔化极焊条电弧焊埋弧焊氩弧焊（MIG)CO2气体保护焊药芯焊丝电弧焊非熔化极钨极氩弧焊(TIG)原子氢焊等离子弧焊气焊氧-氢焊接氧-乙炔焊空气-乙炔焊电子束焊    电渣焊     激光焊    铝热焊压焊锻焊摩擦焊扩散焊冷压焊电阻焊超声波焊高频焊爆炸焊钎焊火焰钎焊烙铁钎焊感应钎焊电阻钎焊盐浴钎焊炉中钎焊（注：常见的栓钉焊属于熔焊加压焊。）1焊接概述1.1 焊接的定义 [1] 被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子（分子）间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接（Welding）。随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术进步很快，到现在焊接方法已发展到数十种之多。为了能正确选择和使用各种焊接方法，必须了解焊接的物理本质、它们的分类、基本特点和使用范围。1.2 焊接过程的物理本质[1] 焊接促使原子或分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或者两者并用。两材料原子之间不能产生结合和扩散的主要原因是材料的连接表面有氧化膜、水、和油等吸附层以及两材料原子之间尚未达到产生结合力的距离，对金属而言该距离约为3～5À（1À=10-7mm）。焊接时，加压可以破坏连接表面的氧化膜，产生塑性变形以增加接触面，使原子间达到产生结合力和扩散的条件；加热的目的是使接触面的氧化膜破坏，降低塑性变形阻力，增加原子振动能，促进再结晶、扩散、化学反应等过程。一般只需要加热达塑性状态或熔化状态。对金属材料，加热温度越高，实现焊接所需的压力越小，当达到熔化温度时，可以不需要加压。1.3 焊接方法的分类[2]   金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类，见表1—3—1。熔焊在连接部位需加热至熔化状态，一般不加压；压焊必须施加压力，加热是为了加速实现焊接；钎焊时母材不熔化，只熔化起连接作用的填充材料（钎料）。1.4 常用焊接方法基本特点与应用[2] [3] 表1-4-1简要地介绍了本单位常用金属焊接方法的原理、特点及使用范围。1.5 焊缝符号[4]1.5.1 基本符号    焊缝的基本符号见表1-5-1表1—3—1 焊接方法分类

焊

接熔焊电弧焊熔化极焊条电弧焊埋弧焊氩弧焊（MIG)CO2气体保护焊药芯焊丝电弧焊非熔化极钨极氩弧焊(TIG)原子氢焊等离子弧焊气焊氧-氢焊接氧-乙炔焊空气-乙炔焊电子束焊    电渣焊     激光焊    铝热焊压焊锻焊摩擦焊扩散焊冷压焊电阻焊超声波焊高频焊爆炸焊钎焊火焰钎焊烙铁钎焊感应钎焊电阻钎焊盐浴钎焊炉中钎焊（注：常见的栓钉焊属于熔焊加压焊。）表1-4-1 常用焊接方法基本特点与应用

焊接方法

原理特点使用范围熔 焊电弧焊焊条电弧焊利用焊条与焊件间的电弧热熔化焊条和焊件进行手工焊接机动、灵活、适应性强,可全位置焊接,设备简单耐用,维护费低,劳动强度大,焊接质量受工人技术水平影响,不稳定在单件、小批生产和修理中最适用,可焊3mm以上的碳钢、低合金钢、不锈钢和铜、铝等有色金属,以及铸铁的焊补埋弧焊利用焊丝与焊件间的电弧热熔化焊丝和焊件进行机械化焊接,电弧被焊剂覆盖而与外界隔离焊丝的送进与移动依据机械进行,生产率高,焊接质量好且稳定,不能仰焊和立焊,劳动条件好适用于大批量生产中长直或环行焊缝焊接,可焊碳钢、合金钢,某种铜合金等中厚板结构,只能平焊、横焊和水平角焊表1-4-1续

焊接方法

原理特点使用范围熔 焊电弧焊气体保护CO2气体保护焊用二氧化碳保护,用焊丝做电极的弧焊热量较集中,热影响区小,变形小,成本低,生产率高,易于操作.飞溅较大,焊缝成形不够美观,余高大,设备较复杂,须避风适用于1.6mm以上由低碳钢、低合金钢制造的各种金属结构等离子弧焊利用气体(多为Ar)和特殊装置压缩电弧获得高能量密度的等离子弧进行焊接,电极有钨极和熔化极两种具有Ar弧焊的一些特点,但等离子弧温度很高,穿透能力强,可正面一次焊透双面成形.电弧挺度好可压缩成束状焊微型件一次焊透厚度在0.025～6.4mm,低碳钢8mm以内,也适用于焊接微小精密构件气体保护CO2气体保护焊用二氧化碳保护,用焊丝做电极的弧焊热量较集中,热影响区小,变形小,成本低,生产率高,易于操作.飞溅较大,焊缝成形不够美观,余高大,设备较复杂,须避风适用于1.6mm以上由低碳钢、低合金钢制造的各种金属结构等离子弧焊利用气体(多为Ar)和特殊装置压缩电弧获得高能量密度的等离子弧进行焊接,电极有钨极和熔化极两种具有Ar弧焊的一些特点,但等离子弧温度很高,穿透能力强,可正面一次焊透双面成形.电弧挺度好可压缩成束状焊微型件一次焊透厚度在0.025～6.4mm,低碳钢8mm以内,也适用于焊接微小精密构件电渣焊利用电流通过熔渣产生的电阻热熔化金属进行焊接,可熔化的金属电极有丝状和板状两种直缝须立焊,任何厚度不开坡口一次焊成,生产率高,但热影响区宽、晶粒粗大,易生成过热组织,焊后须正火处理改善接头组织和性能适用于厚度25mm以上的重大型机件的焊接,直焊碳素钢、合金钢熔化加压焊栓钉焊(也叫螺柱焊)引弧与焊条电弧焊相似,先将栓钉的尖端与钢结构接触,通过强大焊接电流,短路,瞬间达到高温,焊枪中磁力提升栓钉、引弧、产生熔池;之后,立即释放磁力,利用弹簧使栓钉压入熔池,断电后冷却形成接头.栓钉提升高度在焊枪中提前调定加热过程是稳定的电弧燃烧过程,为了防止空气侵入溶池,恶化接头质量,要采用陶瓷环保护.焊接质量可靠,效率高,无烟雾弧光,劳动条件好在钢-混凝土结构,为了提高钢构件与混凝土间的结合力,多采用此焊接方法.也可焊接固定小器具的受柄、支脚用螺柱等.可焊材料有碳钢、高碳钢、低合金高强度钢、不锈钢和铝合金表1-5-1 焊缝的基本符号

序号

名称示意图符号1卷边焊缝①                (卷边完全熔化)2I 形焊缝3V 形焊缝4单边V形焊缝5带钝边V形焊缝6带钝边单边V形焊缝7带钝边U形焊缝8带钝边J形焊缝9封底焊缝10角焊缝11塞焊缝或槽焊缝12点焊缝13缝焊缝①   不完全熔化的焊缝用I形焊缝表示，并加注焊缝有效厚度，1.5.2 辅助符号  焊缝的辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见表1-5-2。表1-5-2 焊缝的辅助符号

序号

名称示意图符号说明1平面符号焊缝表面齐平 (一般通过加工)2凹面符号焊缝表面凹陷3凸面符号焊缝表面凸起不需要确切地说明焊缝的表面形状时，可以不用辅助符号。焊缝的辅助符号的应用见表1-5-3。表1-5-3 焊缝的辅助符号的应用

名称

示意图符号平面V形对接焊缝凸面X形对接焊缝凹面角焊缝平面封底V形焊缝1.5.3补充符号   焊缝的补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表1-5-4。1.5.4焊缝尺寸符号基本符号必要时可附带有尺寸符号及数据，这些尺寸符号见表1-5-5。1.5.5指引线及说明（见表1-5-6）1.5.6焊缝符号标注的原则和方法（见表1-5-7）1.5.7常见金属焊接方法代号（见表1-5-8）1.5.8 焊缝符号标注示例（见表1-5-9）表1-5-4焊缝的补充符号

序号

名称示意图符号说明1带垫板符号①表示焊缝底部有垫板2三面焊缝符号①表示三面有焊缝3周围焊缝符号表示环绕工件周围焊缝4现场符号表示在现场或工地上进行焊接5尾部符号可以参照GB5185标注焊接工艺方法等内容①   ISO2553标准中未做规定。表1-5-5 焊缝尺寸符号①

符号

名称示意图符号名称示意图δ工件厚度e焊缝间距α坡口角度K焊角尺寸b根部间隙d熔核直径p钝边S焊缝有效厚度c焊缝宽度N相同焊缝数量R根部半径H坡口深度l焊缝长度h余高n焊缝段数β坡口面角度①     对焊缝尺寸符号，ISO2553标准未做规定表1-5-6指引线及说明基准线有一条实线和一条虚线,均应与图样底边平行,特殊情况允许与底边垂直.虚线可画在实线上侧或下侧.如焊缝在接头的箭头侧,则将基本符号标在实线侧;反之标在虚线侧;对称、双面焊缝时可不加虚线.箭头线一般没有特殊要求;但是在标注单边V形、带钝边单边V形和带钝边J形焊缝时,箭头线应指向带坡口一侧的工件;必要时,允许箭头线弯折一次.尾 部一般剩去,只有对焊缝有附加要求或说明时才加上尾部部分.表1-5-7焊缝符号标注的原则和方法基本符号焊缝在接头的箭头侧,则将基本符号标在实线侧;反之标在虚线侧;对称、双面焊缝时可不加虚线.基本符号标在基准线两侧焊缝形状尺寸焊缝截面尺寸标在基本符号左侧;焊缝长度尺寸标在基本符号右侧;坡口角度,根部间隙等标在基本符号的上侧或下侧.其 他相同焊缝符号、焊接方法代号、检验方式符号、其他要求和说明等标在尾部右侧表1-5-8常见金属焊接方法代号①

代号

焊接方法代号焊接方法1电弧焊12埋弧焊11无气体保护电弧焊135MIG焊（包括CO2气体保护焊）111手弧焊72电渣焊114药芯焊丝电弧焊78栓钉焊（又叫螺柱焊）①     摘自GB/T5185-85金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号表1-5-9焊缝符号标注示例

手工焊接工具和焊接技术 第3篇

从焊锡连接的本质上来说,不是靠压力,而是靠焊接过程中形成合金层达到电气连接的目的。我的看法是:焊接不光是解决电气连接的问题,还会涉及到机械和结构方面的问题。既要保证焊接质量又要满足一定的机械强度,才能提高产品的总体质量。另外一个变化是,现在的电子制作,越来越小型化和艺术化,很多时候结构部分与电子部分是融合在一起的,电子元件就是结构,结构就是电子元件。

为了帮助读者理解,请看下面的实物图。这是我制作的一只蟋蟀机器人,采取用电子元件直接搭建出结构的方式,使作品微小紧凑。

蟋蟀机器人的底部,电子部分整体搭建在一片废电源插板里拆出的铜片上。

这种方式有点类似网上模型高手用废电子零件和小零件搭出来的摩托车等小模型。只不过咱们玩的高级一点,这个模型是会动的。

再请看下面这两只仿生机器人的电子控制部分,我从艺术的角度出发,把它们做的比较形象直观,电路是导线与零件围绕在一起构成的一团东西,仿佛这只机器生物真的有一个大脑在控制一样。

说了这么多,我想表达的意思是,随着技术的发展,传统的烙铁、焊锡、偏口钳这三大件的焊接工具和工艺已经不能满足喜欢追求新鲜好玩的爱好者的需要了。我们不光要知道原理,会设计,还想玩出点与众不同的花样来。跳出传统插板焊接的束缚,用元件作为素材来搭建电路,抒发自己的想象力和创造力。可以通过焊接一个电路,来展现一些电路以外的东西,试想用有限的几只零件,搭出一个立体的电路与模型的混合体,达到使人过目难忘的效果,是不是比插焊一块看起来很复杂的电路板更有趣?当然,这就需要用到一些特殊的工具和技术,请接着往下看,

本文不想花太多的文字介绍基础焊接工具和技巧,网上有很多这类的说明。对焊接流程简单概述一笔,可以分为四个步骤:准备材料和工具,对焊接面进行处理处理,镀锡,焊接。

下面介绍一下我常用的焊接工具,给大家做个参考。

焊台,我强烈建议喜欢电子制作的玩家准备一只焊台。作为一个有着20多年烧龄的电子爱好者,我在各个时期使用过当时最流行的焊接工具:烙铁,调温烙铁;铜头,合金长寿头;5元一只的国产烙铁,100多元的白光。恒温烙铁用起来的感觉就温度不好控制。特别是元件规格不一,有粗脚,细脚,还有贴片混合在里面,或是边想边做的焊接洞洞板,焊接起来会很抓狂。恒温烙铁可以满足偶尔为之或焊点比较简单的电路制作,对于电子狂人来说就有点局促了。

焊台的好处是可以迅速切换温度(一般在20秒),这样我可以在小焊点或贴片元件上使用200度的焊接,在大焊点或机器人的骨架上(比如车条构成的外框)使用700度的焊接。不管是焊接元件或大尺寸的材料,我最大的体会就是一个字“快!”在焊接时设定一个恰到好处的温度,使焊接部位瞬间达到融锡,移走烙铁头能够较快的降温凝固的效果。速度快可以避免工件表面的氧化,加强焊锡与材料的融合质量。这里用一句英文可以精确的描述这个过程“touch&go”。

焊接工作表面看起来似乎就是把需要连接的部分对在一起,烙铁头加热堆锡那么简单,其实不然。你可以三分钟学会焊接,但是想焊好,起码要完成300个以上焊点的焊接,才能摸到点门道。此外,装配工艺越精致,对工具的要求就越高,性能差一点都会令人很扫兴。还有一个重要原因,现在焊锡的质量下降了。低熔点焊锡虽然好用,但是价格高昂,一般制作中用起来又显得不太经济。在焊接时为了保证焊点的效果,我经常会完成一两个焊点就用湿海绵擦去多余的焊锡,去除焊锡过热后的氧化出来的杂质。这种做法有点浪费,还会加快烙铁头的老化,但是为了焊接品质,也只好牺牲一点了。

解决好焊接工具和焊锡,就要说说辅助工具了。不知道读者在焊接过程中遇到过恨自己少长两只手的情况没有?我经常会遇到,既要扶稳元件,一只手要拿烙铁,还要有一只手帮助拿焊锡丝。插板焊接还好说,但是立体焊接或者搭棚焊就很麻烦。对于一些小零件,贴片元件,不固定好是无法妥善焊接的,烙铁头轻轻一碰或者融化以后焊锡流动的张力都会造成元件移位。此时就需要焊接辅助工具了。

为了方便焊接操作,爱好者还会用到尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀这类常见的辅助工具,我们应该学会正确使用这些工具。此外还有一些不常用的工具,这里也分类说明一下。

1.放大镜架子,也称为机器手。

这是一种带有两只铁夹子,一个放大镜的小架子,铁夹子可以在焊接电路模块(没有电路板依托,只是元件的搭棚)的时候,可以起到辅助把持的作用,非常方便。需要注意的是,放大镜一般用不到,建议把它拆下去,防止意外被阳光照射到,聚焦,产生安全隐患。

2.止血钳。

止血钳的头部是弯曲的,而且这种医用钳子带有锁紧功能,如果想在芯片的引脚上搭棚焊接,用它辅助是最理想的。还有一点,医用设备用起来给人的感觉很酷!就像下面提到的手术刀一样。

3.手术刀,雕刻刀。

有时候需要对焊接部位一些非常细小的地方进行修整,这里有两个选择,医用手术刀和模型常用的雕刻刀。这两种刀都是刀柄和刀片的结构,可以很方便的替换刀片,而且它们就是为切割细小部位而设计的,手感非常好。不知道读者有没有这样的体验,随着我们制作的东西越来越讲究细节和追求小型化,在装配一个电路的时候真有一种动手术的感觉!

4.弯头尖嘴钳。

这种钳子在手工艺品行业里用的很多,可以串女生的手链,弯制挂坠等一些小玩意儿。我们可以把它作为一只高强度镊子来用。几元钱一只的镊子的头部太软了,有时候甚至折弯稍微硬一点的元件的管脚都会变形。有了这种钳子就不用担心这类问题了。

5.热胶枪。

先进焊接技术之智能化机器人焊接 第4篇

关键词：焊接机器人系统组成点焊二次开发

中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1007-3973(2011)006-060-02

1焊接机器人在焊接中的地位与优势

机器人制造是一种新兴的现代制造技术，对高技术产业各领域以及人们的生活产生了重要影响。焊接机器人是应用最广泛的一类工业机器人，在全世界的工业机器人比例中大约占总数的60％以上。我国目前大约有700台以上的焊接机器人用于点焊和弧焊。

机器人焊接是焊接行业的突破性进步。它相对于传统的焊接刚性自动化方式而言，是一种柔性的自动化新方式。这样柔性主要表现在，想要让焊接机器人完成一项焊接任务，只需焊工给它做一次示范，它就可以模仿人的每一步动作。若要机器人去做另一项任务，不需要改变硬件，对它再作一次示范就可以了。机器人的这种性能，让小批量不同产品的自动化焊接成为了可能。而刚性自动化焊接设备一般都是专用的，只能完成一种焊接任务，通常用于中、大批量焊接产品的自动化生产。

2焊接机器人系统的组成部分

2.1机械手臂

别名操作机，是焊接机器人的操作部分，由它直接带动末端焊枪飞点焊钳实现各种操作，它的结构形式多种多样，根据实际需要，其追求的目标是高质量、高灵活性。

(1)关节式手臂是通用焊接机器人的最常见结构，通常有六个或更多的运动轴。关节式手臂的优势在于它的灵活性高，而且能够到达手工焊接难以到达的区域。

(2)直角坐标式手臂是另外一种结构，它可以用于一些小型的高精度加工和一些需要大型的操作范围的场合。

(3)机床式手臂这种机械手结构类似机床。这种形式的机械手优点是精度高，缺点是机构笨重，占地面积大。简易焊接机器人常采用这种形式

2.2焊接部件

(1)对于电阻焊来说，机器人的末端执行机构需要一个便携式的电阻焊枪。对于电阻焊枪，有两方面的要求。因为焊枪需要重复操作，保证它的坚固性是很重要的。不过，焊枪也必须是紧凑且可灵活操纵的。

(2)对于电弧焊接来说，输出稳定的弧焊电源是必不可少的。

(3)对于激光焊接来说，一系列传输激光的镜片是必要的。激光束沿着机器人手臂传输到工作台，二氧化碳激光通过一系列镜片传输。而一些特别的激光束，如光纤激光，需要利用柔韧的光纤光缆传输。

2.3机器人控制系统

控制系统有3个部分组成。

(1)操作界面。焊接机器人系统最起码需要有生产操作界面与示教编程界面。前者用于选择一个特定的已编程作业，后者用于允许示范和检查焊接操作。

(2)位置控制部分。通过驱动三个或更多的执行器，机器人手臂的末端可以在三维环境中跟随任意路径。

(3)功能控制部分。这部分以一种可控的方式来协调控制机械手臂的运动和所要求焊接的功能。

3点焊机器人具体分析

(1)点焊机器人的应用领域

点焊机器人的典型应用领域是汽车工业。一般装配每台汽车车体大约需要完成3000—4000个焊点，而其中绝大部分是由机器人完成的。

(2)点焊机器人的分类、特征以及用途

1)垂直多关节落地式，工作空间／安装面积之比大，持重多数为1000N左右，有时还可以附加整机移动自由度，主要用于增强焊点作业。

2)垂直多关节悬挂式，工作空间均在机器人的下方，主要用于车体的拼接作业。

3)直角坐标型，多数为4、5轴，适合于连续直线焊缝，价格便宜。

4)定位焊接用机器人，可以承受1000KG加压反力的高刚度机器人。有些机器人本身带加压功能，主要用于车身底板的定位。

(3)点焊机器人的组成部分

点焊机器人虽然有多种结构形式，但大体上都可以分为3大组成部分，即机器人本体、点焊焊接系统及控制系统。目前应用较广的点焊机器人，其本体形式为直角坐标简易型及全关节型。前者可具有1～3个自由度，焊件及焊点位置受到限制；后者具有5～6个自由度，分DC伺服和AC伺服两种形式，能在可到达的工作区间内任意调整焊钳姿态，以适应多种形式结构的焊接。

4激光焊接机器人具体分析

激光焊接机器人的应用领域由于现在的电子装置、数码产品向着微型化发展，集成电路元件的引脚间距变得越来越小，部件之间的空间也越来越小。激光焊接机器人系统就被应用于手机，笔记本电脑，数字相机的微小部件焊接。而且，在航空航天军工制造，高端汽车部件制造领域，激光焊接机器人也有应用。

5弧焊机器人具体分析

(1)弧焊机器人的应用领域

由于弧焊在各种行业得到了普及，所以它在汽车、机械、金属等许多行业中都有应用。

(2)弧焊机器人的分类

从机构上划分，分为直角坐标型和关节型的弧焊机器人。

(3)弧焊机器人的组成部分

1)机器人机械手

2)周边设备弧焊机器人只是焊接机器人系统的一部分，还应有行进机构。通过这些机构来扩大工业机器人的工作范围。

3)焊接设备包括焊接电源和送丝机构

4)控制系统与外围设备的连接工业控制系统不仅要控制机器人机械手的运动，还需控制外围设备的动作、开启、切断以及安全防护。

6焊接机器人的二次开发(智能化)

一般工业现场应用的焊接机器人大都是示教再现型的，这种焊接机器人对示教条件以外的焊接过程动态变化和随机因素干扰等不具有适应能力。这就需要对本体机器人焊接系统进行二次开发。通常包括给焊接机器人配置适当的传感器，柔性周边设备以及相应软件功能。这些功能大大扩展了基本示教再现焊接机器人的功能，从某种意义上讲，这样的焊接机器人系统已具有一定的智能行为。目前，这种焊接机器人智能化系统已成发展趋势，现行机器人焊接智能化系统由以下几部分组成(1)任务规划技术；(2)焊接环境等的传感技术；(3)协调控制技术；(4)人机交互界面：(5)机器人控制技术。

7焊接机器人与人工焊接比较

在西方发达国家，随着技术的发展，焊接机器人的价格指数在不断地降低，而相反的是，劳动力成本的持续提高为企业带来了很大的压力。虽然焊接机器人的价格依旧高于劳动力，但它只是一次性投资比较大，而工人在焊接中可能遇到事故，这都需要企业来赔偿，高质量的焊接机器人发生事故，造成损失的概率非常之效。所以采用焊接机器人带来的利润比采用人力才来的利润大。而且，焊接机器人的焊接接头质量远远不是人工焊接所能够比拟的，采用焊接机器人，无疑能够提高企业的产品质量。

8我国焊接机器人的发展与挑战

我国的工业机器人从863科技攻关开始起步，现在已基本掌握了焊接机器人的制造技术、控制系统和软件技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷涂、弧焊、点焊等机器人。但总的来看，我国的焊接机器人技术及其工程应用的水平与国外比还有一定的距离。第一是数量，根据统计，日本有将近40万的工业机器人，而我国，尚没有形成没有形成机器人产业。第二是批量大小，当前我国的机器人生产是根据单个用户的要求进行小批量生产，而国外在大型、成套装备方面有很大优势，并且在成套装备的高技术化方面，取得了巨大的进展。在崭新的21世纪第二个十年，面对新的机遇和挑战，不仅要紧跟世界科技发展的潮流，研究与开发具有自主知识产权的基础制造装备：而且，通过引进和消化，吸收一些现有的先进技术，站在巨人的肩膀上，尽快缩短和别人的差距。

9结论

焊接车间安全技术规范 第5篇

一、电弧焊

1、焊接前，先检查电气线路是否完好，外壳接地是否牢固。

2、操作前必须检查周围有否易燃、易爆物品，如有必须移开才能工作。

3、焊接操作时必须先戴防护面罩、手套、脚套等。无面罩时不准看弧光。

4、推闸刀开关时，人体应偏斜站立，并要一次推足，在焊接时，绝对禁止调节电流大小，以免烧毁电焊机。

5、电焊钳不准放于工作台上，以免短路烧毁。

6、不准用手拿焊过钢板及焊条夹。在敲打熔渣时，注意保护眼睛。

二、气焊

1、氧气瓶严禁与油污接触，不能强烈振动，以免爆炸。

2、安装减压表时，人应斜立，瓶上阀门缓缓开启，以免被气流击伤。

3、乙炔发生器附近及气焊车间严禁烟火，以免引起爆炸。

4、气焊操作时，先开乙炔，然后稍开些氧气，点火后调整，如发现火焰突然回缩到“嗤”声，这是危险的回火象征，应立即关闭焊炬的氧气和乙炔阀。

5、注意已焊工件，尚有较高温度，防止烫伤。

手工电弧焊防止触电措施

手工电弧焊是目前应用最广泛的一种电焊工艺，手工电弧焊引发的触电事故也时有发生。

焊接电源是与220／380伏电力网络连接的，人体一旦接触这部分线路(如焊机的插座、开关或破损的电源线等)，就很难摆脱。焊机空载电压一般超过安全电压，但由于电压不是很高，容易使人忽视。手工弧焊机空载电压70伏左右；在更换焊条时，如果焊工的手触及焊钳口，则通过一只手和两只脚形成一个回路，发生触电事故。焊接触电伤亡事故大都发生在下列情况，如夏天身上出汗或在潮湿地面操作，鞋袜潮湿、鞋底又薄等。此时的人体电阻为1600欧姆左右，通过人体的电流约为44毫安。这时焊工的手部会发生痉挛，甚至不能摆脱，会有生命危险。应当强调指出，登高的电焊作业者还会因触电发生痉挛、麻木和惊慌等，从高处跌落，造成二次事故。

此外，焊机和电缆由于经常性超负荷运行；受粉尘等的腐蚀，以及在室外工作时受到风吹、日晒、雨淋等；绝缘层易老化变质，容易出现漏电现象，从而引发触电事故。焊接时的触电事故发生在下述两种情况：一种是触及电焊设备正常运行时的带电体；如接线柱、焊枪和焊钳口等，或者靠近高压电网所发生的电击，即所谓的直接电击；另一种是触及正常情况下不带电；由于绝缘损坏或电器线路发生故障而意外带电的导电体(如漏电的焊机外壳，绝缘外皮破损的电缆等)所发生的电击，即所谓的间接电击。

针对手工电弧焊发生触电事故的原因，建议采取以下安全防范措施：

1．焊接工作前，要先检查焊机设备和工具是否安全可靠。例如焊机外壳是否接地、焊机各接线点接触是否良好；焊接电缆的绝缘有无破损等。不允许未进行安全检查就开始操作。

2．焊工的手和身体不得随便接触二次回路的导电体，不能依靠在工作台、焊件上或接触焊钳等带电体。对于焊机空载电压较高的焊接操作，以及在潮湿工作地点操作时，还应在操作台附近地面铺设橡胶绝缘垫。3．下列操作应切断电源开关再进行：转移工作地点，搬动焊机；更换保险丝；焊机发生故障时的检修；改变焊机接头；更换焊件而需改装二次回路的布设等。推拉闸刀开关时，必须戴绝缘手套；同时焊工头部要偏斜，以防电弧火花灼伤面部。

4．在金属容器内、金属结构上以及其他狭小工作场所焊接时，触电的危险性最大，必须采取专门的防护措施。如采用橡皮垫、戴皮手套，穿绝缘鞋等。

5．电焊操作者在任何情况下都不得使自身、机器设备的传动部分成为焊接电路，严禁利用厂房的金属结构、轨(管)道等接进线路作为导线使用。

6．焊机的接地保护装置必须齐全有效，同时，焊机必须装设电焊机空载自动断电保护装置。7．焊接电缆中间不应有接头，如需用短线接长时，则接头不应超过2个，接头应采用铜材料做成，并保证绝缘良好。

8．加强个人防护，焊工个人防护用品包括完好的工作服、绝缘手套、套鞋等。

9．电焊设备的安装、检查和修理必须由电工进行，临时施工点应由电工接通电源。焊接安全操作规程

一、手弧焊实习安全操作规程

1、保证设备安全。工作前应检查线路各连接点及焊机外壳接地是否良好，防止因接触不良发热而损坏设备。

2、操作时做好防护措施。必须穿好绝缘鞋，戴好面罩、手套等防护用品。

3、严禁在焊接时调节电流或拉闸。

4、不准赤手接触焊接后的焊件，应用火钳夹持翻动焊件。

5、清渣时要注意清渣方向，防止伤害他人和自己。

6、防止焊钳搁置在工作台上，造成短路。

7、防止焊接烟尘危害人体呼吸器官。

8、发现焊机出现异常时，应立即停止工作，切断电源，并及时向指导教师报告。

9、操作完毕或检查焊机时，必须切断电源。

10、整理工具及材料，搞好环境卫生。

二、气焊、气割实习安全操作规程

1、焊前应检查焊炬、割炬的射吸力，焊嘴，割嘴是否堵塞，胶管是否漏气等。

2、氧气瓶与乙炔瓶要分开、安全、稳定摆放。严禁油污，不得随意搬动。

3、严格按操作顺序点火：先开乙炔，后开氧气，再点火。

4、严禁在氧气和乙炔阀同时开启时，用手或其它物体堵塞焊咀、割咀，严禁用已然火炬放在工件上或对准他人、胶管等物件。

5、不用手接触被焊工件和焊丝的焊接端，以免烫伤。

6、气焊熄灭时，先关乙炔后关氧气以免回火。发现回火，应立即关闭氧气、乙炔，并报告指导老师。

7、不能将炽热件压在输气胶管上。

8、下班时，整理好工具及物件，搞好环境卫生。

焊接安全操作

随着生产的发展，焊接技术的应用愈来愈广泛，与此同时，伴随着出现了各种各样的不安全、不卫生的因素严重地威胁着焊工及其它生产人员的安全与健康。其主要危害如下：

1、焊接切割工作过程中需要与易燃易爆气体、压力容器和电机电器接触；

2、焊接过程会产生有毒气体、有害粉尘、弧光辐射、噪声和射线等。

上述危害因素在一定条件下可能引起爆炸、火灾、烫伤、中毒、电光性眼炎和皮肤病等职业病症。此外还可能危及设备、厂房和周围人员安全，给国家和企业带来不应有的损失。许多重大、特大事故是由于焊接切割作业人员违章操作造成。

本文论述了日常较广泛应用的气焊、焊条电弧焊的特点、危害及安全操作。

（一）气焊

1、特点及危害

气焊具有设备简单、操作方便、使用灵活、实用性强等特点。因此，在各工业部门的制造和维修中应用比较广泛。但此过程需利用可燃气体（如：C2H2、液化石油气和H2等）、助燃气体（O2）及高压气瓶（如：氧气瓶、乙炔瓶等）。如果焊接设备和安全装置有故障，或者操作人员作业时违反安全操作规程，都可能引起爆炸和火灾等事故。

2、使用安全要求

1)、工业用乙炔中常含有磷化氢（PH3）、硫化氢（H2S）等杂质，这些杂质不但容易引起爆炸，而且焊接时，其中的硫和磷可能转移到焊缝金属中，使焊缝的机械性能发生改变，冷脆、热裂倾向增加，焊缝质量难以保证。因此按容积计算，要求乙炔中PH3的含量不得超过0.2%；H2S的含量应小于0.1%。

2)、气瓶在保管和使用过程中，避免日光曝晒，远离明火和热辐射。3)、焊接过程中，放气速度不应太快，避免气体流经阀门时产生静电火花。4)、乙炔瓶应垂直立放，严禁卧放。

5)、气瓶应根据国家《气瓶安全监察规程》要求进行定期技术检验，严禁超期使用。6)、操作人员应接受安全技术培训持证上岗。7)、焊炬在使用前必须进行检查，包括射吸情况、橡皮管与接头连接情况、是否漏气、气体各通路是否洁净等，检查正常后方可进行点火操作。使用过程中，防止发生回火，一旦发生回火应迅速关闭乙炔调节阀，同时关闭氧气调节阀。

（二）焊条电弧焊

1、特点及危害

焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，其重要原因是电弧能有效而简便地把电能转换成焊接过程所需要的热和机械能。同时焊条电弧焊用手工操纵焊条进行焊接，可以进行全位置焊接；焊接设备轻便、搬运灵活，适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。但由于其特殊性会存在以下不安全因素：

1)、电弧弧柱中心温度高达6000～8000℃，焊条、焊件和药皮在高温作用下，发生蒸发、凝结和气体，产生大量烟尘；

2)、电弧周围空气在弧光强烈辐射作用下，会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体；

3)、飞溅、电焊机线路故障或燃料容器管道补焊防爆措施不当，会引起爆炸和火灾事故。4)、焊接设备空载电压高于人体所能承受的安全电压，易发生触电事故。

2、使用安全要求

1)、电焊机必须有独立的专用电源开关，禁止多台焊机共用一个电源开关； 2)、电焊机防止碰撞、受潮或剧烈振动；

3)、电焊机外露的带电部分应有完好的防护装置，不带电的外壳应接地，严禁超负荷使用； 4)、焊接电缆外皮完整、绝缘良好、应使用整根导线；

5)、电焊钳必须有良好的绝缘性、隔热能力，严禁将过热的焊钳浸在水中冷却后立即使用； 6)、焊接作业时，场所应有通风除尘设施，可燃、易爆物质距作业点火源应不小于10m； 7)、焊接作业人员应穿戴好劳动保护用品，加强自身的防护，保证自身安全。焊接加工中的不安全因素

根据焊接的特点，可以分析出在焊接加工过程中存在的不安全因素，具体如下：

1、焊接时，操作人员呼吸的空气中含有各种金属(如锰、镍、铜等)的固态氧化物粉尘，焊接气溶胶，以及一氧化碳等有毒气体，会引起中毒或引发职业病。

2、焊接弧光包括紫外线、红外线等，可能损伤视觉器官引起电光性眼炎和白内障，或灼伤表皮，对操作人员健康不利。

3、电阻焊、高频焊、超声波焊接及无损探伤时，交变磁场、电磁场、超声波及电离辐射对操作人员健康不利。

4、焊接时的电流、火星、飞溅的熔化金属、喷出的熔渣可能造成烧伤，并可能引起火灾。

5、溶解乙炔气瓶、氧气瓶等存放使用不当，可能引起爆炸事故。

6、等离子枪、气压传动、发电机、真空泵等运转时产生的噪声危害。

7、运动机械、工件造成的砸伤、碰伤等事故。

焊接安全技术操作规程通则 1.基本要求

1.1 本工种属国家指定的特殊工种之一。从事本工种工作者，必须经过专业安全培训，并经考核取得特殊作业人员操作证，方可作业。该工种人员应定期接受安全教育，凡复训不合格者，不得继续从事该项工作。

1.2 电焊作业场所尽可能设置挡光屏蔽，以免弧光伤害周围人员的眼睛。

1.3 工作地点周围5m内，不准放置易燃、易爆物品。乙炔气瓶与氧气瓶与动火作业的距离应在10m以上。

1.4 电焊机不准放在高温或潮湿的地方，所有的手把导线与地线不准与氧气、乙炔软管混放。2.工作前

2.1 穿戴好防护用品，如：电焊服、绝缘鞋、电焊眼镜等，严禁穿化纤服装、短袖、短裤、凉鞋。2.2 上岗前严禁喝酒。

2.3 认真检查设备、用具是否良好安全，检查电焊机金属外壳的接地线是否符合安全要求，不得有松动或虚连。

2.4 认真检查与整理工作场地，清除易燃、易爆物品，导线、地线、手把线应分开放置，能设防护围屏的应将围屏安放好。

2.5 禁止两台电焊机同时接在一个电源开关上，不准私自拆接电源线。3.工作中 3.1 合电源开关时，手套与鞋不得潮湿，头部要在开关的侧面。3.2 注意保护手把线与回线不受机械损伤。

3.3 移动电焊机或往远处拉线时，先关闭电源，再行移动。

3.4 焊机发生故障或漏电时，应立即切断电源，联系电修人员修理。3.5 工作中，不准触摸焊机内部，以免触电。

3.6 雨天或厂房漏雨时，应将焊机遮盖好，所有导线、手把线应架设在干燥或不导电的建筑物上。3.7 在焊割大型或笨重物体时，工件必须放置平稳。

3.8 焊割有锈工作物，进行除锈或清除焊渣药皮时，必须戴好防护眼镜。

3.9 焊割完的灼热工件不准放在电线、乙炔橡胶软管及氧气瓶、氧气橡胶软管及安全通道上，应放置在规定的或安全的地方。

3.10 移动电焊机时，不准用手把线或其它导线作捆绑绳索使用。

3.11 电焊机必须有可靠的接地线和接零线。电焊回线不准搭在易燃、易爆管道或机床设备上。焊钳线和回线必须接触良好。

3.12 用可燃材料作保温层、冷却层、隔音、隔热的部位或火星能飞溅到的地方，在未采取切实可靠的安全措施之前，严禁焊、割。

3.13 严禁在有压力的容器或盛有易燃、易爆、有毒物质的工作物上焊割。3.14 如附近有与明火作业相抵触的工种在作业（如油漆等），应严禁焊割。3.15 进行高处焊割作业时，应遵守以下规定： 3.15.1 使用的登高梯台应安全可靠。3.15.2 登高梯台应放置稳固。

3.15.3 挂好安全带。使用的工具应用绳索传递，不准随手上下抛扔。

3.15.4 高处作业处下面10m范围内，不准堆放易燃、易爆物品，必要时，应设监护人员。

3.15.5 高处作业时，焊、割具和管、线应挂在安全可靠处所，地面设监护人员。不准将管线缠在身上，上、下及作业。

3.15.6 高处作业人员应身体状况良好。

3.15.7 高处作业在采取了必要的安全措施后，必须经安全部同意，方可焊割。3.16 焊接工作物时，接地必须良好。4.工作后

4.1 切断电源，盘好电线，并把它放在指定地点，将焊机擦拭干净。

4.2 清扫场地，焊割完的灼热工件应放在安全地点，工作地点溅落火星应彻底熄灭。

4.3 切断气源，盘好氧气与乙炔橡胶软管，放在指定地点；未与气源脱离的氧气和乙炔软管严禁存放在工具箱内。

4.4 做好交接班，并与接班者共同检查安全。电焊工安全操作技术基本要求

l、操作者必须经过电焊工专业技术培训，熟悉电焊机性能及操作技术，持有上岗证方可上岗操作。

2、开始焊接之前，必须穿戴整齐电焊安全防护用具，检查焊机的输入、输出接线是否正确，外壳是否接地，其电源的装拆应由电工进行。

3、通电后，注意检查电焊把线、电缆和电源线的绝缘是否良好，如有破损，必须修理或更换。切断电源之前，严禁碰触焊机的带电部分，工作完毕或临时离开现场，必须切断电源。

4、电焊机二次侧必须有空载降压保护器或触电保护器。

5、焊钳与把线必须绝缘良好、连接牢固，更换焊条应戴手套。在潮湿地点工作，应站在绝缘胶板或木板上。

6、严禁在带压力的容器或管道上施焊，焊接带电的设备必须先切断电源。

7、焊接贮存过易燃、易爆、有毒物品的容器或管道前，必须把容器或管道清理干净，并将所有孔盖打开。

8、把线、地线禁止与钢丝绳接触，更不得用钢丝绳或机电设备代替零线；所有地线接头，必须连接牢固。

9、清除焊渣，采用电弧气割清根时，应戴防护眼镜或面罩，防止铁渣飞溅伤人。

10、雷雨时，应停止露天焊接作业。

11、施焊场地周围应清除易燃、易爆物品或进行覆盖、隔离。

12、严禁利用厂房的金属结构、管道、轨道或其他金属搭接起来作为导线使用。

13、工作结束，应切断电焊机电源，并检查操作地点，确认无起火危险后，方可离开。

焊接技术规范 第6篇

先进激光焊接与电子束焊接技术发展及其应用

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先进激光焊接与电子束焊接技术发展及其应用

摘要:介绍激光焊接与电子束焊接技术的发展历史，阐明这两种焊接的发展与应用现状及未来的发展前景，论述这两种焊接工艺的特点及需进一步研究与探讨的问题，将激光焊接(LBW)与电子束焊接(EBW)进行分析，指出这两种焊接工艺的优势所在及其存在的问题。

关键词：激光焊接 电子束焊接 发展与应用

前言

焊接，作为现代重要的加工技术之一，自1882年出现碳孤焊开始，迄今己经历了100多年的发展历程，为了适应工业发展及技术进步的需要，先后产生了埋弧焊、电阻焊、电渣 悍及各种气体保护焊等一系列新的焊接方法。进入20世纪50年代后，随着焊接新工艺和新能源的开发研究，等离子弧切割与焊接、真空电子束焊接及激光焊接等高能束技术也陆续应用到各工业部门，使焊接技术达到了一个新的水平。特别是近年来，各种尖端工业的发展需求，不断提出了具有特殊性能材料的焊接问题，如高强钢、超高强钢、特种耐热耐腐蚀钢、高强不锈钢、特种合金及金属间化合物、复合材料、难熔金属及异种材料焊接等等。激光焊接技术与其它熔化焊相比独具的深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化等优点。电子束焊接具有其它熔焊方法难以比拟的优势和特殊功能:其焊接能量密度极高，容易实现金属材料的深熔透焊接、焊缝窄、深宽比大、焊缝热影响区小、焊接残余变形小、焊接工艺参数容易精确控制、重复性和稳定性好等。这两个焊接方法在各种加工制造业中得到了高度重视。激光焊接技术

激光焊接是一种新型的熔化焊接方式，是利用原子受激辐射的原理，使工作物质(激光材料)受激而产生的一种单色性好、方向性强、强度很高的激光束。聚焦后的激光束最高能量密度可达1013w/cm²，在千分之几秒甚至更短时间内将光能转换成热能，温度可达一万摄氏度以上，利用这种高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池，从而达到焊接的目的。激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。

激光焊接中应用的激光器主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd: YAG激光器。Nd(钦)是一种稀土族元素，YAG代表忆铝拓榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd: YAG激光器波长为1.06mm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生平均为10.6mm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2—5千瓦之间。1.1激光焊接的种类

激光焊接分为脉冲激光焊接和连续激光焊接两大类。脉冲激光焊特别适用于对电子工业和仪表工业微形件的焊接，可以实现薄片(0.2mm以上)、薄膜(几微米到几十微米)、丝与丝(直径0.02—2mm)、密封缝焊和异种金属、异种材料的焊接，如集成电路外引线和内引线(硅片上蒸镀有的铝膜和厚铝箔间)的焊接，微波器件中速调管的担片和钥片的焊接，零点几毫米不锈钢、铜、镍、担等金属丝的对接、重迭、十字接、T字接，密封性微型继电器、石英晶体器件外壳和航空仪表零件的焊接等。连续激光焊接主要使用CO2大功率气体激光器，适合于从薄板精密焊到50mm厚板深穿入焊的各种焊接。

1.2激光焊接的特点

激光焊接与传统的熔焊工艺相比，具有的优势主要集中在以下几个方面:(1)能量密度大且放出极其迅速，在高速加工中能避免热损伤和焊接变形，可进行精密零件、热敏感性材料加工。

(2)被焊材料不易氧化，可以在大气中焊接，不需要气体保护或真空环境。

(3)激光可对绝缘材料直接焊接，对异种金属材料焊接比较容易，甚至能把金属与非金属焊接在一起。

(4)激光焊接装置不需要与被焊接工件接触。激光束可用反射镜或偏转棱镜将其在任何方向上弯曲或聚焦，还可用光导纤维将其引到难以接近的部位进行焊接。激光还可以穿过透明材料进行聚焦，因此可以焊接一般方法难以接近的接头或无法安置的接焊点，如真空管中电极的焊接。

(5)激光束不会带来任何磨损，且能长时间稳定工作。激光焊接的不足主要表现在以下两点:(1)要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺寸小，焊缝窄。如工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺陷。

(2)激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资比较大。2激光焊接在加工生产中的应用

激光焊接最主要的应用领域是汽车、航空航天、船舶等加工中的焊接制造。以汽车制造为例，激光焊接己实现规模化，并且己出现了相关的自动生产线和焊接机器人。据有关资料统计，在欧美发达工业国家中，有50%—70%的汽车零部件是用激光加工来完成的。其中主要以激光焊接和激光切割为主，激光焊接在汽车工业中己成为标准工艺。我国汽车工业界也开始重视这种先进的焊接技术，如率先使用激光焊接技术的上海大众，新近上市的多功能轿车的车身上，使用激光焊接技术的总长度达到41米。汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。

激光用于车身面板的焊接可将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起，然后再进行冲压，这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。由于很少变形，也省去了二次加工。激光焊接加速了用车身冲压零件代替锻造零件的进程。采用激光焊接，可以减少搭接宽度和一些加强部件，还可以压缩车身结构件本身的体积。仅此一项车身的重量可减少50kg左右。而且激光焊接技术能保证焊点连接达到分子层面的接合，有效提高了车身的刚度和碰撞安全性，同时有效降低了车内噪声。

激光拼焊是在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造，例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好处。而激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，传统焊接方法的电阻点焊己经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术，工件连接之间的接合面宽度可以减少，既降低了板材使用量也提高了车体的刚度，目前己经被世界上部分生产高档轿车的大汽车制造商和领先的配件供应商所采用。

飞机制造中，它主要应用于飞机大蒙皮的拼接以及蒙皮与长析的焊接，以保证气动面的外形公差。另外在机身附件的装配中也大量使用了激光束焊接技术，如腹鳍和襟翼的翼盒，结构不再是应用内肋条骨架支撑结构和外加蒙皮完成，而是应用了先进的饭金成形技术后，采用激光焊接技术在三维空间完成焊接拼合，不仅产品质量好，生产效率高，而且工艺再现性好，减重效果明显。

珠宝首饰行业中，激光焊接可满足美观性及不同材质间焊接，己被广泛用于金银首饰补孔、点焊砂眼、焊镶口等。

激光焊接中的熔覆技术己成为模具修补的主要技术，航空业界用此技术进行航空发动机Ni基涡轮叶片耐热、耐磨层的修复。激光熔覆与其它表面改性方法相比，加热速度快、热输入少，变形极小，结合强度高，稀释率低，改性层厚度可精确控制，定域性好、可达性好、生产效率高。

其它诸如手机电池、电子元件、传感器、钟表、精密机械、通信等行业都己引入了激光焊接技术。

激光焊接由于设备投入较高，目前只是在高附加值的领域里应用较多，即使在这些领域里，激光焊接长期以来也并没有被充分利用。不过随着新的激光焊接技术和设备的研发，激光焊接正在逐渐挤进长期以来一直被传统焊接技术所占据的“领地”。3激光焊接技术的发展前景与面临的挑战

目前，在激光焊接技术研究与应用方面处于世界领先水平的国家有德国、日本、瑞士和美国等国。横流连续CO2激光加工设备的输出功率可达20kW，脉冲Nd: YAG激光器的最大平均输出功率也己达到4kW，并且实现了纳秒级的脉冲宽度。激光焊接能够实现的材料厚度最大己达80mm，最小为0.05mm，大部分材料的激光焊接质量均超过传统焊接工艺。激光焊接技术正朝着低成本、高质量的方向发展，具有很大的发展潜力和发展前景。可以预料，激光焊接工艺将逐步占据焊接领域的主要位置，并取代一些传统落后的焊接方法。

激光焊接技术在迅猛发展的同时，也面临着一些新的课题，其中包括:高功率低模式激光器的开发及在焊接中的应用;纳秒级短脉冲高峰值功率激光焊接过程中激光与材料的作用机制;超薄板材激光焊接工艺的优化与接头性能的检测;激光焊接时声、光、电信号的反馈控制;激光焊接过程中等离子体的产生对焊接质量的影响等等。激光焊接技术面临的这些新的挑战，有待于从事激光焊接的研究人员进行深入的探讨，同时，这些新问题的提出也预示着激光焊接技术正向着更加深化的方向发展。4电子束焊接方法

电子束焊接(EBW)是利用电子枪中阴极所产生的电子在阴阳极间的高压(25—300KV)加速电场作用下被拉出，并加速到很高的速度(0.3—0.7倍光速)，经一级或二级磁透镜聚焦后，形成密集的高速电子流，当其撞击在工件接缝处时，其动能转换为热能，使材料迅速熔化而达到焊接的目的。其实，高速电子在金属中的穿透能力非常弱，如在100KV加速电压下仅能穿透0.025mm。但电子束焊接中之所以能一次焊透甚至达数百毫米，这是因为焊接过程中一部分材料迅速蒸发，其气流强大的反作用力将熔融的底面金属液体向四周排开，露出新的底面，电子束继续作用，过程连续不断进行，最后形成一深而窄的焊缝。4.1电子束焊接的特征

由于高能量密度的电子束流集中作用的结果，使得电子束焊接熔池“小孔”形成机理与其他熔化焊有所不同。根据真空度的不同，电子束焊接可分为高真空焊接、低真空焊接和非真空焊接三种。电子束焊接过程是，高压加速装置形成的高功率电子束流，通过磁透镜会聚，492得到很小的焦点(其功率密度可达10—10W/cm)，轰击置于真空或非真空的焊件时，电子的动能迅速转变为热能，熔化金属，实现金属焊接的目的。电子束焊接的特点可概括如下:（1）电子束斑点直径小，加热功率密度大，焊接速度快，焊缝宽度狭窄，热影响区小，特别适宜于精密焊接和微型焊接;（2）可获得深宽比大的焊缝，焊接厚件时可以不开坡口一次成形;（3）多数构件是在真空条件下焊接，焊缝纯洁度局;（4）规范参数易于调节，工艺适应性强。焊接工艺参数的重复性和再现性好;（5）适于焊接多种金属材料;（6）焊接热输入低，焊接热变形小。当然电子束焊接方法也有一些不足，如:(1)电子束焊机结构复杂，控制设备精度高，所需费用高;（2）冷却过程中快速凝固，引起焊接缺陷，如气孔、焊接脆性等;（3）工件大小受真空室尺寸的限制，每次装卸工件要求重新抽真空。5电子束焊接在工业上的应用

电子束焊接正广泛应用于各种构件，如结构钢、Ti合金、Al合金、厚大截面的不锈钢和异种材料的焊接。近年来，在对各种材料电子束焊接可焊性和接头性能研究方面均获得了可喜的进展。在焊接大厚件方面，电子束一直具有得天独厚的优势。特别是在能源、重工业及航空工业中发展迅速。如在核工业大型核反应堆环形真空槽和线圈隔板的电子束焊接中，其最大焊接深度达150 mm,电子束焊接发挥其深熔焊的特点可一次焊透厚达150-200mm的钢板，且焊后不再加工就可投入使用。又如在日本PWR蒸汽发电机的安装和改造中采用的就是电子束焊接，他们采用无缺陷的焊接程序和步骤，成功地实现了不锈钢厚板的电子束焊接。

一直以来，电子束焊接在航空、航天工业中的应用居多，主要应用于飞机重要承力件和发动机转子部件的焊接上。例如，在美国近年发展的F-22战斗机机身段上，由电子束焊接的Ti合金焊缝长度达87.6 mm，厚度为6.4-25 mm。同时，电子束焊接技术作为柔性很好的工艺方法，不仅在发动机制造领域中得到了广泛应用，在涡轮叶片及热端部件修理领域也有其广阔的市场。

另外，电子束焊接在电子、仪表和生物医药工业上也起到了独特的作用。由于在这些工业中，有许多零件对焊接质量要求相当高。电子束焊接技术可以解决电子和仪表工业中许多精密零件的焊接难题，例如封装焊接、高熔点金属焊接、集中加热焊接、穿透焊接等，其焊缝质量高，工件变形小，焊接效率也高。在生物医药业中对焊缝清洁度的要求很高，采用电子束焊接可以轻松实现上述行业中各种材料的焊接，如Cu一Be合金、Ti合金、不锈钢以及陶瓷与金属的焊接等。

凭借EBB能量密度高，加热和冷却速度快的特点，采用该焊接技术可以很好地解决异种材料焊接中出现的两种材料冶金不相容和性能差异问题，因此异种材料的电子束焊接己经越来越得到人们的重视，尤其是厚大异种材料的焊接、金属和非金属材料的焊接等。特别是在航空发动机、精密仪器、刀具刃具制造方面有广泛的应用前景。

为了使电子束焊接技术获得更进一步的应用和发展，国内外学者正从以下几方面着手进行研究，即完善超高能密度电子束热源装置;掌握电子束品质过计算机及CNC控制提高设备柔性以扩大其应用领域。近年来，随着电子束焊接设备的不断改进和更新，国内外电子束焊接技术及其应用也有了长足的发展，主要内容包括:日本大阪大学研制了600KV 300KW的超高压电子束热源装置，一次焊200mm厚不锈钢时，深宽比达70: 1。欧共体采用德国阿亨大学研制的DIA BEAM系统，对电子束特性进行了定量研究，对大型壁厚80mm圆筒压力容器电子束焊的环缝起焊收尾搭接处，通过电子束焦点及焊接过程分析，找出了减少和消除圆环焊缝收尾处缺陷的方法。日本采用填丝双枪电子束薄板超高速焊接技术，得到了反面无飞溅的良好焊缝。近年英国焊接研究所采用非真空电子束焊接铜制核废料罐，取得了良好的社会和经济效益。国内有北京航空工艺所在1992年研制成功了ZD 150-15A高压电子束焊机，并用此机完成了多种航空航天发动机零部件的焊接，以及导弹壳体、汽车变截面轴、石油钻头等多种军民品。

6电子束焊接的发展趋势

综上所述，国内外开展电子束焊接技术研究的广度和深度在不断的加大，己经在焊接理论和工艺实践上取得了积极的研究成果。但由于电子束焊接过程中电子束与金属间的深穿快速物理化学冶金作用，以及当前研究分析手段上的局限性，使得焊接机理的本质研究有待进一步深入。基于电子束焊接异种材料的优越性，当前各国在异种材料的电子束焊接方面逐步扩大了异种材料之间连接的研究范围，目前航空航天用的高温结构材料及先进的新型结构材料与黑色金属、有色金属的异种材料的电子束焊接己经成为各国高度关注的研究热点。因此，针对世界电子束焊接技术的研究走向及国内研究的不足，深入开展异种材料，特别是航空航天用的高温新型结构材料的电子束焊接机理及工艺研究有着深远的现实意义和良好的应用前景。从上述电子束焊接的特征和它在工业中的应用现状，不难看出，今后电子束焊接的发展趋势可以概括为:(1)继续扩大在航空航天工业中的应用范围，并在修复领域发挥作用;(2)焊接设备将趋向多功能化和柔性化;(3)非真空电子束焊接的研究和应用将日益成为热点;(4)在厚大件和批量生产中继续发挥其独特优势;(5)电子束焊接将成为空间结构焊接的强有力工具。结语

激光焊接与电子束焊接是焊接新技术，其应用范围和焊接能力还并没有被人们完全认识，还有待于科技工作者进一步研究和开发。相信不久的将来，激光焊接与电子束焊接技术不仅会在更多的加工领域出现，而且还会成为这些领域的主流加工技术之一。

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