2015年一级建造师教材机电工程预习第一章：焊接
1H412030 焊接技术
焊接技术就是加温加压，或两者并用的条件下，使用焊接材料(焊条或焊丝)在两块或两块以上的母材(待焊接的工件)产生原子(分子)间结合而连接成一体的操作方法。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。焊接技术是机电工程的基础工艺与技术，广泛应用于国民经济的各个领域。焊接技术、工艺的水平已经成为一个国家技术能力的重要指标。本目重点是：焊接材料与设备选用原则;焊接方法与工艺评定;焊接应力与焊接变形及其控制;焊接质量检验方法。
1H412031 焊接材料与设备选用原则
针对不同品种的母材和施焊工况、条件，选择与之相适应的焊接设备和焊接材料是保证焊接质量、提高焊接效率、降低焊接成本的关键。本条主要知识点是：焊条的分类与选用原则，常用的焊接设备选用原则。
一、焊接材料的分类与选用原则
(一)焊条
1.焊条的分类
(1)按药皮成分可分为：不定型、氧化钛型、钛钙型、氧化铁型、低氢钾型、低氢钠型、纤维类型、石墨型、钛铁矿型、盐基型等十大类。
(2)按焊渣性质可分为：酸性焊条、碱性焊条两大类。
(3)按焊条用途可分为：结构钢焊条、钼及钼合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条等十大类。
(4)按特殊性能分为：超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、底层焊条、铁粉高效焊条、抗潮焊条、水下焊焊条、重力焊焊条、仰焊焊条等。
2.焊条的选用原则
(1)考虑焊缝金属的力学性能和化学成分：对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢有时还要求合金成分与母材相同或接近。在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的不利情况下，应考虑选用比母材强度低的焊条。当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝中易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。
(2)考虑焊接构件的使用性能和工作条件：对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，主要应保证焊缝金属具有较高的塑性和韧性，可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。接触腐蚀介质的焊件，应根据介质的性质及腐蚀特征选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。在高温、低温、耐磨或其他特殊条件下工作的焊件，应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。
(3)考虑焊接结构特点及受力条件：对结构形状复杂、刚性大的厚大焊件，在焊接过程中，冷却速度快，收缩应力大，易产生裂纹，应选用抗裂性好、韧性好、塑性高、氢裂纹倾向低的焊条。如低氢型焊条、超低氢型焊条和高韧性焊条等。
(4)考虑施焊条件：当焊件的焊接部位不能翻转时，应选用适用于全位置焊接的焊条。对受力不大、焊接部位难以清理的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。没有直流焊机时，必须选用可交、直流两用的焊条。在狭小或通风条件差的场合，在满足使用性能要求的条件下，应选用酸性焊条或低尘焊条。
(5)考虑生产效率和经济性：在酸性焊条和碱性焊条都可满足要求时，应尽量选用酸性焊条。对焊接工作量大的结构，有条件时应尽量选用高效率焊条，如铁粉焊条、重力焊条、底层焊条、立向下焊条和高效不锈钢焊条等。这不仅有利于生产率的提高，而且也有利于焊接质量的稳定和提高。
(二)焊丝
分实心焊丝和药芯焊丝。
1.实心焊丝：分钨极惰性气体保护焊和熔化极惰性气体保护焊。
(1)钨极惰性气体保护焊是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而可获得优质的焊缝。保护气体主要采用氩气。
(2)熔化极惰性气体保护焊是使用熔化电极，以外加气体作为电弧介质，并保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法。
(3)选择实心焊丝的成分主要考虑焊缝金属应与母材力学性能或物理性能的良好匹配，如耐磨性、耐蚀性;焊缝应是致密的和无缺陷的。
2.药芯焊丝：药芯焊丝又分为有缝和无缝药芯焊丝。无缝药芯焊丝的成品丝可进行镀铜处理，焊丝保管过程中的防潮性能以及焊接过程中的导电性均优于有缝药芯焊丝。药芯焊丝按不同的情况有不同的分类方法。
(1)按保护情况可分为气体保护(C02、富Ar混合气体)和自保护以及埋弧堆焊三种。
(2)按焊丝直径可分为细直径(2.0mm以下)和粗直径(2.0mm以上)。
(3)按焊丝断面可分为简单断面和复杂断面。
(4)按使用电源可分为交流陡降特性电源和直流平特性电源。
(5)按填充材料可分为造渣型药芯焊丝(氧化钛型、钛钙型、氟钙型)和金属粉芯药芯焊丝。
3.药芯焊丝与手工焊条和钨极惰性气体保护焊丝的比较。
(1)优势：
1)把断续的焊接过程变为连续的生产方式，从而减少了焊接接头的数目，提高了焊缝质量，也提高了生产效率，节约了能源。
2)对各种钢材的焊接适应性强，通过调整焊剂(针对特定的药芯焊丝)的成分和比例，可极为方便和容易地提供所要求的焊缝化学成分。
3)工艺性能好，焊缝成形美观。采用气渣联合保护，获得良好成形。加入稳弧剂使电弧稳定，熔滴过渡均匀。
4)熔敷速度快，生产效率高。在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大，熔化速度快，其熔敷率约为85%～90%，生产率比焊条电弧焊高约3～5倍。
5)可用较大焊接电流进行全位置焊接。
(2)缺点：
1)焊丝制造过程复杂。
2)焊接时，送丝较实心焊丝困难。
3)焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对药芯焊丝保存和管理的要求更为严格。
