《焊工思维导图》

一、焊工基础知识

1. 焊接概述

• 定义：将金属或其他可塑性材料通过加热或加压（或两者并用）的方式，使其原子间产生结合，形成永久性连接的工艺方法。
  • 焊接的优点：
    • 连接强度高
    • 密封性好
    • 可焊接不同材料
    • 节省材料
    • 适用于自动化生产
  • 焊接的缺点：
    • 产生焊接变形和应力
    • 焊接结构易产生缺陷
    • 焊接质量受多种因素影响
    • 劳动条件较差
  • 焊接的应用领域：
    • 船舶制造
    • 航空航天
    • 桥梁建筑
    • 机械制造
    • 石油化工
    • 电力工程

2. 金属材料及焊接性能

• 常用金属材料：
  • 碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢
  • 合金钢：低合金钢、高合金钢（不锈钢、耐热钢）
  • 有色金属：铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金
    • 金属材料的焊接性能：
  • 焊接性：金属材料适应焊接的能力，包括焊接过程中和焊接后的性能。
  • 影响焊接性的因素：化学成分、力学性能、热物理性能、组织状态。
    • 焊接材料的选择：
  • 母材成分：选择与母材相匹配或相近的焊接材料。
  • 工作条件：考虑焊接接头的使用环境，选择耐腐蚀、耐高温等性能的焊接材料。
  • 焊接工艺：根据焊接工艺选择合适的焊接材料。

3. 焊接工艺基础

• 焊接参数：
  • 焊接电流：影响熔深、熔宽和焊接速度。
  • 焊接电压：影响电弧稳定性和焊缝成形。
  • 焊接速度：影响熔深、熔宽和热影响区大小。
  • 焊接角度：影响焊缝熔合和焊道重叠。
    • 焊接位置：
  • 平焊：焊件表面水平放置。
  • 立焊：焊件表面垂直放置。
  • 横焊：焊件表面水平放置，焊缝方向垂直于水平面。
  • 仰焊：焊件表面倒置。
    • 焊接方法：
  • 手工电弧焊（SMAW）：操作灵活，适应性强，但生产效率较低。
  • 气体保护焊（GMAW/GTAW）：焊缝质量好，但设备较复杂。
  • 埋弧焊（SAW）：生产效率高，但适用范围有限。
  • 其他焊接方法：电阻焊、激光焊、等离子焊等。

4. 焊接安全技术

• 电气安全：
  • 接地保护：焊接设备必须可靠接地。
  • 绝缘防护：穿戴绝缘手套、鞋等防护用品。
  • 防止触电：避免接触带电设备。
    • 防护用品：
  • 焊接面罩：保护眼睛免受弧光辐射和飞溅伤害。
  • 焊接手套：保护手免受高温和电弧伤害。
  • 焊接工作服：保护身体免受飞溅和辐射伤害。
    • 通风排烟：
  • 焊接过程中会产生有害气体和烟尘，必须加强通风。
  • 使用局部排烟装置。
    • 防火防爆：
  • 焊接场所应清除易燃易爆物品。
  • 备有消防器材。
    • 其他安全注意事项：
  • 避免高空作业。
  • 注意周围环境安全。

二、常用焊接方法

1. 手工电弧焊（SMAW）

• 原理：利用电弧放电产生的热量熔化焊条和母材，形成焊缝。
  • 设备：焊接电源、焊接电缆、焊钳、焊条。
  • 焊条：由药皮和焊芯组成。
    • 焊芯：提供熔敷金属。
    • 药皮：产生保护气体、造渣、脱氧、合金化等作用。
  • 焊接工艺：
    • 电弧引燃：划擦法、敲击法。
    • 焊接手法：直线运条、锯齿形运条、月牙形运条。
    • 焊接缺陷：气孔、夹渣、未熔合、咬边等。

2. 气体保护焊（GMAW/GTAW）

• 气体保护焊(GMAW)：
  • 原理：利用保护气体（氩气、二氧化碳或混合气体）保护电弧和熔池，防止氧化和污染。
  • 设备：焊接电源、送丝机、焊枪、气体供应系统。
  • 焊接材料：焊丝。
  • 焊接工艺：调节焊接参数，控制熔滴过渡，保证焊缝质量。
    • 钨极气体保护焊(GTAW)：
  • 原理：使用钨电极产生电弧，利用惰性气体（氩气）保护电弧和熔池。
  • 设备：焊接电源、焊枪、气体供应系统。
  • 焊接材料：焊丝或不使用焊丝。
  • 焊接工艺：适用于焊接薄板和有色金属，焊缝质量高。

3. 埋弧焊（SAW）

• 原理：利用焊丝在焊剂层下进行焊接，电弧被焊剂覆盖，形成焊缝。
  • 设备：焊接电源、送丝机、焊剂供应系统、焊接小车。
  • 焊接材料：焊丝、焊剂。
  • 焊接工艺：自动化程度高，焊接速度快，适用于焊接厚板。

三、焊接质量检验

1. 外观检验

• 焊缝形状：焊缝是否平整、均匀，是否存在咬边、气孔、裂纹等缺陷。
  • 焊缝尺寸：焊缝宽度、高度是否符合要求。
  • 焊接接头：焊接接头是否变形。

2. 无损检测

• 射线检测（RT）：利用X射线或γ射线穿透焊缝，检查内部缺陷。
  • 超声波检测（UT）：利用超声波在焊缝中的传播特性，检查内部缺陷。
  • 磁粉检测（MT）：利用磁场在焊缝表面形成的磁痕，检查表面和近表面缺陷。
  • 渗透检测（PT）：利用渗透液的渗透性，检查表面开口缺陷。

3. 破坏性试验

• 拉伸试验：测试焊接接头的抗拉强度。
  • 弯曲试验：测试焊接接头的塑性和韧性。
  • 冲击试验：测试焊接接头的抗冲击能力。
  • 金相检验：观察焊接接头的微观组织结构。

四、焊接缺陷及预防

1. 常见焊接缺陷

• 气孔：焊缝中存在的孔洞，影响焊缝强度和气密性。
  • 夹渣：焊缝中残留的焊渣，降低焊缝的力学性能。
  • 未熔合：焊缝与母材之间或焊道之间未完全熔合，降低焊缝强度。
  • 裂纹：焊缝中产生的裂缝，严重降低焊缝的力学性能。
  • 咬边：焊缝边缘与母材之间形成的凹槽，降低焊接接头的强度。
  • 焊接变形：由于焊接热循环引起的焊件形状改变。

2. 预防措施

• 焊前准备：清理焊接表面，选择合适的焊接材料。
  • 焊接工艺：控制焊接参数，选择合适的焊接方法。
  • 焊接操作：正确的焊接手法，避免过热和过冷。
  • 焊后处理：消除焊接应力，改善焊接接头的性能。

五、焊接标准与规范

1. 国内标准

• GB/T 985-2017 气焊、焊条电弧焊及气体保护焊焊缝的推荐坡口
  • GB/T 12467.1-2009 金属材料焊接工艺评定 第1部分：钢、镍、钛及其合金的焊接工艺评定
  • GB/T 3354-2014 钢结构焊接规范

    2. 国际标准

• ISO 3834 焊接质量要求
  • AWS D1.1 Structural Welding Code – Steel (美国焊接学会钢结构焊接规范)

    3. 行业标准

• 根据具体行业选择相应的焊接标准和规范

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