特種熔融焊接工基礎(chǔ)技能培訓(xùn)手冊手冊一：特種熔融焊接工基礎(chǔ)技能培訓(xùn)手冊工種：特種熔融焊接工時間：2023年一、概述特種熔融焊接作為一種高精尖的制造技術(shù)，廣泛應(yīng)用于航空航天、能源、化工、核工業(yè)等關(guān)鍵領(lǐng)域。這項(xiàng)工作不僅要求操作者具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需要高度的專注力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。本手冊旨在為特種熔融焊接工提供系統(tǒng)的基礎(chǔ)技能培訓(xùn)，涵蓋從材料知識到實(shí)際操作的全過程，幫助學(xué)員建立正確的操作觀念，掌握核心技能，確保焊接質(zhì)量與安全。特種熔融焊接涉及多種焊接方法，如等離子弧焊、電子束焊、激光焊等，每種方法都有其獨(dú)特的工藝要求和注意事項(xiàng)。培訓(xùn)過程中，我們將重點(diǎn)講解手工鎢極氬弧焊（TIG焊）和熔化極氣體保護(hù)焊（MIG焊），這兩種方法在特種焊接中應(yīng)用最為廣泛，也是初學(xué)者必須掌握的基礎(chǔ)技能。二、焊接材料與冶金基礎(chǔ)1.焊接材料分類焊接材料主要包括焊條、焊絲、焊劑和保護(hù)氣體。在特種熔融焊接中，材料的選用直接影響焊接質(zhì)量和接頭性能。-焊條：適用于手工電弧焊，根據(jù)藥皮成分可分為酸性焊條和堿性焊條。酸性焊條熔敷速度快，抗風(fēng)性好，但焊縫金屬雜質(zhì)較多；堿性焊條熔敷速度慢，但焊縫金屬純凈，抗裂性好。-焊絲：適用于MIG焊和埋弧焊，根據(jù)化學(xué)成分可分為低碳鋼焊絲、低合金鋼焊絲和高合金鋼焊絲。焊絲的直徑和成分需根據(jù)母材和焊接工藝選擇。-焊劑：適用于埋弧焊，主要作用是保護(hù)熔池免受氧化和氮污染，并改善焊縫成型。-保護(hù)氣體：適用于TIG焊和MIG焊，常用的是氬氣和二氧化碳。氬氣保護(hù)效果好，適用于焊接不銹鋼、鋁等材料；二氧化碳保護(hù)成本較低，適用于焊接低碳鋼。2.母材特性母材是指需要焊接的基材，其化學(xué)成分和力學(xué)性能直接影響焊接接頭的性能。特種熔融焊接中常見的母材包括低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋁合金和鈦合金。-低碳鋼：含碳量低于0.25%，具有良好的塑性和焊接性，但耐腐蝕性較差。-低合金鋼：含有少量合金元素，如鉻、鎳、鉬等，具有較高的強(qiáng)度和耐腐蝕性，但焊接性相對較差。-不銹鋼：含有較高比例的鉻和鎳，具有優(yōu)異的耐腐蝕性和高溫性能，但焊接時易產(chǎn)生氣孔和裂紋。-鋁合金：密度低、強(qiáng)度高，但焊接時易氧化和變形。-鈦合金：具有優(yōu)異的耐高溫性和耐腐蝕性，但焊接時易產(chǎn)生氫脆和氧化。3.焊接冶金過程焊接冶金是指焊接過程中金屬的物理和化學(xué)變化，主要包括熔化、蒸發(fā)、氧化、氮化、脫氧和脫硫等。理解焊接冶金過程對于控制焊接質(zhì)量和防止缺陷至關(guān)重要。-熔化：母材和焊材在高溫下熔化形成熔池，熔池的形狀和溫度分布直接影響焊縫成型。-蒸發(fā)：部分金屬在高溫下蒸發(fā)，導(dǎo)致焊縫金屬成分變化，影響接頭性能。-氧化：熔池金屬與氧化性氣體（如空氣中的氧氣）反應(yīng)，形成氧化物，降低焊縫金屬的純凈度。-氮化：熔池金屬與氮?dú)夥磻?yīng)，形成氮化物，降低焊縫金屬的塑性和韌性。-脫氧：通過添加脫氧劑（如錳、硅）去除熔池金屬中的氧化物，提高焊縫金屬的純凈度。-脫硫：通過添加脫硫劑（如螢石）去除熔池金屬中的硫化物，防止焊縫產(chǎn)生熱裂紋。三、焊接設(shè)備與工具1.焊接電源焊接電源是焊接設(shè)備的核心，其性能直接影響焊接質(zhì)量和效率。特種熔融焊接中常用的焊接電源包括交流電源和直流電源。-交流電源：適用于TIG焊和部分MIG焊，特點(diǎn)是電流方向周期性變化，有助于消除電弧穩(wěn)定性問題。-直流電源：適用于所有焊接方法，特點(diǎn)是電流方向固定，焊縫成型穩(wěn)定，適合焊接厚板和合金材料。2.焊接變壓器焊接變壓器是焊接電源的重要組成部分，其主要作用是降低電網(wǎng)電壓，提高焊接電流。特種熔融焊接中常用的焊接變壓器包括整流式變壓器和逆變式變壓器。-整流式變壓器：通過整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，電流穩(wěn)定性好，但效率較低。-逆變式變壓器：通過逆變電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，電流調(diào)節(jié)范圍寬，效率高，但成本較高。3.焊槍與鎢極焊槍是焊接操作的主要工具，其結(jié)構(gòu)和工作原理直接影響焊接質(zhì)量和效率。特種熔融焊接中常用的焊槍包括TIG焊槍和MIG焊槍。-TIG焊槍：通常由鎢極、噴嘴和保護(hù)氣體管道組成，噴嘴用于引導(dǎo)保護(hù)氣體，防止熔池氧化。-MIG焊槍：通常由焊絲盤、送絲機(jī)構(gòu)、噴嘴和保護(hù)氣體管道組成，送絲機(jī)構(gòu)用于將焊絲連續(xù)送入熔池。鎢極是TIG焊的主要電極，其材料和工作特性直接影響電弧穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量。常用鎢極材料包括鎢、鈰鎢和釷鎢，鈰鎢和釷鎢具有更好的高溫穩(wěn)定性和電弧穩(wěn)定性，但成本較高。4.輔助工具除了主要的焊接設(shè)備外，特種熔融焊接還需要一些輔助工具，如焊鉗、地線、角向磨光機(jī)、鋼絲刷等。-焊鉗：用于連接焊槍和焊接電源，通常具有可調(diào)節(jié)的長度和角度，方便操作。-地線：用于連接焊接電源的負(fù)極和工件，防止電流通過人體，確保操作安全。-角向磨光機(jī)：用于清理焊縫表面的氧化皮和銹跡，提高焊縫質(zhì)量。-鋼絲刷：用于清理工件表面的污垢和銹跡，確保焊接表面清潔。四、焊接工藝與操作1.焊接前的準(zhǔn)備焊接前的準(zhǔn)備工作對焊接質(zhì)量至關(guān)重要，主要包括工件清理、坡口制備、預(yù)熱和定位等。-工件清理：使用角向磨光機(jī)或鋼絲刷清理工件表面的氧化皮、銹跡和污垢，確保焊接表面清潔。-坡口制備：根據(jù)焊接材料和厚度選擇合適的坡口形式，如V型坡口、U型坡口和J型坡口，坡口角度和間隙需符合標(biāo)準(zhǔn)要求。-預(yù)熱：對于厚板或合金材料，需進(jìn)行預(yù)熱，防止焊縫產(chǎn)生裂紋，預(yù)熱溫度需根據(jù)材料和工作環(huán)境確定。-定位：使用定位塊或夾具將工件固定，確保焊接過程中不會移動，焊縫成型良好。2.焊接參數(shù)的選擇焊接參數(shù)是焊接工藝的重要組成部分，主要包括電流、電壓、焊接速度和氣體流量等。合理的焊接參數(shù)選擇可以提高焊接質(zhì)量和效率。-電流：電流大小直接影響熔池的大小和溫度，電流過大易導(dǎo)致焊縫過熱和變形，電流過小易導(dǎo)致焊縫未熔合。電流的選擇需根據(jù)焊接材料和厚度確定。-電壓：電壓高低影響電弧的穩(wěn)定性，電壓過高易導(dǎo)致電弧過長和熔池不穩(wěn)，電壓過低易導(dǎo)致電弧熄滅。電壓的選擇需根據(jù)電流和焊接方法確定。-焊接速度：焊接速度影響焊縫的寬度和高度，速度過快易導(dǎo)致焊縫欠熔，速度過慢易導(dǎo)致焊縫過熔。焊接速度的選擇需根據(jù)焊接材料和厚度確定。-氣體流量：氣體流量影響保護(hù)效果，流量過大易導(dǎo)致熔池冷卻過快，流量過小易導(dǎo)致熔池氧化。氣體流量的選擇需根據(jù)焊接材料和焊接方法確定。3.焊接操作技巧焊接操作技巧是焊接工的核心技能，主要包括起弧、穩(wěn)弧、收弧和焊縫成型等。-起?。浩鸹r需將焊槍與工件接觸，然后迅速提起，形成穩(wěn)定的電弧。起弧時需注意避免觸電和燙傷。-穩(wěn)?。悍€(wěn)弧時需保持焊槍與工件的角度和距離穩(wěn)定，確保電弧穩(wěn)定燃燒。穩(wěn)弧時需注意觀察熔池的變化，及時調(diào)整焊接參數(shù)。-收?。菏栈r需將電弧逐漸減弱，避免產(chǎn)生弧坑和裂紋。收弧時需注意將熔池填滿，確保焊縫連續(xù)。-焊縫成型：焊縫成型需根據(jù)焊接材料和厚度選擇合適的焊接方法，如TIG焊和MIG焊，并控制好焊接參數(shù)和焊接速度，確保焊縫成型良好。五、焊接缺陷與預(yù)防焊接缺陷是焊接過程中常見的現(xiàn)象，主要包括氣孔、裂紋、未熔合、未焊透和咬邊等。了解焊接缺陷的產(chǎn)生原因和預(yù)防措施，對于提高焊接質(zhì)量至關(guān)重要。1.氣孔氣孔是焊縫中形成的氣泡，主要由氫氣、氧氣和氮?dú)獾葰怏w引起。預(yù)防氣孔的主要措施包括：-使用干燥的焊接材料，防止氫氣進(jìn)入熔池。-使用合適的保護(hù)氣體，防止氧氣和氮?dú)膺M(jìn)入熔池。-控制焊接速度，避免熔池冷卻過快。2.裂紋裂紋是焊縫中形成的裂縫，主要由焊接應(yīng)力、熱影響區(qū)和材料成分引起。預(yù)防裂紋的主要措施包括：-控制焊接應(yīng)力，避免過大的拘束力。-進(jìn)行預(yù)熱和緩冷，減少熱影響區(qū)的溫度梯度。-選擇合適的焊接材料和焊接方法，避免使用易裂紋的材料。3.未熔合未熔合是焊縫中未熔合的部分，主要由焊接參數(shù)不當(dāng)、焊接速度過快和工件表面不清潔引起。預(yù)防未熔合的主要措施包括：-選擇合適的焊接參數(shù)，確保熔池充分熔化。-控制焊接速度，避免熔池冷卻過快。-清理工件表面，確保焊接表面清潔。4.未焊透未焊透是焊縫中未焊透的部分，主要由焊接參數(shù)不當(dāng)、焊接速度過快和坡口間隙過大引起。預(yù)防未焊透的主要措施包括：-選擇合適的焊接參數(shù)，確保熔池充分熔化。-控制焊接速度，避免熔池冷卻過快。-調(diào)整坡口間隙，確保坡口間隙合適。5.咬邊咬邊是焊縫邊緣的金屬被熔化并卷入焊縫，主要由焊接參數(shù)不當(dāng)和焊接速度過快引起。預(yù)防咬邊的主要措施包括：-選擇合適的焊接參數(shù)，避免電流過大。-控制焊接速度，避免熔池過熱。-調(diào)整焊槍角度，避免熔池過熱。六、焊接安全與環(huán)保焊接安全與環(huán)保是焊接工必須重視的問題，主要包括觸電、燙傷、弧光輻射和有害氣體等。1.觸電觸電是焊接過程中常見的危險，主要由焊接設(shè)備接地不良和操作不當(dāng)引起。預(yù)防觸電的主要措施包括：-確保焊接設(shè)備接地良好，防止電流通過人體。-使用絕緣手套和絕緣鞋，避免直接接觸帶電部分。-操作時保持干燥，避免在潮濕環(huán)境中焊接。2.燙傷燙傷是焊接過程中常見的危險，主要由熔池和高溫焊渣燙傷引起。預(yù)防燙傷的主要措施包括：-使用防護(hù)手套和防護(hù)服，避免直接接觸熔池和高溫焊渣。-操作時注意觀察，避免被熔池和高溫焊渣燙傷。3.弧光輻射弧光輻射是焊接過程中常見的危險，主要由電弧光和紫外線輻射引起。預(yù)防弧光輻射的主要措施包括：-使用防護(hù)眼鏡和面罩，避免直接暴露在電弧光下。-操作時注意通風(fēng)，避免在密閉環(huán)境中焊接。4.有害氣體有害氣體是焊接過程中常見的危險，主要由焊接材料和保護(hù)氣體分解產(chǎn)生。預(yù)防有害氣體的主要措施包括：-使用低煙塵的焊接材料，減少有害氣體產(chǎn)生。-使用合適的保護(hù)氣體，避免有害氣體進(jìn)入呼吸系統(tǒng)。-操作時注意通風(fēng)，避免在密閉環(huán)境中焊接。七、總結(jié)特種熔融焊接是