前言

隨著我國造船工業的飛速發展，造船能力和產量也得到了快速提升，的焊接技術在船舶生產中得到越來越廣泛的應用。為了幫助船舶焊工隊伍整體技能和素質的提高，我們編寫了本教材。本教材根據現代造船工藝的流行編寫，以中國船級社(CCS)的焊接工藝規範為標準，以船舶企業對焊工技能的實際需求為立足點，從以下四個方行內容安排：一是焊接工藝基礎知識，這部分內容可以幫助焊工掌握應知的理論並運用於生產實踐：二是船舶焊接工藝要求，這部分內容以船舶生產流程中典型的分段或結構的焊接工藝實例，為焊工在具體的工作中提供借鋻；三是常用金屬材料的焊接，這部分內容以船舶常用金屬材料的焊接工藝為主，幫助焊工在具體的焊接過程中采取合理的工藝措施解決實際問題；四是船廠焊工考試及項目內容，這部分內容介紹了CCS等船規中對各類焊工的技術要求一步焊工扎實掌握焊接技能並實施規範操作。本教材在編寫過程中，得到了相關船舶企業的廣大焊工師傅和工程技術人員的大力支持和幫助，在此深表謝意！由於編者有限，書中難免存在不當之處，敬請廣大讀者批評指正。

編者

2020年10月

第1章焊接電弧焊接電弧就是利用焊接時產生的電弧熱能來熔化母材和填充金屬，完成構件的連接。因此，焊接時電弧的穩定對焊接質量至關重要。1.1焊接電弧的引燃和構成在日常生活中經常可以發現電弧，如閃電、電路跳閘時產生的火花等，都是電弧通過氣體產生放電的現像。焊接電弧則是在焊接時，出現於焊條端部與焊件的間隙，如圖1-1所示。它與日常所見的通過氣體產生放電的現像有所不同。焊接電弧不僅能量大，而且是持續穩定的。所以，焊接電弧是由焊接電源供給的電壓下，在氣體介質中，電極與電極或電極與焊件之間產生的強烈而持久的放電現像。一、焊接電弧的引燃通常氣體的分子或原子是呈中的，因此不會導電。要引燃電弧並使其持續燃燒，條件就是使兩極間的氣體變成通電的導體，使中的氣體分子或原子釋放電子形成正離子，此過程即所謂的氣體電離。氣體電離後，原來氣體中的一些中微粒轉變為電子、陽離子等帶電質點，這時電流纔能通過氣體間隙形成電弧。1.氣體電離電弧焊時，造成氣體電離的方式主要有踫撞電離(電場作用下的電離)和熱電離等。(1)踫撞電離所謂的踫撞電離實質上就是帶電質點與中原子相互踫撞而發生電離的過程，即在電場的作用下，帶電質點高速運動產生較大的能量，當它撞擊到中原子時，就把能量傳遞給如果在氣體中存在上述條件，就會促使氣體的中原子不斷電離成電子和陽離子。（2）熱電離熱電離是指本宮溫各件下.氣體原子由於受到熱的作用而產生的電離，其實質是由粉子間的熱踫撞而產生的一種電離。氣體原子的運動速度與溫度有關，氣體溫度越高，原子運動的速度越快，動能也就越大。在某一溫度條件下，氣體粒子質量越小，其運動速度越快。由於氣體原子的熱運動是無規則的運動，原子間頻繁發生踫撞。當原子的運動速度足夠快時、原子間的踫撞就會引起氣體原子的電離。焊接電弧中心溫度在6000K以上，所以熱電離在此溫度下極易發生。2.陰極電子發射我們知道，電燈之所以能發光是因為有電流通過，即電子的定向流動。陰極的電子發射和氣體的電離一樣，都是電弧產生和維持的重要條件。陰極的金屬表面連續地向外發射電子的現像，叫作陰極電子發射。一般情況下電子是不能自由離開金屬表面向外發射的。要產生電子發射，就必須給予電子一定的能量，使它克服電極金屬內部正電荷對它的靜電引力。外加的能量越大，促使陰極電子發射的作用就越強烈。不同的金屬材料，其電子逸出功是不一樣的。如果在焊條的塗藥中添加逸出功小的鉀、鈉、鈣等的化合物，就有利於陰極電子發射，並且電弧燃燒也更穩定。焊接時，根據陰極所得到的能量不同，電子發射方式分為熱電子發射、場致電子發射和撞擊電子發射等。(1)熱電子發射熱電子發射是指陰極在高溫的作用下使電子逸出電極表面的過程。焊接時，由於陰極表面所處的溫度很高，陰極中的電子運動速度也很快，當電子獲得的動能足夠克服電極內部正電荷對它的靜電引力時，電子就會衝出陰極表面而產生電子發射。電極獲得的溫度越高，則從其表面逸出電子的數量也就越多，從而促使電弧空間氣體的踫撞電離也越劇烈，就越有利於電弧的穩定燃燒。(2)場致電子發射場致電子發射是指在兩極距離一定時，如果提高兩極間的電壓，則兩極間的電場強度也就變大。當電場強度達到一定程度時，其對陰極表面電子的作用足夠使電子克服陰極內部正電荷對它的靜電引力，而從陰極表面發射出來。這種由電場強度增大而產生的電子發射，稱為場致電子發射。電場強度越大，場致電子發射的作用越大。(3)撞擊電子發射撞擊電子發射是指當運動速度較快、質量較大的陽離子撞擊陰極表面時、餘將能量傳遞給陰極而產生電子發射的現像。電場強度越大，在電場的作用下陽離子的運動速度也越快，則產生的撞擊電子發射作用也越強烈。在電弧焊時，以上幾種電子發射作用常同時存在，相互。但在不同條件下，它們所起的作用可能有所差異。如在引弧過程中，熱電子發射和場致電子發射起主要作用；電弧正常燃燒時，如采用熔點較高的材料（鎢或碳等）作為陰極，則熱電子發射作用較顯著：如用銅或鉛等材料作為陰極，撞擊電子發射和場致電子發射就成為主要因素；如用鋼作為陰極則熱電子發射、撞擊電子發射和場致電子發射都起作用。綜上所述，焊接電然斃的實反就是在焊接電源不斷供給能量的情況下，電極不斷發

……