电焊教案

金属材料的力学性能一教学目的了解金属材料的基本力学性能为今后的电焊学习打下基础二教学重点金属的强度塑性硬度冲击韧度三教学过程2课时任何机械零件或工具在使用过程中往往要受到各种形式外力的作用如起重机上的钢索受到悬吊物拉力的作用柴油机上的连杆在传递动力时不仅受到拉力的作用而且还受到冲击力的作用轴类零件要受到弯矩扭力的作用等等这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力这种能力就是材料的力学性能金属表现来的诸如弹性强度硬度塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标111强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示符号为单位为MPa工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度屈服强度是指金属材料在外力作用下产生屈服现象时的应力或开始出现塑性变形时的最低应力值用s表示抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下被拉断前所能承受的最大应力值用b表示对于大多数机械零件工作时不允许产生塑性变形所以屈服强度是零件强度设计的依据对于因断裂而失效的零件而用抗拉强度作为其强度设计的依据112塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率用符号表示断面收缩率指试样拉断后断面缩小的面积与原来截面积之比用y表示伸长率和断面收缩率越大其塑性越好反之塑性越差良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件也是保证机械零件工作安全不发生突然脆断的必要条件113硬度硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力硬度是材料的重要力学性能指标一般材料的硬度越高其耐磨性越好材料的强度越高塑性变形抗力越大硬度值也越高114冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷的能力称为冲击韧性用ak表示单位为Jcm2冲击韧性常用一次摆锤冲击弯曲试验测定即把被测材料做成标准冲击试样用摆锤一次冲断测出冲断试样所消耗的冲击AK然后用试样缺口处单位截面积F上所消耗的冲击功ak表示冲击韧性ak值越大则材料的韧性就越好ak值低的材料叫做脆性材料ak值高的材料叫韧性材料很多零件如齿轮连杆等工作时受到很大的冲击载荷因此要用ak值高的材料制造铸铁的ak值很低灰口铸铁ak值近于零不能用来制造承受冲击载荷的零件金属材料的热处理一教学目的掌握基本的热处理知识二教学重点退火正火淬火回火三教学内容2课时金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度并在此温度中保持一定时间后又以不同速度冷却的一种工艺方法金属热处理是机械制造中的重要工艺之一与其它加工工艺相比热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分而是通过改变工件内部的显微组织或改变工件表面的化学成分赋予或改善工件的使用性能其特点是改善工件的内在质量而这一般不是肉眼所能看到的为使金属工件具有所需要的力学性能物理性能和化学性能除合理选用材料和各种成形工艺外热处理工艺往往是必不可少的钢铁是机械工业中应用最广的材料钢铁显微组织复杂可以通过热处理予以控制所以钢铁的热处理金属热处理的主要内容另外铝铜镁钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学物理和化学性能以获得不同的使用性能热处理工艺一般包括加热保温冷却三个过程有时只有加热和冷却两个过程这些过程互相衔接不可间断加热是热处理的重要步骤之一金属热处理的加热方法很多最早是采用木炭和煤作为热源进而应用液体和气体燃料电的应用使加热易于控制且无环境污染利用这些热源可以直接加热也可以通过熔融的盐或金属以至浮动粒子进行间接加热金属加热时工件暴露在空气中常常发生氧化脱碳即钢铁零件表面碳含量降低这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中熔融盐中和真空中加热也可用涂料或包装方法进行保护加热加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一选择和控制加热温度是保证热处理质量的主要问题加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异但一般都是加热到相变温度以上以获得需要的组织另外转变需要一定的时间因此当金属工件表面达到要求的加热温度时还须在此温度保持一定时间使内外温度一致使显微组织转变完全这段时间称为保温时间采用高能密度加热和表面热处理时加热速度极快一般就没有保温时间或保温时间很短而化学热处理的保温时间往往较长冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤冷却方法因工艺不同而不同主要是控制冷却速度一般退火的冷却速度最慢正火的冷却速度较快淬火的冷却速度更快但还因钢种不同而有不同的要求例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬金属热处理工艺大体可分为整体热处理表面热处理局部热处理和化学热处理等根据加热介质加热温度和冷却方法的不同每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺同一种金属采用不同的热处理工艺可获得不同的组织从而具有不同的性能钢铁是工业上应用最广的金属而且钢铁显微组织也最为复杂因此钢铁热处理工艺种类繁多整体热处理是对工件整体加热然后以适当的速度冷却以改变其整体力学性能的金属热处理工艺钢铁整体热处理大致有退火正火淬火和回火四种基本工艺退火将工件加热到适当温度根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间然后进行缓慢冷却冷却速度最慢目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态获得良好的工艺性能和使用性能或者为进一步淬火作组织准备正火将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却正火的效果同退火相似只是得到的组织更细常用于改善材料的切削性能也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理淬火将工件加热保温后在水油或其它无机盐有机水溶液等淬冷介质中快速冷却淬火后钢件变硬但同时变脆为了降低钢件的脆性将淬火后的钢件在高于室温而低于710的某一适当温度进行长时间的保温再进行冷却这种工艺称为回火退火正火淬火回火是整体热处理中的四把火其中的淬火与回火关系密切常常配合使用缺一不可金属材料焊接方法的分类一教学目的了解最常见的基本焊接方法以及他们的特点二教学重点熔焊压焊钎焊三教学内容2课时焊接方法的分类随着生产和科学技术的不断发展目前金属焊接方法的种类很多如果按照焊接过程的特点区分可以归纳为三大类1金属焊接熔焊压焊钎焊A熔焊气焊电弧焊电渣焊等离子弧焊电子束焊激光焊铝热焊B压焊接触焊冷压焊摩擦焊超声波焊真空扩散焊爆炸焊高频焊a电弧焊手工电弧焊埋弧自动弧气体保护焊二氧化碳气体保护焊氩弧焊b接触焊点焊缝焊对焊一熔焊这一类焊接方法的共同特点是利用局部热源将焊件的接合处及填充金属材料有时不用填充金属材料熔化不加压力而互相熔合冷却凝固后而形成牢固的接头电弧焊电渣焊都属于这一类二压焊这一类焊接方法的共同特点是焊件不论加热与否均施加一定压力使两结合面紧密接触产生结合作用从而使两焊件连接在一起接触焊与摩擦焊等都属于这一类三钎焊钎焊与熔焊相似却有着本质的区别它是采用比母材熔点低的金属材料作钎料将焊件和钎料加热到高于钎料熔点却低于母材熔点的温度利用液态钎料润湿母材填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法焊接电弧基础一教学目的为了认识和掌握电弧方法首先弄清电弧的实质掌握电弧的基础知识本章就从理论上对电弧的性质及作用进行分析通过学习使我们能把焊接电弧的知识应用到电弧焊焊接工作中去从而达到提高焊接质量的目的二教学重点焊接电弧的产生条件以及导电机理三教学内容2课时一焊接电弧的产生中性气体原来是不能导电的为了在气体中产生电弧而通过电流就必须使气体分子或原子电离成为正离子和电子而且为了使电弧维持燃烧要求电弧的阴极不断发射电子这就必须不断地输送电能给电弧以补充能量的消耗气体电离和电子发射是电弧中最基本的物理现象气体原子的激发与电离如果气体原子得到了外加的能量电子就可能从一个较低的能级跳跃到另一个较高能级这时原子处于激发状态使原子跃为激发状态所需的能量称为激发能气体原子的电离就是使电子完全脱离原子核的束缚形成离子和自由电子的过程由原子形成正离子所需的能量称为电离能在焊接电弧中根据引起电离的能量来源有以下种形式撞击电离是指在电场中被加速的带电粒子电子离子与中性点原子碰撞后发生的电离热电离是指在高温下具有高动能的气体原子或分子互相碰撞而引起的电离光电离是指气体原子或分子吸收了光射线的光子能而产生的电离气体原子在产生电离的同时带异性电荷的质点也会发生碰撞使正离子和电子复合成中性质点即产生中和现象当电离速度和复合速度相等时电离就趋于相对稳定的动平衡状态一般地电弧空间的带电粒子数量越多电弧越稳定而带电粒子的中和现象则会减少带电粒子的数量从而降低电弧的稳定性电子发射在阴极表面的原子或分子接受外界的能量而释放出自由电子的现象称为电子发射电子发射是引弧和维持电弧稳定燃烧的一个很重要的因素按其能量来源不同可分为热发射光电发射重粒子碰撞发射和强电场作用下的自发射等热发射物体的固体或液体表面受热后其中某些电子具有大于逸出功的动能而逸出到表面外的空间中去的现象称为热发射热发射在焊接电弧中起着重要作用它随着温度上升而增强光电发射物质的固体或液体表面接受光射线的能量而释放出自由电子的现象称为光电发射对于各种金属和氧化物只有当光射线波长小于能使它们发射电子的极限波长时才能产生光电发射重粒子撞击发射能量大的重粒子如正离子撞到阴极上引起电子的逸出称为重粒子撞击发射重粒子能量越大电子发射越强烈强电场作用下的自发射物质的固体或液体表面虽然温度不高但当存在强电场并在表面附近形成较大的电位差时使阴极有较多的电子发射出来这就称为强电场作用下的自发射简称自发射电场越强发射出的电子形成的电流密度就越大自发射在焊接电弧中也起着重要作用特别是在非接触式引弧时其作用更加明显二焊接电弧的概念电弧是一种气体导电放电现象焊接电弧则是两个电极之间强烈而持久的放电现象电弧产生的条件就是气体要成为导电体通常气体是不导电的气体成为导体则需要两个条件即阴极电子发射和气体电离阴极电子发射阴极的金属表面连续地向外发射电子的现象叫做阴极电子发射一般情况下电子是不能离开金属表面向外发射的如果阴极电子获得一定能量后就可以克服金属内部正电荷对它的引力而向外发射这种能量可以是热能电能或者运动能量即阴极在高温状态下电子运动速度加快当其能量大于正电荷对其的静电引力即可有电子发射或者当两极间的电场强度达到一定程度后电场对阴极表面电子的吸引力大于正电荷的静电引力时也可发生电子发射同时在电场作用下阴离子的运动速度加快撞击阴极表面将能量传递给阴极也可使电子发射气体电离中性的气体原子在受到电场或热能作用时气体原子中电子获得足够的能量克服原子核对电子的引力而成为自由电子中性原子因失去带负电荷的电子而成为带正电荷的正离子的过程就叫做气体电离当有阴极电子发射电子高速运动与气体原子相互碰撞如果撞击的能量大于气体原子核与电子间的引力时则发生气体电离或者在高温下气体原子的运动速度加快原子间相互碰撞也会引起气体电离焊接材料的融化及熔滴过渡一教学目的二教学重点三教学内容课时焊丝的加热与熔化特性熔化极电弧焊时焊丝条的熔化主要是靠阴极区正接或阳极区反接所产生的热量弧柱区所产生的高温辐射热量对焊丝条熔化居次要地位阴极区与阳极区的产热情况是不同的热功率分别表示为PkIUkUwUTPAIUAUWUT可知焊丝端部的产热量都与焊接电流式成正比它的比例常数等于式123124中括号内的数值表示将其称为焊丝熔化的等效电压并用值的大小与极性电极材料工艺参数及气体介质等因素有关在电弧情况下若弧柱温度为6000K时UT别简化为PkIUKUWPAIUW即阴极区与阳极区的产热量和多少主要与UW和UK值有关焊丝接正极时产生的热量主要决定于材料逸出电压UW和电流大小UW是与材料有关的数值材料一定时阳极区产热量多少只是与电流大小有关当焊丝接负极时其加热熔化情况则与UKUW值有关实践表明影响阴极区压降UK值大小的因素较多它们会影响阴极发射电子也就必然影响阴极区域产热多少及焊丝的加热与熔化情况熔化极气体保护焊接时焊丝均为冷阴极材料在使用含有焊剂的埋弧焊或碱性药皮手弧焊等焊接情况下UKUW所以PkPA这时在同一材料和同一电流情况下焊丝条为阴极正接时的产生热量要比为阳极反接时多因散热条件相同所以焊丝条接负时比焊丝条接正时熔化快焊丝条端头的金属在电弧热作用下被加热熔化并在各种力的作用下以滴状形式脱离焊丝条过渡到熔池中的现象称之为熔滴过渡熔滴过渡的特点规律及其控制是直接影响焊接过程提高焊接质量和生产效率的重要因素因此一直是人们关心并从事研究的课题一熔滴上的作用力焊条端头的金属熔滴受以下几个力的作用表面张力重力电磁收缩力斑点压力等离子流力和其他力一表面张力表面张力是在焊条端头上保持熔滴的主要作用力如图210所示若焊丝半径为R这时焊丝与熔滴间的表面张力为Fa2NRa式中为表面张力系数其数值与材料成分温度气体介质等因素有关在表21中列出了一些纯金属的表面张力系数资料在熔滴上具有少量的表面活化物质时可以大大地降低表面张力系数在液体钢中最大的表面活化质是氧和硫如纯铁被氧饱和后其表面张力系数降低到1030103Nm因此影响这些杂质含量的各种因素金属的脱氧程度渣的成分等将会影响熔滴过渡的特性增加熔滴温度会降低金属的表面张力系数从而减小熔滴尺寸二重力当焊丝直径较大而焊接电流较小时在平焊位置的情况下使熔滴脱离焊丝的力主要是重力其大小为27式中r熔滴半径熔滴的密度g重力加速度如果熔滴的重力大于表面张力时熔滴就要脱离焊丝假如熔滴为球形且拉断熔滴后在焊丝上不保留液体金属理想情况那么28实际上液体金属不能全部脱离焊丝端头而总要残留一部分如果焊丝直径相同时由于表面张力系数和密度不同如图211所示熔滴脱离之前的形态也不同越大时则过渡的熔滴越细显然立焊和仰焊时重力将阻碍熔滴过渡三电磁力电流通过熔滴时导体的截面是变化的在熔化极焊接的情况下指焊丝熔滴电极斑点弧柱之间将产生电磁力的轴向分力其方向总是从小截面指向大截面如图212所示这时产生的电磁力可分解为径向和轴向的两个分力电流在熔滴中的流动路线可以看做圆弧形这时电磁力对熔滴过渡的影响可以按不同部位加以分析在焊丝与熔滴连接的缩颈处形成的电磁力可由下列数值方程决定29式中电磁力NI电流A焊丝直径mm熔滴直径mm这时的电磁力是由小断面指向大断面它是促进熔滴过渡的在熔滴与弧柱间形成斑点它的面积大小决定于电流线在熔滴中的流动形式若斑点面积小于熔滴直径此时形成电磁力为210式中弧根面积的直径mm若时形成的合力向上构成斑点压力的一部分会阻碍熔滴过渡若时形成的合力向下会促进熔滴过渡由此可见电磁力对熔滴过渡的影响决定于电弧形态若弧根面积笼罩整个熔滴此处的电磁力促进熔滴过渡若弧根面积小于熔滴直径此处的电磁力形成斑点压力的一部分会阻碍熔滴过渡CO2气体保护焊时大滴状排斥过渡就属于这种情况四等离子流力上一章已经谈到自由电弧的外形通常呈圆锥状因此在电弧各个截面上的电磁力是不相同的截面积小的电磁力大截面积大的电磁力小这样就在电弧中形成了由小截面指向大截面的轴向推力在轴向推力的作用下将使得电弧中高温等离子体从焊丝端部向工件方向高速运动形成等离子流力详见第一章第四节电流较大时等离子流力对熔滴产生很大的推力使之沿焊丝轴线方向运动这种推力的大小与焊丝直径和电流大小密切相关二熔滴过渡的主要形式及特点熔滴过渡现象十分复杂而且当焊接条件及工艺参数发生变化时各种过渡形式又可相互转化按照熔滴过渡方式及过渡时电弧形态的特点熔滴过渡大体上可分为三种类型即自由过渡接触过渡和渣壁过渡自由过渡是指熔滴脱离焊丝端部后经过电弧空间自由运动一段距离后而落入熔池的过渡形式当焊接条件不同时自由过渡又可区分为滴状过渡喷射过渡和爆炸过渡等三种形式接触过渡是焊丝端部的熔滴通过与熔池表面相接触而过渡到熔池中去在熔化极气体保护焊时这种接触短路过渡后又重新引燃电弧的接触短路过渡形式亦称之为短路过渡TIG焊时焊丝作为填充金属它与工件之间不产生电弧也有称为搭桥过渡的渣壁过渡常常出现于埋弧焊和手弧焊的情况熔滴是通过熔渣的空腔壁上或沿药皮套筒过渡到熔池中去焊条电弧焊一教学目的对焊条电弧焊有充分的认识了解掌握焊条电弧焊的特点为下一步实践操作打下基础二教学重点焊条电弧焊的工作原理特点及应用三教学内容2课时一焊剂焊条的类型焊条药皮的化学成分对电弧的稳定性熔深金属熔敷率和定位能力有很大影响焊条可分为三大类纤维素型焊条氧化钛药皮焊条碱性焊条纤维素型焊条的药皮中含有大量的纤维素它的特点是电弧熔深深摩擦变形速度快这也提高了整个焊接速度但由于焊缝沉淀物比较粗糙并且和流动的熔渣混合在一起所以除渣很困难这种焊条在任何位置都可以使用而且因其在高架焊管中的使用而为人们所熟悉特点在所有位置都能形成较深的熔深适用于向下立焊良好的机械性能产生大量的氢有造成热影响区裂纹的风险氧化钛焊条的药皮中含有大量的氧化钛氧化钛使起弧平滑电弧操作和降低弧飞溅变得容易这种通用焊条具有良好的焊接特性在交流电或直流电下它们可用于所有位置的焊接特别适用于横角立角位置的接头焊接特点合适的焊缝金属机械性能粘性熔渣能形成良好的焊道外形定位焊接可能会产生流动的熔渣含氟化物易清除熔渣碱性焊条药皮中含有大量的碳酸钙石灰石氟化钙萤石这使它的熔渣比氧化钛型焊条的熔渣更易流动这也是一种协助立焊和仰焊快速冷却的方法这些焊条用于焊接中型和大型结构要求具有较高的焊接质量良好的机械性能和抗裂纹能力过度拘束会产生裂纹特点低氢焊缝金属要求高焊接电流速度焊道成形差表面轮廓弯曲粗糙清除熔渣困难金属粉末焊条包含加有金属粉末的涂料可使焊接电流增加到最大容许电流因此与药皮中不含铁粉的焊条相比金属粉末焊条的金属熔敷速度和效率金属熔敷比例都有所提高熔渣也很容易清除由于熔敷速度快铁粉焊条主要用于平焊横焊和立焊氧化钛焊条和碱性焊条没有显著的电弧特性电弧力度较小减少了焊道的熔深电源焊条可以在交流或直流电源下使用并不是所有的直流焊条都能在交流电源下使用但交流焊条通常都能在直流电源下使用焊接电流对焊接电流的选择取决于焊条的尺寸生产厂商向用户推荐正常的操作范围和焊接电流选择焊条尺寸的标准操作范围如左图所示根据经验选择电流所依据的焊条标准约是直径因此一个直径为的焊条首选的电流大小应该是但实际的操作范围可以是目前晶体管逆变技术可以生产出质量较轻的小型电源这些电源越来越多的被用于工地焊接中它们可以方便地在各个工作点间移动这些电源由电力控制可用于和httpbaikebaiducomview770836htm焊提高了电源的适应性现在密封的容器内也可以使用焊条这些真空包装的焊条在使用前不需再进行烘焙但是如果包装被打开或者损坏就必须依照生产厂商的说明重新烘焙焊条分类平焊立焊横焊仰焊二手工电弧焊过程在焊钳更换新的焊条前手工电弧焊过程只能完成短焊缝的焊接焊缝熔深浅熔敷质量取决于焊工的技能焊剂焊条的类型焊条药皮的化学成分对电弧的稳定性熔深金属熔敷率和定位能力有很大影响焊条可分为三大类纤维素型焊条氧化钛药皮焊条碱性焊条纤维素型焊条的药皮中含有大量的纤维素它的特点是电弧熔深深摩擦变形速度快这也提高了整个焊接速度但由于焊缝沉淀物比较粗糙并且和流动的熔渣混合在一起所以除渣很困难这种焊条在任何位置都可以使用而且因其在高架焊管中的使用而为人们所熟悉特点在所有位置都能形成较深的熔深适用于向下立焊良好的机械性能产生大量的氢有造成热影响区裂纹的风险氧化钛焊条的药皮中含有大量的氧化钛氧化钛使起弧平滑电弧操作和降低弧飞溅变得容易这种通用焊条具有良好的焊接特性在交流电或直流电下它们可用于所有位置的焊接特别适用于横角立角位置的接头焊接特点合适的焊缝金属机械性能粘性熔渣能形成良好的焊道外形定位焊接可能会产生流动的熔渣含氟化物易清除熔渣碱性焊条药皮中含有大量的碳酸钙石灰石氟化钙萤石这使它的熔渣比氧化钛型焊条的熔渣更易流动这也是一种协助立焊和仰焊快速冷却的方法这些焊条用于焊接中型和大型结构要求具有较高的焊接质量良好的机械性能和抗裂纹能力过度拘束会产生裂纹特点低氢焊缝金属要求高焊接电流速度焊道成形差表面轮廓弯曲粗糙清除熔渣困难金属粉末焊条包含加有金属粉末的涂料可使焊接电流增加到最大容许电流因此与药皮中不含铁粉的焊条相比金属粉末焊条的金属熔敷速度和效率金属熔敷比例都有所提高熔渣也很容易清除由于熔敷速度快铁粉焊条主要用于平焊横焊和立焊氧化钛焊条和碱性焊条没有显著的电弧特性电弧力度较小减少了焊道的熔深电源焊条可以在交流或直流电源下使用并不是所有的直流焊条都能在交流电源下使用但交流焊条通常都能在直流电源下使用焊接电流对焊接电流的选择取决于焊条的尺寸生产厂商向用户推荐正常的操作范围和焊接电流选择焊条尺寸的标准操作范围如左图所示根据经验选择电流所依据的焊条标准约是直径因此一个直径为的焊条首选的电流大小应该是但实际的操作范围可以是焊接一般称第一层为打底焊其余称为中间层焊道最后一层称为盖面焊道通常中小管焊接时以截面中心垂直线为界面分成两部分先焊的一半叫前半周后焊的一半叫后半周施焊时按仰立平焊位置顺序由下向上进行即在仰焊位置起焊在平焊位置收尾形成两个接头打低焊实现单面焊双面成型第一层焊缝的焊接第一层焊缝的焊接是决定焊接质量的关键一毁采用稍作摆动的直线运条法第一层打底焊根据管径大小的不同可在仰焊位置中心线前起一的坡口一边引弧应注意避免在坡口或对口中心引弧以避免造成缺陷引燃电弧后用长弧把焊缝根部预热秒接着马上压低电弧托住铁水并用电弧击穿焊缝根部若过程正常则向上连续焊接若出现熔孔则可用一字形往复运条法将熔孔堵好后再继续向上焊当运条到定位焊缝时必须用电弧击穿根部间隙使之充分熔合在焊接过程中从下往上焊位置不断变化因此焊条角度也必须相应改变以上为前半部分的焊接后半部分焊缝焊接的操作方法与前半部分相似但上下接头一定要接好仰焊接头时应把先焊的焊缝端头用电弧割去一部分这样既可把可能存在的缺陷去除又可以形成缓坡形割缝对焊接有力接头处焊接时要使原焊缝充分熔化并使之形成熔孔以保证根部焊透平焊接头时应压低电弧焊条前后摆动推开熔渣并击穿根部以保证焊透熄弧前添满弧坑中间层的焊接除去第一层与最外层其余都称为中间层一般壁厚大于时才有中间层中间层的焊接相对比较容易但工艺参数选择不当也会出现气孔夹渣层间未焊透等缺陷中间层焊波较宽一般采用月牙形或锯齿形运条进行连续焊接在坡口两侧应稍作停留焊角角度也要相应有所变化外层的焊接外层焊缝应根据设计要求焊一定的焊缝增高量焊缝外表应均匀美观沿圆周基本一致一般采用月牙运条法摆动要慢而稳坡口两侧要有足够的停留时间当坡口较宽时可采用多道焊应先焊坡口两侧后焊中间盖面盏面焊接又称加强面焊接它不但要使焊缝外表美观实质上也反映了其内部质量盖面时可采用月牙运条摆动要慢而稳使焊波均匀美观一般每边宽度要比坡口增宽左右余高一般仰焊部位其它部位为严重的咬边深度大于余高过高或不足以及过度陡急等均不允许埋弧焊一教学目的了解什么是埋弧焊埋弧焊的优点与缺点二教学重点埋弧焊的特点三教学内容2课时埋弧焊简介埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法一埋弧焊的焊接过程埋弧焊是利用焊丝与工件之间在焊剂层下燃烧的电弧产生热量熔化焊丝焊剂和母材金属而形成焊缝的熔化极电弧焊方法由于焊接时电弧掩埋在焊剂层下燃烧电弧光不外露因此被称为埋弧焊二埋弧焊的特点1埋弧焊的主要优点1焊接生产率高2焊缝质量好3焊接成本较低4劳动条件好2埋弧焊的主要缺点1难以在空间位置施焊2工件装配质量要求高3不适合焊接薄板和短焊缝4不适合焊接活泼金属手工钨极氩弧焊一教学目的掌握TIG焊的特点和应用电流种类和极性TIG焊的设备二教学重点TIG焊的特点与应用电流种类和极性设备与工艺三教学内容2课时TIG焊的特点和应用一TIG焊的原理TIG焊是在惰性气体的保护下利用钨极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝也可以不加填充焊丝形成焊逢的焊接方法TIG焊分为手工焊和自动焊焊接时用难熔金属钨或钨合金制成的电极基本上不熔化故容易维持电弧长度的恒定TIG焊一般采用氩气作保护气体称为钨极氩弧焊在焊接厚板高导热率或高熔点金属等情况下也可采用氦气或氦氩混合气作保护气体在焊接不锈钢镍基合金和镍铜合金时可采用氩氢混合气作保护气体二TIG焊的特点TIG焊与其它焊接方法相比有如下特点可焊金属多2适应能力强焊接生产率低4生产成本较高三TIG焊的应用TIG焊几乎可用于所有钢材有色金属及其合金的焊接特别适合于化学性质活泼的金属及其合金常用于不锈钢高温合金铝镁钛及其合金以及难熔的活泼金属如锆钽钼铌等和异种金属的焊接TIG焊容易控制焊缝成形容易实现单面焊双面成型主要用于薄件焊接或厚件的打底焊脉冲TIG焊特别适宜于焊接薄板和全位置管道对接焊TIG焊的电流种类和极性一直流TIG焊直流TIG焊时电流极性没有变化电弧连续而稳定按电源极性的不同接法又可将直流TIG焊分为直流正极性法和直流反极性法两种方法1直流正极性法直流正极性法焊接时工件接电源正极钨极接电源负极直流正极性有如下特点1熔池深而窄焊接生产率高工件的收缩应力和变形都小2钨极许用电流大寿命长3电弧引燃容易燃烧稳定总之直流正极性优点较多所以除铝镁及其合金的焊接以外TIG焊一般都采用直流正极性焊接2直流反极性法直流反极性时工件接电源负极钨极接正极这时工件表面温度很高氧化膜很快被汽化破碎这时阴极斑点就会自动转移到附近有氧化膜存在的地方如此下去就会把工件表面的氧化膜清除掉这种现象称为阴极破碎或称阴极雾化现象除了铝镁及其合金的薄件焊接外很少采用直流反极性法二交流TIG焊交流TIG焊时电流极性每半个周期交换一次因而兼备了直流正极性法和直流反极性法两者的优点实践证明用交流TIG焊焊接铝镁及其合金能获得满意的焊接质量综上所述TIG焊既可以使用交流电流也可以使用直流电流进行焊接对于直流电流还有极性选择的问题焊接时应根据焊接材料来选择适当的电流或极性TIG焊设备一分类钨极惰性气体保护焊TIG焊设备按操作方式可分为手工TIG设备和自动TIG设备两类按焊接电源不同又可分为交流TIG设备直流TIG设备以及矩形波TIG设备二组成手工TIG设备主要由焊接电源焊枪供气系统供水系统及焊接控制装置等部分组成自动TIG设备则还包括小车行走机构和送丝机构TIG焊工艺TIG焊工艺主要包括焊前清理工艺参数的选择和操作技术等几个方面一焊前清理氩气是惰性气体在焊接过程中既不与金属起化学作用也不溶解于金属中为获得高质量焊缝提供了良好条件但是氩气不象还原性气体或氧化性气体那样它没有脱氧去氢的能力为了确保焊接质量焊前对工件及焊丝必须清理干净不应残留油污氧化皮水分和灰尘等二工艺参数的影响及选择TIG焊的工艺参数有焊接电流电弧电压电弧长度焊接速度填丝速度保护气流量与喷嘴孔径钨极直径与形状等合理的焊接工艺参数是获得优质焊接接头的重要保证三TIG焊的焊接技术TIG焊可分为手工TIG焊和自动TIG焊两种其操作技术的正确与熟练是保证焊接质量的重要前提由于工件厚度施焊姿式接头形式等条件不同操作技术也不尽相同1引弧引弧前应提前510s送气引弧有两种方法高频振荡引弧或脉冲引弧和接触引弧最好是采用非接触引弧采用非接触引弧时应先使钨极端头与工件之间保持较短距离然后接通引弧器电路在高频电流或高压脉冲电流的作用下引燃电弧2焊接焊接时为了得到良好的气保护效果在不妨碍视线的情况下应尽量缩短喷嘴到工件的距离采用短弧焊接一般弧长47mm焊枪与工件角度的选择也应以获得好的保护效果便于填充焊丝为准3收弧焊缝在收弧处要求不存在明显的下凹以及产生气孔与裂纹等缺陷为此在收弧处应添加填充焊丝多使弧坑填满这对于焊接热裂纹倾向较大的材料时尤为重要此外还可采用电流衰减方法和逐步提高焊枪的移动速度或工件的转动速度以减少对熔池的热输入来防止裂纹熄弧后不要立即抬起焊枪要使焊枪在焊缝上停留35s待钨极和熔池冷却后再抬起焊枪停止供气以防止焊缝和钨极受到氧化至此焊接过程便告结束应关断焊机切断水电气路4TIG焊的其它方法介绍脉冲TIG焊热丝TIG焊TIG点焊等其他常用的电焊方法一教学目的掌握气体保护焊的特点与分类二教学重点气体保护焊的特点分类与安全特点三教学内容2课时特点气体保护焊与其它焊接方法相比具有以下特点电弧和熔池的可见性好焊接过程中可根据熔池情况调节焊接参数焊接过程操作方便没有熔渣或很少有熔渣焊后基本上蒙不需清渣电弧在保护气流的压缩下热量集中焊接速度较快熔池较小热影响区窄焊件焊后变形小有利于焊接过程的机械化和自动化特别是空间位置的机械化焊接可以焊接化学活泼性强和易形成高熔点氧化膜的镁铝钦及其合金可以焊接薄板在室外作业时需设挡风装置否则气体保护效果不好甚至很差电弧的光辐射很强httpbaikebaiducomview1516443htm焊接设备比较复杂比焊条电弧焊设备价格高气体保护焊分类气体保护焊通常按照电极是否熔化和保护气体不同分为非熔化极钨极惰性气体保护焊和熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊包括情性气体保护焊氧化性混合气体保护焊岛气体保护焊管状焊丝气体保护焊气体保护焊安全特点httpbaikebaiducomview770843htm气体保护焊除具有一般手工电弧焊的安全特点以外还要注意以下几点气体保护焊电流密度大弧光强温度高且在高温电弧和强烈的紫外线作用下产生高浓度有害气体可高达手工电弧焊的倍所以特别要注意通风httpbaikebaiducomview1182389htm引弧所用的高频振荡器会产生一定强度的电磁辐射接触较多的焊工会引起头昏疲乏无力心悸等症状氢弧焊使用的钨极材料中的牡柿等稀有金属带有放射性尤其在修磨电极时形成放射性粉尘接触较多容易造成各种焊工疾病焊接设备的选择与分类一教学目的了解各种点焊接学会根据实情选择合适的电焊机这样有助于提高工作效率二教学重点电弧电焊机三教学内容2课时一焊机的分类1焊接设备可分为电焊机火焰焊接设备其他焊接设备2电焊机主要包括电弧焊机电阻焊机其他焊机3电弧焊机焊条电弧焊机埋弧焊机气体保护焊机4电阻焊机点焊机凸焊机缝焊机对焊机5其他焊机电渣焊机等离子弧焊机高频电阻焊机电子书焊机光束焊机超声波焊机摩擦焊机冷压焊机真空扩散焊机钎焊机螺柱焊机旋弧焊机二焊机的选用焊接设备与焊接材料焊接方法焊接重量焊接环境以及经济和安全因素密切相关合理设计焊接工艺和选择焊接设备是非常重要的焊接设备的选择通常依据下列原则实用性原则经济性原则成套性原则安全性原则电弧焊机的选择与分类一教学目的确保焊机的正确操作维护保养安全生产提高效率二教学重点电焊机的正确操作以及安全防范三教学内容4课时操作规程上岗要求操作人员为持有焊工证的或经专业培训的员工操作人员必须熟悉焊机的基本性能及技术要求操作人员必须忠于职守认真负责熟练掌握本设备的操作维护及保养操作人员必须不断努力学习总结交流经验求得本身素质的不断提高开机前检查确认电源线是否完好确认焊机地线与焊钳的连线是否完好焊钳与地线是否搭铁为保护焊的是否有保护气管子是否漏气需冷却水的是否有冷却水水管是否通畅安全操作打开主电源将焊接电流电压调至所需工作档位接通保护气先试焊一下观察焊接规范是否恰当然后调整之操作人员焊接作业时应集中精力佩戴好防护用具保证自身安全高空作业时首先确认脚下是否稳当应尽量带安全带焊接作业时确认工作区域是否有易燃易爆物品有应远离或将其搬开远离之由于焊接飞溅会影响周围的物品的外观及功能所以应确认是否要保护并且提醒周边的人员注意严禁焊接时更换焊接规范以免造成设备损坏操作要求焊接业前应认真阅读图纸及技术资料复杂焊件需先弄清焊接次序及装配次序后才能开始加固焊前先点固位置保证形状后才能加固焊牢如易变形或有尺寸位置要求的需合理使用工装治具首件必须经自检合格或由专门品质人员检验合格后方可进入批量作业爱惜设备及工具设备出现异常现象应及时反馈至领导处严禁继续开机和私自拆修设备设备保养清洁设备清除焊渣清理工作现场及周边环境每月需检查各种电线是否完好否则更换之