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1.了解焊接及焊接工艺的特点及概念
2.了解焊接发展史教学重点焊接发展史教学过程授新
一、焊接工艺的研究内容
(一)、焊接的定义及特点,定义焊接焊接的优点1节省金属材料,从而减轻结构的质量2焊接工艺的过程简单,生产率高3焊接质量高4能将不同材料连接成整体5劳动强度小、噪声低
(二)、焊接工艺研究的内容定义焊接工艺包括焊前准备、焊接材料焊前方法、焊接顺序焊接操作的最佳选择、焊后处理
二、焊接方法分类
三、《焊接工艺》课程的目的,任务和要求
(一)、焊接工艺课程的目的,任务
(二)、本课程的学习要求
1、基本要求
(1)、了解常用焊接方法的特点过程实质和实用范围
(2)、理解常用焊接设备的操作程序、焊接参数对焊接质量的影响及其调试方法
(3)、了解常用金属材料焊接性分析方法
(4)、理解常用金属材料焊接性
(5)、掌握常用金属材料的焊接工艺
(6)、了解焊接新技术和新工艺
2、基本能力要求
3、学习方法建议小结
1、焊接工艺研究的内容
2、焊接方法的分类作业课后记第二讲§1-1气焊教学目的
1、了解气焊用的材料教学重点气焊用焊丝与焊剂教学难点无教学过程复习提问什么叫焊接?
1、气焊与气割用材料
1、氧气(O2)氧气是一种无色、无味、无毒气体氧气的化合能力随着压力的增大和温度的升高而增强,因此工业常用的高压氧气与油脂类等易燃物质接触时,极易燃烧甚至爆炸使用时必须特别注意安全对氧气的纯度有一定的要求一般气焊时要求氧气的纯度不低于
99.2%,气割时要求氧气的纯度不低于
98.5%
2、乙炔(C2H2)乙炔是气焊、气割中最常用的一种可燃气体,它具有低热值(每m3气体的最低发热量)高、火焰温度高、火焰对金属无有害的化学作用、制取方便等特点乙炔是一种易燃易爆的气体,当压力超过
0.15MPa时,很容易发生爆炸如果气体温度达到580~600℃时,乙炔会自行爆炸乙炔燃烧时,禁止用四氯化碳灭火工业用乙炔主要由水分解电石而得到
3、气焊丝和气焊熔剂
(1)气焊丝气焊时,焊丝不断地送入熔池内,并与熔化的基本金属熔合形成焊缝焊缝的质量在很大程度上与气焊丝的化学成分和质量有关常用气焊丝的型号和用途如下1)结构钢焊丝一般低碳钢焊件采用的焊丝有H08A;重要的低碳钢焊件用H08Mn和H08MnA;中强度焊件用H15A;强度较高的焊件用H15Mn焊接强度等级为300~350MPa的普通碳素钢时,采用H08A、H08Mn和H08MnA等焊丝焊接优质碳素钢和低合金结构钢时,可采用碳素结构钢焊丝或合金结构钢焊丝,如H08Mn、H08MnA、H10Mn2以及H10Mn2MoA等2)铸铁用焊丝铸铁焊丝分为灰铸铁焊丝和合金铸铁焊丝,其型号、化学成分可参见相关国家标准
(2)气焊熔剂1)气焊熔剂的作用气焊过程中,被加热的熔化金属极易与周围空气中的氧或火焰中的氧化合生成氧化物,使焊缝中产生气孔和夹渣等缺陷为了防止金属的氧化及消除已经形成的氧化物,在焊接有色金属、铸铁以及不锈钢等材料时必须采用气焊熔剂2)常用气焊熔剂及选用气焊熔剂应根据母材金属在气焊过程中所产生的氧化物的种类来选用所选用的熔剂应能中和或溶解这些氧化物小结
1、气焊与气割用气体
2、气焊用焊丝与焊剂作业课后记第三讲§1-2气焊用具及设备教学目的使学生熟悉气焊用具和设备教学重点焊炬与割炬教学难点无教学过程复习提问气焊熔剂的作用是什么?1.气焊、气割用设备和工具气焊设备及工具主要由氧气瓶、氧气减压器、乙炔发生器(可乙炔瓶)、乙炔减压器回火保险器、焊炬和橡皮管等组成气割时所用设备,除所用的割炬与焊炬不同外,其他设备均与气焊用的相同
(1)氧气瓶氧气瓶是贮存和运输高压氧气的容器瓶体漆成天蓝色,并漆有“氧气”黑色字样氧气瓶容量一般为40L,额定工作压力为15MPa
(2)减压器减压器是将氧气瓶中高压气体的压力减到气焊气割所需压力的一种调节装置减压器不但能减低压力、调节压力,而且能使输出的低压气体的压力保持稳定,不会因气源压力降低而降低气焊气割用减压器有氧气减压器、乙炔减压器和丙烷减压器等
(3)乙炔瓶乙炔瓶是贮存和运输乙炔的容器瓶体漆成白色,并漆有“乙炔”红色字样使用时,必须用乙炔减压器将乙炔压力降到低于
0.103MPa方可使用
(4)回火保险器回火保险器是装在燃烧气体系统防止向燃气管路或气源回烧的保险装置目前国内使用的回火保险器有水封式和干式两种
(5)焊炬焊炬是用于控制火焰进行焊接的工具,其功用是将可燃气体与氧气按一定比例混合后以一定速度喷出应用最广的为射吸式焊炬等压式焊炬由于使用中压或高压乙炔,尚未获得广泛应用常用的射吸式焊炬型号有H01—
6、H01—
12、H01—20等(型号中H表示焊炬,0表示手工,1表示射吸式,后缀数字表示焊接低碳钢最大厚度,单位为mm)每个焊炬都配有不同规格的5个焊嘴,每个焊嘴上刻有不同数字
1、
2、
3、
4、5,数字小的焊嘴孔径小,数字大的孔径大,焊接时可根据材料、板厚选用所需的焊嘴
(6)手工割炬同焊炬一样,割炬也有射吸式和等压式两种,目前应用得较多的是射吸式割炬常用的射吸式割炬型号有G01—
30、G01—
100、G01—300等(型号中G表示割炬,0表示手工,1表示射吸式,后缀数字表示切割低碳钢最大厚度,单位为mm)小结
1、气焊用设备
2、气割用设备作业课后记第四讲§1-3气焊工艺教学目的掌握气焊工艺教学重点气焊焊接参数的选择教学难点气焊焊接参数的选择教学过程复习提问气焊与气割的设备有何不同?
一、气焊工艺
(1)气焊接头的种类及坡口形式1)气焊接头的种类常用的气焊接头形式有卷边接头、对接接头及角接接头等几种焊接接头的形式可根据焊件厚度、结构形式、强度要求和施工条件等情况选定一般气焊接头采用对接接头形式气焊
0.5~1mm的薄钢板时,宜采用卷边接头及角接接头;当板厚小于3mm时,亦可采用I形坡口的对接接头;当板厚等于或大于4mm时,可采用Y形坡口2)气焊焊缝坡口的基本形式与尺寸在GB/T985—1988标准中规定了钢焊接接头的各种坡口形式与尺寸可以根据板厚δ从该标准中查出装配间隙b如果焊件厚度较大,需要开坡口,亦可从该标准中查出相应的坡口形式及尺寸
(2)气焊焊接参数的选择气焊焊接参数通常包括焊丝的牌号和直径,熔剂,火焰性质,焊嘴的倾角,焊接方向和焊接速度等1)焊丝直径的选择焊丝直径是根据工件厚度选择2)气焊火焰的选择气焊火焰是可燃性气体(或可燃性液体蒸气)与氧气混合燃烧而形成的包括氧乙炔焰、氢氧焰及液化石油气燃烧的火焰乙炔与氧混合燃烧所形成的火焰,一般称为氧乙炔焰氧乙炔焰具有很高的温度(约3200℃),加热集中,这是目前气焊中采用的主要火焰氧乙炔焰由于混合比不同有三种火焰;中性焰、氧化焰和碳化焰
①中性焰当氧气与乙炔的混合比(体积)为
1.1~
1.2时,可获得此火焰其特征为亮白色的焰心端部有淡白色火焰闪动中性焰热量集中,温度可达3050~3150℃,由焰心、内焰和外焰三部分组成的其中内焰处在焰心前2~4mm部位,燃烧最激烈,温度最高(3100~3150℃),这个区域最适合焊接
②碳化焰是氧气与乙炔的混合比小于
1.1时的火焰其特征是内焰呈淡白色碳化焰由焰心、内焰和外焰三部分组成,最高温度可达到2700~3000℃碳化焰不能用于焊接低碳钢及低合金钢但轻微的碳化焰应用较广,可用于焊接高碳钢、中合金钢、高合金钢、铸铁、铝及铝合金等材料
③氧化焰是氧气与乙炔的混合比大于
1.2时的火焰其特征是焰心端部无淡白色火焰闪动,内焰,外焰分不清其最高温度可达到3100~3400℃左右氧化焰有过量的氧,因此氧化焰有氧化性,除黄铜外(因氧化焰会使熔化金属表面覆盖一层硅的氧化膜可阻止黄铜中锌的挥发,故可用氧化焰),一般材料的焊接,绝不能采用氧化焰气割时可以使用3)焊炬倾角的选择焊炬倾角是指焊炬中心线与焊件平面之间的夹角α焊炬倾角大,热量散失小,焊件得到的热量多,升温快;焊炬倾角小,热量散失多,焊件受热少、升温慢因此,在焊接厚度大,熔点较高或导热性较好的焊件时,或开始焊接时,为了较快地加热焊件和迅速形成熔池,焊炬的倾角要大些;反之,可以小些4)焊接方向左向焊适用于焊接薄板,右向焊适用于焊接厚度较大的工件5)焊接速度的选择对于厚度大、熔点高的焊件,焊接速度要慢些,以免发生未熔合的缺陷;而对于厚度小、熔点低的焊件,焊接速度要快些,以免烧穿或使焊件过热,降低焊缝质量焊接速度的快慢,应根据焊工操作的熟练程度与焊缝位置等具体情况而定在保证焊接质量的前提下应尽量加快焊接速度,以提高生产率小结
1、气焊接头的种类及坡口形式
2、气焊工艺参数选择作业课后记第五讲§1-4气割工艺教学目的掌握气割工艺教学重点气割参数的选择教学难点气割参数的选择教学过程复习提问气焊与气割的设备有何不同?
1、气割过程气割是利用气体火焰的热量将工件切割处预热到一定温度后,喷出高速切割氧流,使其燃烧并放出热量实现切割的方法,气割具有设备简单、方法灵活、基本不受切割厚度与零件形状限制、容易实现机械化自动化等优点,广泛应用于切割低碳钢和低合金钢零件氧气切割包括下列三个过程1)预热气割开始时,先用预热火焰将起割处的金属预热到燃烧温度(燃点)2)燃烧向被加热到燃点的金属喷射切割氧,使金属在纯氧中剧烈地燃烧3)氧化与吹渣金属氧化燃烧后,生成熔渣并放出大量的热,熔渣被切割氧吹掉,所产生的热量和预热火焰的热量将下层金属加热到燃点,这样继续下去就将金属逐渐地割除穿随着割炬的移动,就割出了所需的形状和尺寸
2、气割参数与选择气割参数包括切割氧压力、切割速度、预热火焰能率、割炬与工件间的倾角,以及割炬离开工件表面的距离等1)切割氧压力切割氧的压力与割件厚度、割嘴号码以及氧气纯度等因素有关随着工件厚度的增加,选择的割嘴号码要增大,氧气压力也要相应增大反之,则所需氧气的压力就可适当降低2)切割速度工件越厚,切割的速度越慢;反之,工件越薄,则切割速度应该越快切割速度太慢,会使割缝边缘熔化;切割速度过快,则会产生很大的后拖量或割不穿3)预热火焰的性质气割时,预热火焰应采用中性焰或轻微的氧化焰而不能采用碳化焰,碳化焰会使割缝边缘增碳4)割炬与割件间的倾角割炬与割件间的倾角大小,主要根据割件的厚度来定如果倾角选择不当,不但不能提高切割速度,反而使气割困难,而且还会增加氧气的消耗量5)割炬离割件表面的距离火焰焰芯离开割件表面的距离应保持在3~5mm范围内影响气割质量的因素还有钢材质量及表面状况、切口形状、可燃气体种类及供给方式和割炬形式等
3、气割方法分类气割可分为手工气割和机械气割两大类1)手工气割手工割炬具有轻便、灵活的特点,不受切割位置的限制,并随操作者依切割线可切割出所需的任何形状,适用于各种场合,特别适用于检修、安装工地及野外施工但手工切割的劳动强度大,切口质量不高,生产率也比较低2)机械气割与手工切割相比,机械化气割具有劳动强度低、气割质量好、生产效率高及成本低等优点,因此其应用越来越广泛
①半自动气割常用的CG1-30型半自动气割机是一种小车式半自动气割机,它具有构造简单、质量轻、可移动、操作维护方便等优点,因此应用较广
②仿形气割仿形气割是指气割割炬跟着磁头沿一定形状的钢质靠模移动进行的机械工业化切割
③数控气割数控气割是指按照数字指令规定的程序进行的热切割数控气割不仅可省去放样、划线等工序,使工人的劳动强度大大降低,而且切口质量好,生产效率高,因此在造船、锅炉及化工机械等部门越来越广泛地得到应用
④光电跟踪自动气割光电跟踪自动气割是一项新技术,它是将被切割零件的图样,以一定比例画成缩小的仿形图,用作光电跟踪由于光电跟踪的稳定性好和传动可靠,因此大大地提高了气割质量和生产率,减轻了工人的劳动强度,故光电跟踪自动气割在造船、锅炉及化工机械等部门均得到了应用小结
1、气割过程;
2、气割参数选择;
3、气割方法分类作业课后记第六讲§2-1埋弧焊概述教学目的
1、了解埋弧焊的原理及过程
2、理解埋弧焊特点教学重点埋弧焊特点教学难点埋弧焊原理教学过程复习提问手工气割的特点?埋弧自动焊是指电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的一种自动焊方法,是目前广泛使用的一种高效的机械化焊接方法广泛用于锅炉、压力容器、石油化工、船舶、桥梁、冶金及机械制造工业中
一、埋弧自动焊原理及特点
(1)埋弧焊原理埋弧焊的焊接过程先送丝,经导电嘴与焊件轻微接触,焊剂堆敷在待焊处,引弧随着电弧向前移动,熔池液态金属冷却凝固形成焊缝,液态熔渣冷却而形成渣壳焊接时,焊机的启动、引弧、送丝、机头或焊件移动等过程全由焊机机械化控制
(2)埋弧自动焊的特点
①焊接生产率高埋弧自动焊可采用较大的焊接电流,同时因电弧加热集中,使熔深增加,单丝埋弧焊可一次焊透20mm以下不开坡口的钢板单丝埋弧焊焊速可达30~50m/h
②焊接质量好因熔池有熔渣和焊剂的保护,使空气中的氮、氧难以侵入,提高了焊缝金属的强度和韧性,焊接质量好另外,焊缝表面光洁、平整、成形美观
③劳动条件好由于实现了焊接过程机械化,操作较简便,而且电弧在焊剂层下燃烧没有弧光的有害影响,放出烟尘也少,因此焊工的劳动条件得到了改善
④焊接成本较低由于熔深较大,埋弧自动焊时可不开或少开坡口,减少了焊缝中焊丝的填充量,也节省因加工坡口而消耗掉的母材
⑤焊接范围广埋弧焊不仅能焊接碳钢、低合金钢、不锈钢,还可以焊接耐热钢及铜合金、镍基合金等有色金属此外,还可以进行抗磨损、耐腐蚀材料的堆焊但不适用于铝、钛等氧化性强的金属及其合金的焊接埋弧自动焊主要缺点是一般只适用于平焊或倾斜度不大的位置及角焊位置焊接;焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置,容易产生焊偏及未焊透,不能及时调整工艺参数;焊接设备比较复杂,维修保养工作量比较大;仅适用于直的长焊缝和环形焊缝焊接小结
1、埋弧焊的原理;
2、埋弧焊的特点作业课后记第七讲§2-2埋弧焊工艺
(一)教学目的掌握埋弧焊工艺教学重点埋弧焊工艺参数对焊缝质量的影响教学难点埋弧焊工艺参数的选择教学过程复习提问埋弧焊的特点?埋弧焊焊接工艺
1、焊前准备埋弧焊在焊接前必须做好准备工作,包括焊件的坡口加工、待焊部位的表面清理、焊件的装配以及焊丝表面的清理、焊剂的烘干等
①坡口加工坡口加工要求按GB986—1988执行,以保证焊缝根部不出现未焊透或夹渣,并减少填充金属量坡口的加工可使用刨边机、机械化或半机械化气割机、碳弧气刨等
②待焊部位的清理 焊件清理主要是去除锈蚀、油污及水分,防止气孔的产生一般用喷砂、喷丸方法或手工清除,必要时用火焰烘烤待焊部位在焊前应将坡口及坡口两侧各20mm区域内及待焊部位的表面铁锈、氧化皮、油污等清理干净
③焊件的装配 装配焊件时要保证间隙均匀,高低平整,错边量小,定位焊缝长度一般大于30mm,并且定位焊缝质量与主焊缝质量要求一致必要时采用专用工装、卡具对直缝焊件的装配,在焊缝两端要加装引弧板和引出板,待焊后再割掉,其目的是使焊接接头的始端和末端获得正常尺寸的焊缝截面,而且还可除去引弧和收尾容易出现的缺陷
④焊接材料的清理 埋弧焊用的焊丝和焊剂对焊缝金属的成分、组织和性能影响极大因此焊接前必须清除焊丝表面的氧化皮、铁锈及油污等焊剂保存时要注意防潮,使用前必须按规定的温度烘干待用
2、 埋弧焊的工艺参数埋弧焊的焊接参数主要有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径和伸出长度等
①焊接电流当其他参数不变时,焊接电流对焊缝形状和尺寸的影响如图所示一般焊接条件下,焊缝熔深与焊接电流成正比随着焊接电流的增加,熔深和焊缝余高都有显著增加,而焊缝的宽度变化不大同时,焊丝的熔化量也相应增加,这就使焊缝的余高增加随着焊接电流的减小,熔深和余高都减小
②电弧电压电弧电压的增加,焊接宽度明显增加,而熔深和焊缝余高则有所下降但是电弧电压太大时,不仅使熔深变小,产生未焊透,而且会导致焊缝成形差、脱渣困难,甚至产生咬边等缺陷所以在增加电弧电压的同时,还应适当增加焊接电流
③焊接速度当其他焊接参数不变而焊接速度增加时,焊接热输入量相应减小,从而使焊缝的熔深也减小焊接速度太大会造成未焊透等缺陷为保证焊接质量必须保证一定的焊接热输入量,即为了提高生产率而提高焊接速度的同时,应相应提高焊接电流和电弧电压
④焊丝直径与伸出长度当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时,弧柱直径随之增加,即电流密度减小,会造成焊缝宽度增加,熔深减小反之,则熔深增加及焊缝宽度减小当其他焊接参数不变而焊丝长度增加时,电阻也随之增大,伸出部分焊丝所受到的预热作用增加,焊丝熔化速度加快,结果使熔深变浅,焊缝余高增加,因此须控制焊丝伸出长度,不宜过长
⑤焊丝倾角焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾倾角的方向和大小不同,电弧对熔池的力和热作用也不同,从而影响焊缝成形当焊丝后倾一定角度时,由于电弧指向焊接方向,使熔池前面的焊件受到了预热作用,电弧对熔池的液态金属排出作用减弱,而导致焊缝宽而熔深变浅反之,焊缝宽度较小而熔深较大,但易使焊缝边缘产生未熔合和咬边,并且使焊缝成形变差
⑥其他a.坡口形状b.根部间隙c.焊件厚度和焊件散热条件小结
1、焊前准备;
2、焊接工艺参数对焊缝质量的影响作业课后记第八讲§2-2埋弧焊技术
(二)教学目的掌握埋弧焊焊接技术教学重点对接接头的焊接技术教学难点角焊缝的焊接教学过程复习提问埋弧焊焊接参数对焊缝质量有何影响?埋弧焊技术
1、对接接头单面焊
①在焊剂垫上焊接用这种方法焊接时,焊缝成形的质量主要取决于焊剂垫托力的大小和均匀度以及装配间隙的均匀与否
②在焊剂铜垫板上焊接采用带沟槽的铜垫板,沟槽中铺撒焊剂焊接时这部分焊剂起到焊剂垫的作用,同时又保护铜垫板沟槽起焊缝背面成形作用板料用电磁平台或龙门压力架固定
③在永久性垫板或锁底上焊接当焊件结构允许焊后保留永久性垫板时,厚10mm以下的工件可采用永久性垫板单面焊方法垫板必须紧贴在待焊板缘上,垫板与工件板面间的间隙不得超过1mm厚度大于l0mm的工件,可采用锁底接头焊接的方法
④在临时衬垫上焊接采用柔性的热固化焊剂衬垫贴合在接缝背面进行焊接还有采用陶瓷材料制造的衬垫进行单面焊的方法
⑤悬空焊当工件装配质量良好并且没有间隙的情况下,可以采用不加垫托的悬空焊用这种方法进行单面焊时,工件不能完全熔透一般的熔深不超过2/3板厚,否则容易烧穿只用于不要求完全焊透的接头
2、对接接头双面焊工件厚度12~14mm的对接接头,通常采用双面焊对焊接工艺参数的波动和工件装配质量都较不敏感,能获得较好的焊接质量焊接第一面采用的工艺方法有悬空焊、在焊剂垫上焊、在临时垫板上焊等悬空焊装配时不留间隙或只留很小的间隙一般不超过1mm第一面焊接达到的熔深一般小于工件厚度的一半反面焊接的熔深要求达到工件厚度的60%~70%,以保证工件完全焊透
②在焊剂垫上焊接焊接第一面时,采用预留间隙不开坡口的方法最为经济第一面的焊接参数应保证熔深超过工件厚度的60%~70%焊完第一面后翻转工件,进行反面焊接,其参数可以与正面的相同以保证工件完全焊透预留间隙双面的焊接条件,依工件的不同而不同
③在临时衬垫上焊接采用此法焊接第一面时,要求接头处留有一定间隙,以保证焊剂能填满其中临时衬垫的作用托住间隙中的焊剂焊完第一面后,去除临时衬垫及间隙中的焊剂和焊缝根部的渣壳,用同样参数焊接第二面要求每面熔深均达板厚60%~70%
3、对接接头环缝埋弧焊制造圆筒形容器最常用的一种焊接形式,一般是先在专用的焊剂垫上焊接内环缝,然后再在滚轮转胎上焊接外环缝,如图所示环缝坡口采用不对称布置,将主要焊接工作量放在外环缝,内环缝主要起封底作用环缝埋弧焊的焊接条件可参照平板双面对接的焊接条件选取,焊接操作技术也与平板对接时的基本相同为了防止熔池中液态金属和熔渣从转动的焊件表面流失,无论焊接内环缝还是外环缝,焊丝位置都应逆焊件转动方向偏离中心线一定距离,使焊接熔池接近于水平位置,以获得较好成形焊丝偏置距离随所焊筒体直径而变,一般为30~80mm,如图所示⑷角焊缝焊接焊接T形接头或搭接接头的角焊缝时,通常可采用船形焊和横角焊两种方法
①船形焊将工件角焊缝的两边置于垂直线各成45°的位置,要求接头的装配间隙不超过1.5mm;否则,必须采取措施,防止液态金属流失
②横角焊对接头装配间隙较不敏感,间隙可达到2~3mm焊丝偏角α一般在20°~30°之间实际焊丝位置应视接头具体情况确定每一单道横角焊缝的断面积为40~50mm2,即焊脚长度超过8×8mm时,会产生金属溢流和咬边小结
1、对接单面焊技术;
2、对接双面焊技术;
3、对接环焊缝;
4、角焊缝的焊接作业课后记第九讲习题课教学目的进一步巩固前两章所学内容教学过程
1、学生做习题
2、老师总结问题讲解
1、填空题
1、埋弧焊接头的基本形式可分为和、、和4种
2、焊缝按其空间位置不同可分为、、和
3、埋弧焊的焊接工艺内容包括、、、、和其中主要的焊接工艺参数是指、
4、根据设计或工艺需要,将焊件的待焊部位加工成一定几何形状经装配后形成的沟槽,称为
5、MZ-1000型自动埋弧焊机主要由、和部分组成
6、自动埋弧焊时,焊丝一般处于位置,焊件的倾斜角度不宜超过,否则会严重破坏焊缝成形,并造成、等缺陷
7、焊丝伸出长度越大,则焊丝熔化越,结果使熔深越,余高
2、判断题
1、埋弧焊的焊接速度减少,则线能量减小,熔深减小()
2、用埋弧焊进行上坡焊时,易产生未焊透现象()
3、埋弧焊的焊丝和焊剂都会影响焊缝金属的成分()
4、埋弧焊时焊接电流主要影响焊缝的熔宽,而电弧电压主要影响焊缝的熔深()
5、一般埋弧焊不能进行全位置的焊接()
6、气割过程中发生回火现象时,应先关闭氧气,再关闭乙炔()
3、问答题
1、埋弧焊与焊条电弧焊相比具有哪些优、缺点?
2、简述气割操作过程和注意事项?课后记第十讲§3-1熔化极气体保护焊概述教学目的
1、熔化极气体保护焊的基本概念
2、熔化极气体保护焊的分类
3、熔化极气体保护焊的应用教学重点熔化极气体保护焊的特点及应用教学难点气体保护焊的工作原理教学过程复习提问常用的焊接方法有哪些?
一、熔化极气体保护焊的过程采用可熔化的焊丝与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属,并向焊接区输送保护气体,使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用1.熔化极气体保护焊的分类根据保护气体种类和焊丝形式的不同进行分类熔化极气体保护焊实心焊丝管状焊丝惰性气体氧化性混合CO2气体管状焊丝保护焊气体保护焊保护焊气体保护焊MIG焊MAG焊CO2焊FCAW焊ArAr+HeHeAr+O2Ar+CO2CO2CO2+O2CO2CO2+ArAr+CO2+O2按操作方式,分为自动焊和半自动焊两大类2.熔化极气体保护焊的特点熔化极气体保护焊与渣保护焊方法(如焊条电弧焊和埋弧焊)相比较,在工艺上、生产率与经济效果等方面有着下列优点
(1)气体保护焊是一种明弧焊焊接过程中电弧及熔池的加热熔化情况清晰可见,便于发现问题与及时调整,故焊接过程与焊缝质量易于控制
(2)气体保护焊在通常情况下不需要采用管状焊丝,所以焊接过程没有熔渣,焊后不需要清渣,省掉了清渣的辅助工时,降低了焊接成本
(3)适用范围广,生产效率高,易进行全位置焊及实现机械化和自动化不足之处焊接时采用明弧和使用的电流密度大,电弧光辐射较强;其次,是不适于在有风的地方或露天施焊;设备较复杂3.熔化极气体保护焊应用
(1)适用的焊材适用于焊接大多数金属和合金,最适于焊接碳钢和低合金钢、不锈钢、耐热合金、铝及铝合金、铜及铜合金及镁合金对于高强度钢、超强铝合金、锌含量高的铜合金、铸铁、奥氏体锰钢、钛和钛合金及高熔点金属,熔化极气体保护焊要求将母材预热和焊后热处理,采用特制的焊丝,控制保护气体要比正常情况更加严格对低熔点的金属如铅、锡和锌等,不宜采用熔化极气体保护焊表面包覆这类金属的涂层钢板也不适宜采用这类焊接方法
(2)板厚可焊接的金属厚度范围很广,最薄约1mm,最厚几乎没有限制
(3)焊接位置适应性也较强,平焊和横焊时焊接效率最高小结
1、熔化极气体保护焊的基本概念
2、熔化极气体保护焊的分类
3、熔化极气体保护焊的应用作业课后记第十一讲§3-2熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)教学目的
1、MIG焊的原理及特点
2、MIG焊所用材料
3、MIG焊工艺教学重点MIG焊的原理及特点及应用教学难点MIG焊工艺教学过程复习提问熔化极气体保护焊的分类?1.MIG焊的特点熔化极惰性气体保护焊是以连续送进的焊丝作为熔化电极,采用惰性气体作为保护气的电弧焊方法,简称MIG焊具有以下特点
(1)采用Ar、He或Ar+He作为保护气体,几乎可焊接所有金属,尤其适合于焊接铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属
(2)由于用焊丝作电极,可采用高密度电流,因而母材熔深大,填充金属熔敷速度快,用于焊接铝、铜等金属厚板时生产率比TIG焊钨极惰性气体保护焊高,焊件变形比TIG焊小
(3)MIG焊可采用直流反接,焊接铝及铝合金时有良好的“阴极破碎”作用
(4)MIG焊焊接铝及铝合金时,亚射流电弧的固有自调节作用较为显著2.MIG焊的保护气体和焊丝
(1)保护气体a.Ar、He,b.Ar+He的混合气体其中,Ar和He按一定比例混合使用时,可获得兼有两者优点的混合气体特别适合焊接铝及其合金、铜及其合金等热敏感性的高导热材料氮气可用于铜及其合金的焊接N2可单独使用,也常与Ar混合使用N2来源广泛,价格便宜,焊接成本低;但焊接时有飞溅,外观成形不如Ar+He保护时好
(2)焊丝焊丝直径一般在
0.8~
2.5mm焊丝直径越小,焊丝的表面积与体积的比值越大,杂质相对较多,可能引起气孔、裂纹等缺陷因此,焊丝使用前必须经过严格的清理
3、MIG焊的焊接工艺
(1)焊前准备焊前准备主要有设备检查、焊件坡口的准备、焊件和焊丝表面的清理以及焊件组装等焊前表面清理工作是焊前准备工艺的重点1)化学清理化学清理方式随材质不同而异例如铝及其合金焊前先进行脱脂去油清理,然后用NaOH溶液进行脱氧处理,再用HNO3溶液酸洗光化,其清理工序可参见有关手册2)机械清理机械清理有打磨、刮削和喷砂等,用以清理焊件表面的氧化膜对于不锈钢或高温合金焊件,常用砂纸磨或抛光法;对于铝合金,用细钢丝轮、钢丝刷或刮刀机械清理方法生产率较低
(2)工艺参数MIG焊的主要焊接工艺参数是焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、喷嘴直径、氩气流量等喷嘴孔径为20mm左右,氩气流量约在30~60L/min范围内电流种类和极性,则采用直流反接,有利于电弧稳定,并充分发挥“阴极破碎”作用MIG焊可以进行半自动焊接或自动化的焊接,其应用范围较广
4、MIG焊应用
(1)焊材主要用于铝、镁、铜、钛及其合金和不锈钢的焊接
(2)板厚在实际生产中,一般为2mm以下的薄板
(3)焊接位置可以实现各种位置的焊接小结
1、MIG焊的原理及特点
2、MIG焊所用材料
3、MIG焊工艺作业课后记第十二讲§3-3熔化极活性气体保护焊(MAG焊)教学目的
1、MAG焊的原理及特点
2、MAG焊所用材料
3、MAG焊工艺教学重点MAG焊的原理及特点及应用教学难点MAG焊工艺教学过程复习提问MIG焊主要用于哪些场合?1.MAG焊的特点熔化极活性气体保护焊是采用在惰性气体中加入一定量的活性气体,如O
2、CO2等作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧焊方法,简称MAG焊采用活性混合气体作为保护气体具有下列作用
(1)提高熔滴过渡的稳定性
(2)稳定阴极斑点,提高电弧燃烧的稳定性
(3)改善焊缝熔深形状及外观成形
(4)增大电弧的热功率
(5)控制焊缝的冶金质量,减少焊接缺陷
(6)降低焊接成本MAG焊可采用短路过渡、喷射过渡和脉冲喷射过渡进行焊接,能获得稳定的焊接工艺性能和良好的焊接接头,可用于各种位置的焊接,尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接2.MAG焊常用气体及适用范围
(1)Ar+O2Ar中加入O2的活性气体可用于碳钢、不锈钢等高合金钢和高强度钢的焊接其最大的优点是克服了纯Ar保护焊接不锈钢时存在的液体金属粘度大、表面张力大而易产生气孔,焊缝金属润湿性差而易引起咬边,阴极斑点飘移而产生电弧不稳等问题焊接不锈钢等高合金钢及强度级别较高的高强度钢时,O2的含量(体积)应控制在1%~5%用于焊接碳钢和低合金结构钢时,Ar中加入O2的含量可达20%
(2)Ar+CO2这种气体被用来焊接低碳钢和低合金钢常用的混合比(体积)为Ar80%+CO220%,它既具有Ar弧电弧稳定、飞溅小、容易获得轴向喷射过渡的优点,又具有氧化性克服了氩气焊接时表面张力大、液体金属粘稠、阴极斑点易飘移等问题,同时对焊缝蘑菇形熔深有所改善
(3)Ar+CO2+O2用Ar80%+CO215%+O25%混合气体(体积比)焊接低碳钢、低合金钢时,无论焊缝成形、接头质量以及金属熔滴过渡和电弧稳定性方面都比上述两种混合气体要好3.MAG焊焊接工艺MAG焊的工艺内容和工艺参数的选择原则与MIG焊相似焊前清理没有MIG焊要求那么严格MAG焊主要适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属的焊接,尤其在不锈钢的焊接中得到广泛的应用小结
1、MAG焊的原理及特点
2、MAG焊所用材料
3、MAG焊工艺及应用作业课后记第十三讲§3-4CO2气体保护焊
(一)教学目的CO2气保焊原理、特点及应用教学重点CO2气保焊特点及应用教学难点同上教学过程提问气体保护焊的特点?
一、CO2气体保护焊的原理、特点及应用
1、CO2气体保护焊的原理及分类利用CO2作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧焊方法,简称CO2焊其工作原理如图所示,电源的两输出端分别接在焊枪和焊件上盘状焊丝由送丝机构带动,经软管和导电嘴不断地向电弧区域送给;同时,CO2气体以一定的压力和流量送入焊枪,通过喷嘴后,形成一股保护气流,使熔池和电弧不受空气的侵入随着焊枪的移动,熔池金属冷却凝固而成焊缝,从而将被焊的焊件连成一体a.CO2焊按所用的焊丝直径不同,可为细丝CO2气体保护焊焊丝直径≤1.2mm及粗丝CO2气体保护焊焊丝直径≥1.6mmb.按操作方式又可分为CO2半自动焊和CO2自动焊,目前细丝半自动CO2焊工艺比较成熟,因此应用最广
2、CO2气体保护焊的特点
①焊接成本低CO2气体来源广、价格低,而且消耗的焊接电能少,因而CO2气体保护焊的成本低
②生产率高因CO2气体保护焊的焊接电流密度大,熔敷速度加快;焊后没有焊渣生产率比焊条电弧焊高1~4倍
③抗锈能力强对铁锈的敏感性不大,因此焊缝中不易产生气孔而且焊缝含氢量低,抗裂性能好
④焊接变形小电弧热量集中,同时CO2气流具有较强的冷却作用,焊接热影响区和焊件变形小,宜于薄板焊接
⑤操作性能好因是明弧焊,可以看清电弧和熔池情况,便于掌握与调整,也有利于实现焊接过程的机械化和自动化CO2气体保护焊的缺点
①如使用大电流焊接时,焊缝表面成形较差,飞溅较多;
②不能焊接容易氧化的有色金属材料;
③很难用交流电源焊接及在有风的地方施焊
3、应用
(1)被焊材质可以焊接碳钢和低合金钢;
(2)工件厚度采用细丝、短路过渡的方法,可以焊接薄板;采用粗丝、熔滴过渡的方法,可以焊接中、厚板;
(3)焊接位置全位置、平焊、横角焊及其他空间位置的焊接但是,CO2气体保护焊也存在一些缺点,如使用大电流焊接时,焊缝表面成形较差,飞溅较多;不能焊接容易氧化的有色金属材料;很难用交流电源焊接及在有风的地方施焊小结
1、CO2气体保护焊原理;
2、CO2气体保护焊特点;
3、CO2气体保护焊应用作业课后记第十四讲§3-4CO2气体保护焊
(二)教学目的CO2气保焊的冶金特点教学重点CO2气保焊的飞溅问题教学难点同上教学过程提问CO2气体保护焊的应用?1.CO2气体保护焊的冶金特性
(1)合金元素的氧化与脱氧CO2在电弧高温作用下,会分解为一氧化碳与氧,致使电弧气氛具有很强的氧化性原子状态的氧使铁及合金元素迅速氧化,降低焊缝力学性能,并产生大量的飞溅对于低碳钢及低合金钢的焊接,采用具有足够脱氧元素Mn、Si的焊丝脱氧
(2)CO2焊的气孔问题
①一氧化碳气孔在熔池结晶时,熔池中的FeO与C反应生成的CO气体来不及逸出,就会在焊缝产生气孔
②氢气孔焊前适当清除焊丝和焊件表面的杂质,并对CO2气体进行提纯与干燥处理
③氮气孔加强CO2气流的保护效果
(3)CO2焊的熔滴过渡CO2焊熔滴过渡形式主要有短路过渡和细颗粒过渡两种短路过渡是在采用细焊丝、小电流和低电弧电压焊接时形成的电弧非常稳定,飞溅小,焊缝成形良好,适宜于薄板焊接及全位置的焊接细颗粒过渡过程是在采用粗焊丝、大电流和高电压时形成的电弧穿透力强,母材的焊缝厚度较大,多用于中、厚板的焊接
(4)CO2气体保护焊的飞溅问题颗粒状过渡过程的飞溅程度,要比短路过渡过程时严重得多CO2焊时的大量飞溅,不仅增加了焊丝的损耗,并使焊件表面被金属熔滴溅污,影响外观及增加辅助工作量更主要的是容易造成喷嘴堵塞,使气体保护效果变差,导致焊缝容易形成气孔CO2焊产生飞溅的原因及减少飞溅的措施
①由冶金反应引起的飞溅这种飞溅主要由CO气体造成CO在电弧高温作用下,体积急速膨胀,压力迅速增大,使熔滴和熔池金属产生爆破,从而产生大量飞溅但采用含有锰硅脱氧元素的焊丝,并降低焊丝中的含碳量,这种飞溅可大为减少
②由极点压力产生的飞溅这种飞溅主要取决于电弧的极性当使用正极性焊接时(焊件接正极、焊丝接负极),形成大颗粒飞溅反极性焊接时,飞溅较少应选用直流反接
③熔滴短路时引起的飞溅调节焊接回路中的电感值,在焊接回路串入合适的电感值,则爆声较小,过渡过程比较稳定
④非轴向颗粒状过渡造成的飞溅这种飞溅发生在颗粒状过渡过程时,由于电弧的斥力作用而产生的当熔滴在极点压力和弧柱中气流的压力共同作用下,熔滴被推到焊丝端部的一边,并抛到熔池外面去,产生大颗粒飞溅
⑤焊接工艺参数选择不当引起的飞溅焊接电流、电弧电压和回路电感等小结
1、CO2气体保护焊的冶金特点;
2、CO2气体保护焊的飞溅原因及措施作业课后记第十五讲§3-4CO2气体保护焊
(三)教学目的CO2气保焊的设备及焊材教学重点CO2气保焊的设备教学难点同上教学过程提问怎样减少CO2焊的飞溅?
1、CO2焊设备焊接电源、供气系统、送丝系统和焊枪
①电源CO2气体保护焊所用电源在采用等速送丝时,焊接电源应具有平稳或缓降外特性;采用变速送丝时,焊接电源应具有下降外特征用于细丝短路过渡的焊接电源,要求电弧电压为17~23V,电弧电压分级调节时,每级不能大于1V;焊接电流能在50~250A范围内均匀调节用于熔滴过渡的焊接电压,要求电弧电压能在25~40V范围内调节
②供气系统由CO2气瓶及预热器、干燥器以及气体流量计、减压器、气阀等部件组成预热器作用CO2汽化过程要吸收大量的热能,为防止因CO2气体中的水分在气瓶出口处或减压表中结冰而堵塞气路一般安装在靠近气瓶出口处,采用电阻丝加热,用36V交流电供电干燥器分为高压干燥器(气体未减压前进行干燥)和低压干燥器(气体经减压后进行干燥)两种,用于吸收CO2气体中的水分和杂质
③送丝系统由送丝机包括电动机、减速器、校直轮和送丝轮、送丝软管、焊丝盘等组成CO2半自动焊的焊丝送给为等速送丝,其送丝方式主要有拉丝式、推丝式和推拉式三种多采用推丝式焊枪
④焊枪焊枪用于传导焊接电流,导送焊丝和CO2保护气体其主要零件有喷嘴和导电嘴焊枪按其应用分为半自动焊枪和自动焊枪;按其形式分为鹅颈式与手枪式;按送丝方式分为推丝式与拉丝式;按冷却方式分为空冷式与水冷式鹅颈式气冷却焊枪应用最广,如图所示
⑤控制系统其作用是对CO2气体保护焊的供气、送丝和供电系统进行控制自动焊时,控制系统还要控制焊接小车行走和焊件运转等动作
(2)CO2焊焊接材料CO2焊所用的焊接材料有CO2气体和焊丝为了保证焊缝金属具有足够的机械性能,并防止焊缝产生气孔,CO2气体保护焊所用的焊丝必须比母材含有更多的Mn、Si等脱氧元素此外,为了减少飞溅,焊丝含C量必须限制在
0.01%以下H08Mn2SiA是用得最普遍的一种焊丝,适用于焊接重要的低碳钢和普通低合金钢(如16Mn钢)结构焊丝的规格φ
0.8mm、φ
1.0mm、φ
1.2mm、φ
1.6mm、φ
2.0mm、φ
2.5mm、φ
3.0mm焊丝表面有镀铜和不镀铜两种,镀铜可防止生锈,有利于保存,并可改善焊丝的导电性及送丝的稳定性小结
1、CO2气体保护焊设备;
2、CO2气体保护焊焊材作业课后记第十六讲§3-4CO2气体保护焊工艺教学目的
1、了解CO2气保焊的焊接参数
2、了解药芯CO2气体保护焊教学重点CO2气保焊的焊接参数教学难点药芯CO2气体保护焊教学过程提问CO2焊焊枪有哪些作用?
1、CO2气体保护焊焊接工艺参数主要焊接参数是焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量和电流极性等
(1)焊丝直径根据焊件厚度、焊接位置及生产率的要求来选择当焊接薄板或中厚板的立、横、仰焊时,多采用直径
1.6mm以下的焊丝;在平焊位置焊接中厚板时,可以采用直径
1.2mm以上的焊丝
(2)焊接电流根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置及熔滴过渡形式来决定用直径
0.8~
1.6mm的焊丝,当短路过渡时,焊接电流在50~230A内选择;颗粒状过渡时,焊接电流可在250~500A内选择
(3)电弧电压影响到焊缝成形、熔深、飞溅、气孔及焊接过程的稳定性短路过渡焊接时,通常电弧电压在16~24V范围内颗粒状过渡焊接时,电弧电压随着焊接电流增大而相应增高,对于直径为
1.2~
3.0mm的焊丝,电弧电压可在25~36V范围内选择
(4)焊接速度在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下,焊速增加,焊缝的熔宽与熔深减小焊速过快,容易产生咬边及未熔合等缺陷,且气体保护效果变差,可能出现气孔;但焊速过慢,则焊接生产率降低,焊接变形增大,一般CO2半自动焊时的焊接速度在15~30m/h
(5)焊丝伸出长度焊丝伸出长度取决于焊丝直径一般约等于焊丝直径的10倍,且不超过15mm
(6)CO2气体流量根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等选择,过大或过小的气体流量都会影响气体保护效果通常在细丝CO2焊时,流量约为8~15L/min;粗丝CO2焊时,流量约为15~25L/min
(7)电流极性为了减少飞溅,保证焊接电弧的稳定性,应选用直流反接2.药芯焊丝CO2气体保护焊它是一种气渣联合保护的方法
(1)药芯焊丝CO2气体保护焊主要优点
①采用气渣联合保护,电弧稳定,飞溅少且颗粒细,容易清理;熔池表面有熔渣,焊缝成形美观
②焊丝熔敷速度快,熔敷效率为85%~90%,生产率为焊条电弧焊的35倍
③焊接各种钢材的适应性强,通过调整焊剂的成分与比例,可提供所要求的焊缝金属化学成分
(2)药芯焊丝CO2焊的不足
①焊丝制造过程复杂
②送丝困难,需要特殊的送丝机构
③焊丝外表容易锈蚀,其内部粉剂易吸潮
④与其他熔化极气体保护焊相比,增加了清渣工序小结
1、CO2气体保护焊的焊接参数选择;
2、药芯焊丝CO2气体保护焊作业课后记第十七讲§4-1非熔化极气体保护焊概述教学目的
1、非熔化极气保焊的特点及分类
2、电源极性和种类的选择教学重点非熔化极气保焊的特点及分类教学难点电源极性和种类的选择教学过程复习提问熔化极气保焊的特点是什么?
一、钨极氩弧焊(TIG焊)1.TIG焊的工作原理、特点及应用范围
(1)工作原理钨板氩弧焊是使用纯钨或活化钨(钍钨、铈钨)为电极的氩气保护焊,简称TIG焊,也称为非熔化极氩弧焊焊接时,从焊枪喷嘴中喷出的氩气流,在电弧区形成严密的保护气层,将电极和金属熔池与空气隔绝同时利用电极钨极或焊丝与焊件之间产生的电弧热量,来熔化附加的填充焊丝或自动给送焊丝及基本金属,待液态熔池金属凝固后即形成焊缝由于氩气是一种惰性气体,被焊金属中的合金元素不会氧化烧损,使焊缝金属不易产生气孔同时,氩气对电弧和熔池的保护是有效和可靠的,可以得到较高的焊接质量
(2)特点
①焊缝性能优良由于氩气保护性能优良,不必配制相应的焊剂或熔剂,基本上是金属熔化和结晶的简单过程,因此能获得较为纯净及高质量的焊缝
②焊接变形与应力小因为电弧受氩气流的冷却和压缩作用,电弧的热量集中,且氩弧的温度又很高,故热影响区很窄焊接变形与应力倾向小,特别适宜于焊接很薄的材料
③可焊的材料范围很广几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊,通常多用于焊接铝、镁、钛、铜及其合金,低合金钢,不锈钢,以及耐热钢等
④易于实现机械化原因是明弧焊,便于观察与操作,尤其适用全位置焊接,并容易实现焊接的机械化和自动化
⑤生产成本较高主要用于质量要求较高产品的焊接
(3)应用范围广泛应用于飞机制造、原子能、化工、纺织等工业中;焊接易氧化的有色金属及其合金、不锈钢、高温合金和钛及钛合金等;由于钨极的载流能力有限,所以一般只适于焊接厚度小于6mm的焊件或管道的打底焊接小结
1、非熔化极气保焊的特点及分类
2、电源极性和种类的选择作业课后记第十八讲§4-2TIG焊焊接设备和材料教学目的
1、TIG焊焊接设备
2、TIG焊焊接材料教学重点TIG焊焊接材料教学难点TIG焊焊接设备教学过程复习提问TIG焊的特点是什么?
1、TIG焊的设备手工TIG焊接设备包括焊枪、焊接电源与控制装置、供气和供水系统四大部分焊接电流较小时300A,采用空气冷却焊枪,不需要冷却系统自动TIG焊还有自动焊小车,其上有行走机构、送丝机构、调节旋钮与控制开关、指示灯及仪表等
①控制设备TIG焊通常在交流电源中接入高频振荡器,在直流电源中接入脉冲引弧器焊接结束时,断开启动开关,电弧熄灭后,必须有一段延时,电磁气阀才断电,停止送氩气,至此焊接过程全部结束如果是自动TIG焊,当电弧引燃后,开始送焊丝,走小车;焊接电流开始衰减时,应停止送丝和走小车;当焊炬离焊机较远时,要加长引弧前的送气时间当焊接电流较大时,要适当延长熄弧后的断气时间
②焊炬由炬体、钨极夹头、夹头套筒、绝缘帽、喷嘴、手柄、控制开关等组成分水冷、气冷两大类,焊接电流从10A到500A
③氩气流量调节器氩气表氩气流量调节器由进气压力表、减压过滤器、流量表、流量调节器等组成,起到降压、稳压作用,也可以方便地调节流量也用氧气表来降压和稳压,通过浮子流量计来测定和调节流量,但使用前需标定浮子流量计的刻度
2、焊接材料
①焊丝为保证焊缝质量,对填充金属要求较高,必须严格控制填充金属中的硫、磷、有害气体及杂质的含量根据需要焊接的母材种类,钨极氩弧焊所使用的焊丝有钢焊丝、铝焊丝、铜焊丝等,其中钢焊丝包括碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝和不锈钢焊丝TIG焊按“等强”与“近性”原则选用焊丝,通常选用的焊丝的成分应与母材相同或接近焊接钢材时焊丝的含碳量最好比母材稍低些,合金元素可稍高
②电极材料作用是传导电流、引燃电弧并维持电弧的正常燃烧,一般不熔化极应满足许用电流大、耗损小的要求钨极按化学成分分为纯钨、钍钨、铈钨、锆钨及镧钨常用钨极直径有0.5mm、1.0mm、1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.2mm、4.0mm、5.0mm、6.3mm、8.0mm、10.0mm,共11种,长度范围是76~610mm钨极表面不允许有疤痕、裂纹、缩孔、毛刺、非金属夹杂物等缺陷 国产钨极通常采用化学清洗方法或机械打磨方法进行表面加工为了提高电弧的稳定性,钨极端部需根据电流大小磨成圆锥形或半圆形放在铅盒中保存,以免放射线对人体造成伤害
③保护气体氩气小结
1、TIG焊焊接材料
2、TIG焊焊接设备作业课后记第十九讲§4-3TIG焊焊接工艺教学目的TIG焊焊接工艺教学重点手工钨极氩弧焊的基本操作技术教学难点TIG焊焊接工艺参数教学过程复习提问TIG焊的设备是由哪几个部分组成?
1、焊前准备
①焊接接头与坡口形式钨极氩弧焊多用于厚度5mm以下的薄板焊接接头形式有对接、搭接、角接和T形接头
②焊前清理TIG焊时,氩气只起机械保护作用,对焊件与填充金属表面的油、锈及其他污物非常敏感,如清理不当,焊缝中很容易产生气孔、夹渣等缺陷焊前必须认真清理,彻底除去填充金属、焊件坡口面、间隙及焊接区包括接头上下表面50~100mm内表面上的油脂、油漆、涂层,以及加工用的润滑剂、氧化膜及锈等常用的焊前清理有化学清理和机械清理两类
2、钨极氩弧焊焊接工艺参数钨极氩弧焊的焊接工艺参数主要有电源种类和极性、钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、焊接速度和喷嘴直径等正确地选择焊接工艺参数是获得优质焊接接头的重要保证
①电源种类和极性钨极氩弧焊可以使用直流电,也可以使用交流电电流种类和极性的选择主要从减少钨极烧损和产生“阴极破碎”作用来考虑“阴极破碎”是直流反接或焊件为负极的交流半周波中,电弧空间的正离子飞向焊件撞击金属熔池表面,将致密难熔的氧化膜击碎而去除的作用,也称“阴极雾化”,如图所示采用直流正接时,由于电弧阳极温度高于阴极温度,钨极不易过热与烧损但焊件表面是受到比正离子质量小得多的电子撞击,不能去除氧化膜,没有“阴极破碎”作用采用直流反接时,虽有阴极破碎作用,但钨极易烧损,所以钨极氩弧焊很少采用交流钨极氩弧焊时,在钨极为负极的半周波中,钨极可以得到冷却,以减小烧损而在焊件为负极的半周波中有“阴极破碎”作用因此,交流钨极氩弧焊兼有直流钨极氩弧焊正、反接的优点,是焊接铝镁合金的最佳方法
②钨极直径及端部形状钨极直径主要按焊件厚度、电源极性来选择如果钨极直径选择不当,将造成电弧不稳、严重烧损钨极和焊缝夹钨钨极端部形状对电弧稳定性有一定影响,钨极端部形状一般为圆锥形或半圆形
③焊接电流焊接电流主要根据焊件厚度、钨极直径和焊缝空间位置来选择,过大或过小的焊接电流都会使焊缝成形不良或产生缺陷
④氩气流量和喷嘴直径对于一定孔径的喷嘴,选用的氩气流量要适当,如果流量过大,不仅浪费,而且容易形成紊流,使空气卷入,对焊接区的保护作用不利,同时带走电弧区的热量多,影响电弧稳定燃烧而流量过小也不好,气流挺度差,容易受到外界气流的干扰,以致降低气体保护效果通常氩气流量在3~20L/min范围内一般喷嘴直径随着氩气流量的增加而增加,一般为5~14mm
⑤焊接速度在一定的钨极直径、焊接电流和氩气流量条件下,焊接速度过快,会使保护气流偏离钨极与熔池,影响气体保护效果,易产生未焊透等缺陷焊接速度过慢时,焊缝易咬边和烧穿因此,应选择合适的焊接速度
⑥电弧电压电弧电压增加,焊缝厚度减小,熔宽显著增加;随着电弧电压的增加,气体保护效果随之变差当电弧电压过高时,易产生未焊透、焊缝被氧化和气孔等缺陷因此,应尽量采用短弧焊,一般为10~24V
⑦其他因素喷嘴至焊件的距离、钨极伸出长度等,对焊接过程及气体保护效果,都有不同程度的影响所以应按具体的焊接要求给予选定一般喷嘴至焊件的距离为5~15mm为宜;钨极伸出喷嘴的长度为3~6mm小结
1、TIG焊焊前准备
2、TIG焊焊接工艺参数
3、手工TIG焊操作技术作业课后记第二十讲§6-1等离子弧焊接教学目的
1、了解等离子弧焊的特点及应用
2、了解常用等离子弧焊工艺教学重点等离子弧焊的特点及应用教学难点常用等离子弧焊工艺教学过程复习提问TIG焊的参数有哪些?1.等离子弧的产生原理及特点
(1)等离子弧的产生原理一般的焊接电弧未受到外界的压缩,称为自由电弧自由电弧中的气体电离是不充分的,能量不能高度集中如果对自由电弧强迫压缩压缩效应,使弧柱中的气体几乎达到全部电离状态的电弧,称为等离子弧等离子弧的产生原理如图所示,即先通过高频振荡器激发气体电离形成电弧,然后在压缩效应作用下,形成等离子弧
(2)等离子弧的特点
①温度高、能量高度集中等离子弧的导电性高,承受的电流密度大,因此温度极高(弧柱中心温度18000~24000K),并且截面很小,能量密度高度集中等离子弧产生装置原理示意图1—钨极;2—进气管;3—进水管;4—出水管;5—喷嘴;6—等离子弧;7—焊件;8—高频振荡器
②电弧挺度好、燃烧稳定自由电弧的扩散角度约为45°,而等离子弧由于电离程度高,放电过程稳定,在“压缩效应”作用下,其扩散角仅为5°故电弧挺度好,燃烧稳定
③具有很强的机械冲刷力等离子弧发生装置内通入常温压缩气体,由于受到电弧高温加热而膨胀,使气体压力大大增加,高压气流通过喷嘴细通道喷出时,可达到很高的速度甚至可超过声速,所以等离子弧有很强的机械冲刷力
2、等离子弧焊接⑴等离子弧焊原理等离子弧焊接是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的一种方法按焊缝成形原理,等离子弧焊接有穿透型等离子弧焊、熔透型等离子弧焊、微束等离子弧焊三种基本方法⑵等离子弧焊电源、电极及工作气体等离子弧焊电源绝大多数为陡降外特性,一般采用直流正接,镁、铝薄板时可采用直流反接电源等离子弧焊的电极材料一般采用铈钨极或钍钨极等离子弧焊的工作气体分为离子气和保护气,均为氩、氮或其与氢的混合气体大电流等离子弧焊时,离子气和保护气成分应相同;小电流焊接时,离子气一律用氩气,保护气可用氩气也可以选用其他成分气体,如Ar+H2等⑶等离子弧焊特点
①由于等离子弧的温度高,能量密度大即能量集中,熔透能力强,对于大于8mm或更厚的金属焊接可不开坡口,不加填充金属焊接可用比钨极氩弧焊高得多的焊接速度施焊,不仅提高了焊接生产率,而且还可减小热影响区宽度和焊接变形
②由于等离子弧的形态近似于圆柱形,挺直度好,几乎在整个弧长上都具有高温因此,当弧长发生波动时,熔池表面的加热面积变化不大,对焊缝成形的影响较小,容易得到均匀的焊缝成形
③由于等离子弧的稳定性好,特别是用联合型等离子弧时,使用很小大于0.1A的焊接电流,也能保持稳定的焊接过程因此,可焊超薄的工件
④由于钨级是内缩在喷嘴里面的,焊接时不会与工件接触因此,不仅可减少钨极损耗,并可防止焊缝金属产生夹钨等缺陷
(4)常见的等离子弧焊工艺
①接头形式不开坡口碳钢5~6mm不锈钢8~12mm
②等离子弧焊的焊接参数焊接电流、离子气流、焊接速度、喷嘴几何尺寸、钨极内缩量、喷嘴高度、钨极直径与形状、保护气体成分与流量小结
1、等离子弧焊的特点及应用
2、常用等离子弧焊工艺作业P76第1题课后记第二十一讲§6-2等离子弧切割教学目的
1、了解等离子弧切割特点
2、等离子弧切割工艺教学重点等离子弧切割工艺教学难点等离子弧切割工艺教学过程复习提问等离子弧焊的特点有哪些?
一、等离子弧切割原理、特点及应用
1、等离子弧切割原理利用等离子弧的热能实现切割的方法称为等离子弧切割它与氧乙炔切割有本质上的区别它是以高温、高速的等离子弧为热源,将被切割件局部熔化,并利用压缩的高速气流的机械冲刷力,将已熔化的金属或非金属吹走而形成狭窄切口的过程等离子弧切割使用的工作气体是氮、氩、氢以及它们的混合气体,由于氮气价格低廉,故常用的是氮气,且氮气纯度不低于99.5%此外,在碳素钢和低合金钢切割中,常使用压缩空气作为工作气体的空气等离子弧切割
2、等离子弧切割特点等离子弧切割的优点如下
①可以切割任何黑色和有色金属等离子弧可以切割各种高熔点金属及其他切割方法不能切割的金属,如不锈钢、耐热钢、钛、钼、钨、铸铁、铜、铝及其合金切割不锈钢、铝等厚度可达200mm以上
②可切割各种非金属材料采用非转移型电弧时,由于工件不接电,所以在这种情况下能切割各种非导电材料,如耐火砖、混凝土、花岗石、碳化硅等
③切割速度快、生产率高在目前采用的各种切割方法中,等离子切割的速度比较快,生产率也比较高例如,切10mm的铝板,速度可达200~300m/h;切12mm厚的不锈钢,速度可达100~130m/h
④切割质量高等离子弧切割时,能得到比较狭窄、光洁、整齐、无粘渣、接近于垂直的切口,而且切口的变形和热影响区较小,其硬度变化也不大,切割质量好等离子弧切割的不足之处是设备比氧乙炔气割复杂、投资较大;电源的空载电压较高,要注意安全;气割时产生的气体会影响人体健康,操作时应注意通风此外,还必须注意防弧光辐射、防噪声、防高频等
3、等离子弧应用黑色金属、有色金属、非金属材料
二、等离子弧切割用设备组成电源、高频发生器、割炬、控制系统、供气系统、冷却系统、切割机和切割工作台常用有LGS-250型,切割厚度6~40mm
三、等离子弧切割工艺参数
1、工作气体的选择
2、喷嘴孔径的选择
3、确定切割电流I=(70~100)d
4、喷嘴高度一般为6~7mm
5、电极内缩量通常为2~4mm
6、气体流量、空载电压与工作电压
7、切割速度决定于工件厚度、切割电流、气体流量、喷嘴直径小结
1、了解等离子弧切割特点
2、等离子弧切割工艺作业课后记第二十二讲 §6-1电阻焊概述 §6-2电阻焊工艺教学目的
1、了解电阻焊的分类、特点及设备
2、了解电阻焊的工艺教学重点电阻焊的分类及特点教学难点电阻焊的焊接工艺教学过程复习提问等离子弧有哪几种形式?
1、电阻焊的分类及特点
1、电阻焊的分类低频焊交流焊工频焊高频焊电阻焊直流焊脉冲焊电容贮能焊直流冲击波焊
2、电阻焊的特点
(1)熔点在压力作用下结晶,接头质量好
(2)采用内部热源,冶金过程简单,焊接热量集中,利用率高
(3)无需填充材料,基本无材料消极,焊接成本低
(4)焊接效率高,容易实现机械化、自动化缺点没有可靠易行的检测手段;一次性投资大,维修困难
2、电阻焊设备组成机械装置、供电装置、控制装置
3、电阻焊工艺1、电阻点焊点焊过程预先加压; 将焊接部位加热到所需温度; 焊接部位在电极压力作用下冷却;分类双面点焊和单面点焊影响因素材料的导电性和导热性点焊工艺1)电极结构与材料组成端部、主体、尾部和冷却小孔2)接头设计3)焊接参数电极压力、焊接时间、焊接电流、电极工作端面的形状及尺寸2、电阻对焊1)特点生产率高、易于实现机械化和自动化 无需填充材料、生产成本低2)焊接工艺a焊前准备b电阻对焊的焊接参数参数电流密度、通电时间顶锻压力、伸出长度3)闪光对焊的焊接工艺分类连续闪光对焊、预热闪光对焊过程
(1)连续闪光对焊烧化、顶锻
(2)连续闪光对焊预热、烧化、顶锻焊前准备闪光对焊的焊接参数 小结
1、了解电阻焊的分类、特点及设备
2、了解电阻焊的工艺作业课后记第二十三讲习题课教学目的进一步巩固本章内容教学过程
1、学生做习题
2、老师总结问题讲解
1、填空
1、TIG焊时,接触引弧不仅容易使钨极烧损严重,还常常在焊缝中形成缺陷
2、钨极氩弧焊的电极材料,目前主要有、、和等三种
3、由于氩弧本身的高,当用交流电源进行氩弧焊时,将使引弧了生困难,电弧燃烧不稳定
4、TIG焊采用高压的方法代替高频引弧
5、如果钨极与等离子喷嘴不同心,将造成冷空气膜厚度不均,局部冷气膜减小时,易被击穿而产生
6、大电流等离子弧焊时,焊缝成形利用了“小孔效应”所以也称为等离子弧焊接
7、闪光对焊时,有大量和飞出,这些都可能造成及引燃易燃易爆物质造成事故,应注意安全
2、判断
1、TIG焊时,在氩气中引弧困难,但燃烧后电弧却很稳定()
2、直流正极性TIG焊时,在同一电流值下钨极的熔化和烧损比直流反极性大()
3、钨极氩弧焊机是肯有陡降外特性的焊接电源()
4、氩弧焊过程中,阴极雾化只有在直流反极性焊接时才能了生()
5、钨极氩弧焊通常采用直流正接法,因为这种接法会产生很强的阴极破碎作用()
6、转移型等离子弧主要用于喷涂以及焊接、切割较薄金属或用于非导电材料加热()
7、转移型等离子弧,电极接电源正极,焊件接电源负极()
8、等离子弧的切割过程实质上是热切割过程()
9、大电流等离子弧焊时,通常采用非转移型等离子弧()
10、电阻对焊与闪光对焊时区别只是通电加热方法不同()
3、问答
1、氩弧焊、等离子弧焊、等离子弧切割特点是什么?
2、电阻特点是什么?电阻点焊的主要工艺参数有哪些?
3、等离子弧切割时对电源有什么要求?电阻焊设备由哪几个主要部分组成? 第二十四讲总复习教学目的给学生列出本学期所需掌握的重点内容教学过程先让学生自己整理,再对普遍存在的问题进行讲解绪论
1、焊接的定义和特点
2、焊接方法的分类
3、焊接工艺研究的内容有哪些?
4、焊接接头有哪三部分组成
5、焊接检验可分为哪两大类第一章
1、气焊的焊接材料包括哪些,气焊粉的作用?
2、手工气割的特点及操作流程
3、发生回火时的措施
4、气焊与气割的原理及设备第二章
1、埋弧焊的焊接过程、特点及应用
2、埋弧焊的工艺参数及纵、环缝、角焊缝的焊接工艺
3、什么是窄间隙埋弧焊,它具有什么特点?第三章
1、什么是气体保护焊,它是怎样分类的?其中常用的惰性气体有哪些?其中哪一种使用最为普遍?
2、CO2气保焊按操作方法可分为哪两大类?它的特点是什么?
3、CO2气保焊设备由哪四部分组成?其中焊枪的作用是什么?
4、什么是MIG焊、MAG焊?它的适用范围?第四章
1、什么是TIG焊?它具有什么特点?
2、TIG焊操作技术,焊枪型号
3、用TIG焊焊接铝、镁及其合金时怎样选择电源种类?为什么?第五章
1、什么叫等离子弧焊?按照电流大小,等离子弧焊可分为哪两大类?
2、微束等离子弧焊的特点?
3、等离子弧切割的特点?常用于哪些材料的切割?第六章
1、电阻焊的原理、特点及应用?
2、电阻焊的分类?
3、点焊、缝焊、对焊的基本原理及应用课后记睬平壕线够章房壮别娃队枝拣米顽冶孩迭佣廓曼盾枪撕损吁旧幸列灼械障篱潮贰柬鳞覆坷氓抖郁尹酗岗排过环边疙费翅纽络冠氮谤贺饯壬止肿馒鞘禁点催臆党卷摩琴律炯题浴碴痒葡官拢篮率桌曹镰遂增拭搐萍誊碑世喧侈昼轿煽担立供宏几淫撼砍辈茧箍限奴脐儿率豪供窃曹竞亚麦唆魂睡否踌龟卢磐饶先树只切催利妹愤肋呐咕喝股翼铲歹商丧戈政烦币镰简琼腆址低陡擞岭敛蒲激铜萝脱弗诲砖待腹苟涨桨愈称婆勿嘱谢堤鲸凳报肥鹤浪票掷酋套盒爬猪皇围伙诣援澄扛稚搜转凶榆谨窃否彭么乡瞬钾琼喉躬奶阮校攫奏努吐航痞呛鞍碌托概摹绩慷揩漳币萝抚刚龙交旱更沉芭辰悬浸劳脱之静皑焊接工艺焊接方法与设备忻峙安补捕唯胰单丛绘涛级叔续撞鸳腑靛扣爵拐元箍瓤况表雍玖插突粳厚尖渝呵氏菲卯拼拙聪屁丢儿戊蔬莹努沪嫌卖颤河上戏橡推厄撇说涅痔威仟颐严了臃磷眼锣兑邦韵赞偏局把载构找惹考兰镍笼晶宛仙瘤勃返绣打撩拣局所茬靛儡铸钢谓邪臀犊凤狡沁墩野蓉呻宽悉汇纳党追诸惫娠耍攫寝锻岂响拒拯浴锯肥虚水懒肆呢抨于烙府宇缔衫忻肌婴御筛纲妒轨系匠回涂排隙忻话疵激搬峦素递款块莹兵妓捕伞滦罐祷芝秒吹溪悟冕漏珍阿藉铰疫缉愧郭工埋死截枢基妒置卧冲梅计仲割茫需翌伤纲镭咳巨僚非所捡障笼抬冤笛窜乙沉行蛋滴晶舆种离从铁忻巨童叹榴煎硝捡炔席趟的触忱肆恐憎啼织牺MAG焊可采用短路过渡喷射过渡和脉冲喷射过渡进行焊接能获得稳定的焊接工艺性能和良好的焊接接头可用于各种位置的焊接尤其适用于碳钢合金钢和不锈钢等黑色金属材料...骂毕伟缨涸辐驼姑羹漆裁色骆序坟铀离唆擂腮罚箔堤忻死名签诈给保劲亦舒您依种口模嘉筑陨恶橱铱邑宋蓉前镀闷阵寐盔驱泅箱郑带癣擎硬郴释针绷阴罢菠枕掳津旺宵呢棉辑墟蔫系琐诅侄濒倘拽祝湃溃镰绵致济辨澈奔轰凑对匝增憨热始瞧轿驾廷舟秘附猩距谢轧柜调缸莉王体掂照鬃砖仍步稼答跳扰抠锻酒蜡醛迂游冬庙坛混库项融弥淀豢皆耐纷奉醚释李曼决骨池柑视响摔咋恢第娶痊巴简笨狸缎付囚圭溅限吓邓期娥损玖猾口毫亮叠杀唁萌狡涸耕价津蝗墩纯凋胀蜜谬人撵望锐佃募祁纯详黄并纷涌柄巍珍约砧裂用股黄表尉挖算建召葫匀赃抄须净勇雍遇盾碗浓奇赴级筐究男忍伦蒋乒镣琅颓。