焊工技术及检验培训PPT课件

1、课程安排序号内容序号内容1典型焊接工艺过程18等离子切割/氧-乙炔气焊2焊接识图19焊接辅助工装夹具3金属材料知识20焊接相关工艺简介4金属学与热处理21燃烧/火灾/爆炸原理5焊接电弧22焊接防火/防爆6焊接电源23焊接安全用电7焊接电弧与电源复习24特殊焊割作业8焊接材料-焊条25焊接职业危害及劳动保护9其他焊接材料26焊接安全管理10焊接结构生产-坡口设计及结构处理27焊接检验11焊缩缝空间位置及特点28复习题讲解及模拟考试12焊条电弧焊工艺特点及操作要领29复习题讲解及模拟考试13钨极氩弧焊工艺特点及操作要领30复习题讲解及模拟考试14 其他常焊接方法工艺特点简介31第1页/共207页1

2、、典型焊接工艺过程认知焊接及本培训目的第2页/共207页现实世界里我们看到了什么？!丰富多彩的物质世界！第3页/共207页焊工 VS “裁缝” 实物才是我们需要的(或者说有价值的)； 天然实物是不少见,但直接实用的并我多见； 大多数我们使用的实体都是经过我们加工，组合过的 组合加工包括：定位、夹紧、连接； 四大类连接：螺栓连接、铆接、粘接、焊接； 焊工就是特定物质(金属等)的“裁缝”如何做好一件衣服呢？怎样开展一次焊接工作呢？第4页/共207页焊接史上的里程碑1922Prairie 管道公司使用氧乙炔焊接技术，成功地完成了从墨西哥到德克撒斯的直径为8英寸，长达140英里的原油输送管线的铺设工作

3、。1923斯托迪发明堆焊1923世界上第一个浮顶式储罐（用来储存汽油或其他化工品）建成；其优点是由焊接而成的浮顶与罐壁组成象望远镜一样可升高或降低的储罐，从而可以很方便的改变储罐的体积1924Magnolia 气体公司使用氧乙炔焊接技术建成了14英里长的全焊结构的天然气管线1924在美国由H.H.Lester首先使用X光线照相术，为Boston Edison 公司的发电厂检验蒸汽压力为8.3Mpa的待安装的铸件质量1926美国Langmuir发明原子氢焊1926美国Alexandre发明CO2气体保护焊原理1926由美国的A.O.Smith公司率先介绍了在电弧焊接用金属电极外使用挤压方式涂上起

4、保护作用的固体药皮（即手工电弧焊焊条）的制作方法1926铬钨钴焊材合金获得了第一份关于药芯焊丝的专利1926美国人M.Hobart和 P.K.Devers获得了使用氦气作为电弧保护气体的专利1927由Lindberg单独驾驶Ryan式单翼飞机成功地飞过了大西洋，该飞机机身是由全焊合金钢管结构组成的1928第一部结构钢焊接法规建筑结构中熔化焊和气割规则由美国焊接学会出版发行，这部法规就是今天的D1.1结构钢焊接规则的前身1930Georgia 铁路中心为了在两条隧道中铺设铁路采用了连续焊接的方法。焊接轨道在两年后线路贯通时投入使用1930前苏联罗比诺夫发明埋弧焊1931由焊接工艺制造全钢结构组成

5、的帝国大厦建成 1933第一条使用电弧焊工艺焊接的接头采用无衬垫结构的长输管线铺成1933当时世界上最高的悬索桥旧金山的金门大桥建成通车，她是由87750吨钢材焊接拼成的1934巴顿焊接研究所成立欧洲最大的全焊接第涅伯河上铁桥巴顿桥第5页/共207页典型的焊接工艺过程焊接准备 明白任务 结构的形状和尺寸 接头部位的材质和厚度 焊头细节，接头的质量等级 过程规划 定焊接方法 定焊接电源 定焊接材料 预定焊接工艺参数 焊接过程控制事项 生产准备 准备生产资料，关注安全生产及劳动保护焊接过程控制 如焊条电弧焊：引弧，运条，接头，收弧。关注“控制“焊后处理 脱氢，防腐等检验 需求管理简介第6页/共20

6、7页明白任务 结构的形状和尺寸 全局重于局部 接头部位的材质和厚度 有钢，铜，铝等的焊接经验么？有什么不同？ 焊头细节，质量等级 焊成什么样叫合格？多宽，多高，什么样？明白任务相当于射击比赛的看到靶！看不到靶，能打中靶吗？看到了靶就一定能打中吗？我们还需要做什么？我们有没有先开枪后瞄准第7页/共207页焊接过程规划 定焊接方法 如何定方法？ 了解常用焊接方法的特点吗？焊条电弧焊，氩弧焊，CO2焊 定焊接电源 交流、直流电源的特点：经济性，电弧稳定性 定焊接材料 J422，J507带表什么？ 常用焊接材料的特点？ 如何选择？ 预定焊接工艺参数 焊接工艺参数对焊缝成形接焊接质量的影响？ 电流大小？

7、 电压（弧长）高低？ 焊接速度？ 焊接过程控制事项 如何控制？反馈第8页/共207页生产准备 准备生产资料 刚才选定的设备，焊工，物料，焊接材料，坡口处理 关注安全生产及劳动保护 本方法有何职业危害？ 如何采取有针对性的防护？ 现有措施得当么？第9页/共207页焊接过程控制以焊条电弧焊为例，焊接过程包括： 引弧 运条 接头 收弧什么叫控制？就是一个闭环反馈系统。如何控制？1、建立标准（什么是合格）2、现场采集数据（如何采集，如何传递）3、比对，出结果（数据与标准）4、结果合格，继续5、结果不合格呢？采取措施控制6、再采集数据比对，直到工作结束第10页/共207页焊后处理为确保或恢复焊接接头性能

8、而采取的措施 不锈钢焊接，如何确保接头先被腐蚀？ 耐热钢，耐磨钢呢？ 受力构件的脱氢处理？防冷裂纹。第11页/共207页焊了就一定合格么？-检验 产品/工艺要求实现了么？不可能焊了就一定合格 如何确认？-检验 焊接检验分类： 目视检验（外观检验） 无损检 力学性能测试/晶相检 使用性能检（水压/气密） 其他特定性能检我们存在因为我们能满足“需求”第12页/共207页本结小结 典型焊接工艺小结 课程内容安排 有问题么？本次课结束！谢谢！第13页/共207页2、焊接识图如保明白任务？-最好方法是识图第14页/共207页第一节 正投影基本原理 投影基本知识中心投影、正投影 三视图主、俯视图长对正；主

9、、左视图高齐平；俯、左视图宽相等。第15页/共207页第二节 简单零件剖视图的表达方法 剖视图 看剖视图的要点 找剖切面位置 明确剖视图是零件剖切后的可见轮廓的投影 看剖面符号 剖视图上通常没有虚线 看剖切位置、投影方向、剖视图名称 剖视图的分类： 全剖、半剖、局部剖 识图练习第16页/共207页第三节 零件的规定画法及代号标注 螺纹画法及标注 键、销的标注方法 齿轮的表示方法 滚动轴承的表示方法第17页/共207页第四节 装配图的识读 装配图的作用 装配图是表达机器或零、部件的工作原理、结构形状和装配关系的图样 装配图的内容 一组视图、必要的尺寸、技术要求、标题栏/明细栏和零件序号 规定画法

10、 特殊表达方法第18页/共207页读装配图的步骤1. 看标题栏、和明细栏2. 分析视图关系3. 分析零件4. 分析配合关系5. 定位与调整6. 连接与紧固7. 密封与润滑8. 装拆顺序9. 了解技术要求第19页/共207页第五节 焊接装配图及焊缝符号特点： 必须清楚地表示与焊接有关的问题，如坡口与接头形式、焊接方法、焊接材料型号和焊接及验收的技术要求等。常涉及到： 典型工件制造的工艺守则 焊接方法的工艺守则 施焊的工艺评定编号本章重点第20页/共207页焊接符号1254354基本符号指引线辅助符号补允符号焊缝尺寸符号第21页/共207页1、基本符号 卷边 I形焊缝 V形焊缝 单边V形焊缝 带钝

11、边V形焊缝 带钝边单边V形焊缝 带钝边U形焊缝 带钝边J形焊缝 封底焊缝 角焊缝 塞焊缝或槽焊缝 点焊 缝焊缝第22页/共207页辅助符号和补充符号 带垫板 三面焊 周围焊（包围焊） 现场施焊 尾部符号 平 凹 凸第23页/共207页焊缝尺寸符号 工件厚度 坡口角度b 根部间隙p 钝边e 焊缝间距k 焊角尺寸d 熔核直径s 焊缝有效厚度c 焊缝宽度r 根部半径l 焊缝长度n 焊缝段数N 相同焊缝数量H 坡口深度h 余高 坡口面角度第24页/共207页GB5185-85金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号111手弧焊（涂料焊条熔化极电弧焊）12-埋弧焊131MIG焊：熔化极惰性气体保护焊（含熔化

12、极氩弧焊）135MAG焊：熔化极非惰性气体保护焊（含二氧化碳气体保护焊）141TIG焊：钨极惰性气体保护焊（含钨极氩弧焊）15-等离子焊22-点焊22-缝焊311-氧-乙炔气焊单一焊接方法直接用代号表示在引出线尾部组合焊接方法（12/141):分母表示打底，分子表示盖面第25页/共207页焊接符号的识读12100111有其他问题么？本结结束！谢谢！第26页/共207页3、常用金属材料的一般知识所有东西都能焊吗？都一样好焊吗？了解焊接性评估第27页/共207页第一节 常用材料的物理、力学性能 密度 熔点 导热率 线性膨胀系数 导电性 磁性 强度 塑性 硬度 冲击韧性 疲劳强度 蠕变第28页/共2

13、07页第二节 常用金属材料的牌号、性能和用途含碳量低0.25；中0.250.60；高 0.60含s.p量普通s0.05%;p0.045%优质s0.035%;p0.035%高级优质s0.025%;p0.025%特级优质s0.015%; p 0.025%用途结构钢；工具钢碳钢分类第29页/共207页结构钢 普通碳素结构钢牌号：Q(屈服强度)+屈服点数值+质量等级+脱氧方法 优质碳素结构钢牌号：用含碳量的万分数表示第30页/共207页钢材的强化机理强化机制：固溶强化；第二相粒子沉淀强化；细化晶粒强化；形变强化（因加工硬化而引入的位错强化）；相变 强化等。s(Mpa)=PN+IN+R+G+SG+D+P

14、H+pear+Ts屈服强度（Mpa）;PN派纳力，即点阵内摩擦力；IN间隙溶强化项；IN=KCC+KNNR置换溶强化项SG亚结构强化项G细化晶粒强化项D位错强化项ph沉淀强化项pear珠光体强化项T织构强化项，随织构类型和织构强度而变，并造成钢材各向异性。第31页/共207页固溶强化 当溶质原子溶入基本金属中形成固溶体时，将使金属强化。它是强化金属的基本途径之一。 间隙固溶强化 碳、氮等原子可嵌入基体-Fe晶体点阵的八面体间隙中，使点阵产生不对称正方性畸变造成强化效应。钢基体的强度随着（C,N）含量的增加而增大，强化增量与碳原子含量的平方根成直线关系 质换固溶强化。 当溶质和溶剂原子半径相近，

15、结构相似，化学性质也类似时，则极限固溶度可能很大，但其强化效应却很小。 当溶质原素发生改变时，其强化效应亦相应发生变化。 当形成置换固溶体时，由于溶质原子在基体中产生的点阵畸变大都是球面对称的，因而强化效应比间隙固溶强化约小两个数量级。但可使基体的强度平缓增加，而且韧性、塑性基本不降低。对于微合金钢来说置换固溶强化的贡献主要来自Mn和Si.第32页/共207页沉淀强化 当第二相微粒从过饱和固溶体中沉淀析出，将使基体金属产生强化，称为沉淀强化或时效强化，这是强化金属的基本途径之一。位错环位错线第二项粒子第33页/共207页细化晶粒强化 细化晶粒强化：晶界越多，阻碍位错运动的作用越大，从而导致金属

16、的屈服强度升高。 1、位错被溶原子（C,N）的钉扎程度，钉扎作用强，则强化作用多; 2、塑性变形时滑移系的数目。滑移系少，则强化作用多;第34页/共207页位错强化 通过热处理、相间析出、控制轧制和冷塑性变形以提高位错密度，是强化金属的基本途径之一。第35页/共207页金属强化小结 综上所述，位错强化的贡献是很大的，因所有的强化效应都离不开位错的作用，强化效应是位错运动受阻的宏观表现，强化措施的基本出发点就在于为位错动运设置障碍。强化机制的基本内容则为说明位错与位错、位错与其他微观晶体缺陷之间的弹性交互作用。 应尽量采用细化晶粒强化和沉淀强化，并辅以位错强化、亚晶强化和置换固溶强化，但应尽量避

17、免C,N间隙固溶强化或珠光体强化。第36页/共207页合金钢在碳钢的基础上，为了获得一定的性能，有目的地加入一种或多种合金元素的钢第37页/共207页合金钢分类用途合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢合金元素总含量低 5中 510高 10第38页/共207页合金结构钢的性能特点 普通低合金结构钢 含碳量较低，但通过合金元素的强化作用，能获得较高的强度，同时保持较高的塑性、韧性。广泛应用于各种场合 不锈钢（常见有5种） 具有抗大气、酸、碱、盐等腐蚀作用的不锈耐酸钢的统称 不锈钢+耐酸钢 耐热钢 抗氧化钢；珠光体耐热钢第39页/共207页不锈钢的钝化机制 薄膜理论：钝化是由于金属与周围介质反应生成一

18、层极薄的氧化膜所包覆，这层保护膜就作为金属与介质间的一个屏障，从而降低金属的溶解速率。这种氧化膜在一定条件下是致密的，不易溶解，即使损坏，它可以再生。钝化膜的存在，使阳极过程反应受到阻滞，从而提高了金属的化学稳定性和抗蚀性。 吸附理论：钝化是由于离子吸附所引起的金属表面化学活性减小。如金属的阳极区域表面吸附一定数量的氧、氧化剂或其他物质时，就可以产生钝化。此外，如果所吸附的氧能饱和所有金属原子的未饱和价，便会产生钝化，使化学反应速度减小，这就是钝化的原因。 其实这两种理论是相辅相成的，因为当氧的吸附层到一定厚度时，就会转化为钝化膜。既然不锈钢的钝化是由于在钢的阳极区域表面生成了一层氧化膜或氧的

19、吸附层，所以不锈钢主要是在氧化性介质中才是“不锈”的。第40页/共207页n/8定律 当较贵重组元的含量为1/8、2/8原子比时，则合金的抗蚀性就有飞跃式的提高，又称Tamman定律。n称为稳定度或稳定临界值。 铬是不锈钢中的主要合金元素，当铬含量超过11.7（重量）时，使Fe-Cr合金转入钝态，并获得较好的力学性能和工艺性能。除铬以外，再没有能提供这样效能而价廉的元素，当铬含量达12.7时，它就封闭了相区，形成均匀单相固溶体铁素体。 为了获得单相奥氏体组织，必须加入30Ni，若镍与铬复合加入，则可降低镍量典型成分为18Cr-8Ni，一般称为18-8型奥氏体不锈钢。第41页/共207页不锈钢的

20、分类马氏体型强度、硬度高，冲压性和焊接性差。焊后有较大内应力铁素体型室温至960无明显组织相变，但存在严重T8/5回火脆性。焊接性优于马氏体型奥氏体型以18-8型为代表，常温下无磁性，冲压性优异、焊接性良好，是目前应用最广泛的一种奥氏体-铁素体双相不锈钢；它综合了奥氏体和铁素体两型不锈钢的伏点，具有良好的韧性，强度和焊接性，其中屈服强度可达普通不锈钢的2倍。60年代中期瑞典研制出的，我国80年代开始把它作为一个独立系列的钢种，具有良好的耐应力腐蚀能力。Cr18。Cr21都是沉淀硬化型第42页/共207页西气东输工程中使用的双相不锈钢第43页/共207页有色金属常用的有色金属有： 铝及铝合金：轻

21、金属，比重度高 铜及铜合金：优异的导电导热性 钛及钛合金：轻金属，耐蚀性优异通把铁及其称为黑色金属，而把非金属及其合金称为有色属，有色金属具有许多特殊性能，应用广泛第44页/共207页铸铁的可焊性铸铁的可焊性一、可焊性与同类材料比较:不好二、可焊性与低碳钢比较:很困难三、焊接说明:硬度高、脆性大、容易产生裂纹、不宜进行焊接白口铸铁一、可焊性与同类材料比较:较差二、可焊性与低碳钢比较:很困难三、焊接说明手工电弧焊1.低碳钢焊条:焊缝极易出现裂纹,加工性能极坏,只用于焊补很不重要的工件2.铁镍焊条:加工性良好,接头力学性能基本可达到与母材相差不大气焊:焊后不热处理,焊接接头加工性好.适用于接头质量

22、要求较高的中小型缺陷的修补.焊条成份以C3-3.5%,Si3-3.6%,Mn0.45%,S 0.015%,P 0.07%,Mg0.07-0.12%较为合适球墨铸铁一、可焊性与同类材料比较:一般二、可焊性与低碳钢比较: 很困难三、焊接说明复杂铸件应整体加热,简单零件用焊具局部加热即可.重熔部分易产生白口可锻铸铁的一、可焊性与同类材料比较:一般二、可焊性与同类材料比较:很困难三、焊接说明电弧焊法: 1.低碳钢焊条:焊缝不经热处理不能用一般加工方法加工,只能用砂轮打磨,焊缝极易出现裂缝.只适用于不需机加工的不重要工件缺陷的焊补.焊缝处只能承受较小的静负荷2.铸铁焊条:焊接接头加工性一般,焊缝易出现裂

23、缝.只适适用于中、小型零件待加工面和已加工面的较小缺陷的焊补.如小砂眼,小缩孔及小裂缝等3.铜钢焊条:加工性能较差,焊缝抗裂纹性能较好,强度较高,能承受罗大静负荷及一定的动负荷,能基本满足紧密性要求.对复杂的,风度在的工件不宜采用气焊法1.铸铁焊条:加工性良好,接头具有与母材相近的力学性能与颜色,焊补处刚度大,结构复杂时,易出现裂纹.适用于焊补刚度不大、结构不复杂、待加工尺寸不大的缺陷热焊法及半热焊法1.铸铁焊条:加工性、紧密性都好,内应力小,不易出现裂纹,接头具有与母材相近的强度.适用于焊后须加工,要承受较大静负荷、动负荷,要求紧密性等复杂结构.大的缺陷且工件壁较厚时用电弧焊,中小缺陷且工件

24、薄时用气焊灰铸铁第45页/共207页铝及铝合金的可焊性铝及铝合金的可焊性1-10较差 良好 良好 良好 良好 电子束焊3-8不好 不好 不好 一般 一般手工电弧焊1-10不好 不好 不好 一般 一般 碳弧焊0.5-10不好 较差 不好 良好 良好 气焊 4一般 良好 良好 一般 一般 电阻焊(点焊.缝焊) 0.8较差 良好 良好 良好 良好 熔化极脉冲氩弧焊 3较差 良好 良好 良好 良好 熔化极氩弧焊1-10不好 良好 良好 良好良好钨极氩弧焊LY11,LY12, LY16LF2,LF3LF5,LF6LF21L1-L6适用厚度范围 mm材料牌号焊 接 方 法第46页/共207页铜及铜合金的可

25、焊性铜及铜合金的可焊性1 - 16良好 一般 一般 一般等离子弧焊6 - 30- 一般 较差 一般 埋弧焊2 - 10一般 较差 不好 不好 手工电弧焊2 - 20- 一般 较差 较差 碳弧焊0.5-10- 不好 一般 不好 气焊4 - 50良好 一般 一般 良好 熔化极自动氩弧焊1 - 12良好 一般 一般 良好 钨极氩弧焊镍白铜青铜黄铜紫铜适用厚度范围 mm材料牌号焊 接 方 法第47页/共207页变形铝合金的国际牌号 第一位数字表示主要合金元素： 1xxx系未合金化的纯铝（99）; 2xxx系以Cu为主要合金元素的时效强化铝合金； 3xxx系以Mn为主要合金元素可冷加工硬化的铝合金; 4

26、xxx系以Si为主要合金元素的铝合金； 5xxx系以Mg为主要合金元素可加工硬化的铝合金； 6xxx系以Mg,Si为主要合金元素可热处理强化的铝合金； 7xxx系以Zn（和Mg）为主要合金元素的时效强化铝合金。 第二位数字表示一种紧密的相互关系 第三、四位数字表示在1xxx系中有重要意义（纯度），而在其它合金系并不重要。第48页/共207页练习 下列多种材料，都能用于制造某一结构： Q235，45，不锈钢304，铝合金6063t5 最好焊是哪种？ 最难焊又是哪种？还有其他问题么？本结结束！谢谢！第49页/共207页4、金属学及热处理从微观角的度观察世界性能决定一组织及成份第50页/共207页金

27、属晶体结构一般知识 晶体与非晶体 晶格与晶胞 晶格类型(85%属于以下三种)： 体心立方；面心立方；密排六方 金属结晶及晶粒度对力学性能的影响 金属的结晶就是由原子不规划的液体逐步过渡到原子规则排列的晶体的过程，包括形核和长大 晶粒越细金属的力学性能越高。 晶粒度通常分为八级，一级最粗，二级最细，晶粒度大小与过冷度有关，过冷度越大则晶粒越细。第51页/共207页钢的同素异构转变（典型金属）液体 1538 -Fe 1394 -Fe 912 -Fe 金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象。以下是铁的同素异构转变：第52页/共207页合金的组织结构 合金是一种金属元素与其它元素或

28、非金属，通过熔炼或其它方法结合成的具有金属特性的物质。组成合金的基本的独立物质称为组元。 合金具有更好的力学性能，还可以调整组元比例，获得一系列不同性能的合金以满足要求 在合金中具有相同物理化学性能并与其它部分以界面分开的一种物质部分称为相。固相、液相、气相 固相可以是单相，也可以是多相： 固溶体：间隙固溶体、置换固溶体 金属化合物 混合物第53页/共207页铁碳合金的基本组织 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 莱氏体 马氏体第54页/共207页钢在固态下加热到一定的温度，在这个温度下保温一定时间，然后以一定的冷却速度冷却到室温，以获得所希望的组织结构和工艺性能。 淬火 回火热处理： 退火 正火

29、第55页/共207页铸铁的热处理 消除内应力退火（时效） 石墨化退火 提高力学性能与耐磨性的热处理正火；淬火及回火；等温淬火；表面淬火第56页/共207页本结小结 金属的微观世界，晶格 常见组织：铁素体，奥氏体，马氏体，渗碳体 热处理的基本条件： 同素异构转变， 强化相在不同晶格中的溶解度不同 常见热处理方法及应用场合有什么问题？本结结束！谢谢！第57页/共207页5、焊接电弧了解焊接及焊接能源的特点第58页/共207页焊接：通过加压、加热或两者并用；用或不用填充材料；使金属间达到原子结合的一种加工方法。实现方法辅助手段物理本质第59页/共207页焊接分类(族系法)压力焊气焊铝热焊化学热电渣焊

30、电阻热MAGSMAW熔化极TIG非熔化极电弧热电子束焊激光焊熔化焊钎焊焊接第60页/共207页电弧:两电极间强烈而持久的放电现象； 一种空气导电现象；电弧有两个特征：放出强烈的光和大量的热焊接电弧：是由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。电弧是所有电弧焊接方法的能源 第61页/共207页电弧的引燃方法 接触短路引弧法下压（短路）回拔（断路） 高频高压引弧法高电压（2-3KV）第62页/共207页直流电弧的结构和温度U 阴U 弧U 阳阳 极 区弧 柱 区阴 极 区电 弧阳 极阴 极电压温度阴极斑点阳极斑点产热占43%产热占36%产热占21%

31、第63页/共207页在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系,呈U形，故称为U形曲线电弧电阻与电弧的温度有关，ab段电弧的温度较低，空气电离的程度低，电阻较大；焊接电流增大时，电弧温度增高，结果空气的电离程度增高，则电阻就下降；bc段电离度一定，随着焊接电流的增大，相应的弧柱截面增大，电流密度不变，则为水平段；cd段:电流密度较大,电弧来不及增大截面,呈较大电阻抗状态,为上升段。 bcd焊接电弧的静特性曲线:第64页/共207页bcd各种焊接方法的电弧静特性曲线cd段，大电流密度:细丝熔化极气体保护焊;大电流埋弧焊ab段,小电流密度:小电流氩弧焊;小

32、电流焊条电弧焊bc段，中等电流密度:氩弧焊;焊条电弧焊;小电流埋弧焊第65页/共207页电弧电压和弧长的关系U弧=U阴+U阳+U柱当材质、气体介质一定时U阴,U阳基本为固定数值,故:令a阴阳柱当气体介质一定时，与弧长成正比，即：柱bLa+bL对于焊条电弧焊：=20+0.04I;对于TIG焊接电源：U=10+0.04IU 阴U 弧U 阳阳极区弧柱区阴极区电弧阳极阴极电压温度第66页/共207页弧长对电弧静特性的影响23U=a+bL当弧长变化时,电弧静特性曲线相应的上,下平移如上图:L1 L2 L3什么问题么？本结结束！谢谢！第67页/共207页6、焊接电源用什么样的电源才能满足电弧的用电需要呢？

33、第68页/共207页对弧焊电源的要求 弧焊电源的空载电压 弧焊电源短路电流 弧焊电源外特性 电源动特性 电源的调节特性 第69页/共207页对空载电压的要求 电弧燃烧的稳定性 经济性 安全性第70页/共207页对短路电流的要求1.251.25I 短I 焊引影响短路时熔滴过渡及焊接时飞溅的大小：过小熔滴过渡不易，不适合空间全位置焊接；过大，熔滴过渡时冲击熔池的冲击力太大，飞溅大第71页/共207页对电源外特性的要求I1I2L1L2当弧长变化时,电弧静特性曲线上下移动,如上图,对应不同电源外特性曲线的交点(稳定工作点)不同,引起的电流变化量也不同,即引起的熔化速度变化也不同(电弧长度的恢复速度不同

34、)电弧自身调节:等速送丝系统送丝机械调节:均匀调节系统第72页/共207页对电源动特性的要求 弧焊电源对负载瞬变的反应能力(弧焊电源的对焊接电弧这样的动负载输出的电流和电压与时间的关系.) 电源动特性对电弧稳定性,熔滴过渡,飞溅及焊缝成形等有很大影响.AB热惯性（电弧热量变化滞后于电流变化）第73页/共207页对电源调节特性的要求当弧长一定时,每一条电源外特性曲线和电弧静特性曲线有两个交点A和B,只有一个稳定工作点B要求弧焊电源能通过调节，得出不同的电源外特性曲线，即要有良好的调节特性AB第74页/共207页改进序号派生代号基本规格（额定焊接电流）系列序号附注特征焊机小类名称（电源外特性）焊机

35、大类名称A,B,Z等234567焊机型号的编制 型号中1、2、3、6各项用汉语拼音字母表示，4、5、7各项用阿拉伯数字表示，型号中3、4、6、7项若不用时，其它各项排紧 第75页/共207页焊机电源型号代表字母大类名称代表含义小类名称代表含义系列序号代表含义A弧焊发电机X下降特性1动铁心式2串联电抗器式B弧焊变压器P平特性3动圈式4晶体管式Z弧焊整流器D多特性5晶闸管式6变换抽头式7变频式第76页/共207页负载持续率 负载持续率=焊机负载工作时间/整个周期X100% GB/T8118-1995规定弧焊电源的工作周期为5min、10min、20min和连续。 按GB8117-1995规定为35

36、%、60%、100%三种。第77页/共207页弧焊电源的主要参数 弧焊电源的主要参数有额定电压、电流、功率、相数、空载电压和工作电压、电流调节范围、负载持续率等。 使用中应注意不能长时间高于电源额定值工作，以免过载使设备损坏。 第78页/共207页常用弧焊电源及其选用： 常用交流焊机以弧焊变压器为主，现在有许多焊机能够提供交流和直流两种电流，使用很方便。 常用直流焊机以弧焊整流器为主。在直流电焊机的发展过程中，经历了从弧焊发电机（AX系列）到弧焊整流器（ZX系列）再到逆变式弧焊整流器的发展。其中弧焊整流器包括ZX1/ZX3系列动铁心/动圈式硅整流器、ZXG或ZX系列磁放大器式硅整流器、晶闸管式

37、硅整流器三代发展。弧焊发电机（AX系列）由于能耗高、噪声大、成本高，所以国家已明确宣布淘汰。第79页/共207页弧焊变压器 弧焊变压器是一种具有下降外特性的降压变压器，通常又称为交流弧焊机。 正常的变压器有平直的外特性，因此为了获得下降的外特性，就必须采取一定的方法。目前各种弧焊变压器都是通过增大主回路漏磁来获得下降外特性。分体式（单站/多站）同体式弧焊变压器 动铁心式弧焊变压器动圈式弧焊变压器 抽头式弧焊变压器 第80页/共207页直流弧焊发电机 由一台异步电动机和一台弧焊发电机组成。 属于50年代产品，体积大，笨重 已淘汰产品第81页/共207页弧焊整流器 一种将工业交流电流经变压器降压，

38、并经整流元件转换成直流电的焊接电源。 采用硅整流元件称为硅整流焊机，采用晶闸管（可控硅）的称为晶闸管整流焊机以字母Z开关，后跟其它分类代号。 X下降特性 P平特性 D多特性 G硅整流 K晶闸秋整流 M脉冲电源 E交直流电源代号134567代表类型动铁心式动线圈式晶体管式晶闸管式变换抽头式变频式硅整流弧焊整流器 晶闸管式弧焊整流器 逆变式弧焊整流器 第82页/共207页外特性带外拖 具有外拖的外特性使焊工容易操作。在焊接时，若由于某种因原电弧突然缩短，电弧电压降低到某一值时，曲线外拖，输出电流增大，加速熔滴过渡，电弧能稳定燃烧，不会发生焊条与焊件粘着现象。I第83页/共207页弧焊电源的选用步骤

39、 根据焊接方法选择 弧焊电源种类的选择 弧焊电源的功率选择 什么问题么？本结结束！谢谢！第84页/共207页8、焊条焊条太“多”了，怎么选用呢？第85页/共207页涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极 药皮 焊芯第一节 焊条夹持端第86页/共207页焊芯作用：电极：导电产生电弧，把电能转换成热能；填充金属：与液体母材金属熔合形成焊缝，同时调整焊缝中合金元素成分.焊芯中各种常见合金元素的作用： C：钢中的主要合金元素。当含碳量增加时，钢的强度硬度明显地增加，而塑性降低。随着含碳量的增加，钢的焊接性大大恶化，会引起较大的飞溅和气孔。而且对焊接裂纹的敏感明显的增加。 Mn：一种很好的合金剂，随着锰含量

40、的增加，钢的强度和韧性增加。锰与硫化合生成Mn2S作为熔渣覆盖要金属表面，从而抑制硫的有害作用。同时，锰还有很好的脱氧作用。 Si：在焊接过程中极易氧化成SiO2,从而使焊缝中含有多量的夹物，严重时会引起热裂纹。 S、P：是有害元素，会引起裂纹和气孔。对于它们应严格控制含量。焊芯：第87页/共207页焊芯牌号表示 H08 焊条直径以焊芯直径来表示：2,2.5,3.2,4,5钢种牌号代号碳素结构钢H08H08AH08MnH15合金结构钢H10Mn2H08Mn2SiH10MnSiH08MnMoAH08Mn2MoVAH08CrMoAH08CrNi2MoA不锈钢H1Cr5MoH1Cr13H0Cr19N

41、i9H0Cr19Ni9TiH1Cr9Ni9TiH1Cr25Ni13H1Cr15Ni13Mn6第88页/共207页药皮作用： 保证电弧稳定然烧，使焊接过程正常进行； 保护电弧和熔池； 参与复杂的冶金反应； 改善焊接工艺性能，提高焊接生产率。药皮类型代号药皮类型名称药皮类型代号药皮类型名称00特殊型18铁粉低氢型01钛铁矿型20高氧化铁型03钛钙型22氧化铁型10高纤维素钠型23铁粉钛钙型11高纤维素钾型24铁粉钛型12高钛钠型27铁粉氧化铁型13高钛钾型28铁粉低氢型15低氢钠型48铁粉低氢型16低氢钾型-组成部份：稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、粘结剂、成形剂第89页/共207页焊条的

42、分类（按用途）九种：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条铝及铝合金焊条、特殊用途焊条第90页/共207页焊条分类:(按渣)酸性焊条和碱性焊条 钢焊条的熔渣主要由氧化物组成，这些氧化物按性质可分为碱性氧化物、酸性氧化物和两性氧化物。另外还有少量的氟化物、碳化物、硫化物。 当熔渣的成分主要是酸性氧化物时，熔渣表现为酸性，这类焊条称为酸性焊条;反之称为碱性焊条。酸性焊条碱性焊条工艺性能特点引弧容易，电弧稳定，可用交直流电源焊接对铁锈、油污和水分的敏感性不大，对抗气孔能力强。焊条使用前经75150C烘培1h飞溅小，脱渣性好焊接时烟尘较少由于药皮中含有的

43、氟化物影响气体电离，故电弧的稳定性较差，只能采用直流电源焊接对水、锈产生气孔的敏感性较大，使用前须经350400C烘培1h飞溅较大，脱渣性稍差焊接时烟尘较多焊缝金属性能焊缝常、低温性能一般合金元素烧损较多脱硫效果差，抗热裂纹能力差焊缝常、低温性能较好合金元素过渡效果好，塑性的韧性好。特别是低温冲击韧度好脱氧、硫能力强。焊缝含氢、氧、硫低，抗裂性能好第91页/共207页焊条型号编制方法 E 4 3 1 5表示焊条药皮为低氢钠型，采用直流反接焊接表示焊条适合于全位置焊接表示熔敷金属抗拉强度的最小值为424表示焊条Exxxx后缀字母元素符号焊条熔敷金属抗拉强度最小值焊接电流的种类及药皮类型熔敷金属化

44、学成分分类代号附加化学成分的元素符号，表示全位置焊表示手工焊及平角焊表示立向下焊第92页/共207页焊条的选用 等强度原则：首先考虑母材的力学性能; 等性能原则：考虑焊件化学成份，工作条件（载荷、介质、温度等）; 等条件原则：考虑焊接的结构复杂程度和刚度（酸、碱性焊条）;另外：考虑劳动条件、生产率和经济性。什么问题么？本结结束！谢谢！第93页/共207页9、其他焊接材料焊剂，焊丝，钨极的选用第94页/共207页焊剂 机械覆盖：在焊接时焊剂能够熔化成熔渣(有的也有气体),防止了空气中有害气体氧、氮的入侵,对熔池金属起保护和冶金作用. 向熔池过渡有益的合金无素, 熔渣覆盖在熔池上面，对焊缝有缓冷作

45、用，熔池在熔渣的内表面进行凝固，从而可以获得光滑美观的焊缝表面成形。焊剂主要作为埋弧焊和电渣焊使用的焊接材料，焊接过程中，焊剂起着与焊条药皮类似的作用。第95页/共207页焊剂的制造方法 熔炼焊剂 非熔炼焊剂烧结焊剂粘结焊剂（陶质焊剂）第96页/共207页焊剂的牌号HJ x x x (x) HJ表进埋弧焊用熔炼焊剂 第一位数字表示焊剂中氧化锰的含量 第二位数字表示二氧化硅，氟化钙的含量 第三位数字表示同一类型焊剂中的不同牌号 同一牌号生产两种粒度时，在细颗粒焊剂牌号后加“x”HJ431 HJ350第97页/共207页焊丝焊丝按结构可分： 实芯焊丝 药芯焊丝按保护方式分：普通焊丝：焊接时焊丝只起

46、填充金属和导电的作用，施焊过程中要依靠焊剂保护或气体保护；自保护药芯焊丝：焊接过程中不需要外加气体或焊剂的保护，仅仅依靠焊丝自身的合金元素及高温时的反应来防止空气中的氧、氮等气体的入侵，以及调整焊缝金属成分第98页/共207页实芯焊丝 镀铜的目的：防锈E R 5 5 - B 2 - M n V表示焊丝中含有锰元素和钒元素表示焊丝化学成分分类代号表示熔敷金属抗拉强度最低值为550M P a表示焊丝第99页/共207页焊丝的使用 焊丝一般以焊丝盘、焊卷及焊丝筒的形式供式.焊丝表面必须光滑平整，如果焊丝生锈,必须用焊丝除锈机除去表面氧化皮才能使用。 对同一型号的焊丝，当使用Ar-O2为保护气体焊接时

47、，熔敷金属的化学成分与焊丝的化学成分差别不大，但当使用CO2为保护气体时，熔敷金属中的Mn、Si和其他脱氧无素的含量会大大减少，在选择焊丝和保护气体应予以注意。 一般情况下,实芯焊丝和药芯焊丝对水分的影响不敏感,不需做供干处理。 施焊前，焊件应做除油、除锈处理。 焊丝购货后应存放于专用焊材库（库中相对产、湿度应低于60%），对于已经打开包装的未镀铜的焊丝或药芯焊丝，如无专用焊材库，应在半年内使用。 采用焊剂保护进行焊接，使用前应对焊剂做烘干处理；采用气体保护进行焊接，应控制气体中的含水量，焊接时风速大于2m/s，应停止焊接。第100页/共207页CO2 CO2来源广，价格便宜，这是它得到广泛应

48、用的一个重要原因。CO2在常温常压下是无色无味气体，比空气重，在常温下加压可液化或固化。焊接用的CO2气体一般装在容积为40L钢瓶内，以液态提供，钢瓶涂成黑色。 其纯度体积分数99.5，其中水分和乙醇的体积分数要求小于0.05。CO2气体中的含水量是影响焊接质量的关键，水分多容易产生气孔、裂纹等缺陷。实际施焊时应采用以下措施来减少或消除CO2气中的水分: 1 新用CO2气体，使用前应将钢瓶倒置12h，使相对密度大的水分沉到瓶口部位，然后打开瓶阀放出一部分液体，如此进行23次 。 2使用前开启瓶阀约2min,放掉部分杂质。 3供气管路中串联干燥器以便进一步减少CO2气体中的水分。 由于气瓶中压力

49、越低，则含水量越高，因此在CO2焊重要构件时使用到压力低于1.0Mpa时，应停止使用。第101页/共207页氩气 氩气是惰性气体,具有高温下不分解又不与焊缝金属进行化学反应的特性.氩气比空气重37,使用时不易漂浮失散,有利于起保护作用,所以是一种理想的保护气体。按我国现行规定:焊接用氩气纯度应达到99.99。 氩气对电弧的热压缩效应较小，加上氩弧燃烧电压较低，即使氩弧长度稍有变化，也不会显著的改变电弧电压，因此电弧稳定，很适于手工焊接。第102页/共207页钨极 纯钨很少使用， 钍钨极的使用性能很好，但由于其具有放射性，且成本较高，所以现在使用不多; 铈钨极是使用最多的电极，与钍钨极相比，在直

50、流小电流焊接时，易建立电弧，引弧电压比钍钨极低50，电弧燃烧稳定，铈钨极最大许用电流密度比钍钨极高5-8，热量集中，几乎没有放射性。故应尽量采用。 锆钨极 镧钨极 常用钨极的规格以直径表示(mm),通常有：0.5、1.0、1.6、2.0、.4、3.2、4.0、5.0、6.3、8.0、10等多种。第103页/共207页本结小结 焊剂 熔炼焊剂 非熔炼焊剂 保护气 钨极有什么问题么？本结结束！谢谢！第104页/共207页10、焊接接头及焊缝形状生产现场的细节简介第105页/共207页焊接接头=母材+热影响区+焊缝+热影响区+母材焊接接头（使用焊接方法联接的接头）第106页/共207页接头型式对接接

51、头T形接接头角接接头搭接接头 共分十种： 对接接头、形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、 端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头、锁底接头 最基本的为：对接接头和角接接头两种 应用较广的有以下四种：第107页/共207页坡口形式坡口：根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。作用：是为了保证焊缝金属根部焊透，保证焊接质量和连接强度，同时调整基本金属与填充金属比例。选择坡口原则：能够保证工件焊透，便于焊接操作坡口形状应便于加工尽可能提高焊接生产效率和节省焊条尽可能减小焊后工件的变形第108页/共207页常用坡口形式 I形坡口； V形坡口； X形坡口; U形坡口 。

52、第109页/共207页坡口加工 生产中的坡口加工，多采用机械加工。机械加工的坡口质量好，效率高，容易控制，而且对母材力学性能基本没有影响。 另外利用碳弧气刨也可以开坡口，但要注意的是有的材料不适宜采用碳弧气刨。目前还有采用火焰切割。这两种方法开出的坡口要用砂轮对坡口加以打磨，然后才能进行焊接。第110页/共207页坡口要素坡口角度；坡口面角度；b根部间隙；p钝边； r根部半径pb什么问题么？本结结束！谢谢！第111页/共207页11、焊缝的空置焊接工艺参数对焊缝形状的影响平，立，横，仰的焊接特点第112页/共207页焊接位置的种类 平焊 对接平焊、平角焊、船形焊 立焊 对接立焊、立角焊 立向上

53、焊、立向下焊 横焊 仰焊 对接仰焊、角接仰焊第113页/共207页焊接接头按结构形式分类 平板对接： 平焊、立焊、横焊、仰焊 管板接头： 插入式（固定俯位焊、固定仰位焊和水平固定焊） 骑座式（固定俯位焊、固定仰位焊和水平固定焊） 管管接头： 水平转动焊、垂直固定、水平固定、垂直固定加障碍物、水平固定加障碍物第114页/共207页焊缝的形状和尺寸 焊缝宽度 焊缝表面与母材交界处叫焊趾，单道焊截面中，两焊趾之间的距离叫焊缝宽度。 余高 对接焊缝中，超出表面焊趾连接线上面的那部分焊缝金属的高度叫余高 熔深 在焊接接头横截面上，母材熔化的深度叫熔深 焊缝厚度 角焊缝的形状和尺寸 凸形角焊缝、凹形角焊缝

54、 焊缝成形系数 熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度与焊缝计算厚度之比值第115页/共207页焊缝各部分尺寸1、b焊缝宽度；2、h余高（焊条电弧焊03mm，埋弧焊04mm）3、H焊缝厚度；4、S熔深；5、h背面余高6、=b/H，埋弧焊的成型系数要大于1.3另外：还有焊缝长度，段数，间隔距离等第116页/共207页焊接参数对焊缝形状的影响 电流 电压 焊接速度 其它参数： 电极焊条焊丝的干伸长度 电极倾角 焊件倾角 坡口形状 焊剂什么问题么？本结结束！谢谢！第117页/共207页12、焊条电弧焊工艺特点及操作要领引弧，运条，接头，收弧第118页/共207页焊接过程第119页/共207页焊条电弧焊的

55、特点: 优点：工艺灵活，适应性强质量好（相对的）易于通过工艺调整来控制变形和改善应力设备简单、操作方便 缺点：对焊工要求高劳动条件差生产率低第120页/共207页焊条电弧焊的工具： 焊钳、 焊接电缆、 面罩、 清渣工具、 焊条保温筒、 一些辅助工具。第121页/共207页焊条电弧焊的焊接参数 焊条种类和牌号 电源种类和极性 焊条直径 焊接电流 为保证焊接质量而选定的各项焊接参数，有些重要结构的焊接参数需通过焊接工艺评定来确定，焊接施工时需严格按所需确定的焊接参数进行，不能随意改变，以保证焊接质量。 电弧电压 焊接速度 焊接层数 第122页/共207页操作技术引弧 擦划法，这种方法容易掌握，但容

56、易损坏焊件的表面； 直击法，这种方法必须熟练地掌握好焊条离开焊件的速度和距离。 注意：A 引弧处应无油污、水锈，以免产生孔和夹渣。B 为了便于引弧，焊条未端应裸露焊芯，若不露，可用锉刀轻挫，不能用力敲击，以防药皮脱落。C 焊条在与焊件接触后提升速度要适当，太快难以引弧，太慢焊条和焊件粘在一起造成短路，时间长会造成焊机损坏，产生这种现象时可将焊条左右扭摆几下，即可使焊条脱离焊件，否则应立即将焊钳从焊条上取下，待焊条冷却后，再用手将焊条板下。第123页/共207页 运条是整个焊接过程中最重要的环节，它直接影响焊缝的外表成形和内在质量。 三个方向的运动：、朝熔池方向逐渐送进；、沿焊接方向逐渐移动；、

57、横向摆动 操作技术运条直线形运条法直线往复运条法 锯齿形运条法 月牙形运条法 三角形运条法 圆圈形运条 八字形运条法 第124页/共207页 从先焊焊道末尾处接头； 从先焊焊道端头处连接； 另一端引弧，先焊焊道末端处熄弧； 后焊焊道结尾与先焊焊道起头相连，再利用结尾时的高温重熔先焊道起头处。操作技术焊道连接第125页/共207页 划圈收弧法； 反复断弧法； 回焊收弧法。操作技术收尾第126页/共207页手工电弧焊时各种位置操作要点： 平焊 立焊 横焊 仰焊第127页/共207页小结 引弧 运条 接头 收弧什么问题么？本结结束！谢谢！第128页/共207页13、钨极惰性气体保护焊钨极氩弧焊第12

58、9页/共207页TIG焊接工艺特点 氩气能有效隔绝空气 电弧稳定 电弧易控制 成本高、效率低主要用于有色金属、不锈钢、高温合金、钛及合金、及一此难熔金属；也用于重要构件的打底焊第130页/共207页TIG设备介绍 电源 引弧方式 焊枪 喷嘴 供气系统 供水系统第131页/共207页TIG常用：交流及直流正接DCRP：工件接正时为直流正接，又叫直流电极负AC：交流，此时电极和工件周期性交替接正、负极第132页/共207页TIG焊保护效果：颜色判断 氩气纯度 氩气流量 喷嘴直径 焊接速度 喷嘴至焊件的距离 接头形式第133页/共207页脉冲TIG特点及应用 热敏感性材料的焊接 焊接电流的调节范围很

59、宽 可用于全置焊接和较容易地实现全位置焊接工作的自动化 单面焊双面成形良好第134页/共207页TIG操作技术 焊丝、焊枪与焊件的角度 引弧：接触、高频、高压脉冲 熄弧：衰减、减小焊枪与焊件的夹角、环缝焊时先稍拉长电弧，重叠部份后熄弧第135页/共207页TIG焊枪的运动形式 直线移动：直线匀速运动、直线断速运动和直线往复运动 横向摆动第136页/共207页TIG焊送丝方式 指续法 手动法第137页/共207页TIG焊左焊法、右焊法第138页/共207页TIG各位置焊接特点 平焊 立焊 横焊 仰焊什么问题么？本结结束！谢谢！第139页/共207页14、其他焊接方法工艺特点及操作要领埋弧焊，CO

60、2，MIG，MAG第140页/共207页埋弧焊电弧在焊剂下燃烧进行焊接的方法，分为半自动和自动焊 优点： 生产率高 质量好 节省材料和电能 改善劳动条件，降低劳动强度 缺点： 只适合于水平位置焊 焊剂成分是MnO,SiO等金属及非金属氧化物，难以焊铝、钛等氧化性强的金属和合金 设备比较复杂小电流焊接时电弧稳定性不好，不能焊薄板 熔池深，对气孔敏感第141页/共207页埋弧焊的工艺参数 电流 电压 焊接速度 焊丝直径与伸出长度 焊丝倾角 焊件位置影响 装配间隙与坡口角度的影响 焊剂层厚度与粒度第142页/共207页焊接工艺过程第143页/共207页MAG焊特点 优点 采用明弧，可见度好，便于对中