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高级电焊工培训 设备动力部 2012 06 17 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 第一章机械制图篇 一 视图 视图 用正投影法将机械零件向投影面投影所得的图形 有基本视图 向视图 局部视图和斜视图 1 基本视图 机械零件向基本投影面投影所得的视图 基本视图有主视图 俯视图 左视图 右视图 仰视图和后视图六个 如图1 2所示 图1 2六个基本视图 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 1 基本视图 机械零件向基本投影面投影所得的视图 基本视图有主视图 俯视图 左视图 右视图 仰视图和后视图六个 如图1 2所示 图1 2六个基本视图 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 2 三视图及其对应关系 三视图的形成及其投影规律 主视图 俯视图 左视图 正面投影面 V面 水平投影面 H面 侧面投影面 W面 正面投影 水平投影 侧面投影 视图 把互相平行的投影线当作人的视线 用正投影法所得物体的图形称为视图 图2 6三视图 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 图2 7三视图的形成及其投影规律 3 三视图展开后的平面图以及三视图之间的规律 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 二 标注 标注尺寸的基本规则 机件的真实大小 应以图样上所注的尺寸数值为依据 与图形的大小 即所采用的比例 和绘图的准确度无关 图样中 包括技术要求和其它说明文件中 的尺寸 以毫米为单位时 不需标注计量单位的代号或名称 如果采用其它单位 则必须注明相应的计量单位的代号或名称 图样中所标注的尺寸 为该图样所示机件的最后完工尺寸 否则应另加说明 机件的每一尺寸 一般只标注一次 并应标注在反映该结构最清晰的图形上 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 尺寸界线用细实线绘制 由图形的轮廓线 轴线或对称中心线引出 也可利用图形的轮廓线 轴线或对称中心线作尺寸界线 2 尺寸界线一般应与尺寸线垂直 必要时才允许倾斜 如下图 70和 24尺寸的尺寸界线 3 在光滑过渡处标注尺寸时 必须用细实线将轮廓线延长 从它们的交点处引出尺寸界线 尺寸标注示例 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 公差带标注 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 全长要求 局部要求 任意100mm长度中的直线度允差为0 02mm 总长300mm长度的直线度允差为0 05mm 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 第二章金属材料及热处理篇 一 碳钢 碳钢的价格低廉 便于获得 容易加工 在机械制造中得到广泛使用 为了在生产上合理选择 正确使用各种碳钢 必须了解碳钢的分类及一些常存杂质对碳钢的影响 一 钢中常存杂质的影响实际使用的碳钢并不是单纯的铁碳合金 其中或多或少包含一些杂质 常存的杂质有 Si Mn S P四种 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 锰的影响 一般认为锰在钢中是一种有益的元素 在碳钢中含锰量通常在0 25 0 80 范围 在含锰合金中 一般控制在1 0 1 2 范围 锰大部分溶于铁素体中 形成置换固溶体 并使铁素体强化 一部分也能溶于Fe3C中 形成合金渗碳体 锰还能增加珠光体相对量 并使它变细 从而提高钢的强度 锰与硫化合成物为MnS 以减轻硫的有害作用 当含锰量不多 在碳钢中仅作为少量杂质存在时 它对钢的性能影响并不显著 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 硅的影响硅在钢中也是一种有益的元素 在镇静钢 用铝 锰铁和硅铁脱氧的钢 中含硅量通常在0 10 0 40 之间 沸腾钢 只用锰铁脱氧的钢 中只含有0 03 0 07 Si 硅与锰一样能熔于铁素体中 使铁素体强化 从而使钢的强度 硬度 弹性均提高 塑性 韧性均降低 硅也有一部分存在于硅酸盐夹杂中 当硅含量不多 在碳钢中仅作为少量杂质存在时 对钢的性能影响亦不显著 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 普通钢 在钢中增加含锰量 可消除硫的有害作用 Mn与S形成熔点为1620 的MnS MnS高温时又有塑性 因此可避免热脆现象 硫的影响硫在金属中是有害杂质 硫不溶于铁 而以FeS形式存在 FeS与Fe形成共晶或单独的FeS 分布于奥氏体晶界上 当钢材在800 1000 进行锻压时 由于晶届处FeS塑性不好而使钢有脆性 而当在1000 1200 压力加工时 由于FeS Fe共晶 熔点只有985 已经熔化 并使晶粒脱开 故钢材变成极脆 这种脆性现象称为热脆 为了避免热脆 钢中含硫量必须严格控制 优质钢 高级优质钢 普通钢含硫量 0 055 优质钢含硫量 0 040 高级优质钢含硫量 0 030 含硫量 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 磷的影响磷在钢中也是一种有害杂质 磷在钢中全部熔于铁素体中 它虽可使铁素体的强度 硬度有所提高 但却又使室温下钢的塑性 韧性急剧降低 并使脆性转化温度有所升高 使钢变脆 这种现象称为冷脆 磷的存在也使焊接性能变坏 因此钢的含磷量要严格控制 普通钢含磷量 0 045 优质钢含磷量 0 040 高级钢含磷量 0 035 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 按钢的含碳量分类低碳钢含碳量 0 25 中碳钢含碳量 0 25 0 60 高碳钢含碳量 0 60 碳钢的分类 按钢的质量分类普通碳素钢S含量 0 055 P含量 0 045 优质碳素钢S含量 0 040 P含量 0 040 高级优质碳素钢S含量 0 03 P含量 0 035 按用途分碳素结构钢 这类钢主要用于制造各种工程构件 如桥梁 船舶 建筑用钢 和机器零件 如齿轮 轴 螺钉 曲轴 连杆 这类钢一般属于低碳和中碳钢 碳素工具钢 这类钢主要用于制造各种刀具 量具 模具 这类钢含碳量较高 一般属于高碳钢 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 热处理 普通热处理 表面热处理 退火 正火 淬火 回火 表面淬火 化学热处理 火焰加热 感应加热 高频 中频 工频 渗碳 氮化 碳氮共渗及其它 所谓钢的热处理可以认为是通过加热 保温 冷却的操作方法 使钢的组织结构发生变化 以获得所需性能的一种加工工艺 钢的热处理的最基本的类型可根据加热和冷却方法不同 大致分为以下几种 二 钢的热处理 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 1 钢的淬火 一 淬火的目的将钢加热到Ac3或Ac1以上20 30 保温后快速冷却的一种操作 称为淬火 淬火的目的一般都是为了获得马氏体 提高钢的机械性能 例如各种工模具 滚动轴承等工件的淬火 是为了获得马氏体 以提高其硬度和耐磨性 二 淬火温度的选择碳钢的淬火温度可利用Fe Fe3C相图来选择 为了防止奥氏体晶粒粗化 一般淬火温度不宜太高 只允许超出临界点30 50 亚共析钢 Ac3 30 50 过共析碳钢Ac1 30 50 对于合金钢 因为大多数合金元素阻碍奥氏体晶粒长大 除Mn P外 所以它们的淬火温度允许比碳钢稍微提高一些 这样可使合金元素充分溶解和均匀化 以便淬火取得较好效果 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 淬火时最常用的冷却介质为 盐水 水 油 碱浴 硝盐浴 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 由于冷却介质不能完全满足淬火质量要求 所以在热处理工艺方面还应考虑从淬火方法上去加以解决 最常见的几种淬火方法 它是将加热的工件放入一种淬火介质中连续冷却至室温的操作方法 碳钢在水中淬火 合金钢在油中淬火都属于单液淬火法 1 单液淬火法 常用淬火方法 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 对于形状复杂的碳钢件 为了防止低温范围内马氏体相变时发生裂纹 可以在水中冷却至Ms点温度时从水中取出转到油中冷却 2 双液淬火法 水淬油冷法 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 它是防止工件变形 开裂的一种十分有效的淬火方法 由于工件在硝盐浴或碱浴中的冷却速度不够大 所以只适用于尺寸较小的工件 把零件放在温度为150 260 的硝盐溶或碱浴中冷却 稍加停留 待其表面与心部的温差减小后再取出在空气中冷却 则可避免变形和裂纹产生 3 分级淬火法 热浴淬火法 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 4 等温淬火法 对于一些形状复杂 而且要求具有较高硬度和强韧性的工具 模具等工件 则可进行等温淬火以得到下贝氏体的组织 其淬火工艺一般是将钢件淬火至稍高于Ms点温度的硝盐浴或碱浴中保温足够的时间 使其发生下贝氏体相变后在空气中冷却 只能应用于薄的 细的 尺寸较小的工件 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 有些工件按其工作条件 如果只是局部要求高硬度 则可进行局部加热淬火的方法 以避免工件其他部分产生变形和裂纹 5 局部淬火法 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 6 冷处理 为了尽量减少钢中残余奥氏体以获得最大数量的马氏体 可进行冷处理 即把淬火冷却到室温的钢继续冷却到 70 80 也可冷却到更低的温度 保持一段时间 使残余奥氏体在继续冷却过程中转变为马氏体 可提高钢的硬度和耐磨性并稳定钢件的尺寸 获得低温的办法是采用干冰 固态CO2 和酒精的混合剂或冷冻机冷却 只有特殊的冷处理才置于 103 的液化乙烯或 192 的液态氮中进行 采用此法 必须防止冷处理时产生裂纹 故可考虑先回火一次 然后冷处理 冷处理后再进行回火 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 2 回火 回火 将淬火后的钢加热到不超过Ac1临界点温度 保温后冷却下来的一种热处理操作 称为回火 回火的主要目的是 降低脆性 清除或减少内应力获得工件所要求的机械性能稳定工件尺寸对于退火难以软化的某些合金钢 在淬火 或正火 后常采用高温回火 使钢中碳化物适当聚集 将硬度降低 以利切削加工 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 回火的种类及应用根据一般钢件的性能要求不同 按其回火温度范围 可将回火分为以下几种 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 除了以上三种常用的回火方法外 某些高合金钢还在640 680 进行软化回火 某些量具等精密工件 为了保持淬火后的高硬度及尺寸稳定性 有时仅在100 150 进行长时间的加热 10 50小时 这种低温长时间的回火称为 尺寸稳定 处理或时效处理 应该注意到的是 从上各温度范围中看出 没有在250 350 进行回火 因为这正是钢容易发生低温回火脆性的温度范围 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 普通低合金钢是一种低碳结构用钢 合金元素含量较少 一般在3 以下 这类钢的强度显著高于相同碳量的碳素钢 因而常称它为低合金高强度钢 它还具有较好的韧性和塑性以及良好的焊接性和耐蚀性 采用普通低合金钢的目的主要是为了减轻结构重量 保证使用可靠 耐久 这类钢具有良好的机械性能 特别是有较高的屈服强度 普通低合金钢的 s 300 400MN m2 普通碳素钢 A3钢 的 s 240 260MN m2 所以若用普通低合金钢来代替普通碳素钢就可以在相同受载条件下使结构重量减轻20 30 普通低合金钢还具有良好的塑性 20 便于冲压成型 这类钢通常是在热轧退火 或正火 状态下使用 由于对加工性能和焊接性的要求 决定了它的含碳量不能超过0 2 我国生产的普通低合金钢为 09Mn2 14MnNb 16Mn 16MnCu 15MnTi 15MnV 二 合金钢 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 渗碳钢 用于制造渗碳零件的钢称为渗碳钢 渗碳钢的含碳量一般都很低 大约在0 10 0 25 之间 它们均属于低碳钢范畴 这样低的含碳量可保证渗碳零件心部具有足够的韧性和塑性 碳素渗碳钢的淬透性低 零件心部的硬度和强度 在热处理前后差别不大 也就是热处理不能使碳钢渗碳零件的心部达到明显的强化效果 对于合金渗碳钢则不然 因其淬透性高 零件心部的硬度和强度在热处理以后差别较大 也就是热处理能使合金钢渗碳零件的心部达到较显著的强化效果 渗碳钢的一般热处理工艺规范都是在渗碳之后进行淬火 然后再进行低温回火 这样可以达到 表硬里韧 的性能 但是 根据钢的成分和性能要求不同 其热处理规范在细节上有些差异 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 低淬透性合金渗碳钢 如15Cr 20Cr 15Mn2 20Mn2等这类钢淬透性低 经渗碳 淬火与低温回火后心部强度较低 强度与韧性配合较差 这类钢只可用作受力不太大 不需要高强度的耐磨零件 中淬透性合金渗碳钢如20CrMnTi 12CrNi3A 20CrMnMo 20MnVB等 这类钢含合金元素总量较高 它们的淬透性和机械性能均较高 可用作受中等动载荷的耐磨零件 经渗碳温度预冷到870 左右直接淬火 并经低温回火后具有较好的机械性能 高淬透性合金渗碳钢如12Cr2Ni4A 18Cr2Ni4W等 这类钢含合金元素总量均在4 6 之间 它们的淬透性很大 经渗碳 淬火与低温回火后心部强度很高 强度与韧性配合很好 这类钢可用作受重载和强烈磨损的重要大型零件 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 调质钢一般指经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢 大多数调质钢是属于中碳钢 调质处理后 钢的组织为回火索氏体 调质钢具有较高的强度和良好的塑性与韧性的配合 即具有良好的综合机械性能 调质钢的含碳量都介于0 27 0 50 之间 碳量过低时不易淬硬 使回火后不能达到所需要的强度 碳量过高时 则韧性不够 通常使用的碳素调质钢 其含碳量接近上述范围的上限 例如40钢 45钢 50钢等 而合金调质钢则比较接近下限如40Cr 30CrMnTi等 这是因为合金元素有强化作用 它相当于代替了一部分碳量 调质钢的热处理特点为 淬火 高温回火即把钢加热至850 左右进行淬火 并在500 650 高温范围进行回火 回火的具体温度则由钢的成分及对性能的要求而定 调质钢的零件 通常除了要求有良好的综合机械性能外 往往还要求表层有良好的耐磨性能 为此 经过调质处理后的零件往往还要进行感应加热表面淬火 如果对耐磨性能的要求极高 则需要选用专门的调质钢进行专门的化学热处理 如选用38CrMoAlA进行氮化处理 调质钢 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 弹簧钢 弹簧钢必须具有高的抗拉强度 高的屈强比 s b 高的疲劳强度并有足够的塑性和韧性以及良好的表面质量 同时还要求有较高的淬透性和低的脱碳敏感性 在冷热状态下容易绕卷成型 为了获得弹簧所要求的性能 弹簧钢的含碳量比调质钢高 一般在0 6 0 9 之间 由于碳素弹簧钢的淬透性较差 因此 对于截面尺寸较大 承受较重负荷的弹簧都由合金弹簧钢制造 弹簧钢的淬火温度一般为830 880 温度过高易发生晶粒粗大和脱碳现象 弹簧钢最忌脱碳 它会使其疲劳强度大为降低 淬火加热后在50 80 油中冷却 冷至100 150 时取出进行中温回火 回火温度根据对弹簧的性能要求加以选择 一般在480 550 范围内回火 回火后的硬度大约在HRC39 52范围 如螺旋弹簧回火后硬度为HRC45 50 对剪切应力较大的弹簧回火后硬度为HRC48 52 板簧回火硬度为HRC39 47 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 滚动轴承钢 滚动轴承钢必须具有高而均匀的硬度和耐磨性 高的弹性极限和接触疲劳强度 足够的韧性和淬透性 同时在大气或润滑中具有一定的抗蚀能力 此外 对钢的纯度 组织均匀性 碳化物的分布状况 以及脱碳程度等都有严格的要求 否则这些缺陷将会显著缩短轴承的寿命 通常所说的滚动轴承钢都是指高碳铬钢 其含碳量约为0 95 1 10 含铬量为0 50 1 65 尺寸较大的轴承则可采用铬锰硅钢 如GCr6 GCr9 GCr9SiMn GCr15 GCr15SiMn等 此外 在滚动轴承钢中 对它的杂质含量要求很严 一般规定 含硫量应小于0 02 含磷量应小于0 027 非金属夹杂物的含量必须很低 滚动轴承钢的热处理特点 球化退火 淬火和低温回火 淬火加热温度 850 在硝盐中分级淬火 淬火后立即回火 回火温度为150 160 保温2 3小时 回火后硬度HRC61 65 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 第三章电焊工艺及设备 一 焊接材料 焊条 电焊条就是金属丝 即焊条芯 表面涂上适当厚度药皮的手工电弧焊用熔化电极 电焊条由焊芯和药皮组成 焊芯焊芯具有两个功能 一是传导焊接电流 在焊条端部形成电弧 二是焊芯自身熔化 冷却后形成焊缝中的熔敷金属 各种电焊条所用的焊芯材料见表1 1 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 表1 1各种焊条所用焊芯材料 电焊条的长度一般在200 450mm 间选取 电焊条的长短主要取决于焊条直径 材质及药皮类型等因素 焊条在国家标准中规定的基本尺寸列于表1 2 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 电焊条的分类 在实际生产中通常将焊条分为两大类 酸性焊条和碱性焊条 这是根据熔渣的碱度 即熔渣中酸性氧化物和碱性氧化物的比例来划分 当熔渣中酸性氧化物占主要比例时为酸性焊条 反之称为碱性焊条 又称为低氢型焊条 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 碳钢焊条型号划分 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 焊丝 焊丝系指焊接时作为填充焊缝的金属丝 同时也作为导电的金属 焊丝按其化学成分可分为 焊接用焊丝 硬质合金堆焊丝 铜及铜合金焊丝 铝及铝合金焊丝等 若按其适用的焊接方法 可分为埋弧焊丝 CO2焊丝 氩弧焊丝 电渣焊丝及自保护焊丝等 焊丝牌号的编制方法是 结构钢焊丝牌号的第一个字母 H 表示焊接用实芯焊丝 H 后面的一位数字或两位数字表示含碳量 化学符号及其后面的数字表示该元素大致含量的百分值 合金元素含量小于1 时 该合金元素化学符号的数字省略 在结构钢焊丝牌号尾部标有 A 或 E 时 A 表示为优质品 说明该焊丝的硫 磷含量比普通焊丝低 表示为高级优质品 其硫 磷含量更低 例如 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 第三章电工学 一 电路及基本物理量 1 电流导体中的自由电子在电场力的作用下 做有规则的定向运动 就形成了电流 式中 电流强度 简称电流 单位为安培 A 2 电压电位在数值上等于单位正电荷沿任意路径从该点移至无限远处的过程中电场力所做的功 其单位为伏特 简称伏 V 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 3 电阻电流在导体中流动时所受到的阻力 称为电阻 用R或r示 单位为欧姆或兆欧 导体电阻的大小与导体的长度L成正比 与导体的截面积成反比 并与其材料的电阻率成正比 即 二 欧姆定律 不含电源的电路称为无源电路 在电阻R两端加上电压U时 电阻中就有电流I流过 三者之间关系为 诚信立业 共赢未来 务实拼搏创新超越 三 电功和电功率电流所做的功 叫电功 用符号A表示 电功