金属焊接切割作业课件

金属焊接切割作业课件 课题一 焊接切割原理与设备 温岭技工学校 焊接的原理 分类和特点 1 焊接是将两种或两种以上材质 同种或异种 通过加热或者加压或者两者并用 来 达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程 焊接方法可用于金属或非金属 但目前应用最多的是金属的焊接 2 焊接按其焊接过程金属所处状态不同 可以把焊接方法分为熔化焊 压力焊和钎焊 三大类 熔化焊是利用局部加热使连接处的金属熔化 再加入 或不加入 填充金属 依靠熔化 金属的冷却凝固把焊件连接起来 简称熔焊 压力焊是对被焊金属接触区域施加一定压力 使其产生足够的塑性变形 而不管加热与 否 将焊件牢固结合在一起的方法 简称压焊 钎焊是把比被焊金属熔点低的前焊金属熔化成液态 并使它渗透到被焊金属接缝的间隙 中 而达到焊接目的的方法 又称钎接 焊接主要特点 切割的原理和分类 金属的切割方法根据热源的产生不同 可分为机械 切割 火焰切割 又称气割 电弧切割和激光切 等 常用的火焰切割是氧 乙炔切割 气割原理 气割是利用可燃气体与氧气混合 通过割炬的预热咀 喷出并燃烧生成预热火焰加热金属 待金属预热到燃烧温度时 即从割咀的中心孔放出切 割氧使金属燃烧 且释放大量的热 金属燃烧形成的氧化物被切割氧流吹掉 金属被切割 开来 金属进行氧 乙炔切割的条件 1 金属的燃烧温度低于熔化温度 2 金属氧化物的熔点低于该金属的熔点 3 金属在氧中燃烧应为放热反应 高热量维持切割进行 4 金属的导热率要低 否者热量散发太快 气割用气体 设备和工具 氧气 氧气是一种无色 无味 无毒气体 分子式为 O 密度比空气略重 当温度降到 183 氧气从气态变成蓝色液体 氧气本身不能燃烧 但能帮助其他可燃物质燃烧 与油脂等易燃物质接触时就会发生剧 烈氧化反应使物体自行然烧 氧气纯度对气焊气割的影响 工业用氧分为两级 一级纯度不低于 99 2 二级纯度不 低于 98 5 乙炔简介 乙炔是一种可燃气体 又具有爆炸的危险性气体 乙炔比空气轻 工业用乙炔中因含有硫化氢所以有刺鼻的味道 其自然点为 480 它与 氧气混合燃烧时产生的火焰温度可达 3000 3300 由于乙炔和氯 次氯酸盐等化合会发生燃烧或爆炸 因此乙炔燃烧时 绝对禁止用四氯化 碳没火器来灭火 气割设备 1 氧气瓶 颜色为天蓝色气瓶 联接的橡皮管国标为黑色 化工标准为红色 主要由瓶帽 瓶阀 瓶箍 手轮 瓶体 瓶头组成 氧气瓶阀分为活瓣式或隔膜式两种 目前主要为活瓣式瓶阀 使用时逆时针方向旋转开启 再按顺时针方向旋转关闭 乙炔瓶颜色为白色 联接的橡皮管国标为红色 化工标准为黑色 主要由固定瓶帽 瓶阀 易熔塞 多空性填充 浸满丙酮 用于溶解乙炔 增大乙炔的存 储量 壳体 底座组成 装在瓶口的回火防止器是防止火焰向燃气管路或气源回烧的保险装置 回火的原因是氧 乙炔混合气体的燃烧速度大于混合气体的流出速度 乙炔瓶 乙炔瓶使用的注意事项 1 乙炔在燃烧时禁止使用四氯化碳灭火器来灭火 2 乙炔瓶使用时必须直立放置 防止瓶内的丙酮液体流出 3 气瓶与明火的距离大于 10 米 4 乙炔瓶的使用温度不得超过 40 5 瓶内的气体不能完全用完 必须留有不小于 98 147 千帕表压的余气 气割用工具 减压表 减压表是用来表示瓶内气体及减压后气体的压力 并将气体从高压降低到工作所需压力的 装置 国产减压表主要是单级反作用和双级混合式 如 QD 1 型减压器 主要供氧气减压用 而 QD 20 型单级式乙炔减压器供乙炔减压用 割炬的用途及分类 割炬又称割刀 其作用是将可燃气体与氧气以一定的方式和比例混合后喷出 点火后燃烧 形成具有热能和形状的预热火焰 并在预热火焰的中心喷射切割氧气进行切割 割炬可分为 射吸式和等压式两种 目前国内普遍使用射吸式割炬 割炬的型号含义 G 割炬 D1 等压式 01 射吸式 30 100 300 能割的最大厚度 G01 30 型是广泛的一种射吸式割炬 能割 2 30 毫米的钢板 它的结构分为两部分 一部分为预热部分 另一部分为切割 由切割氧调节阀 切割氧气管 以及割咀组成 割嘴的构造 割嘴上的混合气体喷孔呈环形 组合式割嘴 或梅花型 整体式割嘴 因此气割火焰的外形 呈环状分布 梅花形割嘴 环形割嘴 工作原理 气割时 先稍微开启预热氧调节阀 再开乙炔调节阀 并立即点火 然后调节氧气和乙炔 的流量到需要的预热火焰 对工件进行预热 待被割工件预热至燃烧点 即开启切割氧气 调节阀 此时氧气射流将割缝处的熔渣吹除 割炬不断移动后即在割件上形成割缝 气割图 1 气割前的准备 1 工作场地 设备及工具检查 气割前要认真检查工作场地是否符合安全生产和气割工艺的要求 检查整个气割系统 的设备和工具是否正常 检查乙炔瓶 回火防止器工作状态是否正常 使用射吸式割炬时 应将乙炔胶管拔下 检查割炬是否有射吸力 若无射吸力 不得使用 将气割设备连接好 开启乙炔瓶阀和氧气瓶阀 调节减压器 将乙炔和氨气压力调至需要的压力 2 工件的准备及其放置 去除工件表面污垢 油漆 氧化皮等 工件应垫平 垫高 距离地面一定高度 有利 于熔渣吹除 工件下的地面应为非水泥地面 以防水泥爆溅伤人 烧毁地面 否则应在水 泥地面上遮盖石棉板等 2 气割操作技术 2 气割操作技术 1 操作姿势 气割时 先点燃割炬 调整好预热火焰 然后进行气割 气割操作姿势因个人习惯而 不同 初学者可按基本的 抱切法 练习 如图 1 所示 手势如图 2 所示 割嘴离割件表面的距离 在通常情况下火焰焰心距割件表面为 3 5 MM 当割件厚度大于 20MM 时 火焰可长些 距离可适当加大 当割件厚度大于或等于 20MM 时 由于气割速度慢 为了防止割缝上边 缘熔化 火焰可短些 距离应当减小 这样可以保持气割氧气流的挺直度和氧气的纯度 使气割质量得到提高 调节气割预热火焰 碳化焰就是乙炔给多了 火焰柔和无力 而且中间有一道亮白或者蓝色的火焰 焰心比较 长 火焰虚 也就是说燃烧不完全 冒黑烟 氧化焰是氧气给多了 火焰短小 有呲呲的声音 开快风之后效果也不大 中性焰就是正常切割用的 比例是一比一点二 中性焰碳氧比例刚刚焰心很小 根据板厚 薄板用碳化焰 薄板用小火 而且割嘴离板要高 倾角要大 割速要快 目的 是减少变形 厚板用中性焰 用外焰 外焰的温度最高 以听见噗噗为准 一般不用氧化焰 在有氧化 皮或有渡层的时候用 割炬的使用注意事项 发生回火时 先关切割氧阀门和乙炔阀门 然后关闭预热氧调节阀 等冷却 2 3 的分钟 再切割 割嘴通道应该经常保持情节 孔道内的污物应随时用通针清除干净 切割开始时 先对起始位置烧红以后再开始缓慢移动焊枪 连接割炬的橡皮管不能短于 10 米 太长会增加气体流动阻力 一般为 10 15 米为佳 金属材料的机械性能 载荷 任何焊接结构或机械零件 在使用时都受到各种外力的作用 如拉伸 压缩 剪切 等形式 应力 任何物体受到外力作用的同时 其内部都会产生一种抵抗拉伸 压缩的力 其大 小与外力相等 方向相反 应力计算式 P F 牛顿 mm2 P 外力 牛顿 F 截面积 mm2 2 为平方 当没有外力存在时 物体内所存在的应力叫内应力 金属材料的机械性能 变形 物体受外力的作用时 会出现形状 尺寸的变化 这就称为变形 分为弹性变形 和塑性变形 机械性能 钢材在一定的温度和外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为机械性能 强度 常用强度指标有屈服强度 抗拉强度和疲劳极限 塑性 常用塑性指标有伸长率 断面收缩率及冷弯角 硬度 包括布氏硬度 HB 洛式硬度 HRC HRB HRA 等 钢材分类和焊接性 金属材料 包括黑色金属和有色金属 1 黑色金属材料有铁 锰 铬及它们的合金 1 1 铁包括生铁 可锻铸铁及工业纯铁 1 2 钢根据脱氧程度分 沸腾钢 脱氧不完全 镇静钢 脱氧完全 及半镇静钢 1 3 碳钢也叫碳素钢 是含碳量小于 2 的铁碳合金 如低碳钢 中碳钢和高碳钢 1 4 普通低合金钢 含有少量合金元素 强度高 性能好 1 5 锅炉钢 制造过热器 主蒸汽管和受热面用材料 2 有色金属 如铝 镁 轻 铜 锌 金和银等 钢铁产品牌号的表示方法 碳素结构钢 Q235 B b Q 表屈服强度 235 表强度数值 B 表质量等级 b 表半镇静钢 优质碳素结构钢 45A 45 表万分之几的平均含碳量 A 表优质质量等级 合金钢 用数字或符号加元素代号加数字加 A 如 20Mn2B 锰含量为 2 平均合金含量为 1 5 2 49 写成 2 B 为质量等级 不锈钢 如 304 的钢号是 0Cr18Ni90 代表含碳量在 0 03 0 08 18 代表含铬量在 18 00 20 00 9 代表含镍量在 8 11 碳及其他元素对钢材料性能的影响 1 碳 C 当钢中含碳量低时 钢的塑性好 硬度低 碳化物少 当含碳量增加时钢的强 度和硬度明显提高 耐磨性能增加 但塑性降低 2 锰 Mn 锰是合金剂 当钢中锰量小于 2 时 随着锰量增加 钢的强度和韧性也相 应提高 3 硫 S 是钢中的有害物质 使钢的组织不均匀 降低金属的耐腐蚀性 4 磷 P 也是一种有害物质 焊接时 生成的磷化铁在金属凝固后 会使金属变脆 钢的可焊性 定义 钢材的可焊性是指在一定的焊接工艺条件下 获得优质焊接接头的能力 评定的两个方面 1 工艺可焊性 指焊接接头出现各种裂纹的可能性 亦称抗裂性 2 使用可焊性 指接头在使用的可靠性 如耐热腐性 耐低温 抗疲劳等 焊接材料 电焊条 电焊条是手工电弧焊使用的焊接材料 焊条由焊芯和压涂在焊芯表面的药皮组成 焊芯的作用是导电 产生电弧 过滤填充金属及合金元素 药皮的作用是稳弧 造气保护和造渣保护 脱氧去硫磷 焊条 按药皮分类 药皮中含有 30 以上的二氧化钛及 20 以下的钙 镁 碳酸盐时 称为钛钙型焊条 氧 化钛型 钛铁矿型和氧化铁型焊条 此类可用直流或交流电源焊机 药皮主要成分为碳酸盐和萤石 药皮粘结剂为钾水玻璃或钠水玻璃 分为钾型和钠型 称低氢钾型焊条和低氢钠型焊条 只可用于直流电源 焊条分类 还有石墨型药皮用于铸铁焊条 盐基型药皮 用于铝及铝合金等有色金属焊条 铁粉钛型和铁粉钛铁矿型 按熔渣酸碱分类 酸性焊条 钛型焊条 钛铁矿型 氧化铁型焊条 碱性焊条 低氢型焊条 焊条型号 牌号 碳钢焊条 E43 15 E 表示焊条 43 表热敷金属抗拉强度最小值 1 表示适用全位置 5 表示焊条药皮为低氢钠型 采用直流反接焊接 低合金钢焊条 E5515 B3 VWB E 表示焊条 55 熔敷金属抗拉强度最小值 B3 金属化学成分代号 V 钒元素 W 钨元素 B 镊元素 焊条型号 牌号 不锈钢焊条 E1 23 13 M02 15 1 表示含碳量 23 含铬量不大于 0 15 13 含镍量不大于 0 15 M02 含钼量近似值 结构钢焊条 J507RH J507XG J 为结构钢 50 表熔敷金属抗拉强度最小值 X 表立向下焊 G 表示管子 6 7 表示碱性焊条 7 结尾的焊条只能使用 直流电源 常用焊材 J422 E4303 R107 E5015A1 J507 E5015 A132 A137 E0 19 10Nb 焊接设备 1 串联电抗器或弧焊变压器 分体式弧焊变压器