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焊工工艺学 主讲 刘西洋 1 1概述 可拆卸连接 如螺栓 键连接等 永久性连接 铆接 焊接等 一 金属连接 铆接 焊接 1 1概述 1 基本概念 焊接就是通过加热或加压 或两者并用 用或不用填充材料 使焊件达到原子间结合的一种加工工艺方法 2 依靠原子间的结合力 焊接本质 3 要通过一定的物理 化学过程加热 电弧焊 钎焊加压 冷压焊加热 加压 电阻焊 扩散焊 二 焊接的定义 1 金属 金属 金属 非金属 非金属 非金属 三 焊接的分类 焊接 熔化焊 钎焊 压力焊 利用摩擦 扩散和加压等物理作用 克服两个连接表面的不平度 除去氧化膜及其它污染物 使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离 从而在固态条件下实现连接的方法 利用一定的热源 使构件的被连接部位局部熔化成液体 然后再冷却结晶成一体的方法称为熔焊 采用熔点比母材低的材料作钎料 将焊件和钎料加热至高于钎料熔点 但低于母材熔点的温度 利用毛细作用使液态钎料充满接头间隙 熔化钎料润湿母材表面 冷却后结晶形成冶金结合 压力焊 加压 加热 熔化焊 钎料 钎焊 加热 加压 熔化焊 电弧焊 气焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊 电阻点焊 电阻缝焊 根据热源来分类 电弧焊 熔化极电弧焊 co2气体保护焊 埋弧焊 熔化极气体保护焊 mag mig 钨极氩弧焊 tig 等离子弧焊 非熔化极电弧焊 螺柱焊 手工电弧焊 优点 1 焊接可将各个零部件直接连接起来 无需其他附加件 接头强度一般也能达到与母材相同 因此 焊接产品的重量轻 成本低 2 焊接接头是通过原子间的结合力实现的连接 均匀性及整体性好 刚度大 在外力作用下不像机械连接那样产生较大的变形 3 焊接结构具有良好的气密性 水密性 这是其他连接方法无法比拟的 4 可连接不同类型的金属材料 不同形状及尺寸的材料 可使金属结构中材料的分布更合理 四 焊接的特点 5 可将结构复杂的大型构件分解为许多小型零部件分别加工 然后再将这些零部件焊接起来 这样就简化了金属结构的加工工艺 缩短了加工周期 6 焊接是一种 柔性 加工工艺 既适用于大批量生产 又适用于小批量生产 焊接的主要缺点 产生焊接应力与变形 焊接中存在一定数量的缺陷 产生有毒有害的物质等 五 焊接技术发展史 表1 1焊接方法的发展简史 随着工业和科学技术的发展 焊接技术也在不断进步 焊接已从单一的加工工艺发展成为综合性的先进工艺技术 焊接技术的新发展主要体现在以下几个方面 1 提高焊接生产率 进行高效化焊接焊条电弧焊中的铁粉焊条 重力焊条和躺焊条工艺 埋弧焊中的多丝焊 热丝焊 窄间隙焊接 气体保护电弧焊中的气电立焊 热丝mag焊 time 保护气体o2 co2 he ar体积分数分别为0 5 8 26 5 65 焊等 是常用的高效化焊接方法 六 焊接技术的新发展 2 提高焊接过程自动化 智能化水平国外焊接过程机械化 自动化已达很高程度 而我国手工焊接所占比例却很大 按焊丝与焊接材料的比来计算机械化 自动化比例 1999年日本为80 西欧为74 美国为71 2000年我国为23 焊接机器人的应用是提高焊接过程自动化水平的有效途径 应用焊接专家系统 神经网络系统等都能提高焊接过程智能化水平 3 研究开发新的焊接热源焊接工艺几乎运用了世界上一切可以利用的热源 如火焰 电弧 电阻 激光 电子束等 但新的更好的更有效的焊接热源研发一直在进行 例如采用两种热源的叠加 以获得更强的能量密度 如等离子束加激光 电弧中加激光等 复习测试 1 焊接实际就是通过 或者 用或者不用 使焊件达到原子结合的一种加工方法 2 按照焊接过程中金属所处的状态不同 可以把焊接方法分为 3 熔焊是将焊件接头加热至 不施加 完成的焊接 4 压焊是指对焊件加热至或加热至 但要施加来进行焊接 5 钎焊是加热时 钎料融化而母材 利用液态钎料母材 填充间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法 6 焊接技术几乎取代了 不少过去一直采用整铸 整锻方法生产的大型毛坯也改成了 7 电子元件与电路板是采用的焊接方法 8 判断 1 压焊是在施加压力的同时 被焊金属接触处可以加热 也可以不加热的方法 2 钎焊所使用的钎料熔点应该比母材高才能满足使用要求 3 摩擦焊是属于熔焊的一种 4 铆接属于可拆卸连接 1 2焊接安全与劳动保护 焊接操作不当引发的事故 2000年12月25日晚21时30分 河南省洛阳市东都商厦因非法施工 电焊工违章作业引燃可燃物造成火灾 致使商厦歌舞厅内309人窒息死亡 焊接操作不当引发的事故 11月15日14时 上海市中心胶州路靠近余姚路附近的一座28层的公寓楼发生火灾 火灾起因是无证电焊工违章操作引起 火灾造成58人死亡 70多人严重烧伤 1 预防触电的安全技术 1 熟悉和掌握有关电的基本知识 严格遵守有关部门规定的安全措施 2 触电时急救措施 3 使用照明灯具电压不大于36v 高空不大于12v 4 焊工使用的工作服 手套 绝缘鞋保持干燥 5 潮湿环境下 用干燥的木板或橡胶板做垫板 6 拉合电闸时单手操作 1 2焊接安全与劳动保护 电流灼伤 2 预防火灾的安全技术操作 1 焊接前检查周围环境是否有易燃易爆物 2 焊接时防止金属火花飞溅 3 严禁设备带压 常压密闭也不可 时进行切割或者焊接 4 被化学物质或者油脂污染的设备都应清洗后再焊接或者切割 5 工具随焊工进出容器 6 焊条头及焊件不可随意乱扔 7 离开现场时 应关闭气源 电源 将火种熄灭 1 2焊接安全与劳动保护 1 预防有害气体和烟尘中毒的安全技术 1 焊接区应该有良好的通风 全面 局部机械通风 自然风 2 合理组织劳动布局 3 以埋弧焊代替手工电弧焊 4 做好个人防护工作 1 2焊接安全与劳动保护 焊接过程中产生的有害因素是有害气体 焊接烟尘 电弧辐射 高频磁场 噪声和射线等 2 预防弧光辐射的安全技术 1 焊工必须使用合适面罩 2 面罩应轻便 成型合适 3 焊工工作时必须穿工作服 4 操作引弧时 注意周围工人 以免强光伤害他人眼睛 5 在厂房 或者人多的地点施焊时 尽可能的使用防护屏 6 重力焊或装配定位焊要特别注意弧光伤害 因此焊工必须佩带防光眼镜 1 2焊接安全与劳动保护 3 高频电磁场当交流电的频率达到每秒振荡10 30000万次时 它的周围形成高频率的电场和磁场称为高频电磁场 等离子弧焊割 钨极氩弧焊采用高频振荡器引弧时 会形成高频电磁场 焊工长期接触高频电磁场 会引起神经功能紊乱和神经衰弱 1 防止高频电磁场的常用方法是将焊枪电缆和地线用金属编织线屏蔽 4 射线射线主要是指等离子弧焊割 钨极氩弧焊的钍产生放射线和电子束焊对的x射线 焊接过程中放射线影响不严重 钍钨极一般被铈钨极取代 电子束焊的x射线防护主要以屏蔽以减少泄漏 5 噪声在焊接过程中 噪声危害突出的焊接方法是等离子弧割 等离子喷涂以及碳弧气刨 其噪声声强达120 130db以上 强烈的噪声可以引起听觉障碍 耳聋等症状 防噪声的常用方法是带耳塞