基础金工-焊接 教案 课题4 气焊 气割 钎焊(气体火焰钎焊) 各种焊接方法表演

PAGEPAGE9课题四气焊气割钎焊(气体火焰钎焊)各种焊接方法表演1、训练形式现场操作示范及讲解；学生操作练习。2、训练目的2.1、应知部分1.气焊的原理、特点及应用范围。2.气焊所用的气体、设备和工具材料3.气焊的三种火焰和一般工艺知识4.气割的原理、特点及应用范围5.了解气割金属的条件。6.钎焊的原理、特点及应用7.钎焊的工艺知识8.在进行基本操作的基础上，扩大知识面。9.了解接触焊、氩弧焊，CO2气体保护焊的工艺特点和焊接过程以及设备的大致构造。3、教学过程设计授课时间共60分钟4、课题讲解和示范操作4.1气焊首先请同学们戴上墨镜,取出焊枪、点火后调整中性焰，然后对接焊一条焊缝，完后讲解.原理：气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧时产生的高温火焰(3200℃)熔化焊丝和焊件，形成焊接接头。其设备简单，使用灵活方便。可焊接很薄的零件，焊接铸铁和有色金属也可获得较好的焊缝质量，在无电源地方可发挥更大的作用。其火焰还可作多种钎焊和气割。大工件的焊前预热及焊后稳定，小零件的热处理等。缺点：火焰温度低。加热速度慢，生产率低，热影响区大，工件易变形，接头综合机械性能差，气体有燃烧和爆炸的可能。适用范围：气焊一般常用以焊接较薄的工件≤3mm和低熔点废零件的焊补。钢料的切割等。结合操作示范讲解：气焊设备的介绍氧气瓶，其形状和构造实物(瓶体、瓶帽、瓶阀、瓶箱和防震橡胶圈组成)，是贮存和运输氧气的一种高压容器。通常使用的氧气瓶是用优质碳素钢或低合金钢轧制的无缝容器，其容积为40升，压力120—150大气压，40升×150=6000升，即6立方米。乙炔瓶是储存溶解乙炔的钢瓶，瓶内装有侵满丙酮的多孔填充物（活性炭，木屑）等，丙酮对乙炔有良好的溶解能力，可使乙炔稳定而安全的储存在瓶中，在乙炔瓶阀下面的填料中心部分放着石棉，作用是帮助乙炔从多孔填料中分解出来，乙炔瓶容积为40L，限压1。52MPa。乙炔瓶表面涂成白色，并用红漆写上乙炔字样。回火防止器：气焊、气割时，由于某种原因使混合气体的喷射速度小于其燃烧速度，火焰顺焊枪和乙炔管逆流燃烧并发生嘶嘶响声的现象，称为回火，回火后燃烧气体顺乙炔管道烧至乙炔发生器内就会造成严重的爆炸事故，回火防止器就是防止燃烧火焰进入乙炔发生器而引起爆炸的一种小型安全装置。氧气减压器：减压器是用来将气瓶中的高压气体降低到工作需要的低压气体，并能保持工作时气体压力与流量基本稳定。焊炬：通常叫气焊枪，主要构造由手柄，氧气阀门，乙炔阀门，射吸管，混合管和焊嘴组成。辅助工具(1)橡皮胶管，氧气为红色，乙炔为黑色或绿色。墨镜，点火工具，板手，通针，焊丝刷等等。气焊时调整氧气与乙炔的比值，可得三种不同性质的火焰，即中性焰，碳化焰和氧化焰。参看三种火焰挂图如何选择这三种火焰，对焊接质量有很大的影响。1.中性焰：点火，调节气焊火焰，先调成中性焰，然后再调成碳化焰和氧化焰。(O2/O2H2=1.1～1.2)这时乙炔充分燃烧，它由焰心、内焰和外焰三部分组成，焊接时利用内焰区对金属进行加热。这是因为内焰区温度最高(2800℃～3200℃)，并且气体成份主要是CO和H2具有还原性，对金属起还原和保护作用，中性焰应用很广，可焊接低碳钢，紫铜，铝和铝合金，预热和切割金属等。2.碳化焰：(O2/O2H2<1)，乙炔含量相对增加，温度2700℃～3000℃，火焰明显地分为三部分，焰心呈白色，外围略带蓝色，火焰长而柔软，乙炔燃烧不完全火焰有过剩碳，对金属有渗碳作用，常用以焊接高速钢，铸铁，高碳钢及硬质合金等材料。3.氧化焰：(O2/O2H2>1.3)，最高温度可达3500℃，即氧气含量增加，火焰由二部分组成，其焰形缩短，内焰区几乎消灭、火焰颜色发蓝并嘶嘶发响它对金属有强烈氧化作用，会使焊缝形成气孔和变脆，降低焊缝质量，所以焊接时很少采它只适用于焊黄铜和青铜。气焊操作方法(碳钢平焊)1.首先稍许打开焊枪的氧气阀门，再开乙炔阀，将火焰点燃后，根据工件厚度，立即调成适当功率的中性焰，然后加热焊缝始端。由于始端工件温度低，焊枪倾角要大些，这样有利于预热。2.当焊接始端加热至熔化，并形成熔池时(低碳钢的熔池明亮而清晰，当中有个小亮点)火焰的焰心距离工件2—4毫米，再加入焊丝，并向前移动焊枪进行焊接，此时焊枪与焊件表面应有适当的角度，工件材料薄时，倾角要小，材料厚时倾角要大(一般保持30°—40°)之间。3.为了获得整齐美观的焊缝，焊接过程中应该使熔池的形状和大小保持一致，焊枪和焊丝作各种均匀协调的摆动，例如4.当焊到焊缝终点时，由于焊件温度较高，散热条件差，应减小焊枪与工件的倾角，同时加快焊接速度，并多加入一些焊丝使熔池逐渐缩小，并填满熔池，火焰方可缓慢离开熔池。总之，在整个焊接过程中，要正确掌握以上要点，控制好熔池温度和焊接速度，防止产生未焊透，过热，甚至焊穿等缺陷。4.2气割先气割示范一工件，然后讲解氧气切割，简称气割。它比一般机械切割效率高，成本低，设备简单。目前切割厚度已达200毫米以上的大厚度钢板和型钢(一般剪床仅能切断几十毫米厚的钢板)，并能在各种位置进行切割和切割各种外形复杂的零件，因此它被广泛应用于工业生产中，一般气割多用于钢板下料，焊件坡口的准备和铸件浇冒口的切割等。气割是利用气体火焰将金属预热到能够在氧气流中燃烧的温度(即燃点，碳钢约为1100—1150℃)然后开放高速纯氧射流，将金属剧烈氧化成熔渣。并从切口吹掉，从而使金属分离(参看图示)，与此同时，金属在剧烈的燃烧(氧化)时放出大量的热量，预热未割开部分，使之达到燃点，并自行燃烧。这种预热——氧化——吹渣的过程就是切割的过程。金属的切割条件讲前先分别示范切割铸铁、铜、铝、不锈钢、低碳钢。刚才同学们都看到了，不是所有的金属都能气割、只有符合以下条件的金属才能进行气割。(1)金属在氧气中的燃烧温度应低于其熔化温度。(2)金属燃烧生成的氧化物的熔点要低于金属本身的熔点，同时流动性要好。(3)金属在纯氧中的燃烧反应是放热反应(切割时70%的热量是金属本身燃烧热)(4)金属的导热率不得过高。(5)阻碍切割过程杂质要少。气割基本操作边操作示范，边讲解4.3钎焊钎焊是利用低熔点的合金作为钎料，使其熔化后加入具有一定温度(但未熔化)的工件缝隙，利用钎料与基本金属的相互扩散作用，使焊件连结起来的一种方法钎焊的主要特点是接头外表光洁，由于焊接加热温度较低，因而其组织和机械性能变化不大，变形较小，能保证焊件准确的几何形状和尺寸，焊接过程简单，生产率高。接头的导热性，耐腐蚀性和气密性很好，由于具有以上优点所以在工业生产中获得广泛的应用。特别是在航空、火箭、空间技术中发挥着重要的作用。例如：导弹的尾喷管，飞机的蜂窝结构，飞机发动机上涡轮导向器，导向器叶片，扩散器与模热器等都可用钎焊连结。另外，还有真空设备，飞机仪表和油管接头等。钎焊可以焊接多种金属件，如：碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及其合金，还可焊接异种金属和较为复杂的很薄的(0.1mm)材料，甚至可焊金属与非金属，例如原子能反应堆中的金属与石墨的钎焊，因此钎焊的范围很广焊——车刀气焊火焰钎焊铜焊或银焊——零件或车刀边讲解，边示范4.4演示接触焊先用点焊机操作表演几个点接触焊的原理：以强大的电流通过被焊零件，由于电阻热而使接触处迅速加热，达到熔化温度或材料处于塑性状态时施加一定压力，使焊件牢固地连结在一起的焊接方法。1.接触焊的种类接触焊按焊接的方式可分为三类：即点焊，滚焊和对焊。(1)点焊：点焊时将焊件搭接装配后，压紧在两圆柱形电极间，并通以很大的电流，使接触处加热到熔化温度，形成透镜状液态熔池。断电后，在压力的作用下，凝固成焊点。(2)滚焊：滚焊又叫缝焊，它与点焊略相似，它以旋转的滚盘代替点焊时的圆柱形电极，焊件在转动的滚动内移动，当电流连续或断续地由滚转流过焊件时，即形成滚焊缝。滚焊可看着是连续的点焊。(3)对焊：对焊是将两个被焊工件安放在焊机的二夹钳内，两工件断面相对放置，使其接触，施加一定压力，然后通过焊接电流，加热到足够的温度(塑性状态)，断电后在压力作用下，两焊件就牢固地焊接在一起了。对焊分为电阻对焊和闪光对焊。2.接触焊的特点(1)接触焊在焊合处的加热时间相当短。焊接速度快。因此生产率高，工件变形小。(2)除消耗电能外，它不需消耗焊条、氧气、乙炔、焊剂等，可节省材料，成本较低。(3)操作简单，易于实现机械化，自动化。(4)焊接时无烟尘和有害气体，焊工的劳动条件较好。(5)接触焊机大多工作固定，不如手弧焊和气焊灵活，并且设备较复杂，耗电量大。由于接触焊具有许多优点，因此它被广泛地应用。在航空工业中，点焊和滚焊应用相当普遍，飞机的蒙皮、翼肋、，发动机的燃烧室，加力燃烧室，排气管、尾喷管，以及飞机和导弹的密封容器等，都采用点焊和滚焊加工，对焊则可焊接飞机的拉杆，发动机的加强圈等。接触焊可焊接低碳钢，不锈钢、合金钢、铝。镁。钛合金，3，接触焊机大致构造是由电源部分，加压装置和冷却系统组成。4，点焊形成过程分为三个连续的阶段(1)加压：焊件由上、下两电极预先压紧，避免由于接触不良而增加电阻(R)，而使焊件烧穿，或产生飞溅缺陷。(2)续压、通电加热，在焊件被压紧的状态下，通过相当大的电流，接触处的热量最大，达到半熔化状态并形成核心。在压力作用下形成一个紧密的塑性金属环，围住熔核不使其外溢。如两焊件不平整或压力过小，会造成熔核金属飞溅，焊点质量降低。(3)锻压：当切断焊接电流后，电极继续树焊点进行挤压，使熔核在压力作用下凝固。否则会出现疏松、缩孔等缺陷。二、氩弧焊1什么是氩弧焊：氩弧焊是以氩气作为保护气体的一种电弧焊方法。它是利用以喷嘴流出的氩气在电弧和焊接熔池周围形成连续封闭的气流。保护焊条和焊接熔池不被氧化。避免了空气对熔化金属的有害作用。因为氩气是惰性气体，它不与金属起化学作用，也不熔于金属，，所以不会引起气孔，能得到高质量的焊缝。2，氩弧焊的特点：(1)可焊材料范围广，几乎所有金属都可进行氩弧焊，特别适宜化学性质活泼的金属和合金，也可用于锆、钽、钼等稀有金属的焊接。

(2)氩气保护性能优良，氩弧温度又很高，因此不用焊剂或熔剂即能获得纯净的质量，良好的焊缝。(3)由于电弧受到氩气流的压缩和冷却作用，电弧加热集中，热影响区小，焊接应力与变形也很小，尤其适宜薄板焊接。(4)明弧焊接易于观察，焊接过程较简单，容易实现焊接的机械化和半机械化，并能在各种空间位置进行焊接。缺点：氩气价格贵，成本高，焊前对焊件清理要求很严格。氩弧焊分类：按照电极不同分为熔化极和不熔化极(钨极)两种。交流氩弧焊由于它的极性在时刻改变，因此具有“阴极破碎”和钨极消耗不大的特点，特别适用于焊接铝。镁及其合金，在使用时一般配有高频振荡器或脉冲引弧器，帮助引弧和维持电弧的稳定燃烧。直流氩弧焊多采用正接法，即钨极接负极，焊件接正极，此接法特点是熔深大，钨极消耗少。适用于焊接合金钢，耐热钢，不锈钢等。手工钨极氩弧焊设备一般由焊机、焊枪，供气系统，冷却系统和控制系统组成。在航空工业中，氩弧焊已得到越来越广泛的应用。常用来焊接要求较高的铝合金，镁合金、钛合金、不锈钢和耐热钢的结构。飞机发动机上的燃烧室的火焰筒外套，以及尾喷管零件。飞机的油箱，高压容器以及某些结构部件，它还广泛地用于焊接火箭、导弹的外壳。三、CO2气体保护焊(简称CO2焊)(首先用CO2焊焊接一条角焊缝，然后讲解)CO2焊是以CO2作为保护气体，依靠焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种电弧焊。按焊丝直径可分为细丝焊(0。5～1。2毫米)和粗丝焊(1。6～5。0)；按操作方法可分为半自动焊和自动焊。细丝焊多采用半自动焊接3～25毫米的厚板。1，CO2焊特点：(1)成本低：CO2气体价格便宜，而且电能消耗少，所以成本低，相当手弧焊成本40～50%左右。(2)生产率高：焊接时电流密度大，电弧穿透力强，焊丝熔化快，焊10毫米左右钢板时可不开坡口，焊后不需清渣，生产率比手弧焊高1～2倍。(3)质量高：CO2焊电弧热量集中，加热面积小以及CO2气流的有冷却作用，因此工件变形小，焊缝含氢量低。由于采用高锰高硅脱氧元素的焊丝，因而焊缝的抗锈性强，抗裂性高，机械性能良好。(4)操作简便：焊接时可直接观察到电弧和熔池的情况，所以机动、灵活、可进行全位置