中农大金工实习（机械工程实训）课件：焊接实习

焊接实习专题课机械工程实训概述

焊接是通过局部加热或同时加压，并且利用或不用填充材料，使两个分离的焊件达到牢固结合的一种连接方法。实质——金属原子间的结合。常用焊接方法熔焊压焊钎焊气焊电弧焊电渣焊等离子弧焊电子束焊电阻焊摩擦焊压力气焊软钎焊硬钎焊焊条电弧焊埋弧自动焊与半自动焊气体保护焊氩弧焊二氧化碳保护焊点焊缝焊对焊应用1、制造金属结构件；2、生产机械零件；3、焊补和堆焊。手工电弧焊过程电弧在焊条与工件(母材)之间燃烧，形成熔池焊条金属芯熔化进入熔池燃烧、熔化的药皮成为熔渣浮在熔池表面，保护药皮分解产生的气体绕在电弧周围，隔绝空气，保护当焊条向前移动，新的母材熔化时，原熔池和熔渣凝固、形成焊缝和渣壳。手工电弧焊特点1.操作灵活;2.使用设备简单;3.可全位置施焊，可焊任意形状焊缝;4.生产率低;5.适于中小型焊接件，焊接厚度2~20mm。二、手工电弧焊用设备1.分类交流电焊机直流电焊机2.作用作焊接电弧的电源；保证电弧容易燃烧和能稳定燃烧。交流电焊机（1）.结构简单、价廉、噪音小；（2）.焊接时电流不如直流稳定；（3）.对某些焊条不适用。直流电焊机（1）.结构复杂、价贵、噪音大；（2）.焊接时电流稳定；（3）.能适应各种焊条。直流电焊机的接法参数空载电压（引弧电压）：50～90V工作电压：15～35V焊接电流：30～300A弧长：2～6mm阳极区温度：2600K阴极区温度：2400K中心区温度：6000～8000K三、焊条

手弧焊焊条由焊芯和药皮（涂料）两部分组成。焊芯起导电和填充焊缝金属的作用采用焊接专用金属丝。结构钢焊条一般含碳量低，有害杂质少，含有一定合金元素，如H08A等。不锈钢焊条的焊芯采用不锈钢焊丝。焊芯直径规定为焊条直经（0.4～９mm，常用为３.２、４、５）药皮焊条药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层。原材料有矿石、铁合金、有机物和化工产品等。作用：提高电弧燃烧的稳定性；造气、造渣，保护焊缝；脱氧及填加合金元素，保证焊缝金属的化学成分和力学性能。焊条的种类

结构钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、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（十大类）牌号J×××J-结构钢焊条××-熔敷金属抗拉强度最低值×-药皮类型及焊接电源种类（1-5为酸性焊条，6、7位碱性焊条）电焊条的选用原则按强度较低的钢材选用相应的焊条。性能要求高的结构，应选用碱性焊条，性能要求不高时，选用经济的酸性焊条。铸钢应选用抗裂性好，强度高的碱性焊条。不锈钢、耐热钢等选用相应的专用焊条。四、焊接工艺参数

焊条电弧焊的主要工艺参数有：焊条直径、焊接电流、电弧电压焊接速度等。他们的选择直接影响到焊接质量和生产率。焊条直径焊件厚度愈大，所选用的焊条直径应愈粗。对多层焊的第一层焊道应采用直径较小的焊条焊接，以后各层选用直径较大的焊条。平焊缝用的焊条直径可比其它位置焊大一些。焊接电流

焊接电流主要决定于焊条直径和焊缝位置。焊接电流与焊条直径的关系，有如下的经验公式：I＝Kd式中I--焊接电流，单位为A；

d---焊条直径，单位为mm；K---经验系数。在焊接平焊缝时，由于运条和熔池控制较容易，可选择较大的焊接电流，其它位置焊接时，为避免熔化金属从熔池中流出，焊接电流相应要小些。电弧电压电弧电压由弧长决定。电弧长则电压高，反之则低。正常的电弧长度小于或等于焊条的直径，即所谓的短弧焊。焊接速度焊接速度太慢时，焊波变圆，且熔深、熔宽及余高都加大；若焊接速度太快时，焊波变尖，焊缝形状不规则，而且熔深、熔宽及余高都减小。在保证焊缝质量基础上应采用直径较大的焊条和较大的焊接电流，同时视具体情况适当加大焊接速度，以保证在获得焊缝高低和宽窄一致的条件下，提高生产率。

常见的接头形式有对接、搭接、角接和T型接头四种。五、焊接接头形式与坡口坡口形式焊条电弧焊对接接头坡口形式其选择主要根据焊件的厚度

六、焊缝位置

熔焊时，焊缝所处的空间位置称为焊接位置。它有平焊、立焊、横焊和仰焊等四种。仰焊横焊立焊平焊

平焊操作最方便，生产率高，劳动条件好，焊接质量容易保证；仰焊操作最困难。在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部区域的金属原子结合力遭到破坏而形成的缝隙。裂纹多数发生在焊缝中，也有的产生在焊缝热影响区。裂纹是焊接接头中最危险的缺陷，压力容器的破坏事故多数是由裂纹引起的。沿着焊趾的母材部位产生的凹陷或构槽，称为咬边。它不仅会减少母材的承载面积，还会产生应力集中，危害较为严重，较深时应予消除。在焊缝上形成穿孔称烧穿。气孔是焊接过程中，熔池金属中的气体在金属凝固时未来得及逸出，而在焊缝金属中残留下来所形成的孔穴。它在一定程度上减少了焊缝的承载面积，但由于没有尖锐的边缘，危害性相对较小。

残留在焊缝金属中的熔渣称为夹渣。因夹渣的几何形状不规则，存在棱角或尖角，易造成应力集中，它往往是裂纹的起源，过长和密集的夹渣是不允许存在的。焊接接头根部未完全熔透而留下空隙的现象称为未焊透。它减少了焊缝的有效承载面积，在根部处产生应力集中，容易引起裂纹，导致结构破坏。焊接过程中，熔化金属流到焊缝以外未熔化的母材上所形成的金属堆积。易造成应力集中，并在下面伴随着未熔合、未焊透等缺陷。对于厚截面结构，熔焊时需要多道焊接。焊道与母材之间，或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合的部分称为未熔合。它类似于裂纹，易产生应力集中，是危险缺陷。焊接质量的检验1.外观检验2.焊缝致密性检验—承受气压或液压的焊件煤油试验、气压试验、水压试验3.焊缝内部检查—承受载荷较大、焊缝质量要求高的焊件射线透视法、磁性检验、超声波检验无损检测第三节气焊与切割气焊气焊是利用气体火焰加热熔化焊件接头和焊丝的一种焊接方法。气焊用的气体常用氧气(O2)和乙炔(C2H2)以及近几年发展起来的氧气(O2)和石油天然气(C2H8等)。氧乙炔焰的温度可达3000～3300℃左右。气焊时还产生大量的CO2和CO气体，包围熔池使其不易被氧化。气焊用的设备有焊炬、氧气瓶、乙炔瓶等。

气焊过程及特点

气焊一般应用于厚度3mm以下的低碳钢薄板和薄壁管子及铸铁件的补焊，要求不高的铝、铜及合金也可以采用气焊。气焊通常使用的气体是乙炔和氧气。

气焊设备

气焊所用的设备主要：氧气瓶乙炔瓶（或乙炔发生器）回火保险器焊炬及橡胶管等组成。

氧乙炔火焰及其应用

调节焊炬，使氧气和乙炔以不同比例混合，可以获得三种不同性质的火焰。(1)中性焰(2)碳化焰(3)氧化焰中性焰

氧和乙炔的体积比为1.1～1.2。它有三个明显的区域：焰心、内焰和外焰。中性焰主要用于低、中碳钢、低合金钢，紫铜、青铜及铝和铝合金等的气焊。碳化焰

氧与乙炔体积比小于1.1时为碳化焰，火焰特征为内焰变长而且非常明亮，焰心轮廓不清，外焰特别长。碳化焰主要用于铸铁．高碳钢和硬质合金等的气焊。氧化焰

氧与乙炔体积比大于1.2。焰心形状变尖，内焰很短，几乎看不到，外焰也缩短，呈蓝色，燃烧时有嘶嘶声。氧化焰主要用于黄铜、铬镍钢等的气焊。氧气切割

利用氧-乙炔焰热能将被切割金属预热到燃点，再通高压氧射流，使金属在高温纯氧中剧烈燃烧并放热，借助氧射流的压力将切割处的氧化物熔渣吹走，形成切口。

气割中所用的设备除割炬(比气焊焊炬多一根纯氧管)代替焊炬外，其它设备与气焊相同。氧-乙炔割炬1—混合管；2—乙炔阀门；3—氧气阀门；4—喷嘴；5—乙炔；6—氧气氧一乙炔