焊條電弧焊原理及特點教案

XXXXXX職業(yè)學校導學案首頁課程焊接班級任課教師年月—日 第周課題或教材章節(jié)名稱焊條電弧焊原理及特點 總課時教學目標知識、能力目標1、了解焊條電弧焊的特點及引弧滅弧的基本操作方法2、、焊接熔池及其概念、對熔寬、熔深的控制掌握。3、了解各種焊接缺陷的產(chǎn)生原因，掌握克服方法德育目標愛崗敬業(yè)教學重點引弧滅弧操作要領(lǐng)教學難點電弧電壓與弧長變化的關(guān)系教具教法 講述授課內(nèi)容及課時分配1、焊接電弧的特點、維持電弧燃燒的必要條件、引弧、滅弧的操作。2、接電流、電弧電壓與弧長變化的關(guān)系、焊接過程中對電弧長度的要求3、焊接熔池及其概念4、對熔寬、熔深的控制掌握作業(yè)布置課后小結(jié)：教務(wù)科、師傅檢查記錄簽名：日期：

XXXXXX職業(yè)學校導學案內(nèi)頁學生活動和

補充內(nèi)容教學過程學生活動和

補充內(nèi)容（一）焊接電弧定義：由焊接電源（焊機）供給的，具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件之間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象，稱為焊接電弧。（一）焊接電弧的特點1、它能發(fā)出強烈的光和大量的熱。2、由于是氣體在導電，它是柔性的，是可以移動的。3、因具有柔性可以在一定長度內(nèi)變化（10）毫米左右，過長就會熄滅。到目前為止，電弧焊接方法仍然占據(jù)著主要地位，一個重要的原因就是因為電弧能夠有效地，把電能轉(zhuǎn)換成熔化焊接過程中所需要的熱能。（三）焊接電弧及電弧溫度的分布。注；陰極區(qū)與陽極區(qū)的溫度差別，只有使用直流焊機時才會發(fā)生變化，使用交流焊機時因無陰陽極之分，焊條和工件的溫度是一樣高的。因此在使用直流焊機時為了獲得不同的溫度就產(chǎn)生了極性的選擇。也就是焊鉗（焊條）接在“+”“-”哪個極上。從圖中可以看到電弧的中心即（弧柱）溫度最高。小知識：K氏溫度為熱力學溫標或稱絕對溫標，是國際單位制中的溫度單位。由愛爾蘭開爾文男爵威廉?湯姆森發(fā)明，其命名是依發(fā)明者頭銜命名。K氏溫度的零點在熱力學上被稱為絕對零度。絕對零度，即絕對溫標的開始，是溫度的極限，相當于一273.15℃,當達到這一溫度時所有的原子和分子熱量運動都將停止。這是一個只能逼近而不能達到的最低溫度。根據(jù)動力學理論，當溫度在絕對零度時，氣體分子的動能為零。開氏度=攝氏度+273.15攝氏度=開氏度-273.15這個溫度用K來表示，常說成是K氏溫度，全稱是開爾文溫度。（二）引燃電弧的基本方法引燃電弧的方法可分為 1、擦劃法，2、敲擊法。擦劃法的特點：1、是初學者易掌握，2、缺點是易污染工件，（焊條端頭經(jīng)過的地方都會產(chǎn)生電弧，留下電弧擦傷痕跡）。3、引燃電弧的位子不確定。操作要點：大、小臂找準引弧點后穩(wěn)住，手腕作擦劃動作。注意焊條端頭還沒接觸鐵板時，擦劃運動就開始了，而決不是焊條端頭接觸鐵板后再開始擦劃，這樣易造成焊條與鐵板粘住脫離不開鐵板，也產(chǎn)生不了電弧。

川彈齦校見擦劃法圖：引弧過程的運動軌跡。川彈齦校操作方法：握穩(wěn)焊鉗，手腕稍用力進行擦劃。當焊條端頭接觸鐵板一瞬間立即提離鐵板4mm左右電弧就會燃燒，擦劃即要有一定力度，又要控制在較小長度范圍內(nèi)，因為一旦引燃電弧就必須停下，如繼續(xù)離開鐵板過高電弧將會熄滅，這就需要控制擦劃時的慣力運動。因此引燃電弧的位置不具有確定性。提示：圖中標示的2-4mm是指正常焊接的電弧長度，而并非引弧長度。就一般來講性能稍好的焊機引弧時提離鐵板6mm左右也能正常起弧。2、敲擊引弧法敲擊引弧法特點：1、引弧點準確。2、不污染工件。3、常用于焊件空間狹窄的地方。4、常用于焊縫與焊縫相連的接頭引弧。5、滅弧后立即再引弧、

四川華森技校引弧前敲擊引弧要領(lǐng)：握穩(wěn)弓mU”焊鉗，用腕力四川華森技校引弧前向下敲擊，如用力過大則///////'//III/1111、反彈力太大，焊條端頭遠離鐵板，電弧即燃即滅；如用力太小焊條端頭易被鐵板粘住。因此敲擊時用力要合適，并利用好反彈力，見到弧光時立即穩(wěn)住，維持電弧正常燃燒距離。如發(fā)生焊條粘在鐵板上，可左右搖擺焊條使其脫離后重新引弧。第三種引弧方法但通過多年的操作觀察，證實它確實存在。（暫稱為熱引弧法）方法是：當焊條正常燃燒3秒左右，滅弧后立即移往其他待焊部位（不超過2秒），此時焊條一觸即燃（既不擦劃也不敲擊）。此方法用途非常廣泛，實用意義大，效果好。例如1、當我們點焊薄件或特小工件時要求是穩(wěn)、準、快。穩(wěn)指電弧穩(wěn)定燃燒；準指被焊位置準確；快指著焊時間短（一秒左右）。2、滅弧立焊時或焊管接頭時，要求再引弧位子非常準確，引弧滅弧頻率很高（指在一定時間內(nèi)反復次數(shù)多）。此方法最為合適。（其

原理應屬于高溫導電，產(chǎn)生氣體電離）。電弧從引燃到熄滅經(jīng)歷了以下過程:電弧從引燃到熄滅經(jīng)歷了以下過程:引弧前，焊接電路處于斷路狀態(tài)；引弧中，焊條端頭接觸鐵板時，焊接電路處于短路狀態(tài)；焊條端頭離開鐵板產(chǎn)生電弧，電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電路處于通路狀態(tài)。滅弧后焊接電路又處于斷路（斷開）狀態(tài)。簡要的說，從引弧到滅弧經(jīng)歷了：短路---通路----斷路三個階段。（三）維持電弧燃燒的基本條件1、要求焊機具有較高的空載電壓，從焊機的銘牌上U2可以辨別出空載電壓的數(shù)值，電壓越高，引弧越容易，但過高的空載電壓不安全，因此國家標準把交流焊機的空載電壓控制在70V（伏）左右；直流焊機控制在90V（伏）左右。2、應具有良好的動特性：也就是說電弧燃燒時，電壓要隨電弧長短的變化而產(chǎn)生變化，即:電弧變長時電壓要升高，電弧縮短時電壓要降低，且反應速度要快。動特性良好的焊機響應速度快，電弧稍長時也不會熄滅，熔化均勻，柔和，飛濺小。反之則相反。（四）電弧長度與熔池深度1、電弧長度是指：焊芯端頭至熔池表面的距離。見圖A所示。電弧長度可分為三種情況：（短弧）（中等?。ㄩL弧）手工焊條電弧焊規(guī)定：（小于焊條直徑長度的電弧稱短弧）（等于焊條直徑長度的電弧稱中等?。ù笥诤笚l直徑長度的電弧稱長弧）。提示：1、焊條直徑是指焊芯直徑，不包含藥皮厚度。2、焊條端頭和焊芯端頭是有區(qū)別的，見圖所示A由于我們使用的焊條規(guī)格較多，直徑有1.6,2.0，2.5,3.2,4.0，5.0，因此，我們使用不同直徑的焊條，就會運用不同的弧長。例如：當我們使用直徑2.0的焊條時，中等弧長為2.0mm,（毫米）當我們使用直徑5.0的焊條時，中等弧長為5.0mm（毫米）。在實際操作中我們大多使用中等弧或短弧，很少采用長弧。作的短弧操特點 ：1、電弧穩(wěn)定，飛濺小。2、熔渣、氣體保護效果好。3、熔滴過渡到熔池距離短，利于熔滴過渡。因此，立焊或仰焊時常采用短弧操作。使用堿性焊條時，要求必須使用短弧操作以免產(chǎn)生氣孔和嚴重飛濺。熔深：是指熔池表面至熔池底部的距離，也叫熔透深度。見圖B熔深與電流強度和電弧長短有關(guān)，電流越大，熔深越深：相同的電流，電弧越短熔深越深，弧長時熔深變淺而熔寬變寬。（熔寬是指母材被電弧熔化的寬度）。5、電弧長短的意義作業(yè)：6、焊條直徑是指焊條的那部分7、電弧長度與熔深、熔寬的關(guān)系（五）常用接頭形式、坡口形式一、焊接接頭型式在手工電弧焊中，由于焊件厚度，結(jié)構(gòu)形狀以及對質(zhì)量要求的不同、其接頭型式也不相同。焊接接頭的型式主要可分為四種，即對接接頭、角接接頭、搭接接頭、T形接頭）焊接接頭的基本類型a）對接接頭b）角接接頭c）搭接接頭d）T形接頭1.對接接頭兩焊件端面相對平行的接頭稱為對接接頭，如圖1—11a所示。這種接頭能承受較1.對接接頭兩焊件端面相對平行的接頭稱為對接接頭，如圖1—1a所示。這種接頭能承受較大的載荷，是焊接結(jié)構(gòu)中最常用的接頭。.角接接頭兩焊件端面間構(gòu)成大于30°,小于135°夾角的接頭稱為角接接頭，如圖1—1b所示。角接接頭多用于箱形構(gòu)件，其焊縫的承載能力不高，所以一般用于不重要的焊接結(jié)構(gòu)中。.搭接接頭兩焊件重疊放置或兩焊件表面之間的夾角不大于30°構(gòu)成的端部接頭稱為搭接接頭，如圖1—1C所示。搭接接頭的應力分布不均勻，接頭的承載能力低，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應盡量避免采用塔接接頭。.T形接頭一焊件端面與另一焊件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭稱為T形接頭，如圖1—1d所示。，這種接頭在焊接結(jié)構(gòu)中是較常用的，整個接頭承受載荷、特別是承受動載荷的能力較強。二、坡口形式根據(jù)設(shè)計或工藝的需要，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀的溝槽稱坡口。

11、坡口的作用其主要作用是11、坡口的作用其主要作用是根部焊透，使焊接熱源能深入接頭根部，以保證接頭質(zhì)量。坡口還能起到調(diào)節(jié)基本金屬與填充金屬比例的作用。2、坡口的尺寸名稱及標注。圖：節(jié)基本金屬與填充金屬比例的作用。鈍邊是為了防止燒穿，鈍邊尺寸要保證第一層焊縫焊透。根部間隙在打底焊時，能保證報部焊透。坡口角度是用來使電弧能深入焊縫的根部，使得鈍邊焊透，且便于清渣，以獲得美觀的焊縫。焊接坡口的選擇一般遵循以下原則：①能夠保證工件焊透，（手弧焊熔深一般為2?4mm）,且便于焊接操作。如在容器內(nèi)部不便焊接的情況下，要采用單面坡口即在容器的外面焊接。②坡口形狀應容易加工。③盡可能提高焊接生產(chǎn)率和節(jié)省焊條。④盡可能減小焊后工件的變形。時，能保證報部焊透。坡口角度是用來使電弧能深入焊縫的根部，使得鈍邊焊透，且便于清渣，以獲得美觀的焊縫。焊接坡口的選擇 焊接坡口的選擇一般遵循以下原則：①

能夠保證工件焊透，（手弧焊熔深一般為2?4mm）,且便于焊接操作。如在容器內(nèi)部不便焊接的情況下，要采用單面坡口即在容器的外面焊接。②坡口形狀應容易加工。③盡可能在容器的外面焊接。②坡口形狀應容易加工。③盡可能提高焊接生產(chǎn)率和節(jié)省焊條。④盡可能減小焊后工件的變形。（六）常見缺陷常見缺陷有氣孔、夾渣、焊接裂紋、未焊透、未熔合、焊縫外形尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑等。1、氣孔：氣孔是指在焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而形成的空穴。?產(chǎn)生氣孔的原因：坡口邊緣不清潔，有水份、油污和銹跡；焊條或焊劑未按規(guī)定進行焙烘，焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)、剝落等。此外，低氫型焊條焊接時，電弧過長，焊接速度過快；都易在焊接過程中產(chǎn)生氣孔。由于氣孔的存在，使焊縫的有效截面減小，過大的氣孔會降低焊縫的強度，破壞焊縫金屬的致密性。2、夾渣：夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣。夾渣也會降低焊縫的強度和致密性。?產(chǎn)生夾渣的原因：主要是焊縫邊緣有氧化皮；坡口角度或焊接電流太小，或焊接速度過快。在使用酸性焊條時，由于電流太小或運條不當形成“糊渣、使用堿性焊條時，由于電弧過長或極性不正確也會造成夾渣。3、咬邊:焊縫邊緣留下的凹陷，稱為咬邊。?產(chǎn)生咬邊的原因：由于焊接電流過大、運條速度快、電弧拉得太長或焊條角度不當?shù)?，都會造成焊件被熔化去一定深度，而填充金屬又未能及時填滿而造成咬邊。咬邊減小了母材接頭的工作截面，從而在咬邊處造成應力集中，故在重要的結(jié)構(gòu)或受動載荷結(jié)構(gòu)中，都有特定的要求，超出要求范圍，都是不允許的。4、未熔合、未焊透焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過小、速度太快及電弧過長等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒有清除干凈，或在焊接時該處流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合或運條手法不當，電弧偏在坡口一邊等原因，都會造成邊緣不熔合。焊接時，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，稱為未焊透；在焊件與焊縫金屬或焊縫層間有局部未熔透現(xiàn)象，稱為未熔合。未焊透或未熔合是一種比較嚴重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊縫會出現(xiàn)間斷或突變，焊縫強度大大降低，甚至引起裂紋。因此，在重要的結(jié)構(gòu)部分均不允許存在未焊透、未熔合的情況。?產(chǎn)生未焊透和未熔合的原因：焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過小、速度太快及電弧過長等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒有清除干凈，或在焊按時該處流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合或運條手法不當，電弧偏在坡口一邊等原因，都會造成邊緣不熔合。6、其他缺陷焊瘤：液態(tài)金屬凝固緩慢下墜，因而在焊縫表面形成金屬瘤。?產(chǎn)生焊瘤的原因：運條不均，造成熔池溫度過高，液態(tài)金屬凝固緩慢下墜，因而在焊縫表面形成金屬瘤。立、仰焊時，采用過大的焊接電流和長弧，也有可能出現(xiàn)焊瘤。焊縫表面存在焊瘤影響美觀，并易造成表面夾渣。?防止產(chǎn)生焊瘤的措施：嚴格控制熔池溫度，立、仰焊時，焊接電流應比平焊小10-15%，使用堿性焊條時，應采用短弧焊接，保持均勻運條。7、弧坑焊接熄弧后形成的凹坑?產(chǎn)生弧坑的原因：熄弧時間過短，或焊接突然中斷，或焊接薄板時電流過大等，弧坑常伴有裂紋和氣孔，嚴重削弱焊接強度。裂紋：是危害最大的一種焊接缺陷形成機理：在焊接應力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子結(jié)合遭到破壞，形成新界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。而且有延伸和擴展的趨勢，它使焊接接頭的連接失效，所以是最危險的缺陷。裂紋可分為熱裂紋和冷裂紋（延遲裂紋）熱裂紋是在較高溫度下產(chǎn)生的焊完后即可發(fā)現(xiàn)，形成機理是低熔點物質(zhì)（硫、磷等）的聚集和焊接拉伸應力共同作用下產(chǎn)生的。冷裂紋（延遲裂紋）是焊接接頭冷卻到常溫后、或延遲數(shù)小時甚至數(shù)天才產(chǎn)生的裂紋。冷裂紋是一種最危險的裂紋形式，它具有突發(fā)性和不可檢測性，一旦發(fā)生將造成災難性后果。產(chǎn)生冷裂紋的機理：焊接接頭產(chǎn)生了1、淬硬組織2、氫的富集3、焊接拉伸應力的共同作用。防止冷裂紋的措施1、采用低氫型堿性焊條，嚴格烘干，在100?150℃下保存，隨取隨用。2、提高預熱溫度，采用后熱措施,并保證層間溫度不小于預熱溫度，選擇合理的焊接規(guī)范,避免焊縫中出現(xiàn)淬硬組織3、選用合理的焊接順序，減少焊接應力4、焊后及時進行消氫熱處理。手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)選擇選擇合適的焊接工藝參數(shù)，對提高焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率是十分重要.焊接工藝參數(shù)（焊接規(guī)范）是指焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸多物理量.1、焊接電源種類和極性的選擇焊接電源種類：交流、直流極性選擇：正接、反接正接：焊件接電源正極，焊條接電源負極的接線方法。反接：焊件接電源負極，焊