華理焊接課程知識點精要

華理焊接課程知識點精要課程內容焊接概述手工電弧焊氣焊與氣割焊接工藝知識焊接操作技術其他常用焊接方法簡介概述焊接定義焊接是將兩個與以上分離的工件材料通過局部加熱、加壓（或兩者并用），使其連接成牢固而不可拆卸的整體的加工方法。焊接用或不用填充材料，使焊件達到原子結合，是一種重要的金屬加工工藝，屬于熱加工的范疇。焊接方法與分類

焊接方法很多。按焊接過程的物理工藝特點不同可分為三大類。

a.熔化焊（FuseWelding）b.壓力焊（PressureWelding）c.釬焊（BrazeWelding）焊接特點優(yōu)點：焊接工作方便靈活，比鉚接節(jié)省材料，生產率高。對復雜工件，焊接能以小拼大、化繁為簡，簡化工藝。焊接的連接剛性大、整體性好、密封性好，能耐高溫高壓，具有優(yōu)良的力學性能。缺點：焊接也存在一些問題。例如焊后零件不可拆，更換修理不方便。如果焊接工藝不當，焊接接頭的組織性能不均勻，焊后工件存在殘余應力，會產生變形。容易形成裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、焊穿等各類焊接缺陷。焊接應用

在許多工業(yè)部門，廣泛采用焊接技術制造各種金屬結構件。例如：建筑、橋梁、船舶、車輛、飛機、火箭、電子、鍋爐、管道、壓力容器等。此外，焊接還可用來對工件進行修補和修復。手工電弧焊

手工電弧焊（SMAW）也稱焊條電弧焊，是熔化焊中最基本、最簡單、最常見的焊接方法。它是利用焊條與焊件之間產生的電弧熱量，將焊條和焊件熔化，從而獲得牢固接頭的一種手工焊接方法。焊接過程

首先將電焊機的輸出端兩級分別與焊件和焊鉗連接（如圖所示）。再用焊鉗夾持焊條。焊接時在焊條與焊件之間引出電弧，高溫電弧將焊條端頭與焊件局部熔化而形成熔池。然后，熔池迅速冷卻凝固形成焊縫，促使分離的兩塊焊件牢固地連接成一整體。焊條的藥皮熔化后形成熔渣覆蓋在熔池上，冷卻后，熔渣形成渣殼覆蓋在焊縫上保護焊縫。最后將渣殼清除，完成焊接過程。焊接電弧

焊接電弧是在焊條端與焊件之間的空氣電離區(qū)內產生的一種氣體持續(xù)強烈穩(wěn)定的放電現象。焊接電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)三部分組成。a.陰極區(qū)陰極區(qū)是電子發(fā)射區(qū)。發(fā)射電子需消耗一定能量。陰極區(qū)約占電弧總熱量的36%，其平均溫度為2400K。b.陽極區(qū)陽極區(qū)主要發(fā)射正離子。其約占電弧總熱量的43%，平均溫度為2600K。c.弧柱區(qū)弧柱區(qū)產生的熱量僅占電弧總熱量的21%左右，但弧柱區(qū)內溫度卻高達5000K~8000K。弧柱周圍溫度低，大部分熱量散失在周圍空氣中。手工電弧焊設備

手工電弧焊設備是電焊機。它是焊接電弧的電源。電焊機按產生電流不同，分交流電焊機和直流電焊機兩大類。交流電焊機直流電焊機電焊機型號含義交流電焊機以BX1—300為例：B——電源種類（焊接變壓器）X——電源特性（下降特性）1——系列品種（動鐵芯式）300——額定電流（300A）直流電焊機以ZXG—500為例：Z——電源種類（弧焊整流器）X——電源特性（下降特性）G——整流方式（硅整流）500——額定電流（500A）手弧焊的焊接電源特性（1）具有陡降特性。（一般用電設備要求電源電壓不隨負載變化而變化，近似水平特性。）（2）具有一定的空載電壓以滿足引弧需求。（一般空載電壓約為60~80V，這樣既能順利引弧，又對人身比較安全。）（3）能限制短路電流。（一般不超過焊接電流的1.5倍。）（4）電焊機應能在一定范圍內調節(jié)焊接電流的大小。電焊條

電焊條是涂有藥皮的供手弧焊用的熔化電極，它由焊芯和藥皮兩部分組成。

焊條的作用焊芯藥皮充當電極導電填補焊縫金屬穩(wěn)定電弧保護焊縫冶金處理焊條的分類

焊條按焊芯材料的不同可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳與鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條等。按藥皮種類的不同，分酸性焊條和堿性焊條兩大類。焊條型號含義焊條的型號（牌號）酸性焊條堿性焊條型號E4303（牌號J422）型號E5015（牌號J507）E——表示焊條43——焊縫金屬抗拉強度σb≥43Kgf/mm20——全位置焊接3——藥皮成分為鈦鈣型，交直流兩用E——表示焊條50——焊縫金屬抗拉強度σb≥50Kgf/mm21——全位置焊接5——藥皮成分為低氫鈉型，直流反接注：焊條型號中第三位數字“0”或“1”表示適用于全位置焊接，“2”表示適用于平焊和平角焊，“4”表示適用于向下立焊。氣焊一、氣焊過程與應用特點1.氣焊原理氣焊是利用可燃氣體乙炔和助燃氣體氧氣混合燃燒的高溫火焰進行焊接的一種方法。2.氣焊過程乙炔與氧氣在焊炬中混合均勻后，從焊嘴噴出燃燒，將工件與焊絲熔化形成熔池，冷凝后形成焊縫，氣焊燃燒時產生大量CO2氣體與CO氣體包圍熔池，排開空氣，有保護熔池的作用。氣焊特點與應用范圍優(yōu)點：設備簡單，移動方便，在無電力供應區(qū)也可方便進行焊接焊接鑄鐵和部分有色金屬時，焊縫質量好缺點：熱量較分散，熱影響區(qū)及變形大生產率較低，不宜焊接較厚金屬某種金屬氣焊火焰中，氧、氫等氣體與熔化金屬發(fā)生作用，會降低焊縫性能難以實現自動化應用范圍氣焊火焰的溫度比手工電弧焊低，最高溫度約3150℃左右，熱量比較分散。所以氣焊適用于3mm以下薄板和有色金屬焊接。氣焊氣體氣焊氣體由可燃氣體與助燃氣體組成。1.可燃氣體可用乙炔、煤氣、石油氣和氫氣等。由于乙炔與氧氣反應溫度最高，燃燒溫度最高可達3150℃，且火焰最集中，是理想的焊接熱源，故應用最廣。乙炔（C2H2）是碳氫化合物，是一種無色的可燃性氣體，比空氣稍輕。純乙炔是無色無味的，但商用乙炔具有難聞的臭雞蛋味。乙炔在空氣中燃燒，產生巨熱、黃色、明亮和冒煙的火焰。從安全角度，乙炔壓縮應低于103kPa，乙炔罐內放置了大量飽和丙酮，以溶解乙炔，這樣乙炔可比原來壓縮10倍以上也不產生危險。2.助燃氣體氧氣（O2）是助燃氣體。它無色、無臭、無味，能與許多元素反應形成氧化物，是一種活性氣體。氧氣由專門的制氧車間生產，用鋼瓶高壓儲存和運輸，瓶內壓力一般高達(150Kg/cm2)。純氧與易燃易爆物接觸產生激烈反應，引起爆炸等事故，必須高度注意安全。

氣焊設備

氣焊設備主要由乙炔瓶、氧氣瓶、減壓器、回火防止器和焊炬組成。氣焊火焰

氣焊火焰因混合氣體中氧氣和乙炔所占的比例不同，可分為中性焰、碳化焰和氧化焰。

氣割一、氣割的原理與過程氣割是利用可燃氣體（乙炔）與氧氣混合燃燒的火焰熱能，將工件切割處預熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使金屬劇烈氧化并放出熱量，利用切割氧流把熔化狀態(tài)的金屬氧化物吹掉，而實現切割的方法。金屬的氣割可分為預熱、燃燒、吹渣三個階段，其過程實質是金屬在純氧中的燃燒過程，而不是熔化過程。氣割對材料的要求1.被切割金屬的燃點必須低于熔點2.金屬氧化物的熔點低于金屬的熔點且流動性好3.金屬在燃燒時放出的熱量足以預熱周圍金屬氣割割炬與氣割過程

氣割除了割炬構造與氣焊焊炬不同之外，其余幾乎完全一樣。氣割割炬比焊炬多一根切割氧氣管和一個切割氧氣閥門，割嘴出口處有兩條通道，如下圖所示。

氣割操作時先打開預熱氧與乙炔閥門，點燃預熱火焰，將火焰調至中性焰，再將工件起割處加熱至桔紅色或亮黃色（約1300℃）。然后打開切割氧閥門，在切割氧的作用下，高溫金屬劇烈燃燒（氧化反應），高壓氧射流將切口處的金屬及其氧化物吹除，形成氣割切口。

氣割的特點與應用

與其他切割方法相比，氧—乙炔氣割最大的好處是靈活方便，適應性強。它可在任意位置、任意方向切割任意形狀的工件。使用設備簡單、操作方便，生產率高，切口質量好。可進行半自動或全自動切割。但其缺點是對材料的適用范圍有限。焊接工藝知識1.焊接接頭型式2.焊縫空間位置3.焊件坡口型式一般工件厚度≥6mm時，為保證焊透，需開坡口。常見的坡口型式有I型（不開坡口）、U型、V型、X型、K型等。4.焊接規(guī)范a.焊條直徑——主要根據焊件厚度、焊接位置、焊接層等選擇焊條直徑。厚焊件用粗焊條，薄焊件用細焊條。一般，立、橫、仰焊比平焊焊條細。b.焊接電流——根據焊條直徑粗選焊接電流。細焊條選用小電流，粗焊條選用大電流。同時還要考慮焊件厚度、接頭型式、焊接位置和環(huán)境溫度等。通過試焊和觀察焊條的熔化情況與焊縫的形成情況最終確定焊接電流的大小。焊接實習用焊接電流的選擇可參考以下經驗公式：I=

(30~50)d式中I——焊接電流(A)d——焊條直徑（mm）c.焊接層數、道數——焊接厚件時為填滿整個接頭坡口的焊縫金屬，一般需采用多層多道焊。每層的厚度一般不超過4mm，厚度約等于焊條直徑為宜。焊接操作技術（電焊）1.引弧引弧就是使焊條與工件之間引出電弧，并保持電弧穩(wěn)定，這是進行焊接的前提，也是手工電弧焊操作的第一步。引弧方法有兩種方式，即敲擊法與摩擦法。兩種方式都是先用焊條端與工件接觸導電，然后迅速拉開一段很小的距離（一般在5mm以內），然后進一步控制高度（2~4mm，約等于焊條直徑），即可形成穩(wěn)定的電弧。2.平焊操作水平位置的焊接操作簡稱平焊。它是手工電弧焊最基本的操作。操作時，主要掌握三度，即電弧長度、焊條角度、焊接速度。a.電弧長度——電弧長度即焊條端部與起弧處工件表面的距離。電弧合理長度約等于焊條直徑。（實習電弧長度約2~4mm）b.焊條角度——焊條與焊縫兩次工件平面之間的夾角應相等。焊條與其行進方向的夾角約70°~80°。c.焊接速度——焊接速度應均勻而適當，且使焊縫的熔寬約等于焊條直徑的兩倍。（實習焊速約3~5mm/s）3.運條焊接運條可分為三個基本運動。一是焊條向下送進，送進速度應等于焊條熔化速度，以使弧長維持不變；二是焊條沿焊接方向勻速向前，其速度也就是焊接速度；三是橫向擺動，以獲得一定寬度的焊縫。具體的擺動運條方式多種多樣，（如圖所示）學生實習只需掌握直線形運條法即可。4.收尾一條焊縫焊到末尾即將結束時，如果直接拉斷電弧，則在末尾處會形成弧坑。過深的弧坑會降低焊縫連接強度，甚至產生裂紋。常用的收弧方法有三種：a.劃圈收弧法當電弧移至焊縫終端時，焊條端部作小圓周運動，此法適用于厚板焊接。用于薄板則結尾處有焊穿的危險。b.回焊收弧法當焊條移至焊縫收尾處停止但不熄弧，而是適當改變回焊角度，向回焊一小段（約10mm）距離，等弧坑填滿后緩慢拉斷電弧。此方法適用于堿性焊條。c.反復斷弧法當焊至終點時，焊條在弧坑處反復熄弧—引弧數次，直到填滿弧坑為止，此法適用于薄板焊接。焊接操作技術（氣焊）1.點火、調節(jié)火焰與熄火點火時先微開氧氣閥門，然后再開乙炔閥門，點燃火焰。這時火焰為碳化焰，可看到輪廓分明的三層。然后開大氧氣閥門，火焰開始變短，淡白色的中間層逐步向白亮色轉變。當調到兩層剛好重合在一起，整個火焰制剩下中間白亮焰心和外面一層較暗的外焰時，即獲得了所要求的中性焰。2.氣焊平焊操作技術氣焊一般用右手握焊炬，左手握焊絲，兩手互相配合，沿焊縫向左向焊接或向右向焊接。焊炬、焊絲與焊縫之間保持正確的相對位置。起焊時，焊炬與工件呈90°角，對焊件進行預熱。正常焊接時，焊炬角度保持30°~40°，離工件表面高度保持2~4mm。焊到結尾時，焊炬角度15°~20°。焊接將工件熔化后不斷補充焊絲，始終保持熔池一定的大小。氣焊安全1.氧氣瓶嚴禁油脂，盡量遠離易燃易爆物品；2.防止氧氣瓶與乙炔瓶在陽光下暴曬，以防內部壓力升高；3.氧氣瓶、乙炔瓶防止撞擊，直立放置時應該用鏈條固定；4.焊接時火焰不能調太小以防回火，要適當加大氣體壓力；5.焊嘴長時間使用被飛濺物玷污，出口局部堵塞，需盡快疏通焊嘴；6.焊嘴過熱，要用冷水冷卻；7.氧氣瓶和乙炔瓶不能放在一起，距離一般不能小于5米。其他常用焊接方法簡介鎢極氬弧焊一、原理鎢極氬弧焊（GTAW）是采用鎢棒作為電極，利用氬氣作保護氣體的一種焊接方法，屬于非熔化極氬弧焊。鎢極氬弧焊在焊接過程中，電弧高溫產生的熱量熔化基本金屬和焊絲，形成熔池，而氬氣則在電弧周圍形成保護層，使熔融金屬、鎢極端頭和焊絲不與空氣接觸，待液態(tài)金屬熔池凝固后形成焊縫。氬氣屬于惰性氣體，它不與金屬發(fā)生化學反應，故能充分保護金屬熔池不被氧化。同時氬氣在高溫時不溶于液態(tài)金屬，所以焊縫也不易生成氣孔?；谏鲜鎏攸c，采用氬弧焊可獲得較高質量的焊縫。二、特點優(yōu)點：保護效果好，電弧穩(wěn)定，焊縫質量高焊接變形和應力小易觀察和操作，適用于全位置焊接可焊材料范圍廣生產率較高，易實現自動化。缺點：引弧困難，需采用高頻引