機械制造工藝基礎(第六版)第三章焊接

1、焊接是一種通過加熱、壓制或兩者結(jié)合，并使用(或不使用)填充材料來連接焊件的加工方法。第一節(jié)焊接基礎，焊接的定義和分類，熔焊、壓力焊和釬焊的特點，以及焊接的特點。與鑄造相比，不需要制作木模和砂型，也不需要特殊的熔煉和鑄造，工藝簡單，生產(chǎn)周期短。根據(jù)受力情況和工作環(huán)境，不同的結(jié)構(gòu)件可以選用不同強度、耐磨、耐腐蝕和耐高溫的材料。鉚接結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)與鉚接相比，可以節(jié)省大量的金屬材料，降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量。a)壓力容器焊接b)航天器焊接c)橋梁焊接d)汽車焊接，3)焊接應用，a)，b)，1)防止觸電的安全操作規(guī)程，4)焊接的安全操作規(guī)程，1)焊機外殼接地或接零。(2)焊工觸電時，不得徒手拉觸電，但應迅速切斷電源

2、；如果觸電者在切斷電源后處于昏迷狀態(tài)，應立即進行人工呼吸，直到專業(yè)救護人員到達。(3)在一般情況下，如在黑暗的地方或夜間工作，所用工作照明燈的安全電壓不應大于36V；在集裝箱內(nèi)、高空或特別潮濕的地方工作時，安全電壓不應超過12V。(4)穿戴好勞動保護用品，保持工作服、手套和絕緣鞋干燥。(5)在潮濕的地方工作時，應使用干木板或橡膠板和其他絕緣體作為墊板。(6)當拉或合上電刀或觸摸帶電物體時，焊工必須用一只手操作。(1)焊接前，仔細檢查工作場所周圍是否有易燃易爆物品。如果有易燃易爆物品，應將其移至距焊接作業(yè)現(xiàn)場10m以外的地方。(2)焊接作業(yè)時，應注意防止金屬火花飛濺而引起火災。(3)嚴禁帶壓焊接

3、設備。對于承壓設備，必須先泄壓，焊接前必須打開所有孔蓋。正常壓力和密閉設備不允許進行焊接操作。(4)所有被化學品或油脂污染的設備應在焊接前進行清潔。如果是易燃、易爆或有毒污染物，應徹底清洗干凈，經(jīng)有關部門檢查并填寫動火證書后，方可進行焊接。(5)進入容器工作時，焊槍應與焊工同時進出。嚴禁將焊炬放在容器內(nèi)，焊工不得擅自離開，以防混合氣體燃燒爆炸。(6)電極頭和焊接件不應隨便亂扔，應妥善保管。嚴禁放在易燃易爆物品附近，以免引起火災。(7)離開焊接現(xiàn)場時，關閉氣源和電源，熄滅火種。3.防止有害氣體和煙霧中毒的安全操作規(guī)程。(1)焊接場地應有良好的通風條件，最好使用焊接廢氣凈化系統(tǒng)。(2)合理組織勞動

4、力布局，避免多名焊工擠在一起作業(yè)。(3)盡量擴大自動焊接和半自動焊接的應用范圍，取代手工焊接。(4)做好個人防護工作。(1)、焊接煙塵凈化系統(tǒng)時，焊工必須使用帶焊接防護玻璃的面罩。(2)面罩應輕便、外形美觀、耐熱、不導電、不導電、不漏光。(3)焊工工作時，應穿白色帆布工作服，防止電弧灼傷皮膚。(4)操作引弧時，焊工應注意周圍人，以免強弧光傷害他人眼睛。(5)在廠房和擁擠區(qū)域焊接時，應盡可能使用防護屏，以免電弧對周圍人員造成傷害。(6)進行重力焊接或裝配定位焊接時，應特別注意弧光的損傷，焊工或裝配工應佩戴防走眼鏡。4防電弧輻射安全操作規(guī)程，電弧防護屏，5特殊焊接安全操作規(guī)程在高處焊接時，攀爬工具

5、(如腳手架等。)應安全、牢固、可靠，焊接電纜應扎緊在固定的地方，不能纏繞在身上或放在背后?？扇疾牧喜坏糜糜诠潭_手架、焊接電纜和氣焊(切割)軟管。乙炔瓶、氧氣瓶、弧焊機等焊接設備和工具應盡量放在地面上。雨天、下雪天、霧天或大風天(六級以上)，禁止在高處焊接。(1)高處焊接作業(yè)和(2)容器焊接。在進入集裝箱之前，有必要了解集裝箱內(nèi)的情況。隔離并切斷容器與外界的接觸部分，如電源和水管、物料管、蒸汽管和設備上的壓力管。如果容器內(nèi)有污染物，應清洗干凈，確認沒有危險后再進入內(nèi)焊。進入容器內(nèi)部焊接要實施監(jiān)控系統(tǒng)，并派人進行監(jiān)控。監(jiān)護人不能隨意離開現(xiàn)場，并與容器內(nèi)的人保持聯(lián)系。在容器內(nèi)焊接時，內(nèi)部尺寸不應太

6、小，并應注意通風和排氣。應使用壓縮空氣進行通風，不得使用氧氣作為通風氣體。在容器內(nèi)工作時，必須做好絕緣保護工作，最好戴上絕緣墊，以防觸電等事故。(3)夏季露天或野外作業(yè)時，必須有防風棚或臨時涼棚。露天作業(yè)時要注意風向，不要讓吹來的鐵水和焊渣傷人。雨天、下雪天或霧天不允許戶外工作。夏季室外氣焊時，應防止氧氣瓶和乙炔瓶直接暴露在烈日下，以免氣體膨脹和爆炸；冬季，如果瓶閥或減壓器結(jié)冰，應使用熱水解凍，嚴禁用火烘烤。一、容器內(nèi)焊接的監(jiān)控措施，焊條電弧焊和焊接電路，第一節(jié)焊條電弧焊的原理，第二節(jié)焊條電弧焊，焊條電弧焊及其原理，第一節(jié)焊條成分，焊條藥皮熔化焊條為焊條電弧焊。它由焊芯和涂層組成。根據(jù)焊條的不

7、同用途，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、銅及銅合金棒材、鋁及鋁合金焊條、鎳及鎳合金焊條等。根據(jù)熔渣的不同特性，焊條藥皮熔化后，可分為酸性焊條和堿性焊條。酸性電極渣的成分主要是酸性氧化物電極。典型的電極是鈦鈣電極。優(yōu)點：工藝性好，如引弧容易，電弧穩(wěn)定，飛濺小，脫渣性好，焊縫成形美觀，產(chǎn)生的有害氣體少，可用交流和DC焊接電源，易于掌握焊接工藝等。缺點：焊縫金屬力學性能差，抗裂性低。堿性電極熔渣的主要成分是堿性氧化物和氟化鈣，是典型的低鈉氫電極。優(yōu)點：焊縫脫氧、脫硫、脫磷、脫氫能力強于酸性焊條，焊縫金屬的力學性能，特別是塑性、韌性和抗裂性優(yōu)于酸性焊條。缺點：工藝性差，對

8、油、銹和濕氣敏感。堿性焊條適用于合金鋼和重要碳鋼結(jié)構(gòu)的焊接。1、弧焊電源的分類，即焊條電弧焊的電源裝置，即電焊機。BX1-630-2弧焊變壓器，ZX5-400弧焊整流器，AXQ1-200弧焊發(fā)電機，3。焊接設備2、正確使用和維護弧焊電源。焊機接入電網(wǎng)時，應檢查電網(wǎng)電壓和相數(shù)是否與焊機銘牌一致，以防設備燒毀。焊接前，仔細檢查各部分接線是否正確，特別是焊接好的電纜接頭是否緊固，以防接觸不良造成過熱和燒傷。如果電網(wǎng)的電源是不接地的三相，焊機外殼應該是b應根據(jù)焊機的額定焊接電流和負載持續(xù)率使用，以免過載損壞焊機。當焊機發(fā)生故障時，應立即切斷電源，并及時檢查和修理焊機。工作結(jié)束或暫時離開工作場所后，必須

9、及時切斷焊機電源。電焊機的接線和安裝由專業(yè)電工負責。4、焊接工具，1、焊接前的準備，(1)接頭和坡口形式，對接接頭，角接頭，搭接接頭和異形接頭，5、焊條電弧焊技術，坡口焊接厚板，經(jīng)常需要將被焊接的零件加工成具有一定幾何形狀的坡口。目的：為了保證接頭根部的熔透，便于去渣，獲得更好的成型效果。對接坡口、丁字坡口、2種電源類型和極性，(1)電源類型：交流電源和DC電源，(2)電源極性：正極性和負極性，DC正極性連接，DC負極性連接，3種焊接工藝參數(shù)，(1)焊條直徑焊條直徑應根據(jù)焊件厚度、焊接位置、接頭形式和焊接層選擇。焊件的厚度越大，所選電極的直徑越大。水平焊的焊條直徑應大于垂直焊、仰焊和水平焊的焊

10、條直徑，以形成較小的熔池，減少金屬液的滴落。主要由電極直徑、焊接位置、電極類型和層數(shù)決定。電極直徑越大，焊接電流越大。碳鋼酸性焊條焊接電流與焊條直徑的關系：Ih=(3555)d Ih焊接電流，a；d電極直徑、mm)焊接電流和(3)電弧電壓主要由電弧長度決定。如果電弧很長，電弧電壓就會很高。如果電弧很短，電弧電壓就會很低。焊接時盡量使用短弧。(4)焊接速度焊接過程中焊條向前移動的速度。應該是統(tǒng)一和適當?shù)模纫_保滲透和不燒穿。6.焊接缺陷。焊接接頭中的焊接缺陷導致金屬不連續(xù)、松散或連接不良。焊接缺陷的主要原因有：焊前未清理接頭、焊條未干燥、焊接工藝參數(shù)選擇不當或操作方法不正確等。焊接缺陷質(zhì)量分析

11、，1。檢查和準備。焊接工具和勞動保護用品的檢查(1)焊鉗和電纜的絕緣性能：電纜外表面應有良好的絕緣層，不得有電線外露。(2)檢查勞動防護用品的防護性能，防止焊接過程中飛濺物、弧光和其他輻射損傷操作人員的面部和頸部，灼傷其他部位。(3)清除焊件上的鐵銹和熔渣。(4)其他輔助器具的準備。在第三節(jié)中，培訓主題是電極電弧焊，2連接焊接電源，3選擇電極并連接焊接電源，2焊接培訓，1焊接模式和過程分析，2焊接操作，(1)引弧將使電極末端與焊件表面接觸形成短路，然后迅速將電極升高到離焊件表面一定距離(24毫米)，電弧就會點燃。引弧有兩種操作方法：直接引弧和擦拭。(2)電弧控制：引弧后，應控制焊條末端與焊件表

12、面之間的距離，并保持不變，以保證電弧的穩(wěn)定燃燒。如果距離太大，電弧將被熄滅，因為電極和焊件之間的氣體不能被電離和傳導；如果距離太小，就會造成短路。(3)引弧后，開始正常焊接過程，手動操作焊條向三個方向移動。1)焊條進給，2)焊條沿焊接方向移動，3)焊條橫向擺動，1)焊條進給運動，2)焊條沿焊接方向移動，3)以a)之字形b)新月形c)三角形d)圖8 e)環(huán)形形式的焊條橫向擺動，焊縫的多層填充，a)單層多層焊接，b)多通道多層焊接，3)檢查和評估表，氣體焊接由氣體火焰進行， 第四節(jié)氣焊、氣焊和氣割的原理，氣焊和氣焊中常用的可燃氣體是乙炔氣(C2H2)。 使用的助燃氣體是氧氣(O2)。1(1)氧氣和

13、氧氣瓶，(2)乙炔和溶解乙炔氣瓶，1)乙炔。乙炔是一種可燃氣體，無色。氧乙炔火焰是氣焊最常用的熱源。2)溶解乙炔瓶。溶解乙炔瓶是儲存和運輸乙炔的專用容器，白色油漆，紅色油漆中有“乙炔”字樣。乙炔瓶的最大壓力為1.47兆帕.乙炔氣瓶的使用(3)減壓器是將高壓氣體減壓為低壓氣體的調(diào)節(jié)裝置，其作用是將流出氣瓶的高壓氣體的壓力降低到所需的工作壓力，并保持壓力穩(wěn)定。乙炔減壓器、氧氣減壓器、(4)焊炬、焊炬時控制火焰和焊接的工具。它的作用是將氧氣和可燃氣體按一定比例混合，然后將混合氣體噴出燃燒，形成穩(wěn)定的火焰。焊嘴、焊炬、氧乙炔焰、氧乙炔焰、氣焊操作技術，(1)氣焊前，應徹底清除焊件接頭處的鐵銹、油污、油

14、漆和濕氣。(2)選擇焊絲。氣焊時，焊絲與熔化的焊件混合形成焊縫金屬。常用的氣焊絲包括碳素結(jié)構(gòu)鋼絲、合金結(jié)構(gòu)鋼絲、不銹鋼絲、銅及銅合金絲、鋁及鋁合金絲和鑄鐵絲。(3)氣焊焊劑是氣焊中的一種焊劑，其作用是與熔池中的金屬氧化物或非金屬夾雜物相互作用生成熔渣，覆蓋熔池表面，將熔池與空氣隔離，有效防止熔池中金屬的持續(xù)氧化，提高焊接質(zhì)量。因此，當焊接有色金屬(如銅和銅合金、鋁和鋁合金)、鑄鐵、耐熱鋼和不銹鋼時，通常使用氣體焊劑。(4)移動方向，左焊接方法和右焊接方法(a)左焊接方法(b)右焊接方法(5)控制焊接噴嘴的傾角，4)氣焊的特點(1)由于氣焊中使用氣體火焰作為熱源，焊接時不需要電源。(2)氣焊的火

15、焰溫度低于電弧焊的火焰溫度，因此火焰控制容易，熱量輸入調(diào)節(jié)方便，設備簡單，使用靈活。(3)火焰的熱量比電弧的熱量更分散，焊件受熱面積大，變形也大，焊接質(zhì)量不如電弧焊接。(4)生產(chǎn)率低。焊槍的常見故障，割炬和氣割通常使用乙炔氣(C2H2)作為可燃氣體，氧氣(O2)作為助燃氣體，與氣焊相同。氣割設備及工具連接、割炬、割嘴、2氣割操作技術，(1)預熱、(2)切割，(3)最終切割，3氣割功能，氣割設備簡單，操作方便，適用范圍廣；使用的氣體、設備和工具與氣焊中使用的相同，除了氣焊中使用焊炬，氣割中使用割炬。氣割廣泛用于切割碳鋼和低合金鋼。割炬常見故障、割炬常見故障及排除方法與焊炬基本相同。埋弧焊(1)埋

16、弧焊原理，自動埋弧焊機，自動埋弧焊原理圖，1漏斗2焊絲盤3焊絲4自動焊頭5接觸嘴6焊縫7渣殼8焊件9焊劑1。其他常用焊接方法，第5節(jié)其他焊接方法和新焊接技術2。埋弧焊的特點1。良好的焊接質(zhì)量。2)生產(chǎn)效率高。3)成本低。4)改善工作條件。優(yōu)點：1)適應性差。2)生產(chǎn)批量(批量生產(chǎn))有一定的要求。缺點：2 CO2氣體保護焊，1焊件2噴嘴3CO2氣體4流量計5減壓器6CO2氣瓶7焊絲8送絲機構(gòu)9送絲軟管10接觸噴嘴11電源12熔池13焊縫，3氬弧焊，氬弧焊使用氬氣作為保護氣體。TIG焊接(非MIG) TIG焊接、TIG焊接工藝、1根焊絲、2個噴嘴、3種保護氣體、4個TIG焊池、6條焊縫、TIG焊池的形成、保持焊槍姿勢、TIG焊接設備及其部件、焊槍和焊接電纜、交流和DC TIG焊機、氬氣瓶、氬氣壓力流量計、手動TIG焊1真空電子束焊接，電子束焊接形成焊縫的示意圖