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焊接教案
第一章焊接概述
一、焊接的定义
被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。
焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。
这一过程中，通常还需要施加压力。
焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。
二、焊接的分类
按工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类.
1、熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。
熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。
熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
2、压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。
常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。
3、钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。
二、焊接的常用方法与特点
1、焊条电弧焊：
原理—用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。
利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。
属气－渣联合保护。
主要特点——操作灵活；待焊接头装配要求低；可焊金属材料广；焊接生产率低；焊缝质量依赖性强（依赖于焊工的操作技能及现场发挥）。
应用——广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。
适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。
2、埋弧焊（自动焊）：
原理——电弧在焊剂层下燃烧。
利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材（焊件）而形成焊缝。
属渣保护。
主要特点——焊接生产率高；焊缝质量好；焊接成本低；劳动条件好；难以在空间位置施焊；对焊件装配质量要求高；不适合焊接薄板（焊接电流小于100A时，电弧稳定性不好）和短焊缝。
应用——广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。
凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。
板厚需大于5毫米（防烧穿）。
焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢材等。
3、二氧化碳气体保护焊（自动或半自动焊）：
原理：
利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法。
属气保护。
主要特点——焊接生产率高；焊接成本低；焊接变形小（电弧加热集中）；焊接质量高；操作简单；飞溅率大；很难用交流电源焊接；抗风能力差；不能焊接易氧化的有色金色。
应用——主要焊接低碳钢及低合金钢。
适于各种厚度。
广泛用于汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门。
4、焊（熔化极惰性气体保护焊）：
原理——采用惰性气体作为保护气，使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法。
保护气通常是氩气或氦气或它们的混合气。
用惰性气体，在惰性气体中加入少量活性气体，如氧气、二氧化碳气等。
主要特点——焊接质量好；焊接生产率高；无脱氧去氢反应（易形成焊接缺陷，对焊接材料表面清理要求特别严格）；抗风能力差；焊接设备复杂。
应用——几乎能焊所有的金属材料，主要用于有色金属及其合金，不锈钢及某些合金钢（太贵）的焊接。
最薄厚度约为1毫米，大厚度基本不受限制。
5、焊（钨极惰性气体保护焊）
原理——在惰性气体保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。
主要特点——适应能力强（电弧稳定，不会产生飞溅）；焊接生产率低（钨极承载电流能力较差（防钨极熔化和蒸发，防焊缝夹钨））；生产成本较高。
应用——几乎可焊所有金属材料，常用于不锈钢，高温合金，铝、镁、钛及其合金，难熔活泼金属（锆、钽、钼、铌等）和异钟金属的焊接。
焊接厚度一般在6毫米以下的焊件，或厚件的打底焊。
6、等离子弧焊
原理——借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。
主要特点（与氩弧焊比）——
（1）能量集中、温度高，对大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应，可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。
（2）电弧挺度好，等离子弧基本是圆柱形，弧长变化对焊件上的加热面积和电流密度影响比较小。
所以，等离子弧焊的弧长变化对焊缝成形的影响不明显。
（3）焊接速度比氩弧焊快。
（4）能够焊接更细、更薄加工件。
（5）设备复杂，费用较高。
应用
（1）穿透型（小孔型）等离子弧焊：
利用等离子弧直径小、温度高、能量密度大、穿透力强的特点，在适当的工艺参数条件下（较大的焊接电流100A～500A），将焊件完全熔透，并在等离子流力作用下，形成一个穿透焊件的小孔，并从焊件的背面喷出部分等离子弧的等离子弧焊接方法。
可单面焊双面成形，最适于焊接3～8毫米不锈钢，12毫米以下钛合金，2～6毫米低碳钢或低合金结构钢以及铜、黄铜、镍及镍合金的对接焊。
（板太厚，受等离子弧能量密度的限制，形成小孔困难；板太薄，小孔不能被液态金属完全封闭，固不能实现小孔焊接法。
）
（2）熔透型（溶入型）等离子弧焊：
采用较小的焊接电流（30A～100A）和较低的等离子气体流量，采用混合型等离子弧焊接的方法。
不形成小孔效应。
主要用于薄板（0.5～2.5毫米以下）的焊接、多层焊封底焊道以后各层的焊接及角焊缝的焊接。
（3）微束等离子弧：
焊接电流在30A以下的等离子弧焊。
喷嘴直径很小（Φ0.5～Φ1.5毫米），得到针状细小的等离子弧。
主要用于焊接1毫米以下的超薄、超小、精密的焊件。
注：
1、以上是常用的几种熔焊方法，各有优点和不足，选择焊接方法时，要考虑的因素比较多，如：
焊件材料的种类、板厚、焊缝在空间的位置等。
选焊接方法的原则是：
在保证焊接接头质量的前提下，用总成本低的焊接方法。
第二章电焊技术
一、焊接的安全注意事项
1、防火：
注意防火安全。
焊接区域禁止抽烟，禁止违规操作，注意用水安全、防止短路，灭火器的使用，禁止带易燃易爆物品进入焊接区。
2、防电：
注意触电。
注意脚下电线的布置，操作设备时，需要经过老师的同意在操作开关时，需要油老师直到下操作，油水的地方注意及时清理。
3、自身防护：
粉尘、有毒气体、高温、电弧光、高频磁场。
禁止穿拖鞋、背心、T恤、短裤进入焊接区。
焊接时，要带好口罩、防护面具、手套、绝缘鞋。
在通风条件下进行作业，取得焊工证书后才可以作业，发现油异常情况，立即断开总电源。
2、电焊的定义
利用电能，通过加热加压，然后使两个或者两个以上的焊件融为一体的一项技术。
温度可达6000℃，适合2以上板件的焊接。
三、电焊机的结构原理
1、组成：
电焊机 电源电缆 、电焊钳 、电焊条 、电弧 、工件 、接地线 、变压器、控制器、外壳、面板等
2、原理：
利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。
3、电焊的优缺点
优点：
电焊机使用电能，将电能瞬间转换为热能，电焊机适合在干燥的环境下工作，不需要太多要求，因体积小巧，操作简单，使用方便，速度较快，焊接后焊缝结实等优点广乏用于各个领域。
缺点：
焊机的周围会产生一定的磁场，辐射大，弧光中有红外线，紫外线等光种，还有金属蒸汽和烟尘等有害物质，所以操作时必须要做足够的防护措施。
焊接不适合于高碳钢的焊接，焊后容易开裂，产生热裂纹和冷裂纹，除锈清洁方面较为烦琐，有时焊缝会出现夹渣裂纹气孔咬边等缺陷。
4、焊条的知识
（1）焊条：
气焊或电焊时熔化填充在焊接工件的接合处的金属条。
由药皮和焊芯两部分组成
（2）焊芯：
焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。
焊接时，焊芯有两个作用：
一是传导焊接电流，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。
主要有碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。
（3）药皮：
焊条药皮是指涂在焊芯表面的涂料层。
药皮在焊接过程中分解熔化后形成气体和熔渣，起到机械保护、冶金处理、改善工艺性能的作用。
药皮的组成物有：
矿物类（如大理石、氟石等）、铁合金和金属粉类（如锰铁、钛铁等）、有机物类（如木粉、淀粉等）、化工产品类（如钛白粉、水玻璃等）
药皮的作用：
提高电弧燃烧的稳定性、保护焊接熔池、保证焊缝脱氧、去硫磷杂质、为焊缝补充合金元素、提高焊接生产率，减少飞溅。
（3）焊条的型号
记 号
焊 条 名 称
E
碳钢焊条、低合金钢焊条
L
低温用低合金钢焊条
S
铬镍奥氏体不锈钢焊条
H
耐热用低合金钢及不锈钢焊条
K
铬不锈钢焊条
C
铸铁焊条
N
镍及镍合金焊条
R
堆焊焊条
铜及铜合金焊条
根据熔敷金属的力学性能，药皮类型、焊缝位置和电流种类划分的。
5、焊接的操作技巧与方法：
引弧、运条
（1）划擦法引弧的操作要领：
先将焊条末端对准焊件，然后将手腕扭转一下，像划火柴似的将焊条在焊件表面轻轻划擦一下，引燃电弧，再迅速将焊条提起2~4，使电弧引燃，并保持电弧长度，使之稳定燃烧。
划擦法引弧操作简单，易于初学者掌握，但易损坏焊件表面，造成焊件表面有电弧划伤痕迹，正式焊接时应尽量少采用。
（2）直击法引弧的操作要领：
将焊条末端对准焊件，然后将手腕下弯，使焊条轻微碰一下焊件后迅速提起2~4，即引燃电弧。
引弧后，手腕放平，使电弧长度保持在与所用焊条直径相适应的范围内，使电弧稳定燃烧。
（3）运条：
（1直线.）（2直线往复.）（3正三角）（4斜三角）（5圆圈）（6斜圆圈）（7,8字）（8锯齿）
第三章二氧化碳保护焊接技术
一、二氧化碳保护焊的定义
保护气体是二氧化碳.主要用于不锈钢焊接。
由于二氧化碳气体的热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断,飞溅较多。
2、优缺点
优点：
1、工作效率高：
2的电弧穿透力强、熔深池大、焊丝熔化率高、熔敷速度快
2、焊接成本低
3、能耗低
4、抗锈能力强：
焊缝含氩量低，抗裂性好。
5、焊后无需清渣，因是阴弧，便于监视和控制，便于实现自动化。
缺点：
飞溅大。
不能在有风的地方焊接。
有害气体、粉尘多，辐射大。
3、二氧化碳保护焊机的工作原理与操作
1、在常温下标准瓶满瓶时，压力为5~7（572）。
低于1（10个表压力）时，不能继续使用。
2、操作要领:
引弧前先按遥控盒上的点动开关或焊枪上的控制开关将焊丝送出枪嘴，保持伸出长度10～15。
焊接过程中要保持焊枪适当的倾斜和枪嘴高度，使焊接尽可能地匀速移动。
当坡口较宽时为保证二侧熔合好，焊枪作横向摆动。
四、塑料焊接
1、塑料焊接是以、、尼龙、、等圆管状物如：
滤芯、塑料双层杯、卡通杯、热水瓶内胆的焊接工艺
2、分类：
料焊接超声波，热熔外，还有：
振动摩擦、旋熔、激光、热气、高周波、电阻、热风汽车塑料件：
有保险杠、车门内饰、车灯、水管、进气管、水箱、内衬等塑料件一般更换，焊接方法也很实用。
第四章电阻点焊技术
一、点焊的定义：
焊件压紧在两电极之间,利用电流通过焊件时产生的电阻热熔化母材金属,冷却后形成焊点。
双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处通电。
1、点焊是一种高速、经济的连接方法。
它适于制造可以采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3的冲压、轧制的薄板构件。
是把焊件在接头处接触面上的个别点焊接起来。
点焊要求金属要有较好的塑性。
2、点焊是一种高速，经济的一种焊接方法。
它适用于制造可以采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3的冲压薄板构件焊接
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