焊工工艺学教案Word格式.docx
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布置课后作业：
习题册填空题1—9题，判断题1—10题，问答题1—2题
总结：
本节课重点：
焊接的定义、分类
难点：
焊接的特点
课尾师生互动：
学生问一些与焊接有关的感兴趣的问题，教师举例进行解答
第二节焊接安全技术与劳动保护
课前提问：
1）焊接的定义
2）焊接的分类
举例一些工厂的安全事故引入新课、注意加强个人防护
一、焊接安全技术
1.预防触电的安全技术
人体的电阻约为800~50000Ω当通过人体的电流强度超过0.05A时，生命就有危险；
达到0.1A时，足以使人致命。
（用U=IR计算，与人体能承受的安全电压36V相比）
预防触电的安全技术：
共六点，重点掌握（3）在光线昏暗的场地或容器内操作或夜间工作时，使用的工作照明灯的安全电压应不大于36V，高空作业或特别潮湿的场所，其安全电压不超过12V。
（4）焊工的工作服、手套、绝缘鞋应保持干燥。
（6）焊工在拉、合电源刀开关或接触带电物体时，必须单手进行。
2.预防火灾和爆炸的安全技术
为了防止火灾及爆炸事故的发生，必须采取安全措施：
（共七点）
（查资料举工厂引起火灾及爆炸的实际案例）使学生增加安全意识使易燃易爆物品远离焊接工作场地，离开工作场地应立即关闭电源及火种。
到工厂及实训车间要时刻想着安全。
3.预防有害气体和烟尘中毒的安全技术
（1）焊接场地应有良好的通风。
焊接区的通风是排出烟尘和有毒气体的有效措施。
（2）做好个人防护工作，减少烟尘等对人体的侵害，目前多采用静电防尘口罩。
4．预防弧光辐射的安全技术
弧光辐射的分类：
可见光，红外线，紫外线三种
紫外线会引起电光性眼炎（打眼睛）讲一下打眼睛后的缓解方法※
焊工应采取下列措施预防弧光辐射：
（1）焊工必须使用有电焊防护玻璃的面罩，焊工工作时，应穿白色帆布工作服，以防止弧光灼伤皮肤。
（2）操作引弧时，以免强烈的弧光伤害他人及自己眼睛。
（3）在厂房内和人多区域进行焊接时，尽可能地使用防护屏，避免周围人受弧光伤害。
5．特殊环境焊接的安全技术
所谓特殊环境焊接，是指在一般工业企业正规厂房外的地方进行焊接
（1）高处焊接作业（大于2m）
1）患有高血压，心脏病等疾病与酒后人员，不得进行高处焊接作业。
2）高处焊接作业时，焊工应该系安全带，地面应有人监护。
3）在高处焊接作业时，焊接电缆线等应扎进在固定地方，不能缠绕在身上或搭在背上工作。
4）乙炔瓶、氧气瓶，焊机等设备器具应尽量留在地面上。
5）雨天，雪天，雾天或刮大风（六级以上）时，禁止高处作业。
（2）容器内焊接作业
1）进入容器内部前，线要弄清容器内部的情况。
2）把该容器和外界联系的部位，都要进行隔离和切断。
如容器内部有污染物应进行清洗并经检查确认无危险后，才能进入内部进行焊接。
3）进入容器内部焊接要实行监护制，派专人进行监护。
4）在容器内焊接时，内部尺寸不应过小，还应注意通风排气工作。
5）在容器内部作业时，要做好绝缘防护工作，最好垫上绝缘垫，以防止触电等事故的发生
（3）露天或野外作业
1）夏季在露天工作时，必须有防风雨棚或临时凉棚。
2）露天作业时应该注意风向，不要让吹散的铁液及焊渣伤人。
3）雨天、雪天、或雾天时，不准露天作业。
4）夏季进行露天气焊，气割时，应防止氧气瓶，乙炔瓶职业受烈日暴晒，以免气体膨胀发生爆炸。
二、焊接劳动的保护
所谓的劳动保护是指为保障职工在生产劳动过程中的安全和健康所采取的措施。
加强焊接劳动保护的措施很多，主要从两方面开控制：
采用安全卫生性能良好的焊接技术及焊接设备、加强焊工的个人防护
课后总结：
本节课重点及难点和必须掌握的：
焊接安全技术
习题册填空题10—19题，判断题11—24题，选择题1—6题，问答题3—10
积极鼓励学生多问有关焊接方面的问题
第二章气割
知识目标：
使学生理解并掌握气割的原理和过程，将理论运用到实践中去。
技能目标：
在操作中能熟练运用气割设备。
气割的原理及条件，回火现象。
气割的条件
1）工作灯照明电压、高空及潮湿场所安全电压各是多少？
2）打眼睛之后的缓解方法
根据喷灯的例子引出火焰，再根据火焰引出将金属分离
一、气割的原理和条件。
气割的概念
1.气割的原理和过程：
原理：
（用割炬边演示边讲解加深印象）
氧气切割的过程：
1）气割开始时，用预热火焰将起割处的金属预热到燃烧温度（燃点）。
2）向被加热到燃点的金属喷射切割氧气。
使金属剧烈的燃烧。
3）金属燃烧氧化后生成熔渣和产生反应热，熔渣被切割氧吹除。
过程是预热---燃烧---吹渣过程，其实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。
2.气割的条件：
1）金属在氧气中的燃点应低于熔点。
2）金属气割时形成氧化物的熔点应低于金属本身
3）金属在切割氧流中燃烧应该是放热反应。
4）金属的导热性不应太高
5）金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。
碳钢的气割性能与含碳量有关，钢的含碳量增加，熔点降低，燃点升高，气割性能变差。
二、气割的特点及应用（扩充内容：
厚板直线气割的规程）
1.气割的优点
与切割机和剪板机相对比进行讲解气割的优点
2.切割的缺点
1）切割尺寸精度低。
2）预热火焰和排除的炽热熔渣存在发生火灾以及烧坏设备和烧伤才做宫的危险。
3）切割时，燃气的燃烧和金属的氧化，需要采用合适的烟尘控制装置和通风装置。
4）切割材料受到限制，如铜、铝、不锈钢不能切割。
3.气割的应用
气割的效率高，成本低，设备简单，并能在各种位置进行切割和在钢板上切割各种外形复杂的零件，因此广泛地用于钢板下料，开焊接破口和铸件浇冒口的切割，切割厚度可达300mm以上。
二气割设备及工具
气割设备及工具主要有：
氧气瓶，乙炔瓶，液化石油气瓶，减压器，割炬（或气割机）等。
割炬的型号表示法：
割炬的型号是由汉语拼音字母G，表示结构形式和才做方法的序号及规格组成。
例如：
G01—30表示手工操作的，可切割的最大厚度为30mm的射吸式的割炬。
三气割工艺参数：
1.气割氧压力：
2.切割速度：
割件越厚切割速度越慢；
3.预热火焰性质及能率：
气割时，预热火焰采用中性焰采用中性焰或轻微氧化焰，不能使用碳化焰，因为使用碳化焰会产生增碳现象。
4．割嘴与割件的倾斜角：
（总结：
随着割件厚度的增加角度逐渐增大）
5.割嘴离割件表面的距离：
割嘴离割件表面的距离应根据预热火焰长度和割件厚度来确定，一般为3—5mm。
因为这样的加热条件好，切割面渗碳的可能性最小。
五、回火现象：
在气焊，气割工作哦中有时会发生气体火焰进入喷嘴内逆向燃烧的现象，这种现象称为回火。
发生回火的具体原因有以下几个方面：
（举例发生回火的实际例子，发生回火应正确处理，不要慌乱应先关闭切割氧气阀再同时关闭乙炔、预热氧气调节阀，千万不要扔下气割枪就跑）
1.输送气体的软管太长，太细，或者曲折太多，引起回火。
2.焊割时间过长或者焊（割）嘴离工件太近，割嘴温度升高，割炬内的气体压力增大，增大了混合气体的流动阻力，降低了气体的流速而引起回火。
3.割嘴端面粘附了过多的飞溅出来的熔化金属微粒，这些微粒阻碍了（塞）了喷射孔，引起回火。
4.输送气体的软管内壁或割炬内部的气体通道上粘附了固体碳质微粒或其他物质，增加了气体的流动阻力，降低了气体的流速引起回火。
本节课的重点：
气割的原理及基本操作、发生回火的解决办法
难点：
布置作业：
习题册第二章气割部分习题
鼓励学生积极问问题引出学生对气割的好奇，增加学习的兴趣
第三章弧焊电源
掌握焊接电弧产生的条件以及电弧的引弧方法。
能在实际生产中辨别各种弧焊机。
弧焊电源的外特性
焊接电弧产生的条件
第一节焊接电弧
1）简述气割的原理
2）发生回火后应如何采取应急措施？
焊接的热量是哪来的呢？
热量又是什么条件下产生和维持的呢？
焊接电弧：
由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。
（与闪电和拉合电源刀开关对比进行讲解）
一焊接电弧的产生。
1.焊接电弧产生的条件。
（举例：
一扇门和人的例子讲两个必要条件）
气体电离和阴极电子发射是焊接电弧产生和维持的两个必要条件。
2.焊接电弧的引燃。
把造成两电极间气体发生电离和阴极发射电子而引起电弧燃烧的过程成为焊接电弧的引燃（引弧）。
焊接电弧的引燃一般有两种方式：
接触引弧和非接触引弧。
1）接触引弧：
（举划火柴的例子）
2）非接触引弧：
引弧时点击与工件之间保持一定间隙，然后在点击和弓箭之间放电高电压击穿间隙使电弧引燃，由于引弧时不需和工件接触，这样不仅不会污染工件上的引弧点，而且也不会损坏电极端部的几何形状，有利于电弧燃烧的稳定。
二焊接电弧的构造及静特性
1.焊接电弧的构造
可分为：
阴极区，阳极区，和弧柱区三个部分。
注意的问题：
一是不同的焊接方法，其阳极区，阴极区温度的高低并不一致，二是以上分析的是直流电弧的热量和温度分布情况，而交流电弧由于电源的极性是周期改变的，所以两个点击去的温度趋于一致，近似于平均值。
2.电弧的静特性
电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系成为电弧静特性，一般也成为伏---安特性，表示他们的曲线叫做电弧的静特性曲线。
电弧静特性曲线分为三个不同的区域，下降特性区，即随着电流增加电压减小，上升特性区，电压随电流的增加而升高。
平特性区，电压不随电流变化。
一焊接电弧的稳定性
电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧，漂移，偏吹灯）的程度，电弧不稳定的原因除焊工操作技术不熟练外，还与下列因素有关：
1弧焊电源的影响
2焊接电流的影响3焊条药皮或焊剂的影4焊接电弧偏吹的影响
电弧偏吹:
在实际焊接中，由于气流的干扰，磁场的作用或焊条偏心的影响，会使电弧中心偏离电极轴线的方向，这种现象称为电弧偏吹。
焊接电弧偏吹产生的原因：
1）焊条偏心产生的偏吹：
（拿偏心的焊条给学生演示）
2）电弧诸位的气流产生的偏吹：
电弧周围的气体的流动会吧电弧吹向一侧而造成偏吹。
3）焊接电弧的磁偏吹：
直流电弧焊时，因受到焊接回路所产生的电磁力的作用而产生的电弧偏吹称为磁偏吹。
造成电弧的磁偏吹的因素主要有下列几种：
1）导线接线位置引起的磁偏吹。
2）铁磁物质引起的磁偏吹。
3）电弧运动至焊件端部时引起的磁偏吹。
防止或减少焊接电弧偏吹的措施:
1）焊接时，在条件许可情况下尽量使用交流电源焊接。
2）调整焊条角度
3）采用短弧焊接
4）改变焊件上导线接线部位或在焊接两侧同时接地线，可减少因导线接线位置引起的偏吹
5）在焊缝两侧各加一小块附加钢板，使电弧两侧的磁力线分布均匀并减少热对流的影响，以克服电弧偏吹。
6）在露天操作时，如果有大风则必须用挡板遮挡，对电弧进行保护。
7）采用小电流焊接，这是因为磁偏吹的大小与焊接电流有直接关系，焊接电流越大，磁偏吹越严重。
焊接电弧偏吹的原因及防止措施
难点：
焊接电弧产生和维持的两个必要条件
习题册填空题1—10题，判断题1—15题，名词解释1—4题，简答1—4题
激励学生问问题，积极解答
第二节对弧焊电流的基本要求
1）焊接电弧引燃的两个必要条件
2）焊接电弧偏吹的解决办法
任何一种焊接方法的主要焊接设备是什么呢？
大家想一想
保证获得优质焊接接头的主要因素之一是电弧能够稳定燃烧，而决定电弧稳定燃烧的首要因素是弧焊电源。
一、弧焊电源外特性的要求
1.弧焊电源外特性的概念。
弧焊电源输出电压与输出电源之间的关系称为弧焊电源的外特性，这条曲线称为弧焊电源的外特性曲线。
弧焊电源的外特性基本上有三种类型：
一下降外特性
二平外特性
三上升外特性
2.弧焊电源外特性曲线形状的选择。
1）焊条电弧焊：
2）钨极氩弧焊，等离子弧焊：
3）二氧化碳气体保护焊：
4）埋弧焊：
5）对弧焊电源空载电压的要求。
当弧焊电源接近电网而焊接回路为开路时，弧焊电源输入端电压称为空载电压。
空载电压应遵循以下几个原则：
1）为保证引弧容易，需要较高的空载电压
2）从保证焊工人身安全角度出发，空载电压低些好。
3）从降低制造成本的角度，应采用较低的空载电压。
二、对弧焊电源稳定短路电流的要求
三、对弧焊电源调节特性的要求
四、对弧焊电源动特性的要求
重、难点：
电源外特性曲线的确定
习题册填空题10—15题，判断题16—25题，名词解释6，简答5
共同讨论空载电压过高对焊接操作者的危害
第三节常用弧焊电源
1）弧焊电源外特性有几种类型？
2）焊条电弧焊为什么选用陡降的外特性曲线？
咱同学所说的电焊机学名叫什么呢？
那它又有多少种型号呢？
一、弧焊变压器。
弧焊变压器一般也称交流弧焊电源，他在所有弧焊电源中应用最广。
1.动圈式弧焊变压器
2.动铁芯式弧焊变压器
弧焊变压器常见故障分析及处理方法。
二、弧焊整流器
弧焊整流器是一种将交流电变压，交流转换成直流电的弧焊电源。
弧焊整流器有硅弧焊整流器，晶闸管弧焊整流器，晶体管弧焊整流器等。
晶闸管弧焊整流器以其优异的性能已逐步代替了弧焊发电机和硅弧焊整流器，称为一种主要的直流弧焊电源。
三、弧焊逆变器
将直流电变换成交流电称为逆变，实现这种变换的装置叫做逆变器，为焊接电弧提供电能，并具有弧焊方法所要求性能的逆变器，即为弧焊逆变器或成为逆变式弧焊电源。
弧焊逆变器的特点。
1）高效节能2）质量轻，体积小
3）具有良好的动特性和弧焊工艺性能，如引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观。
飞溅少等。
4）调节速度快，所有焊接工艺参数均可无级调整。
5）据有多种外特性，能适应各种弧焊方法，并适合于机器人结合组成自动焊接生产线。
本节课重、难点：
区分、掌握交、直流弧焊电源的型号
习题册本章剩余习题全部做完
讨论交、直流弧焊电源的焊后焊接质量
第四章焊条电弧焊
掌握焊条电弧焊的原理及特点。
通过理论学习运用理论知识进行实践操作。
焊条电弧焊的原理及特点和焊条的型号和牌号
焊接接头的类型及焊缝形式、焊缝符号及焊接方法代号、工艺参数
第一节焊条电弧焊的原理及特点
1）常用的弧焊电源有哪几种？
2）弧焊整流器的电源极性？
举例四轮车斗的焊接过程，引入焊条电弧焊
焊接回路是由：
弧焊电源、电缆、焊钳、焊条、电弧和焊件组成。
主要设备：
弧焊电源。
作用：
提供所需要的合适的电流和电压。
一、焊条电弧焊原理
短路-------引弧------焊条与焊件熔化-------液态熔渣上浮-------液态金属冷却结晶-------形成焊缝。
（教室自己总结给学生串成线，以便于记忆深刻）
二、焊条电弧焊的特点
1、优点：
1）、工艺灵活，适应性强
2）、应用范围广
3）、易于分散焊接应力和控制焊接变形
4）、设备简单，成本比较低
2、焊条电弧焊的缺点：
1）、焊接成本率低，劳动强度大
2）、焊缝质量依赖性强
焊条电弧焊的焊接回路
焊条电弧焊的原理
习题册填空题1，判断题1—5题，选择题1，问答题1
讨论焊条电弧焊的有关实践知识
第二节焊条
1）焊条电弧焊的概念
2）焊条电弧焊的原理（简述）
产生电弧的那根带铁芯的物体咱们同学知道它的学名么？
这节课我们就来研究
一、焊条的组成及作用
焊条由焊芯和药皮组成（拿实训车间的J422和J507焊条进行讲解）
1.焊芯
1）、焊芯的作用：
焊芯金属约占整个焊缝金属的50%~70%。
（开坡口和不开坡口）
2）、焊芯中各合金元素对焊接质量的影响见表4—1.
3）、焊芯的分类及牌号：
用于焊芯的专用钢丝可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢。
牌号：
字母“H”表示焊丝；
“H”后的一位或两位数字表示含碳量；
化学元素后面的数字表示该元素的近似含量，当某种合金元素的含量低于1%时，可省略只记元素符号。
2．药皮
压涂在焊芯表面上的涂料层称为药皮。
（1）、焊条药皮的作用
（2）、焊条药皮的组成：
稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘结剂及增塑、增弹、增滑剂等。
（3）、焊条药皮的类型：
见表4—3.
二、焊条的分类及型号
（1）、按用途分：
碳钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金、镍基镍合金焊条。
（2）、按熔化后的熔渣特性分类：
酸性和碱性焊条。
1）、酸性焊条：
熔渣成分主要是酸性氧化物。
2）、碱性焊条：
熔渣成分主要是碱性氧化物或氟化物。
三、焊条的选用及保管
1.焊条的选用
在选用焊条时应遵循下列原则：
焊条选用不当造成的事故）
（1）、按焊件的力学性能，化学成分选用。
（2）、酸性焊条和碱性焊条的选用。
（3）、按简化工艺，生产率和经济性来选用。
2.焊条的保管及使用
（1）、焊条的烘干
酸性焊条由于药皮中含有结晶水物质和有机物，烘干温度不能太高，一般规定为75~150℃，保温1~2小时。
碱性焊条一般为350~400℃，保温1~2小时，焊条累计烘干次数一般不宜超过3次。
（2）、焊条的储存、保管
重点：
焊条的组成及作用
焊条的分类
习题册填空题2—10题
讨论大家都见过那种焊条，都是什么样的，什么件
第三节焊接接头类型及焊缝形式
1）焊条的组成
2）焊条的焊芯和药皮的作用
板材之间焊接完成后有不同的形式，这节课我们就来给这些形式起个名
一、焊接坡口的类型与尺寸
坡口：
开坡口的目的：
保证电弧能深入接头根部，便于清渣，调节焊缝金属在母材与填充金属比例的作用。
1、坡口类型
1）、基本型：
I形坡口、V形坡口、单边V形坡口、U形坡口、J形坡口。
2）、组合型：
Y形、双Y形、带钝边U形、双单边V形、带钝边单边V形坡口。
2、坡口尺寸及符号
1）、坡口面角度（β）和坡口角度（α）
2）、根部间隙（b）
3）、钝边（p）
4）、根部半径（R）
5）、坡口深度（H）
3、坡口的选择原则：
选择坡口时应考虑以下几条原则：
1）、保证焊接质量
2）、便于焊接施工
3）、坡口加工简单
4）、坡口的断面面积尽可能小
5）、便于控制焊接变形
二、焊接接头的类型及特点
接头类型可归纳为对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头和端接接头。
（画图说明）
三、焊缝形式及形状尺寸
1.焊缝形式
按焊缝结合式可分为：
按施焊时焊缝在空间所处位置分为：
按焊缝断续情况分为：
2.焊缝的形状尺寸
1）、焊缝宽度（c）
2）、余高（h）
3）、熔深
4）、焊缝厚度（δ）
5）、焊脚尺寸（K）
6）、焊缝成形系数（φ=c/H）
四、焊接位置
焊接位置可用焊缝倾角和焊缝转角来表示，有平焊，立焊，横焊和仰焊
焊接接头的类型
坡口的类型及焊接位置
习题册填空题1—20题，判断题6—20题，选择题2—20题，名词解释1--4
讨论大家见过的坡口形式
第四节焊缝符号和焊接方法代号
一、焊缝符号
焊缝符号一般由基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和指引线组成。
见表4—13，表4—14，表4—15，表4—16，表4—17，表4—18.
二、焊接方法代号
常用焊接方法代号见表4—19.
三、焊缝符号和焊接方法代号在图样上的标注位置。
1、指引线的标注位置
2、基本符号的标注位置
3、辅助符号、补充符号的标注位置：
见表4—15，表4—17.
4、尺寸符号的标注位置
5、焊接方法代号的标注位置
第五节焊接工艺参数
1）焊接坡口的类型有哪些？
2）焊缝的形状尺寸符号有哪些？
导入新课：
在焊接过程中我们怎样来确定焊接电流和焊条直径呢？
我们这节课就来研究
焊接工艺参数，是指焊接时为保证焊接质量而选定的各物理量的总称
一、焊条直径
直径大小与下列因素有关：
1、焊件的厚度
焊件厚度
≤1.5
2.0
3.0
4~5
6~12
≥12
焊条直径
1.5
3.2
3.2~4.0
4.0~5.0
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