焊工工艺教案Word文件下载.docx

焊工工艺教案Word文件下载.docx

《焊工工艺教案Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊工工艺教案Word文件下载.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

教学目的与要求

钨极氩弧焊的优点

钨极氩弧焊的应用

钨极氩弧焊的电源种类与极性的选择

教学重点

教学难点

处理方法

讲解—练习—讲解

教学手段

讲练结合法；

讨论法

作业

练习157、70

教学后记

（授课后填写，对本次课进行总结和反思，作为今后改进教学的依据）

教学过程

（含组织教学、复习提问、新课内容、教学方法、板书设计、时间分配、总结等）

备注

一、组织教学

1、基本定义

钨极氩弧焊时常被称为，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式;

电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。

2、钨极氩弧焊的有缺点

钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，其方法构成如图所示。

焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的氧化，从而获得优质的焊缝。

焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。

图钨极惰性气体保护焊有害影响

1-喷嘴2-钨极3-电弧4焊缝5-工件6-熔池7-填充焊丝8-惰性气体

3、钨极氩弧焊的电源极性

钨极氩弧焊按操作方法可分为手工钨极氩弧焊和机械化焊接两种。

对于直线焊缝和规则的曲线焊缝，可采用机械化焊接。

而对于不规则的或较短的焊缝，则采用手工钨极氩弧焊。

使用较多的是直流手工钨极氩弧焊，直流钨极氩弧焊通常分为两种:

直流反极性

在钨极氩弧焊中，虽很少用直流反极性，但是，它有一种去除氧化膜作用。

所谓去除氧化膜作用，在交流焊的反极性半波也同样存在，它是成功地焊接铝、镁及其合金的重要因素。

铝、镁及其合金的表面存在一层致密难熔的氧化膜覆盖在焊接熔池表面，如不及时清除，焊接时会造成未熔合，在焊缝表面还会形成皱皮或产生内气孔、夹渣，直接影响焊接质量。

实践证明，反极性时，被焊金属表面的氧化膜在电弧的作用下，可以被清除掉而获得成形美观的焊缝。

这种作用要求阴极斑点的能量密度要很高和被质量很大的正离子撞击，致使氧化膜破碎。

直流正极性

直流正极性时，焊件接正极，焊件接受电子轰击放出的全部动能和逸出功，产生大量的热，因此熔池深而窄，生产率高，焊件的收缩和变形都小。

当采用直流正极性时，钨极是阴极，钨极的熔点高，在高温时电子发射能力强，电弧燃烧稳定性好。

除焊接铝、镁及其合金外，一般均采用直流正极性接法进行焊接。

4、随堂巩固练习

63.要焊钛及钛合金应选用（）。

A、气焊B、焊条电弧焊C、埋弧自动焊D、钨极氩弧焊

157.与其他电弧焊相比，（）不是手工钨极氩弧焊的优点。

A、保护效果好，焊缝质量高B、易控制熔池尺寸

C、可焊接的材料范围广D、生产率高

70.几乎所有的金属材料都可以用采用氩弧焊。

（）

5、随堂小结

思考练习

1钨极氩弧焊的工艺参数

第2次课

钨极氩弧焊2

手工钨极氩弧焊的工艺参数

钨极直径选择的主要依据

钨极氩弧焊焊接电流大小选择的主要根据

1、钨极氩弧焊的工艺参数

　　钨极氩弧焊简称为TIG焊,它使用熔点很高的纯钨或钨合金（钍钨、铈钨）作

为不熔化电极的氩气保护焊,故也称不熔化极氩弧焊。

为了确保钨极氩弧焊的质量,必须对焊件与焊丝表面进行清理,去除金属表面的氧化膜、油污等杂质,否则在焊接过程中将会影响电弧的稳定性,产生气孔和未熔合等缺陷.焊接工艺参数如下；

一、钨极直径

钨极直径主要根据焊件厚度选取.此外,在同等焊接条件下,选用不同的电流种类和极性,钨极电流许用值不同,采用的钨极直径也不同.如钨极直径选择不当,将造成电弧不稳、钨极烧损和焊缝夹钨现象

二、焊接电流

当钨极直径选定后,再选择合适的焊接电流.各种直径的钍（铈）钨极许用电流值见表1-001

三、氩气流量

氩气流量主要根据钨极直径和喷嘴直径来选取,通常在3~20L/min范围内；

四、焊接速度

氩气保护层是柔性的,当遇到侧向风力或焊接速度过快时,则氩气气流会产生弯曲而偏离熔池,影响气体保护效果,而且焊接速度会影响焊缝成形,因此应选择合适的焊接速度

五、钨极喷嘴直径

主要指喷嘴形状与直径、喷嘴至焊件的距离、钨极伸出长度、填充焊丝直径等.虽然这些工艺因索变化不大,但对气体保护效果和焊接过程有一定影响,应根据具体情况选择.通常喷嘴直径在5~20mm内选用;

喷嘴至焊件的距离不超过15mm;

钨极伸出喷嘴长度为3~4mm;

填充焊丝直径根据焊件厚度选择

二、随堂练习

158.（）不是手工钨极氩弧焊的工艺参数。

A、喷嘴直径B、气体流量C、钨极直径D、焊机型号

159.钨极氩弧焊焊镁及镁合金时应采用（）。

A、交流电源B、整流电源C、直流正接D、直流反接

160.钨极氩弧焊的焊接电流大小主要根据（）来选择。

A、钨极直径和焊工操作技术B、工件材料种类和焊接位置

C、工件厚度和焊工操作技术D、工件厚度和焊接位置

161.钨极氩弧焊电弧电压增大时，会使单道焊缝（）。

A、宽度减小，焊缝厚度增加B、宽度减小，余高增加

C、宽度增加，余高也增加D、宽度增加，熔深减小

162.钨极氩弧焊的氩气流量一般可按经验公式确定，即氩气流量（L/min）等于喷嘴直径（mm）的（）倍。

A、—B、—2.2C、—D、—

367.与其他电弧焊相比，（）不是手工钨极氩弧焊的优点。

三、课堂小结

四、课后思考

钨极氩弧焊防止火灾的安全措施、

钨极氩弧焊氩气流量的选择、

钨极氩弧焊喷嘴直径的选择。

第3次课

2节

钨极氩弧焊3

钨极氩弧焊防止火灾的安全措施。

钨极氩弧焊氩气流量的选择。

1、钨极氩弧焊安全

　　氩弧焊的有害因素

氩弧焊影响人体的有害因素有三方面：

（1）放射性钍钨极中的钍是放射性元素，但钨极氩弧焊时钍钨极的放射剂量很小，在允许范围之内，危害不大。

如果放射性气体或微粒进入人体做为内放射源，则会严重影响身体健康。

（2）高频电磁场采用高频引弧时，产生的高频电磁场强度在60～110V/m之间，超过参考卫生标准（20V/m）数倍。

但由于时间很短，对人体影响不大。

如果频繁起弧，或者把高频振荡器做为稳弧装置在焊接过程中持续使用，则高频电磁场可成为有害因素之一。

（3）有害气体——臭氧和氮氧化物氩弧焊时，弧柱温度高。

紫外线辐射强度远大于一般电弧焊，因此在焊接过程中会产生大量的臭氧和氧氮化物；

尤其臭氧其浓度远远超出参考卫生标准。

如不采取有效通风措施，这些气体对人体健康影响很大，是氩弧焊最主要的有害因素。

安全防护措施

（1）通风措施氩弧焊工作现场要有良好的通风装置，以排出有害气体及烟尘。

除厂房通风外，可在焊接工作量大，焊机集中的地方，安装几台轴流风机向外排风。

此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机等。

（2）防护射线措施尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。

钍钨极和铈钨极加工时，应采用密封式或抽风式砂轮磨削，操作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手脸。

钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。

（3）防护高频的措施为了防备和削弱高频电磁场的影响，采取的措施有：

1）工件良好接地，焊枪电缆和地线要用金属编织线屏蔽；

2）适当降低频率；

3）尽量不要使用高频振荡器做为稳弧装置，减小高频电作用时间。

4）其它个人防护措施氩弧焊时，由于臭氧和紫外线作用强烈，宜穿戴非棉布工作服（如耐酸呢、柞丝绸等）。

在容器内焊接又不能采用局部通风的情况下，可以采用送风式头盔、送风口罩或防毒口罩等个人防护措施。

2、钨极氩弧焊气体流量和喷嘴直径

手操作钨极氩弧焊的焊枪必须坚实重量轻且完全绝缘，必须有手把供持压且供输送保护气体至电弧区，且具有筒夹，夹头或其他方式能稳固的压紧钨电极棒且导引焊接电流至电极棒上，焊枪组合一般包括各种不同的缆线，软管和连接焊枪至电源，气体和水的配合件，图3表示典型的水冷式手操作焊枪保护气体通过的整个系统必须气密，软管中式接头处漏泄会使保护气体大量损失，且熔池无法得到充分的保护，空气吸入气体系统中时常是主要的问题，需小心的维护以确保气密的气体系统。

钨极氩弧焊的焊枪有不同的尺寸和种类，重量由轻到三英两到几乎一磅重，焊枪尺寸不同是依能使用的最大焊接电流而定，而且可配用不同尺寸的电极棒和不同种类和尺寸的喷嘴，电极棒与手把的角度也随着不同的焊枪而变化，最普通的角度是约120°

，但也是使用90°

的头角度焊枪直线焊枪，甚至可调整角度的焊枪，有些焊枪在其手把中装置辅助开关和气体阀。

钨极氩弧焊的焊枪其主要的区分为气冷式和水冷式。

因为气冷式大多数的冷却是由气保焊提供。

故较正确的说法应为GAS—COOLED真正空气冷却仅是辐射散热至周围的空气中，另一方面水冷式焊枪有些冷却是由保护气体提供，但是，其他则由循环透过焊枪的水补充冷却（见图3a）

气冷式焊枪通常是重量轻的，体积小且坚实，且比水冷式焊枪较便宜，但是，一般受限使用于约125安培以下的焊接电流，正常情况下是使用于焊接薄板且使用率低之处，钨电极棒的操作温度比在水冷式焊枪中操作的较高，且因为如此，在使用纯钨电极棒时或在接近额定电流容量下焊接时，会引起钨粒子脱落掉入熔池中。

水冷式焊枪是被设计用于持续的高电流焊接，能以高至200安培的焊接电流做持续的操作有些被设计可用于500安培的最大焊接电流，比气冷式焊枪较重且较贵。

焊枪连接水管和有关的接头，通常，由电焊机携带电流至电极棒的电缆线是包在水冷却水的出口管路内（见图3），此可提供缆线的冷却，且容许使用小直径，重量轻可绕的导线，有时也包括配合件和流动开关和熔丝，焊枪中漏水或气体系统含有湿气，会污染焊道且会促使操作不顺。

3、随堂练习

368.要焊钛及钛合金应选用（）。

A、气焊B、焊条电弧焊C、埋弧自动焊D、钨极氩弧焊

369.钨极氩弧焊焊镁及镁合金时应采用（）。

370.（）不是钨极氩弧焊选择钨极直径的主要依据。

A、焊件厚度B、焊接电流大小C、电源种类与极性D、焊工操作技术

371.钨极氩弧焊电弧电压增大时，会使单道焊缝（）。

372.易燃物品距离钨极氩弧焊场所不得小于（）m。

A、5B、13C、15D、20

464.要焊钛及钛合金应选用（）。

465.（）不是手工钨极氩弧焊主要的工艺参数。

A、焊接电流B、电弧电压C、焊丝直径D、气体流量

466.钨极氩弧焊的焊接电流大小主要根据（）来选择。

467.钨极氩弧焊电弧电压增大时，会使单道焊缝（）。

468.钨极氩弧焊的喷嘴直径可根据钨极直径按经验公式选择：

喷嘴直径：

（内径，mm）等于钨极直径的（）倍。

A、8B、6C、4～5D、～

469.易燃物品距离钨极氩弧焊场所不得小于（）m。

判断题：

71.钨极氩弧焊时，焊接电流根据焊丝直径来选择。

72.通过焊接电流和电弧电压的配合，可以控制焊缝形状。

73.钨极氩弧焊时，氩气流量越大保护效果越好。

3、课堂小结

第4次课

二氧化碳气体保护焊1

CO2气体保护焊的优点

CO2气体保护焊的不足之处

CO2焊时CO2氧化性的危害

CO2焊通过焊丝脱氧的方法

1、二氧化碳气体保护焊

二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。

在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。

在焊接时不能有风，适合室内作业。

二氧化碳气体保护电弧焊（简称CO2焊）是以二氧化碳气为保护气体，

进行焊接的方法。

（有时采用CO2+Ar的混合气体）。

焊接时抗风能力差，适合室内作业。

由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业。

由于二氧化碳气体的0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、因此，与MIG焊自由过渡相比，飞溅较多。

但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。

由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。

因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。

2、二氧化碳气体保护焊的优缺点

1.焊接成本低。

其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的40~50%。

2.生产效率高。

其生产率是焊条电弧焊的1~4倍。

3.操作简便。

明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。

4.焊缝抗裂性能高。

焊缝低氢且含氮量也较少。

5.焊后变形较小。

角变形为千分之五，不平度只有千分之三。

6.焊接飞溅小。

当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅。

3、二氧化碳气体氧化性的危害

CO2气保焊接区域的污染按形成方式不同，分为化学污染和物理污染两大类。

化学污染

化学污染是指CO2气保焊接过程中产生的有害气体和烟尘。

进行CO2气保焊接时，在焊接区域，电弧周围会产生一些有害物质。

CO2气保焊接产生的有害物质可分为两类，一类是有害气体，主要是二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）和臭氧（O3）。

一类是烟尘，其主要成分是三氧化二铁（Fe2O3）、二氧化硅（SiO2）和氧化锰（MnO）等。

这些有害物质，除了二氧化碳是为了保护电弧和熔池，从焊枪中喷出的，焊接没有用完而残存在焊接区域周围，其余的有害物质都是从焊接电弧和焊接熔池中产生出来的。

物理污染

物理污染主要包括:

CO2气保焊高温电弧光产生的紫外线、红外线等。

64.CO2气体保护焊有许多优点，但（）不是CO2焊的优点。

A、生产率高，成本低B、焊缝含氢量少，抗裂性能和力学性能好

C、焊接变形和应力小D、设备简单，容易维护修理

65.CO2气体保护焊有一些不足之处，但（）不是CO2焊的缺点。

A、飞溅较大，焊缝表面成形较差B、设备比较复杂，维修工作量大

C、焊缝抗裂性能较差D、氧化性强，不能焊易氧化的有色金属

66.低碳钢和低合金高强度钢CO2焊时，由于CO2分解为CO和原子态氧，具有强烈的氧化性，会使铁和合金元素氧化烧损，会降低焊缝金属（），同时成为产生气孔及飞溅的主要原因。

A、力学性能B、抗裂性能C、耐腐蚀性能D、抗氧化性能

67.粗丝CO2焊中，熔滴过渡往往是以（）的形式出现。

A、喷射过渡B、射流过渡C、短路过渡D、粗滴过渡

第5次课

二氧化碳气体保护焊2

CO2气体保护焊的应用范围

CO2焊熔滴过渡的类型

CO2焊可能产生的气孔种类

1、二氧化碳气体保护焊熔滴过渡形式

在常用的焊接工艺参数内，CO2气体保护焊的熔滴过渡形式有两种，即细颗粒过渡和短路过渡。

（1）细颗粒状过渡CO2气体保护焊采用大电流，高电压进行焊接时，熔滴呈颗粒状过渡。

当颗粒尺寸增加时，会使焊缝成型恶化，飞溅加大，并使电弧不稳定。

因此常用的是细颗粒状过渡，此时熔滴直径约比焊丝直径小2-3倍。

特点，电流大、直流反接。

（2）短路过渡CO2气体保护焊采用小电流，低电压焊接时，熔滴呈短路过渡。

短路过渡时，熔滴细小而过渡频率高（一般在250-300l/s）,此时焊缝成形美观，适宜于焊接薄件。

2、二氧化碳气体保护焊的应用范围

二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种,是以二氧化碳气为保护气体,进行焊接的方法.在应用方面操作简单,适合自动焊和全方位焊接.在焊接时不能有风,适合室内作业.

由于它成本低,二氧化碳气体易生产,广泛应用于各大小企业.

一、CO2电弧焊的特点和应用CO2电弧焊是一种高效率的焊接方法,以CO2气体作保护气体,依靠焊丝与焊件之间的电弧来熔化金属的气体保护焊的方法称CO2焊.这种焊接法都采用焊丝自动送丝,敷化金属量大,生产效率高,质量稳定.因此,在国内外获得广泛应用,与其它电弧焊相比有以下特点：

1、生产效率高CO2电弧焊穿透力强,熔深大、而且焊丝熔化率高,所以熔敷速度快、生产效率可比手工电弧焊高3倍.2、焊接成本低CO2焊的成本只有埋弧焊与手工电弧焊成本的40%-50%.3、消耗能量低CO2电弧焊和药皮焊条相比3mm厚钢板对接焊缝,每米焊缝的用电降低30%,25mm钢板对接焊缝时用电降低60%.4、适用范围宽不论何种位置都可以进行焊接,薄板可焊到1mm,最厚几乎不受限制（采用多层焊）.而且焊接速度快、变形小.5、抗锈能力强焊缝含氢量低抗裂性能强.6、焊后不需清渣,引弧操作便于监视和控制,有利于实现焊接过程机械化和自动化.我国在CO2焊接设备、焊接材料、焊接工艺方面已取得了很大的成就.CO2电弧焊接在我国的造船、机车、汽车制造、石油化工、工程机械、农业机械中获得广泛应用.

3、二氧化碳气体保护焊的冶金特点

（1）CO2气体的氧化性CO2气体是氧化性气体，在电弧高温作用下会发生分解：

CO2=CO+0在电弧区中，约有40-60%的CO2气体被分解，分解出来的原子态氧具有强烈的氧化性。

使碳和其它合金元素如Mn、Si被大量氧化，结果使焊缝金属的机械性能大大下降。

CO2焊常用的脱氧措施是在焊丝中加入脱氧剂，常用的脱氧剂是Al、Ti、Si、Mn，而其中尤以Si、Mn用得最多。

在上述脱氧剂中单独使用任一种脱氧剂效果均不理想，所以通常采用Si、Mn联合脱氧。

（2）气孔CO2气体保护焊时，如果使用化学成份不合要求的焊丝、纯度不合要求的CO2气体及不正确的焊接工艺，由于CO2气流有一定的冷却作用，熔池凝固较快，很容易在焊缝中产生气孔。

……实践表明，在CO2气体保护焊中，采用ER50-6（原为H08Mn2SiA）等含有脱氧剂的焊丝焊接低碳钢、低合金钢时，如果焊前对焊丝和钢板表面的油污、铁锈作了适当的清理，CO2气体中的水分也比较少的情况下，焊缝金属中产生的气孔主要是氮气孔。

而氮来自空气的侵入，因此在焊接过程中保护气层稳定可靠是防止焊缝中产生氮气孔的关键。

4、随堂练习

68.CO2焊时，只要焊丝选择恰当，产生（）的可能性很小。

A、氢气孔B、氮气孔C、CO2气孔D、CO气孔

69.（）不是CO2焊氮气孔的产生原因。

A、喷嘴被飞溅物堵塞B、喷嘴与工件距离过大

C、CO2气体流量过小D、焊丝表面有油污未清除

70.（）不属于CO2气体保护焊的工艺参数。

A、电弧电压B、焊接速度C、气体流量D、电源种类与极性

71.（）不是CO2焊时选择焊丝直径的根据。

A、焊件厚度B、施焊位置C、生产率的要求D、坡口形式

72.CO2焊时，焊接速度对（）影响最大。

A、是否产生夹渣B、焊缝区的力学性能

C、是否产生咬边D、焊道形状

5、课堂小结

第6次课

二氧化碳气体保护焊3

CO2焊的焊接工艺参数

CO2焊焊接电流的选择

CO2焊焊丝直径选择的根据

处