电焊工高级技术教案本1.docx
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电焊工高级技术教案本1
高
级
电
气
焊
培
训
教
案
第一章焊接电弧
学习目的：
为了认识和掌握电弧方法，首先弄清电弧的实质，掌握电弧的基础知识。
本章就从理论上对电弧的性质及作用进行分析，通过学习，使我们能把焊接电弧的知识应用到电弧焊焊接工作中去，从而达到提高焊接质量的目的。
重点难点：
焊接电弧的产生、焊接电弧的概念。
一、焊接电弧的产生
中性气体原来是不能导电的，为了在气体中产生电弧而通过电流，就必须使气体分子（或原子）电离成为正离子和电子。
1.气体原子的激发与电离
如果气体原子得到了外加的能量，电子就可能从一个较低的能级跳跃到另一个较高能级，这时原子处于“激发”状态。
在焊接电弧中，根据引起电离的能量来源，有以下3种形式：
（1）撞击电离。
是指在电场中，被加速的带电粒子（电子、离子）与中性点（原子）碰撞后发生的电离。
（2）热电离。
是指在高温下，具有高动能的气体原子（或分子）互相碰撞而引起的电离。
（3）光电离。
是指气体原子（或分子）吸收了光射线的光子能而产生的电离。
2．电子发射
（1）热发射。
物体的固体或液体表面受热后，其中某些电子具有大于逸出功的动能而逸出到表面外的空间中去的现象称为热发射。
热发射在焊接电弧中起着重要作用，它随着温度上升而增强。
（2）光电发射。
物质的固体或液体表面接受光射线的能量而释放出自由电子的现象称为光电发射。
对于各种金属和氧化物，只有当光射线波长小于能使它们发射电子的极限波长时，才能产生光电发射。
二、焊接电弧的概念
电弧是一种气体导电（放电）现象。
焊接电弧则是两个电极之间强烈而持久的放电现象。
电弧产生的条件就是气体要成为导电体。
通常气体是不导电的，气体成为导体则需要两个条件，即①阴极电子发射和②气体电离。
① 阴极电子发射②气体电离
第二章常用焊接材料知识
学习目的：
认识一些常用焊接材料
重点难点：
了解什么焊条、焊芯、氩气、钨极；及其组成与分类
一、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。
焊条的材料通常跟工件的材料相同。
1、焊条的组成
焊条由焊芯及药皮两部分构成。
焊条是在金属焊芯外将涂料（药皮）均匀、向心地压涂在焊芯上。
焊条的要求：
（1）容易引弧，保证电弧稳定，在焊接过程中飞溅小。
（2）药皮熔化速度应慢于焊芯熔化速度，以造成喇叭状的套简（套筒长度应小于焊芯直径），有利于熔滴过渡和造成保护气氛；
焊条型号与牌号：
（1）焊条的牌号
以结构钢为例：
牌号,编制法。
结XXX,结为结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型,焊接电流要求,第1、2数:
代表焊缝金属抗拉强度。
（2）焊条型号的表示方法：
铸铁焊条用Z开头表示、低温钢镍合金焊条用WNi表示、耐热钢焊条用R表示、堆焊焊条用D表示、铬不锈钢焊条用GA表示、特种焊条用TS表示、银基焊条用HL表示、铜及铜合金焊条用T表示、铝及铝合金焊条用L表示、气焊条用HS表示。
焊条的分类
根据不同情况，电焊条有三种分类方法：
按焊条用途分类、按药皮的主要化学成分分类、按药皮熔化后熔渣的特性分类。
如果按照焊条药皮的主要化学成分来分类，可以将电焊条分为：
氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条及盐基型焊条。
（2）碱性（低氢型）焊条
药皮中含有大量的碱性造渣物（大理石、萤石等），并含有一定数量的脱氧剂和渗合金剂。
碱性焊条主要靠碳酸盐（如CaCO3等）分解出CO2作保护气体，弧柱气氛中的氢分压较低，而且萤石中的氟化钙在高温时与氢结合成氟化氢（HF。
4按焊条性能分类
按性能分类的焊条，都是根据其特殊使用性能而制造的专用焊条，如超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。
焊条的选用原则
焊条的选用须在确保焊接结构安全、可行使用的前提下，根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合考查后，有针对性地选用焊条，必要时还需进行焊接性试验。
二、焊剂
1、什么是焊剂：
焊接时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种物质。
用于埋弧焊的为埋弧焊剂。
用于针焊时有：
硬钎焊钎剂和软钎焊钎剂。
2、焊剂的功能：
焊剂的功能部分可分为三个：
1、去除焊接面的氧化物，降低焊料熔点和表面张力，尽快达到钎焊温度。
2、保护焊缝金属在液态时不受周围大气中有害气体影响。
3、使液态钎料有合适流动速度以填满钎缝。
三、氩气、钨极
1、什么是氩？
氩气是一种无色、无味的惰性气体，分子量39.938，分子式为Ar，在标准状态下，其密度为1.784kg/m3。
其沸点为-185.7℃
2、氩的用途:
氩是目前工业上应用很广的稀有气体。
它的性质十分不活泼，既不能燃烧，也不助燃。
在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门。
3、氩对人体的危害:
氩气为惰性气体,对人体无直接危害。
但是，如果工业使用后，产生的废气则对人体危害很大，会造成矽肺、眼部损坏等情况。
4、氩的化合物:
６种惰性气体元素氦、氖、氩、氪、氙和氡中，就只有原子量最小的氦和氖尚未被合成稳定化合物了。
惰性气体可广泛应用于工业、医疗、光学应用等领域，合成惰性气体稳定化合物有助于科学家进一步研究惰性气体的化学性质及其应用技术。
第三章常用电弧焊工艺
学习目的：
掌握常用电弧焊工艺
教学重点：
手工电弧焊、埋弧焊、手工TIG焊、气体保护焊
1、手工电弧焊基本知识
一、焊剂/焊条的类型
焊条药皮的化学成分对电弧的稳定性、熔深、金属熔敷率和定位能力有很大影响。
焊条可分为三大类：
纤维素型焊条；氧化钛药皮焊条；碱性焊条。
2、特点:
低氢焊缝金属；要求高焊接电流/速度；焊道成形差（表面轮廓弯曲、粗糙）；清除熔渣困难；金属粉末焊条包含加有金属粉末的涂料，可使焊接电流增加到最大容许电流。
3、电源:
焊条可以在交流或直流电源下使用。
并不是所有的直流焊条都能在交流电源下使用，但交流焊条通常都能在直流电源下使用。
二、手工电弧焊的实践
在焊钳更换新的焊条前，手工电弧焊过程只能完成短焊缝的焊接。
焊缝熔深浅，熔敷质量取决于焊工的技能。
焊剂/焊条的类型
焊条药皮的化学成分对电弧的稳定性、熔深、金属熔敷率和定位能力有很大影响。
焊条可分为三大类：
纤维素型焊条；氧化钛药皮焊条；碱性焊条。
1、纤维素型焊条的药皮中含有大量的纤维素，它的特点是摩擦变形速度快，这也提高了整个焊接速度。
特点：
在所有位置都能形成较深的熔深；适用于向下立焊； 良好的机械性能；
特点：
合适的焊缝金属机械性能；粘性熔渣能形成良好的焊道外形；
特点：
低氢焊缝金属； 要求高焊接电流/速度； 焊道成形差（表面轮廓弯曲、粗糙）； 清除熔渣困难；
电源:
焊条可以在交流或直流电源下使用。
并不是所有的直流焊条都能在交流电源下使用，但交流焊条通常都能在直流电源下使用。
1．1水平固定管常用的焊接万法
金属管的焊接方法多种多样，一般在生产实际中．大直径管采用熔焊法，如：
埋弧焊，c02气保焊等；中，小直径管大多采用气焊，手工电弧焊、氩弧焊、等离子弧焊，摩擦焊、电阻焊等。
第四章手工电弧焊
教学目的：
了解电弧焊的特点及主要设备有哪些
重点难点：
电弧焊的特点及设备
一、手工电弧焊有以下特点：
（1）操作方便，使用灵活，适应性强。
（2）焊接质量好。
（3）手工电弧焊易于分散应力和控制变形。
（4）设备简单，使用维护方便。
（5）由于手工操作，生产效率低，焊工的劳动强度也比较大。
二、手弧焊的主要设备：
手弧焊的主要设备有弧焊机，按其供给的焊接电流种类的不同可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类
第五章埋弧焊的实训
教学目的：
了解什么是埋弧焊，埋弧焊的优点与缺点
重点难点：
埋弧焊的特点
埋弧焊简介：
埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法。
一、埋弧焊的焊接过程埋弧焊是利用焊丝与工件之间在焊剂层下燃烧的电弧产生热量，熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝的熔化极电弧焊方法。
二、埋弧焊的特点
1．埋弧焊的主要优点：
焊接生产率高；
（2）焊缝质量好；（3）焊接成本较低；（4）劳动条件好。
2．埋弧焊的主要缺点
（1）难以在空间位置施焊
（2）工件装配质量要求高
第六章手工TIG焊
教学目的：
掌握TIG焊的特点和应用、电流种类和极性、TIG焊的设备
重点难点：
TIG焊的特点与应用、电流种类和极性、设备与工艺
TIG焊的特点和应用
一、TIG焊的原理
TIG焊是在惰性气体的保护下，利用钨极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可以不加填充焊丝）,形成焊逢的焊接方法。
TIG焊分为手工焊和自动焊。
TIG焊一般采用氩气作保护气体，称为钨极氩弧焊。
二、TIG焊的特点
TIG焊与其它焊接方法相比有如下特点：
（1）可焊金属多
（2）适应能力强（3）焊接生产率低（4）生产成本较高
三、TIG焊的应用
TIG焊几乎可用于所有钢材、有色金属及其合金的焊接，特别适合于化学性质活泼的金属及其合金。
TIG焊的电流种类和极性
一、直流TIG焊
直流TIG焊时，电流极性没有变化，电弧连续而稳定，按电源极性的不同接法，又可将直流TIG焊分为直流正极性法和直流反极性法两种方法。
1．直流正极性法直流正极性法焊接时，工件接电源正极，钨极接电源负极。
直流正极性有如下特点：
（1）熔池深而窄，焊接生产率高，工件的收缩应力和变形都小。
（2）钨极许用电流大，寿命长。
2．直流反极性法直流反极性时工件接电源负极，钨极接正极。
二、交流TIG焊
交流TIG焊时，电流极性每半个周期交换一次，因而兼备了直流正极性法和直流反极性法两者的优点。
实践证明，用交流TIG焊焊接铝、镁及其合金能获得满意的焊接质量。
TIG焊设备
一、分类
钨极惰性气体保护焊（TIG焊）设备按操作方式可分为手工TIG设备和自动TIG设备两类；按焊接电源不同又可分为交流TIG设备、直流TIG设备以及矩形波TIG设备。
二．手工TIG设备主要组成由：
焊接电源、焊枪、供气系统、供水系统及焊接控制装置等部分组成。
TIG焊工艺
一、焊前清理
氩气是惰性气体，在焊接过程中，既不与金属起化学作用，也不溶解于金属中，为获得高质量焊缝提供了良好条件。
但是氩气不象还原性气体或氧化性气体那样，它没有脱氧去氢的能力。
为了确保焊接质量，焊前对工件及焊丝必须清理干净，不应残留油污、氧化皮、水分和灰尘等。
二、工艺参数的影响及选择
TIG焊的工艺参数有：
焊接电流、电弧电压（电弧长度）、焊接速度、填丝速度、保护气流量与喷嘴孔径、钨极直径与形状等。
合理的焊接工艺参数是获得优质焊接接头的重要保证。
三、TIG焊的焊接技术
TIG焊可分为手工TIG焊和自动TIG焊两种，其操作技术的正确与熟练是保证焊接质量的重要前提。
1．引弧：
引弧前应提前5～10s送气。
2．焊接3．收弧
第七章气体保护焊的使用
教学目的：
掌握气体保护焊的特点与分类
重点难点：
气体保护焊的特点、分类与安全特点
1、特点气体保护焊与其它焊接方法相比，具有以下特点：
（1）电弧和熔池的可见性好，焊接过程中可根据熔池情况调节焊接参数。
（2）焊接过程操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上蒙不需清渣。
（3）电弧在保护气流的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小。
2、气体保护焊分类
气体保护焊通常按照电极是否熔化和保护气体不同，分为非熔化极（钨极）惰性气体保护焊（TIG）和熔化极气体保护焊（GMAW），熔化极气体保护焊包括情性气体保护焊（MIG）、氧化性混合气体保护焊（MAG）、C岛气体保护焊、管状焊丝气体保护焊（FCAW）。
3、气体保护焊安全特点
气体保护焊除具有一般手工电弧焊的安全特点以外，还要注意以下几点：
（l）气体保护焊电流密度大、弧光强、温度高，且在高温电弧和强烈的紫外线作用下产生高浓度有害气体，可高达手工电弧焊的4^-7倍，所以特别要注意通风。
（2）引弧所用的高频振荡器会产生一定强度的电磁辐射，接触较多的焊工，会引起头昏、疲乏无力、心悸等症状。
第八章焊接接头及焊缝形式
教学目的：
了解焊接材料、接法、工艺
重点难点：
焊缝区、熔合区、热影响区、焊接接头性能
一、焊接接头用焊接方法连接的接头称为焊接接头。
焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区：
1焊缝区：
接头金属及填充金属熔化后，又以较快的速度冷却凝固后形成。
2熔合区：
熔化区和非熔化区之间的过渡部分。
熔合区化学成分不均匀，组织粗大，往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织。
3热影响区：
被焊缝区的高温加热造成组织和性能改变的区域。
低碳钢的热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。
二、影响焊接接头性能的因素：
焊接接头的机械性能决定于它的化学成分和组织。
因此，影响焊缝化学成分和焊接接头组织的因素，都影响焊接接头的性能。
三、焊接接头型式：
焊接接头型式主要有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头四种。
有时焊接结构中还有一些其它类型的接头型式，如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。
一、对接接头二、T形接头
第九章碳弧气刨知识
教学目的：
掌握碳弧气刨的特点
重点难点：
碳弧气刨的特点
一、什么是碳弧气
碳弧气刨是指使用石磨棒或碳棒与工件间产生的电弧将金属熔化，并用压缩空气将其吹掉，实现在金属表面上加工沟槽的方法。
（1）手工碳弧气刨时，灵活性很大，可进行全位置操作。
可达性好，非常简便。
（2）清除焊缝的缺陷时，在电弧下可清楚地观察到缺陷的形状和深度。
第十章焊接用工夹具及辅助设备
教学目的：
认识焊接用工夹具入辅助设备
重点难点：
焊接夹具的特点与使用
焊接中常用装焊夹具的结构及其使用特点
对焊接夹具的要求：
应保证装配件的尺寸、开状的正确性使用与调整简便，且安全可靠结构简单，制造方便
常用装焊夹具的分类：
按期所起的作用分有下列四类：
（1）、夹紧工具
（2）、压紧夹具（3）、拉紧工具（4）、撑具
2、接夹具的作用原理不同，又可分为：
（1）、螺旋压夹器
（2）凸轮及偏心夹紧器（3）斜槽式夹紧器
3、按作用力不同，又可分为：
（1）手动夹具
（2）气动夹紧器（3）液压夹紧器（4）磁力夹紧器
一、常用工具的合理使用与维护
焊接常用的工具有：
电焊钳焊接电缆及快速接头面罩及护目玻璃焊条保温筒和干燥筒
焊接常用辅助工具有：
角向磨光机电动磨头气动刮铲和针束打渣除锈器
一、正确使用夹具，做好保养工作
1、对大型装夹具必须编制使用规则制定定期检修的周期及易损件的更换周制定检验夹具精度的周期
设备的使用与维护：
正确使用和维护保养焊接设备：
焊机的接线和安装应由专门 的电工负责，焊工不得自行操作。
焊接设备机壳必须接地。
使用时在合、拉电源闸刀开关时，头部不得正对电闸。
第十一章气焊与气割的原理
教学目的：
认识气焊、气割的基本原理
重点难点：
气焊气割的安全特点、气焊应用的设备和工具、常用的气体及氧炔火焰
第十二章气焊与气割实训
教学目的：
掌握气焊与气割的使用方法
重点难点：
气焊、气割的使用方法
教学课时：
12课时
1． 气焊气割设备的构造.原理和使用方法
2． 气焊火焰的火焰种类与用途.焊丝与焊剂的作用
3． 切割金属材料的条件
4． 通过训练使学生初步获得气焊.气割的基本工艺知识
第十三章电焊工的基本操作技能实训
教学目的：
让学员掌握正确的焊条、焊剂、焊丝、钨极、保护气体的使用
重点难点：
焊条、焊剂、焊丝、钨极、保护气体的实训
第十四章焊工安全生产知识
教学目的：
电焊工属于特殊工种，其工作环境中存在多种危险源。
对于一个电焊工来说，只有掌握焊接作业安全注意事项，提高自身安全操作技能，才能在焊接作业中避免各种危害，保证自身安全。
重点难点：
电焊工在安全用电、预防火灾和爆炸、预防有害气体和弧光辐射、高空焊接作业及容器内焊接作业等各方面的安全操作注意事项。
一、电焊工与安全用电；
二、预防火灾和爆炸的安全知识；
三、预防有害气体及弧光辐射的安全知识；
四、高处焊接作业的安全知识。
五、容器内焊接作业的安全注意事项：
高级电气焊教学课时分配计划表
课程总学时：
360课时。
序号
教学内容
总学时
讲课
实训（实验）
考核
备注
1
第一章焊接电弧的产生和概念。
25
8
12
5
2
第二章常用焊接材料知识
25
10
10
5
3
第三章常用电弧焊工艺
60
10
45
5
4
第四章手工电气焊
25
5
15
5
5
第五章埋弧焊实训
30
5
20
5
6
第六章手工TIG焊
30
5
20
5
7
第七章气体保护焊的使用
25
5
17
3
8
第八章焊接接头与焊缝形成
75
15
50
10
9
第九章碳弧气刨知识
30
5
20
5
10
第十章焊接用工夹具及辅助设备
80
15
55
10
11
第十一章气焊与气割的原理
85
12
63
10
12
第十二章气焊与气割的实训
40
10
25
5
13
第十三章电焊工的基本操作技能实训
70
15
45
10
14
第十四章焊工安全生产知识
70
20
30
20
15
复习考核及模拟考证
50
10
30
10
小计
720
150
457
113
升级会员 