焊接方法与设备全书课件汇总整本书电子教案(最新).pptx

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1、焊接方法与设备 绪论：焊接的概念、分类与发展现状 焊接方法与设备焊接的概念将两个或两个以上的零件件按一定的形式和位置连接起来，通常有哪些方式，有什么特点？焊接：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使两个分离的物体达到原子间结合的一种加工方法。可拆连接不可拆连接焊接的分类按照焊接过程中金属所处的状态不同：熔焊、压焊、钎焊熔焊：焊接中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法压焊：在焊接过程中对焊件施加压力（加热或不加热）完成焊接的方法钎焊：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于 钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充 接头间隙并与母材相互

2、扩散实现连接焊件的焊接方法加热：如锻焊、电阻焊和摩擦焊等不加热：如爆炸焊、冷压焊等焊接的发展概况历史进程：春秋战国时期以黄泥做助熔剂，用加热锻打的方法连接金属。现代工业时期19世纪末和20世纪初以来，相继产生电弧焊、电阻焊等传统焊接 方法，并由人工逐渐发展出半自动、自动等焊接方式。当代焊接技术到目前为止，相继发明了电子束焊、激光焊等20余种基本方法和成 百种派生方法。焊接在我国制造业中的战略地位和成就1焊接在我国制造业中的战略地位目前，全世界年产量的钢和大量的有色金属都采用焊接加工。中国已连续 年成为世界上最大的钢铁生产和消费国，已超过了排名世界第二至四位的日本、美国和俄罗斯钢产量的总和，成为

3、世界第一钢铁大国，为国民经济发展提供了坚实的物质基础。焊接在我国制造业中的战略地位和成就2我国焊接制造的主要成就近几年来，我国在大型焊接钢结构的开发与应用方面创造了新中国成立以来的最高水平，有的已成为世界第一。例1：长江三峡水利工程三峡水电站的水轮机转轮，直径10.7，高5.4，重达440，为世界最大、最重的不锈钢焊；接转轮蜗壳，进水口直径12.4，总重量750，为世界最大、最重的焊接蜗壳。焊接在我国制造业中的战略地位和成就2我国焊接制造的主要成就例2：西气东输工程从新疆维吾尔自治区塔里木盆地的轮南到上海的输气管线，全长约4212，采用70钢，直径1016的焊接螺旋管和焊接直缝管，是我国铺设的

4、第一条高强度钢的长距离管线。焊接在我国制造业中的战略地位和成就2我国焊接制造的主要成就上海金茂大厦芜湖长江大桥国家体育馆鸟巢测试题什么是焊接？实现焊接的适当的物理化学过程指的是什么？焊接方法与其他连接方法相比其优越性是什么？焊接方法怎样分类？熔焊、压焊、钎焊各有什么特点？我国近年来焊接的主要成就有哪些？谢谢！第一章 电弧焊基础知识 焊接方法与设备第一章 电弧焊基础知识 焊接方法与设备u第一节焊接电弧u第二节焊丝熔化与熔滴过渡u第三节母材熔化与焊缝成形第一节焊接电弧 焊接方法与设备一、焊接电弧的物理基础1电弧及其电场强度分布非自持放电区间；自持放电区间辉光放电电弧放电电弧：一种气体放电现象，是带

5、电粒子通过两电极之间气体空间的一种 导电过程不遵守欧姆定律一、焊接电弧的物理基础2带电粒子的产生(1)气体的电离1)电离与激励电离：一定条件下中性气体分子或原子分离为正离子和电子的现象气体电离的实质是中性气体粒子（分子或原子）吸收足够的外部能量，使得分子或原子中的电子脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子的过程。p电离能通常以eV（电子伏）为单位。1eV就是使个电子通过电位差为1V两点间所需作的功，其数值为1.610-19。一、焊接电弧的物理基础2带电粒子的产生(1)气体的电离1)电离与激励激励：使中性粒子中的电子从较低能级转移到较高能级但未完全脱离原子或分子，称为激励。使中性粒子激励所需的最

6、低外加能量称为激励能，若以（伏）为单位则称为激励电压。激励状态是一种不稳定状态，继续接受能量可电离，或以辐射方式或与其他粒子碰撞将能量传递出去而恢复到稳定状态。一、焊接电弧的物理基础2带电粒子的产生(1)气体的电离2)电离的种类 热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程，实质上是由于气体粒子的热运动形成频繁而激烈的碰撞产生的一种电离过程。场致电离：带电粒子从电场中获得能量，通过碰撞而产生电离的过程称为电场作用下的电离。光电离：中性粒子接受光辐射作用产生的电离。每种气体都有一个产生光电离的临界波长，小于它才能产生光电离。一、焊接电弧的物理基础2带电粒子的产生(2)阴极电子发射 在电弧焊中，电弧

7、气氛中的带电粒子一方面由气体粒子的电离产生，另一方面则由金属电极的电子发射获得。两者都是电弧产生和维持不可缺少的必要条件。电子从阴极表面逸出需要能量，使一个电子从金属表面飞出所需的最低能量称为逸出功(W),单位是eV。因电子电量为常数,故逸出功常用逸出电压U来表示，UW/e，单位为。逸出功的大小与材料种类、金属表面状态及表面氧化物情况有关。一、焊接电弧的物理基础3带电粒子的消失(1)负离子的产生 电弧中除产生电子和正离子外，还会产生另一种带电粒子负离子。即在一定条件下，有些中性原子或分子会吸附一个电子形成负离子。(2)带电粒子的扩散与复合 在电弧导电过程中，带电粒子的增加是有一定限度的。这是因

8、为在带电粒子产生的同时存在着带电粒子消失的过程，两者处于动平衡状态。电弧空间的正负带电粒子（正离子、负离子、电子）在一定条件下相遇而结合成中性粒子的过程称为复合。二、电弧的导电机构1电弧的区域组成 按电场强度的特点可将电弧分为三个区域：阴极区、弧柱区和阳极区。电弧电压U 即电弧两端（两电极）之间的电压降，等于阴极压降U、弧柱压降U 和阳极压降U 之和。即U U U U2弧柱区的导电机构 弧柱的温度很高，随气体介质、电流大小和电弧受压缩的程度的不同，其温度范围是500050000K。在这样高的温度下，弧柱中气体的电离主要是热电离。二、电弧的导电机构3阴极区的导电机构 阴极区是指靠近阴极的很小一个

9、区域。在电弧中，阴极区的作用是向弧柱提供所需的电子流，接受由弧柱区送来的正离子流。由于阴极材料种类的不同，阴极区的导电特性也不同。4阳极区的导电机构 阳极区与阴极区类似，其作用是接受电子流和提供正离子流。二、电弧的导电机构5阴极斑点与阳极斑点(1)阴极斑点 电弧放电时，负电极表面上集中发射电子的光亮极小区域形成条件：1.具有可能发射电子的条件(主要是场致发射和热发射)2.其次是电弧通过该点时弧柱能量消耗较低(2)阳极斑点 电弧放电时，正电极表面上集中接收电子的光亮微小称为阳极斑点。形成条件：1.该点有金属蒸发 2.电弧通过该点时，弧柱的能量消耗较低三、焊接电弧的最小能量消耗特性（最小电压原理）

10、电弧稳定燃烧时，产热为P=UaIELI(U为电弧电压,E为电弧的电场强度，L为电弧长度),与热消耗相平衡。当L、I 为定值时，E 的大小即代表了产热量，因此能量消耗最小时电场强度最低。由于电弧的电场强度可用单位长度电弧上的电弧电压的大小来表示(EUL)，即在固定弧长上电压最小，故称为最小电压原理。最小电压原理：电弧具有保持最小能量消耗的特性，而当电弧电流一定时，电弧要保持最小电压降。电弧只能确定一个能够使E 值最小的断面！四、焊接电弧的静特性1焊接电弧静特性曲线及其意义 焊接电弧是焊接回路中的负载，它起着把电能转变为热能的作用，在这一点上它与普通的电阻有相似之处。电阻静特性电弧静特性电弧静特性

11、图四、焊接电弧的静特性2不同焊接方法的电弧静特性曲线 对于各种不同的焊接方法，它们的电弧静特性曲线是有所不同的，而且在其正常使用范围内，并不包括电弧静特性曲线的所有部分。静特性的下降段：由于电弧燃烧不稳定而很少采用静特性的水平段：大多数，焊条电弧焊、埋弧焊、非熔化极气体保护 焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊等等静特性的上升段：当焊接电流较大时，例如：熔化极气体保护焊五、焊接电弧的热特性1焊接电弧的产热特性(1)弧柱区的产热特性 弧柱气氛中的带电粒子有电子、正离子和负离子。弧柱中的导电任务绝大部分由电子来承担，所以弧柱中的热量也主要由电子的动能转换而来。普通的电弧焊，其弧柱部分的热量只有很少一部分

12、传给填充材料和工件，大部分则通过对流、辐射等形式损失掉了。五、焊接电弧的热特性1焊接电弧的产热特性(2)阴极区的产热特性 阴极区与弧柱区相比，长度短，且直接靠近电极或工件（由接线方法决定），所以阴极区产生的热量对电极或工件的影响更直接。阴极区的产热为:P I(U-U-U)式中：P 为阴极区的产热总能量；U 为阴极区压降；U 为逸出电压；U 为弧柱温度的等效电压。五、焊接电弧的热特性1焊接电弧的产热特性(3)阳极区的产热特性 阳极区的电流由电子流和正离子流两部分组成，因正离子流所占比例很小，可忽略不计，所以只考虑电子流的能量转换效应。到达阳极的电子能量由三部分组成。一部分是电子经阳极压降U 加速

13、获得的动能IU另一部分是电子从阴极带出的逸出功IU第三部分是从弧柱带来的与弧柱温度相应的热能IU故阳极区的总能量（电功率）为:PA I(UA-U-U)式中：P 为阳极区总能量；U 为阳极区压降。五、焊接电弧的热特性2焊接电弧的热效率及能量密度(1)热效率 焊接时电弧将电能转换成热能，利用这种热能来加热和熔化焊条或工件。电弧热量的总功率:P IU式中：U为电弧电压，U=U+U+U。(2)能量密度 采用热源加热工件时，单位面积上的有效热功率称为能量密度，一般以/cm2 来表示。能量密度大时，能有效利用热源，提高焊接速度，减小焊接热影响区，改善质量。五、焊接电弧的热特性3电弧的温度分布(1)轴向 阴

14、极区和阳极区的温度较低，弧柱温度较高(2)径向 电弧径向温度分布的特点是：弧柱轴线上温度最高，沿径向由中心至周围温度逐渐降低六、焊接电弧的力学特性1电弧力的类型及作用(1)电磁收缩力 由电工学可知，当电流流过相距不远的两根平行导线时，如果电流方向相同则产生相互吸引力，方向相反则产生排斥力。这个力是由电磁场产生的，因而称为电磁力。它的大小与导线中流过的电流大小成正比，与两导线间的距离成反比。六、焊接电弧的力学特性1电弧力的类型及作用(1)等离子流力 熔池附加压力是由高温气流（等离子流）的高速运动引起的，所以称为等离子流力，也称为电弧的电磁动压力。六、焊接电弧的力学特性1电弧力的类型及作用(3)斑

15、点压力 电弧焊时，电极斑点受到带电粒子的撞击或金属蒸发的反作用而对斑点产生的压力，称为斑点压力或斑点力。(4)细熔滴的冲击力 射流过渡时形成等离子流力，熔滴以极大的加速度连续沿轴向射向熔池，易形成指状熔深。(5)短路爆破力 电弧从燃烧状态过渡到短路状态，电弧电流迅速上升，熔滴温度急剧升高，使液柱汽化爆断，产生较大的冲击力，导致飞溅的产生，应设法减小这种力。六、焊接电弧的力学特性2影响电弧力的因素）气体介质）电流和电弧电压）焊丝直径）电极（焊条、焊丝）的极性）钨极端部的几何形状七、焊接电弧的稳定性1电弧稳定性的概念定义：电弧焊过程中，当电弧电压和焊接电流为某一定值时，电弧可在长时间内连续且稳定燃

16、烧的性能称为电弧的稳定性。2影响电弧稳定性的因素（）焊接电源（）焊条药皮或焊剂（）焊接电流（）磁偏吹（）其他影响因素七、焊接电弧的稳定性3提高电弧稳定性的措施根据不同的焊接方法，选择合适的弧焊电源，使电源外特性曲线与电弧静特性曲线相匹配；根据不同的焊条类型选择不同的电源种类（如碱性焊条稳定性差，应选择直流电源）。焊前对焊件坡口表面及附近区域进行机械或化学清理；选择合适的操作场所，使外界对电弧稳定性的影响降低。第二节焊丝熔化与熔滴过渡 焊接方法与设备一、焊丝的加热和熔化特性1电弧热 由上节讨论可知，阴极区和阳极区两个区域的产热功率可表达为：P=I（U-U-U）P=I（U+U+U）电弧焊时，当弧柱

17、温度为6000K左右时，U小于1V；当电流密度较大时，U 近似为零，以上两式可简化为:P=I（U-U）P=IU 由此可以看出，两电极区的产热功率都与焊接电流成正比。一、焊丝的加热和熔化特性1电阻热 除电弧热外，从焊丝与导电嘴的接触点到焊丝端头的一段焊丝（即焊丝伸出长度L）有焊接电流流过，产生的电阻热对焊丝有预热作用。产生的电阻热的大小为：P=IR其中 R=L/A式中：R 为焊丝伸出长度L段的电阻值；为焊丝的电阻率；L 为焊丝的伸出长度；A 为焊丝的横截面积。二、影响焊丝熔化速度的因素1焊接电流2焊丝直径和焊丝伸出长度 焊丝直径越小，熔化越快。焊丝伸出长度越长，熔化越快。3焊丝材料 焊丝的电阻率

18、越大，熔化越快。熔化系数越大，熔化越快。4电弧电压 其他条件一定，当弧长较长时，电弧电压对熔化速度影响不大。5气体介质及焊丝极性 采用正接时（焊丝接负极）气体介质对焊丝熔化速度有影响。另外通常焊丝 为阴极时的熔化比作为阳极时要快。三、熔滴上的作用力1重力 重力对熔滴过渡的影响随焊接位置的不同而不同。平焊时，熔滴上的重力促使熔滴过渡，而在立焊及仰焊位置则阻碍熔滴过渡。重力大小可表示为：Fg=mg=(4rg)/3式中：r 为熔滴半径；为熔滴密度；g 为重力加速度。2.表面张力 表面张力是指焊丝端头上保持熔滴的作用力，用F 表示，大小为：F R式中：R 为焊丝半径；为表面张力系数。三、熔滴上的作用力

19、3电弧力 电弧力只有在焊接电流较大时才对熔滴过渡起主要作用，焊接电流较小时起主要作用的往往是重力和表面张力。4熔滴爆破力 当熔滴内部因冶金反应而生成气体或含有易蒸发金属时，在电弧高温作用下将使气体积聚、膨胀而产生较大的内压力，致使熔滴爆破，这一内压力称为熔滴爆破力。它使熔滴过渡的同时产生飞溅。5电弧的气体吹力 这种力出现在焊条电弧焊中。不论是何种位置的焊接，电弧气体吹力总是促进熔滴过渡。四、熔滴过渡的主要形式及特点短路过渡滴状过渡渣壁过渡喷射过渡四、熔滴过渡的主要形式及特点1短路过渡 电流较小、电弧电压较低（弧长较短）时，熔滴未长成大滴就与熔池接触而形成液态金属短路，使电弧熄灭，随之金属熔滴过

20、渡到熔池中去。熔滴脱落之后电弧又复燃，如此交替进行，这种过渡形式称为短路过渡。主要焊接特点：有利于薄板焊接或全位置焊接可减小热影响区和焊接变形四、熔滴过渡的主要形式及特点2滴状过渡(1)粗滴过渡 当重力足以克服熔滴的表面张力时，熔滴便脱离焊丝端部进入熔池（小电流时电弧力忽略）。粗滴过渡时熔滴存在时间长，尺寸大，飞溅也大，电弧的稳定性及焊缝质量都较差，在生产实际中基本不采用。(2)细滴过渡 细滴过渡电流较大，相应的电磁收缩力也较大，表面张力较小，熔滴存在时间较短，熔滴细化，过渡频率较高。电弧稳定性较高，飞溅较少，焊缝质量较好，广泛应用于生产实际中。四、熔滴过渡的主要形式及特点3喷射过渡 喷射过渡

21、容易出现在以氩气或富氩气体作保护气体的焊接方法中，过渡频率高，飞溅少，电弧稳定，热量集中，对焊件的穿透力强，可得到焊缝中心部位熔深明显增大的指状焊缝。不适宜焊接薄板。4渣壁过渡 只出现在埋弧焊和焊条电弧焊中。埋弧焊时,熔滴沿熔渣壁过渡，焊条电弧焊时熔滴沿药皮套筒壁过渡。第三节母材熔化与焊缝成形 焊接方法与设备一、焊缝形成过程熔池：电弧焊时，在电弧热的作用下填充金属（焊丝或焊条）熔化的同时，母材也发生局部熔化。在母材上由熔化的填充金属与局部熔化的母材共同组成一个具有一定几何形状的液态金属区，称之为熔池。熔池金属：电弧不断移动，电弧正下方的母材不断被熔化，与填充金属共同构成熔池金属。焊缝：熔池随电

22、弧的移动不断前移，熔池尾部因远离电弧热源，输入热量少于散失热量，温度下降，先后结晶形成焊缝，直至焊接过程结束。一、焊缝形成过程电弧；熔池金属；已凝固的焊缝金属 S焊缝有效厚度；c熔池宽度；L熔池长度；h余高二、焊缝形状与焊缝质量的关系 焊缝的形状即是指焊件熔化区横截面的形状，它可用焊缝有效厚度S、焊缝宽度c 和余高h三个参数来描述。生产中常用焊接成形系数c/S 和余高系数c/h 来表征焊缝成形的特点。A 填充金属熔化面积；A 母材熔化面积二、焊缝形状与焊缝质量的关系常用范围：埋弧焊时一般要求焊缝成形系数1.25，而堆焊时，在保证堆焊成分的前提下可使焊缝成形系数10。理想情况下，h 应为0，对接

23、接头一般允许h=03 或=48mm。重要结构要求h=0（角焊缝应磨成凹形）。实际焊接中可通过改变坡口形式和焊接参数来改变熔合比，调整焊缝的化学成分和组织。三、焊接工艺参数对焊缝成形的影响焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等焊丝直径、电流种类与极性、电极和焊件倾角、保护气等坡口形状、间隙、焊件厚度等三、焊接工艺参数对焊缝成形的影响1焊接参数的影响焊接参数对焊缝厚度S、焊缝宽度c 和余高h 的影响如图所示三、焊接工艺参数对焊缝成形的影响2工艺因数的影响(1)电流种类和极性熔化极气体保护焊和埋弧焊采用直流反接时，焊缝厚度、焊缝宽度都比直流正接大。交流焊接时，焊缝厚度、焊缝宽度介于直流正接与直流反接

24、之间。在钨极氩弧焊或焊条电弧焊中，直流反接焊缝厚度小，直流正接焊缝厚度大，交流焊接介于上述两者之间。三、焊接工艺参数对焊缝成形的影响2工艺因数的影响(2)焊丝直径和伸出长度、钨极端部形状当焊接电流、电弧电压及焊接速度给定时，焊丝直径越小，电流密度越大，对焊件加热越集中，同时电磁收缩力增大，焊丝熔化量增多，使得焊缝厚度、余高均增大。焊丝伸出长度增加，电阻增大，电阻热增加，焊丝熔化速度提高，余高增加，焊缝厚度略有减小。焊丝电阻率越高，直径越小，伸出长度越长，这种影响越大。钨极氩弧焊时，钨极端部几何尺寸越小，电弧越集中，电弧力越大，焊缝厚度越大。三、焊接工艺参数对焊缝成形的影响2工艺因数的影响(3)

25、电极倾角 电弧焊时，根据电极倾斜方向和焊接方向的关系，分为电极前倾和电极后倾两种电极前倾时，焊缝宽度增加，焊缝厚度、余高均减小。前倾角越小，这种现象越突出。电极后倾时，情况相反。焊条电弧焊和半自动气体保护焊时，通常采用电极后倾法，倾角6580三、焊接工艺参数对焊缝成形的影响2工艺因数的影响(4)焊件倾角下坡焊时，重力作用，电弧对熔池底部金属的加热作用减弱，焊缝厚度减小，余高和焊缝宽度增大。上坡焊时，加热作用增强，因而焊缝厚度和余高均增大，焊缝宽度减小三、焊接工艺参数对焊缝成形的影响3结构因素(1)坡口和间隙薄板时不需留间隙也不需开坡口。板厚较大时，为了焊透焊件需留一定间隙或开坡口，此时余高和熔

26、合比随坡口或间隙尺寸的增大而减小。因此，焊接时常采用开坡口来控制余高和熔合比。(2)焊件材料和厚度不同的焊件材料，其热物理性能不同。相同条件下导热性好的材料熔化单位体积金属所需热量多，在热输入量一定时，它的焊缝厚度和焊缝宽度就小。四、焊缝成形缺陷及产生原因1焊缝外形尺寸不符合要求 外形尺寸不合格主要有焊缝表面高低不平、焊缝波纹粗劣、纵向宽度不均匀、余高过大或过小等。2咬边 焊趾处被熔化的母材因填充金属不足而产生缺口的现象称为咬边（也称咬肉）。四、焊缝成形缺陷及产生原因3未焊透 熔焊时，焊接接头根部未熔透，或在焊道与母材之间、焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分，称为未焊透。四、焊缝成形缺陷及产

27、生原因5焊穿及塌陷 焊缝上形成穿孔的现象，称为焊穿；熔化的金属从焊缝背面漏出，使焊缝正面下凹，背面凸起的现象，称为塌陷。6弧坑 焊缝收尾处下陷的现象称为弧坑。形成弧坑的原因，主要是熄弧时电流过大或熄弧过快而造成填充金属不足所致。4焊瘤 熔焊时，熔化的金属流到焊缝以外未熔化的母材上而形成金属瘤的现象称为焊瘤，也称满溢测试题什么是焊接电弧的静特性？焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体 保护焊时电弧各工作在哪个特性区？电弧中有哪几种主要作用力？说明各种力对熔滴过渡的影响。试分析熔滴过渡的主要形式及特点。试分析焊接参数对焊缝成形的影响。试分析常见焊缝成形缺陷的产生原因及防止措施。谢谢！第二章 焊条电弧焊 焊

28、接方法与设备第二章 焊条电弧焊 焊接方法与设备u第一节认识焊条电弧u第二节焊条电弧焊的设备及工具 u第三节焊条电弧焊的原理及特点 u第四节焊条u第五节焊条电弧焊工u第六节焊条电弧焊操作技术第一节认识焊条电弧 焊接方法与设备一、焊条电弧焊设备的使用与维护p焊条电弧焊的主要焊接设备一、焊接电弧的物理基础1焊条电弧焊机的外部接线弧焊变压器的外部接线 弧焊整流器的外部接线一、焊条电弧焊设备的使用与维护2弧焊电源（焊机）的正确使用)放在通风良好、干燥、不靠近高温和粉尘多的地方；弧焊整流器要 特别注意保护和冷却。)接线和安装应由专门的电工负责，焊工不应自行动手。)弧焊变压器和弧焊整流器必须接地，以防机壳带

29、电。)弧焊电源接入电网时，必须使两者电压相符合。)起动弧焊电源时，焊钳和焊件不能接触，以防短路。一、焊条电弧焊设备的使用与维护2弧焊电源（焊机）的正确使用)应按照弧焊电源的额定焊接电流和负载持续率来使用，不要使弧焊 电源因过载而被损坏。)经常保持焊接电缆与弧焊电源接线柱的接触良好，注意紧固螺母。)调节焊接电流和变换极性接法时，应在空载下进行。)露天使用时，要防止灰尘和雨水进入弧焊电源内部。10)弧焊电源移动时不应受剧烈振动，特别是硅整流弧焊电源更忌振动，以免影响工作性能。一、焊条电弧焊设备的使用与维护2弧焊电源（焊机）的正确使用11)要保持弧焊电源的清洁，特别是硅整流弧焊电源，应定期用干燥压

30、缩空气吹净内部的灰尘。12)当弧焊电源发生故障时，应立即切断弧焊电源的电源，及时进行检 查和修理。13)工作完毕或临时离开工作场地时，必须及时切断弧焊电源的电源。二、焊条电弧焊基本操作技术1引弧将焊条端部在靠近开始焊接的部位引燃电弧，常用划擦法和直击法。划擦法 直击法二、焊条电弧焊基本操作技术2运条焊接时，通过正确运条可以控制焊接熔池的形状和尺寸，从而获得良好的熔合和焊缝成形。1)送进动作是使焊条沿自身轴 线向熔池不断送进的动作。2)横摆动作是使焊条末端在垂 直前进方向上作横向摆动。3)前进动作是使焊条末端沿焊 缝轴线方向向前移动的动作。运条的基本动作1:焊条送进；2:焊条横摆；3:沿焊缝前进

31、一、焊接电弧的物理基础3连接焊缝的连接有以下四种情况：一、焊接电弧的物理基础4收尾（熄弧）划圈收尾法适于厚板焊接回焊收尾法适用于碱性焊条焊接反复熄弧再引弧法适用于大电流或薄板焊接的场合 焊接结束时，若立即断弧则在焊缝终端形成弧坑，使该处焊缝工作截面减少，从而降低接头强度，导致产生弧坑裂纹，还会引起应力集中。因此，必须在填满弧坑后熄弧。第二节焊条电弧焊的设备及工具 焊接方法与设备一、弧焊电源1对弧焊电源的基本要求(1)对弧焊电源空载电压的要求 在确保引弧容易、电弧稳定的条件下空载电压应尽可能低些(2)对弧焊电源短路电流的要求 在引弧和熔滴过渡时经常发生短路，短路电流 Is 一般应稍大于焊接电流，

32、这将 有利于引弧(3)对弧焊电源外特性的要求 弧焊电源外特性曲线的形状要配合电弧静特性曲线的形状 一、弧焊电源1对弧焊电源的基本要求(4)对弧焊电源调节特性的要求 焊接时，应根据焊件的材质、厚度、坡口形式和接头位置以及焊条类型和直径 等不同情况，选择不同的焊接参数(5)对弧焊电源动特性的要求 电弧的这种动负载特性，要求弧焊电源具有良好的动特性 一、弧焊电源2弧焊电源型号的编制与主要技术参数弧焊电源分为交流弧焊电源、直流弧焊电源和脉冲弧焊电源。(1)编号我国弧焊电源型号按GB/T 102491988 标准规定编制。一、弧焊电源2弧焊电源型号的编制与主要技术参数(1)弧焊电源的主要参数1)负载持续

33、率负载持续率就是用来表示弧焊电源工作状态的参数。2)额定负载持续率和电源容量 设计弧焊电源时，根据其最经常的工作条件选定的负载持续率，称为额定负载持续率，额定负载持续率下允许使用的电流称为额定焊接电流。使用弧焊电源时，不能超过铭牌上所规定的不同负载持续率下允许使用的焊接电流，否则会造成弧焊电源超载而温升过高，以致烧毁。负载持续率=在工作周期中弧焊电源有负载的时间工作周期%一、弧焊电源3常用焊条电弧焊机简介(1)弧焊变压器(交流弧焊机)与普通电力变压器相比，其区别在于：具有较大的漏感。(2)弧焊整流器(3)弧焊逆变器二、焊条电弧焊常用工具1焊钳其他：面罩与护目镜、焊条保温筒、清渣榔头和钢丝刷、夹

34、具及变位器、气动打渣工具及高速角向砂轮机焊钳 焊接面罩第三节焊条电弧焊的原理及特点 焊接方法与设备一、焊条电弧焊的工作原理p焊条电弧焊是利用焊条与工件之间燃烧的电弧热熔化焊条端部和工件的局部，在焊条端部迅速熔化的金属以细小熔滴过渡到工件已经局部熔化的金属中，并与之融合在一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池的液态金属逐步冷却结晶而形成焊缝。药皮；焊芯；保护气；电弧；熔池；母材；焊缝；焊渣；熔渣；熔滴焊条电弧焊原理二、焊条电弧焊的特点u1操作灵活u2可焊金属材料广u3待焊接头装配要求低u4熔敷速度低u5依赖性强三、适用范围与局限性1可焊工件厚度范围340 厚工件的焊接2可焊金属范围能焊的金属：有碳

35、钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、铜、铝及其合金能焊但可能需预热、后热或两者兼用的金属：铸铁、高强度钢、淬火钢等不能焊的金属：低熔点金属、难熔金属和活泼金属等第四节焊条 焊接方法与设备一、焊条的组成与作用p焊条由焊芯和药皮组成，不锈钢焊条夹持端端面涂有不同颜色，以便识别焊条型号。在靠近夹持端的药皮上印有焊条型号。焊条组成示意图夹持端；药皮；焊芯；引弧端一、焊条的组成与作用1焊芯 焊芯一般是一根具有一定长度及直径的金属丝，其作用是传导电流，产生电弧，并且在熔化后作为填充金属与被熔化的母材熔合形成焊缝。p质量不同的焊芯在最后标以一定符号以示区别：表示高级优质钢，表示特级优质钢，未注明的表示一般钢材。一

36、、焊条的组成与作用2焊条药皮 焊条药皮在焊接过程中起着复杂的冶金反应，因此药皮也是决定焊缝金属性能的主要因素。(1)药皮的作用p保护作用、冶金作用、渗合金作用、改善焊接工艺性能(2)药皮的成分 焊条涂层的组成成分相当复杂，每种涂层配方中通常有710余种。p 稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘结剂、增塑剂等二、焊条的分类与型号1焊条的分类根据焊条的用途不同，按国家标准划分如下：)碳素钢焊条。这类焊条主要用于强度等级较低的低碳钢和低合金钢的焊接。)低合金钢焊条。这类焊条主要用于低合金高强度钢、含合金元素较低的钼和铬钼耐热钢及低温钢的焊接。)不锈钢焊条。这类焊条主要用于含合金元素较高

37、的钼和铬钼耐热钢及各类不锈钢的焊接。4)其他二、焊条的分类与型号2焊条型号编制方法p焊条型号一般都由焊条类型代号，加上表征焊条熔敷金属的力学性能或化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流的分类代号组成。(1)碳素钢焊条型号的编制方法碳素钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流划分。例：二、焊条的分类与型号2焊条型号编制方法(2)低合金钢焊条型号编制方法根据GB/T 5117-1995 碳钢焊条标准中的规定，低合金钢焊条型号编制方法与碳钢焊条相同，只是在四位数字后添加了后缀字母和附加化学成分记号，例：二、焊条的分类与型号2焊条型号编制方法(3)不锈钢焊条型号编制方法据GB/T

38、 5117-1995 不锈钢焊条标准中的规定，不锈钢焊条型号编制方法如下：三、酸性焊条与碱性焊条1酸性焊条p酸性焊条熔渣的主要成分是酸性氧化物，其在焊接过程中容易放出含氧物质以及药皮里的有机物分解时产生保护气体，烘干温度不能超过250。2碱性焊条p碱性焊条熔渣的主要成分是碱性氧化物和铁合金。这类焊条的氧化性弱，对油、水、铁锈等很敏感。四、焊条的选用原则选用依据选用要点焊接材料的力学性能和化学成分要求1)对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度 等于或稍高于母材的焊条；2)对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的主要合金成分与母材金属相同 或相近；3)在被焊结构刚性大、接头应力高、

39、焊缝容易产生裂纹的不利情况下，可以考虑选用比母材强度低一级的焊条；4)当母材中碳及硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选 用抗裂性能好的低氢焊条1、根据焊接材料的力学性能和化学成分要求四、焊条的选用原则选用依据选用要点焊件的作用性能和工作条件要求1)对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢焊条；2)接触腐蚀介质的焊件，应根据介质的性质及腐蚀特征，选用相应的不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条；3)在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐热钢或低温钢焊条1、根据焊件的作用性能和工作条件要求四、焊条的选用原则选用

40、依据选用要点焊件的结构特点和受力状态1)对结构形状复杂、刚性大及大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大的应力，容易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢焊条；2)对焊接部位难以清理干净的焊件，应选用氧化性强，对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条；3)对受条件限制不能翻转的焊件，有些焊缝处于非平焊位置，应选用全位置焊接的焊条1、根据焊件的结构特点和受力状态四、焊条的选用原则选用依据选用要点施工条件及设备1)在没有直流电源，而焊接结构又要求必须使用低氢焊条的场合，应选用交直流两用低氢焊条；2)在狭小或通风条件差的场合，应选用酸性焊条或低尘焊条操作工艺性能在满足产品性能要求的条件下，尽量选用工艺性能好的

41、酸性焊条经济效益在满足使用要求和操作工艺性的条件下，尽量成本低、效率高1、根据焊件的结构特点和受力状态第五节焊条电弧焊工艺 焊接方法与设备一、焊接接头形式和坡口1接头的基本形式p最适于焊条电弧焊的焊接接头有对接接头、搭接接头、形接头、角接接头等基本形式，如图所示。一、焊接接头形式和坡口2坡口的基本形式设计或选用坡口形式要综合考虑以下因素：）达到设计所需的熔深和焊缝成形）具有可达性）有利于控制焊接变形和焊接应力）经济对接接头坡口基本形式二、坡口的制备p常用的坡口加工方法有：1剪切:用于形坡口（即不开坡口）的薄钢板的边缘加工。2刨削:能加工任何形状的坡口，加工后的坡口平直、精度高。3车削:圆管、圆

42、柱体、圆封头或圆形杆件的坡口均可在车床上车削加工。4专用坡口加工机加工:可分别加工平钢板边缘或管端的坡口。5热切割:能切割各种角度的直边坡口和曲线坡口，尤其适用于切割厚钢板。6碳弧气刨:目前主要用于多层焊背面清焊根和开坡口。三、焊接位置p熔焊时，焊件接缝所处的空间位置称为焊接位置。按焊缝在空间位置的不同可分为平焊、横焊、立焊和仰焊，如图所示。四、焊前准备1焊条烘干p焊前对焊条烘干的目的是去除受潮焊条中的水分，减少熔池和焊缝中的氢，以防止产生气孔和冷裂纹。2焊前清理p焊前对接头坡口及其附近（约20 内）表面的油、锈、油漆和水分等污染的清除。五、焊接工艺参数1焊条直径p焊条直径大小对焊接质量和生产

43、率影响很大，为了提高生产率，在保证焊接质量的前提下应尽可能选用大直径焊条。2焊接电流p焊接电流大小要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊接位置等因素来确定，其中最主要的是焊条直径和焊接位置。有以下两种方法可确定焊接电流。（）经验公式（）由焊接工艺试验确定五、焊接工艺参数3电弧长度p电弧长度是焊芯的熔化端到焊接熔池表面的距离。它的长短控制主要决定于焊工的知识、经验、视力和手工技巧。4焊接速度p焊接过程中，焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使焊缝宽度和余高符合设计要求。5焊接层数p厚板焊接常需开坡口采用多层焊或多层多道焊。第六节焊条电弧焊操作技术 焊接方法与设备一

44、、平焊1基本特点 焊接时，熔滴主要靠自重自然过渡，操作容易，便于观察，可以使用较大直径焊条和较高的焊接电流，生产率高，容易获得优质焊缝。因此，应尽可能使焊件处在平焊位置焊接。2操作技术二、立焊1基本特点p立焊时，由于熔渣和熔化金属受重力作用容易下淌，使焊缝成形困难。有两种立焊方式：一种是由下而上施焊，即立向上焊法，是生产中应用最广的操作方法；另一种是由上向下施焊，即立向下焊法。2操作要点）对接接头立焊时，焊条与焊件的角度，左右方向各90，形接头时，焊条与两 板之间各为45，指向上与焊缝轴线成6090。）用较小直径的焊条和较小的焊接电流，比一般平焊小10 15。）采用短弧焊，缩短熔滴过渡到熔池的

45、距离，以形成短路过渡。）根据接头形式、坡口特点和熔池温度的情况、灵活运用运条方法。二、立焊3操作技术(1)不开坡口对接接头立焊跳弧法二、立焊3操作技术(2)开坡口对接接头立焊 形坡口对接立焊常用运条方法小月牙形运条；三角形运条；跳弧法运条；月牙形运条；锯齿形运条二、立焊3操作技术(3)T形接头立焊 形接头立焊运条法三、横焊1不开坡口的对接横焊p板厚在35 的不开坡口对接横焊应采取双面焊。正面焊缝宜用直径3.2 焊条，其焊条角度如图所示：不开坡口对接横焊的焊条角度三、横焊2开坡口的对接横焊p一般采用 形或 形坡口多层焊，坡口主要开在上板上。焊第一层时，焊条直径一般为3.2，其后各层用直径3.2

46、或4 的焊条。焊每一道焊缝时，应适当调整焊条角度。对接横焊接头坡口形式 形坡口对接横焊(a)V形坡口(b)单边V形坡口 (c)K形坡口 (a)多层焊顺序 (b)运条方法四、仰焊1不开坡口对接仰焊p当焊件厚度为4 左右时，一般不开坡口，用直径为3.2 的焊条，与焊接方向成7080，其左右位置为90。用短弧焊，间隙小时用直线形运条，间隙较大时，用直线往返形运条。不开坡口的对接仰焊四、仰焊2开坡口对接仰焊p焊件厚度大于 的对接仰焊都要开坡口，其坡口角度比平焊时大些，以便焊条在坡口内能更自由地摆动和变换位置。形坡口对接仰焊的运条方法月牙形运条；锯齿形运条；第一层焊道；第二层焊道四、仰焊3T形接头的仰焊

47、p形接头的仰焊比对接坡口的仰焊容易操作，通常采用多层焊或多层多道焊，焊脚尺寸小于8 时宜用单层焊，若焊脚大于8 则采用多层多道焊。形接头仰焊的运条方法及焊缝排列顺序测试题焊条电弧焊有哪些特点？对弧焊电源的要求有哪些？简述弧焊变压器、弧焊整流器和逆变电源的优缺点。试述焊机的使用与维护应注意哪些事项？焊机型号的含义？药皮的作用有哪些？简述焊条选用原则。焊条电弧焊的引弧、运条及收尾的方法有哪些？如何正确选择焊条电弧焊的工艺参数？谢谢！第三章埋 弧 焊焊接方法与设备焊接方法与设备 第一节埋弧焊设备第一节埋弧焊设备 第二节埋弧焊的特点及应用第二节埋弧焊的特点及应用 第三节埋弧焊的自动调节原理第三节埋弧焊

48、的自动调节原理 第四节埋弧焊的焊接材料与冶金过程第四节埋弧焊的焊接材料与冶金过程 第五节埋弧焊工第五节埋弧焊工 第六节高效率第六节高效率埋弧焊埋弧焊第一节埋第一节埋 弧弧 焊焊 设设 备备焊接方法与设备焊接方法与设备埋弧焊的定义埋弧焊的定义埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧以进行焊接的熔化极电弧焊方法埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧以进行焊接的熔化极电弧焊方法(submerged arc welding)。而利用机械装置自动控制送丝和移动电弧的埋弧焊方法称为埋弧自。而利用机械装置自动控制送丝和移动电弧的埋弧焊方法称为埋弧自动焊，通常简称埋弧焊动焊，通常简称埋弧焊(SAW)。埋弧焊设备包括埋弧焊机和各种辅助设

49、备。其中，埋弧焊机是核心部分，由埋弧焊设备包括埋弧焊机和各种辅助设备。其中，埋弧焊机是核心部分，由焊接小车、焊接电源和控制系统焊接小车、焊接电源和控制系统三部分组成。辅助设备包括焊接夹具、工件三部分组成。辅助设备包括焊接夹具、工件变位机、焊机变位设备和焊剂回收装置等。变位机、焊机变位设备和焊剂回收装置等。引引 言言埋弧焊的设备埋弧焊的设备通用小车式埋弧焊机的设备构成示意图通用小车式埋弧焊机的设备构成示意图引引 言言1-电源开关；电源开关；-焊接电源；焊接电源；-控制箱；控制箱；-小车轨道；小车轨道；-焊接小车；焊接小车；-焊件焊件1焊机操作步骤焊机操作步骤一、埋弧焊机的实际操作一、埋弧焊机的实

50、际操作准准 备备1)焊前检查动力线、焊接电缆接头是否松动，接地线是否连接妥当。焊前检查动力线、焊接电缆接头是否松动，接地线是否连接妥当。2)调整好轨道位置，将焊接小车放在轨道上。调整好轨道位置，将焊接小车放在轨道上。3)将装好的焊丝盘卡到固定位置上，把焊剂装入焊剂漏斗内。将装好的焊丝盘卡到固定位置上，把焊剂装入焊剂漏斗内。4)合上焊接电源的开关和控制线路的电源开关，检查仪表指示及各部分动作情况。合上焊接电源的开关和控制线路的电源开关，检查仪表指示及各部分动作情况。5)调整焊丝位置，并按动控制盘上的焊丝向下或焊丝向上按钮，使焊丝对准待焊处中心，并与焊件调整焊丝位置，并按动控制盘上的焊丝向下或焊丝