焊工工藝與技能訓(xùn)練(高級)教案

1、一體化教學(xué)教案專 業(yè)焊 工學(xué)習(xí)領(lǐng)域焊接材料序號授課班級授課日期審 簽學(xué)習(xí)任務(wù)焊接材料鑄鐵、有色金屬課 時教學(xué)目標(biāo)能夠正確選用和使用鑄鐵、有色金屬的焊條、焊絲和焊劑。 教學(xué)媒體準(zhǔn)備1投影儀、課件。2焊工實(shí)訓(xùn)設(shè)備。3焊工實(shí)訓(xùn)耗材。學(xué)生基礎(chǔ)掌握了手工電弧焊的基本技能操作，對焊接參數(shù)及焊接工藝有了正確認(rèn)識作業(yè)布置教學(xué)反思審批簽字一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注第七章 焊 前 準(zhǔn) 備高級焊工在進(jìn)行焊接工作前的準(zhǔn)備工作中，首先要進(jìn)行安全檢查。安全檢查包括對場地、設(shè)備、工具、夾具等的安全檢查。同時，高級焊工要做好個人的勞動保護(hù)。安全檢查和勞動保護(hù)的主要內(nèi)容、方法和注意事項(xiàng)同初級焊工部分。 第一節(jié) 焊 接 材 料學(xué)

2、習(xí)目標(biāo)：能夠正確選用和使用鑄鐵、有色金屬的焊條、焊絲和焊劑。 一、鑄鐵焊接材料 1.鑄鐵焊條的種類 為適應(yīng)不同鑄鐵焊接的需要，鑄鐵焊條的種類很多，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB10044-88 ）的規(guī)定，鑄鐵焊條的分類見表7-1。表7-1類 型名 稱型 號鐵基焊條灰鑄鐵焊條EZC球墨鑄鐵焊條EZCQ鎳基焊條純鎳鑄鐵焊條EZNi鎳鐵鑄鐵焊條EZNiFe鎳銅鑄鐵焊條EZNiCu鎳鐵銅鑄鐵焊條EZNiFeCu其他焊條純鐵及碳鋼焊條EZFe高釩鑄鐵焊條EZV2. 鑄鐵焊條型號（新）及牌號（舊）（1）型號（新）表示方法 依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB10044-88 ）標(biāo)準(zhǔn)，鑄鐵焊條是根據(jù)熔敷金屬的化學(xué)成分及用途來劃分型號的。

3、其具體方法為： 1）用字母“E”表示焊條。 3）在字母“EZ”后用熔敷金屬主要化學(xué)元素符號或金屬類型代號表示，見表1-1 4）再細(xì)分時用數(shù)字表示，并用短劃“”與前面元素符號分開： 5）舉例 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注 （2）型號（新）與牌號（舊）對照 為了便于識別，現(xiàn)將常用鑄鐵焊條型號（新）與牌號（舊）對應(yīng)情況列于表7-2。 3. 鑄鐵焊條的選用 常用鑄鐵焊條的主要用途以及使用時應(yīng)注意的問題列于表7-3，以便正確的選用。 4. 鑄鐵焊絲的選用 （l）鑄鐵焊絲型號 依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB10044-88 ）的規(guī)定，鑄鐵焊絲的型號是根據(jù)焊絲本身的化學(xué)成分及用途來劃分的。具體表示為：一體化教學(xué)教案教學(xué)過

4、程備注 1）用字母“R”表示焊絲。 2）用字母“Z”表示焊絲用于鑄鐵焊接。 3）在字母“RZ”后用焊絲主要化學(xué)元素符號或金屬類型代號表示，見表7-4。 4）再細(xì)分時用數(shù)字表示，并以短劃“”與前面化學(xué)元素符號分開。 5）舉例 （2）鑄鐵焊絲的選用 1）RZC型焊絲的選用 RZC型是采用石墨化元素較多的灰鑄鐵澆鑄成焊絲。適用于中小型薄壁件鑄鐵的氣焊。可以配合焊粉使用。采用熱焊和不預(yù)熱焊法。熱焊是焊前把工件預(yù)熱至6000C左右，在4000C以上焊補(bǔ)，焊后6007000C保溫消除應(yīng)力。焊縫可加工，其硬度、強(qiáng)度及顏色與母材相同。不預(yù)熱焊是焊前工件不預(yù)熱或局部預(yù)熱，焊后緩冷。焊縫可加工，其硬度、強(qiáng)度及顏色

5、與母材基本相同。 2）RICH型焊絲的選用 RICH型焊絲中含有一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的合金元素，焊縫強(qiáng)度較高，適用于高強(qiáng)度灰鑄鐵及合金鑄鐵等氣焊?？梢耘浜虾阜凼褂茫a(bǔ)焊工藝與RZC基本相同。根據(jù)需要，焊后可以進(jìn)行熱處理： 3）RZCQ型焊絲的選用 RZCQ型焊絲中含有一定量的球化劑，焊縫中的石墨呈球狀，具有較好的塑性和韌性適用于球墨鑄鐵、高強(qiáng)度灰鑄鐵及可鍛鑄鐵的氣焊。補(bǔ)焊工藝與RZC基本相同，焊后可進(jìn)行熱處理。5. 鑄鐵焊粉 鑄鐵氣焊時，由于硅易氧化而生成高熔點(diǎn)的酸性氧化物SiO2，其粘一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注度較大，流動性不好，妨礙焊接過程的正常進(jìn)行，易使焊縫造成夾渣等缺陷，故應(yīng)設(shè)法除去。因此采用

6、熔劑（焊粉），使其與堿性氧化物結(jié)合成低熔點(diǎn)的渣，因而能浮到熔池表面上而清除。鑄鐵用熔劑見表7-5。二、有色金屬焊接材料 1.有色金屬焊條選用 （1）鋁及鋁合金焊條 依據(jù)鋁及鋁合金焊條（GB366983）的規(guī)定，鋁及鋁合金焊條是根據(jù)焊態(tài)的焊縫機(jī)械性能及焊態(tài)的化學(xué)成分分類來表示型號的。由于實(shí)際生產(chǎn)中鋁焊條使用極少，故不作詳細(xì)介紹。 （2）銅及銅合金焊條 依據(jù)銅及銅合金焊條（GB/T3670-1995）的規(guī)定，銅及銅合金焊條是根據(jù)熔敷金屬的化學(xué)成分來分類并表示的。同樣生產(chǎn)中使用銅焊條不多，因此這里也不做介紹。 2.有色金屬焊絲選用 （1）鋁及鋁合金焊絲 1）鋁及鋁合金焊絲型號 依據(jù)鋁及鋁合金焊絲（G

7、B10858-89）的規(guī)定，該標(biāo)準(zhǔn)適用于惰性氣體保護(hù)焊、等離子弧焊、氣焊等焊接方法的鋁及鋁合金焊絲。鋁及鋁合金焊絲是根據(jù)化學(xué)成分來分類并確定型號的，見表7-6一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注型號的具體編制方法為： 焊絲型號以“絲”字的漢語拼音字母“S”為型號的第一個字； “S”后面用化學(xué)元素符號表示焊絲的主要合金組成； 化學(xué)元素符號后的數(shù)字表示同類焊絲的不同品種，并用短劃“”，與元素符號分開。 2）鋁及鋁合金焊絲的選用 一常用鋁及鋁合金焊絲的用途見表7-7。如果沒有現(xiàn)成的焊絲，可以用相應(yīng)牌號的板材切成條或用鋁合金鑄件熔鑄成長條做填充金屬。表7-8和7-9還列舉了同種母材及異種母材組合焊接時可采用的焊

8、絲。（2）銅及銅合金焊絲 1）銅及銅合金焊絲牌號 依據(jù)銅及銅合金焊絲（GB9460-88）規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)適用于熔化極惰性氣體保護(hù)焊和氣焊等焊接工藝方法用的銅及銅合金焊絲。銅及銅合金焊絲的分類、名稱及牌號見表7-10牌號的編制方法為 牌號表示以焊絲的“焊”和“絲”字漢語拼音字母“H”和“S”作為牌號的標(biāo)記； “HS”后面的化學(xué)元素符號表示焊絲的主要組成元素； 元素符號后面的數(shù)字表示順序號，代表不同的合金含量，并用短劃“”與前面的元素符號分開。 焊絲表面每隔一定距離有打印表示牌號的代號或相應(yīng)的顏色，如表7-10所示。每根直焊絲表面至少打印一個代號，涂色應(yīng)涂在端面或距端面小于30mm處。 2）銅及銅合

9、金焊絲的選用 一般來說銅及銅合金氣焊或氫弧焊應(yīng)選用相同成分的焊絲但在焊接黃銅時，為了抑制鋅的蒸發(fā)，可選用含硅量高的黃銅或硅青銅焊絲，以解決鋅蒸發(fā)所帶來的不利影響。一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注3.有色金屬熔劑的選用 有色金屬氣焊時一般都必須采用熔劑，主要是用于清除焊件表面上的氧化物，使脫氧產(chǎn)物和其他一些非金屬雜質(zhì)過渡到渣中去，并改善液體金屬的流動性，形成的渣還對熔池金屬起到一定的保護(hù)作用。有色金屬氣焊用熔劑見表7-11。三、異種金屬焊接材料由于金屬材料品種繁多，各種金屬材料相互組合時會產(chǎn)生各自不同的特點(diǎn)，因此，焊接材料沒有統(tǒng)一的規(guī)定，一般都是根據(jù)異種金屬的種類來確定，這里不一一介紹，具體焊接材料選

10、擇，請看第八章異種金屬焊接部分。一體化教學(xué)教案專 業(yè)焊 工學(xué)習(xí)領(lǐng)域工件準(zhǔn)備序號授課班級授課日期審 簽學(xué)習(xí)任務(wù)工件準(zhǔn)備鑄鐵、有色金屬的坡口制備課 時教學(xué)目標(biāo)能夠進(jìn)行鑄鐵、有色金屬、異種金屬工件的坡口準(zhǔn)備。 教學(xué)媒體準(zhǔn)備1投影儀、課件。2焊工實(shí)訓(xùn)設(shè)備。3焊工實(shí)訓(xùn)耗材。學(xué)生基礎(chǔ)掌握了手工電弧焊的基本技能操作，對焊接參數(shù)及焊接工藝有了正確認(rèn)識作業(yè)布置教學(xué)反思審批簽字一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注第二節(jié) 工 件 準(zhǔn) 備學(xué)習(xí)目標(biāo)：能夠進(jìn)行鑄鐵、有色金屬、異種金屬工件的坡口準(zhǔn)備。 一、鑄鐵1. 鑄鐵分類 鑄鐵是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.11%6.67%的鐵碳合金。工業(yè)中常用的鑄鐵的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%4%，硅的質(zhì)量分

11、數(shù)為1%5%，以及少量的錳、硫、磷等元素。特種鑄鐵中含有一定的鉻、鋁等。 鑄鐵按碳存在的形式和狀態(tài)不同，主要可分為白鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵等。 2. 鑄鐵焊前準(zhǔn)備要求 （1）檢查缺陷 利用肉眼、放大鏡、磁粉、著色探傷法、煤油滲透法或水壓試驗(yàn)法進(jìn)行檢查，準(zhǔn)確確定缺陷的位置、性質(zhì)和形狀。 （2）清理工件 鑄件在焊補(bǔ)前應(yīng)將缺陷部位及附近的鐵渣、油脂及殘留的型砂、贓物等清除干凈，直至露出金屬光澤。 （3）準(zhǔn)備坡口 根據(jù)缺陷的性質(zhì)，用扁鏟、砂輪等在缺陷處加工坡口，缺陷的性質(zhì)、形狀和焊補(bǔ)方法不同，加工坡口的尺寸也不相同。 1）熱焊時，小而淺的缺陷開坡口時要予以擴(kuò)大，面積須大于8cm，鏟

12、出的型槽形狀應(yīng)當(dāng)圓滑，如圖7-1所示。為保證焊接后的幾何形狀，不使熔融金屬外流，可在鑄件待補(bǔ)L處簡單造型，如圖7-2，圖7-3所示。造型應(yīng)牢固可靠，以免焊接過程中脫落。焊前用氣體火焰將焊補(bǔ)處的油污連同造型材料中的水分除掉。一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注2）冷焊時，坡口的形狀及尺寸如圖7-4，圖7-5所示。 3）存在裂紋缺陷時，為了防止在焊補(bǔ)過程中裂紋擴(kuò)展，應(yīng)在離裂紋端部35mm處鉆止裂孔（58mm），如圖7-6所示： 4）開深坡口時，由于缺陷體積大，焊接層數(shù)多，焊接應(yīng)力也會很大，容易引起焊縫與母材剝離，因此常采用栽螺釘法，即在母材上鉆孔攻螺紋，擰入鋼質(zhì)螺釘，如圖7-7所示焊接時先繞螺釘焊接，再焊螺

13、釘之間。 由于螺釘承擔(dān)了部分焊接應(yīng)力，防止了焊縫剝離。 （4）焊前預(yù)熱 根據(jù)焊件形狀、厚度、缺陷位置及焊補(bǔ)要求選擇熱焊法或冷焊法。熱焊法預(yù)熱溫度為600700半熱焊法預(yù)熱溫度為400左右，冷焊法一般不預(yù)熱。預(yù)熱方法可采用加熱爐，磚砌的明爐加熱，也可以采用煤氣加熱或氣焊火焰加熱。根據(jù)缺陷處剛度大小，可以整體預(yù)熱，也可以局部預(yù)熱 二、有色金屬 1. 鋁及鋁合金 （1）鋁及鋁合金的分類 鋁和鋁合金可以分為純鋁、變形鋁合金及鑄造鋁合金；其中變形鋁一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注合金又分為防銹全硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。焊接中應(yīng)用較多的是純鋁和防銹鋁合金。（2）鋁及鋁合金的焊前準(zhǔn)備 1）下料及加工坡口 按照所規(guī)定的

14、坡口尺寸進(jìn)行加工，加工采用機(jī)械刨削方法。用等離子切下料后，也要采用刨削坡口后能焊接。因?yàn)樵谄驴谏线M(jìn)行化學(xué)清洗時，坡口上如果有裂紋和刀痕，已存清洗液，影響焊接質(zhì)量。所以注意加工表面不能造成裂紋和明顯的刀痕。坡口上板厚在1.522.0mm以下可用卷邊接頭。厚度小于35mm的鋁板，一般不需要開坡口，在接頭處留1mm的間隙。板厚515mm時，可開單面V形坡口，坡口角度約為60700，鈍邊小于或等于3mm時，其間隙為13mm。板厚大于8mm時，也可以開X形坡口或U形坡口，坡口角度約為600700。鋁及鋁合金TIG焊的坡口形式見表712。2）焊前清理 焊前清理的目的是清除工件和焊絲表面的油污、臟物和氧化膜

15、。鋁的氧化膜非常致密、不導(dǎo)電、熔點(diǎn)高（2050），在焊接過程中，氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結(jié)合，形成未熔合，并易造成夾渣。氧化膜還會吸附水分，使焊縫生成氣孔。因此，為保證焊接質(zhì)量，焊前必須嚴(yán)格清理焊件表面的氧化膜。清理的方法主要有：機(jī)械清理法 先用有機(jī)溶劑（丙酮或酒精）擦拭奉面以除油，然后用細(xì)銅絲刷或不銹鋼絲刷刷凈（金屬絲直徑0.15mm），刷到露出金屬光澤為止。另外也可以用刮刀清理。一般不宜用砂輪打磨，因?yàn)樯傲Ａ粼诮饘俦砻?，焊接時會產(chǎn)生缺陷。 化學(xué)清洗法 化學(xué)清洗效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，適用于清洗焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的工件?；瘜W(xué)清洗法見表7-13。工件和焊絲經(jīng)過清理后，在存放過程中會重新產(chǎn)

16、生氧化膜。特別是在潮濕環(huán)境以及在被酸、堿等蒸氣污染的環(huán)境中，氧化膜生成更快，因此清理后存放時間應(yīng)越短越好。在潮濕的環(huán)境下，一般應(yīng)在清理后4h內(nèi)施焊。在干燥的空氣中，一般存放時間不超過24 h。清理后存放時間過長，需要重新清理。 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注3）墊板 是鋁及鋁合金在高溫時強(qiáng)度很低，液體流動性能好，在焊接時金屬往往容易下塌，為了保證焊透又不致塌陷，焊接時常采用墊板來托住熔化金屬及附近金屬。墊板可采用石墨板、不銹鋼或碳鋼板等，墊板表面開一個圓弧形槽，以保證焊縫反面成型也可以不加墊板采用單面焊雙面成型工藝，但是這種焊接方法對焊工操作技術(shù)要求很高，并且要求工藝參數(shù)選擇合理。4）焊前預(yù)熱 小

17、件、薄件一般不預(yù)熱、厚度超過510 mm的厚大鋁件，為了防止產(chǎn)生變形、熱裂紋；未焊透、氣孔等缺陷，焊前應(yīng)預(yù)熱。一般用氧乙炔焰、噴燈或電爐將工件慢慢加熱到100300左右 2.銅及銅合金 （l）銅及銅合金的分類 銅及銅合金通常可以分為四大類：紫鋼、黃銅、青銅和白銅 （2）銅及銅合金的焊前準(zhǔn)備 1）接頭形式及坡口準(zhǔn)備 由于銅及銅合金具有導(dǎo)熱率高和液態(tài)流動性好的特性，因止其接頭形式的設(shè)計(jì)和選擇與鋼相比有些特殊要求 只有當(dāng)被焊接頭相對熱源呈對稱形時，接頭兩側(cè)具備相同的傳熱條件產(chǎn)，才能獲成型均勻的焊縫。因此，對接接頭、端接接頭是合理的。搭接接頭、T形接頭和角接接頭應(yīng)盡量；采用，或改為對接接頭，圖7-8所

18、示為紫銅TIG焊的接頭形式及尺寸。 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注2）采用單面焊接頭， 特別是采用開坡口的單面焊接頭時， 必須在背面口成型墊板才不致使液態(tài)銅流失而獲得所要求的焊縫形狀。在沒有采用焊縫成型裝置的情況下，可選用雙面焊接頭，以保證良好的焊縫成型。一般情況下對銅及銅合金工件不宜采用立焊和仰焊。 不等厚工件的對接，要求采用厚度過渡接頭。坡口的具體尺寸可根據(jù)不同焊接方法及選用的工藝參數(shù)，參考常用的鋼接頭坡口尺寸來決定2）焊前清理 為了防止產(chǎn)生氣孔，焊前必須將坡口及坡口兩側(cè)30mm的油脂、水分氧化物及臟物等清理干凈，露出金屬光澤。油脂等臟物可用丙酮、酒精等有機(jī)溶劑擦拭。污染較重的工件，可使用氫氧

19、化鈉（NaOH）10%的水溶液在30400C溫度下進(jìn)行清洗，然后用清水沖洗，風(fēng)干或低溫干燥。 表面氧化膜可用機(jī)械方法（鋼絲輪或不銹鋼絲輪）清理，也可用酸洗法，即將工件置于HNO3（75 cm3L）+ H2SO4（100 cm3/L） + HCl（1 cm3/L）的混合溶液中進(jìn)行清洗，然后用堿水沖洗，再用水沖凈，熱風(fēng)吹干。3）裝配焊件 根據(jù)焊接方法、接頭形式和坡口尺寸，留出裝配間隙的方法有兩種（圖7-9）。 等間隙法 即根據(jù)板厚留出大小一定的間隙，并做定位焊。 不等間隙法 根據(jù)板厚、焊縫長度、墊板的種類、焊接方法等留出間隙al或a2。 al或a2?？砂聪率焦浪悖?一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注根據(jù)上

20、述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的數(shù)據(jù)還需經(jīng)過試驗(yàn)，調(diào)整到合適的程度。 4）墊板 焊接熔池中銅液的流動性很好，為防止銅液從坡口背面流失，保證焊縫成型。特別是在焊接厚板及要求單面焊雙面成型時，接頭背面需采用墊板。墊板有永久墊板和可拆墊板兩種，常用的可拆墊板有：紫銅墊、鈉墊、石棉墊、粘結(jié)軟墊（陶質(zhì)粘結(jié)軟墊和玻璃纖軟墊）等。永久墊板是用與焊件同種材料做成，焊后永久地留在焊件上，僅適用于要求不高或使用條件允許的結(jié)構(gòu)。5）焊前預(yù)熱 由于銅和銅合金的導(dǎo)熱性非常好，焊接時會產(chǎn)生未熔合，因此焊前工件常需要預(yù)熱。預(yù)熱溫度一般為300700，根據(jù)焊件形狀、尺寸、焊接方法和采用的工藝參數(shù)而定，并應(yīng)注意在焊接過程中保持這個溫度。 三

21、、異種金屬 1.異種金屬的概念 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對零部件的性能提出了更高要求，有些情況下，一種金屬材料不能全面滿足使用要求，或者即使某種金屬比較理想，也往往由于十分稀貴不能在工程中使用?，F(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)可以將不同成分、不同性能的材料焊接成復(fù)合零部件，即能滿足性能要求又可節(jié)約貴重材料降低成本，因此異種金屬的焊接越來越受到人們的重視。從材料角度來看，異種金屬焊接主要包括三種情況：異種鋼焊接（如奧氏體鋼與珠光體鋼的焊接）；異種有色金屬焊接（如銅和鋁的焊接）；鋼與有色金屬焊接（如鋼與銅、鋼與鋁的焊接）。從接頭形式角度來看，也有三種情況：兩種不同金屬母材的接頭（如鋼與銅的接頭）；母材金屬相同，

22、而采用不同焊縫金屬的接頭（如在低碳鋼上堆焊奧氏體不銹鋼）；復(fù)合金屬板的接頭（如奧氏體不銹鋼復(fù)合板的接頭）。 2.異種金屬的特點(diǎn) 由于異種金屬之間性能上的差別很大，所以焊接異種金屬比焊接同種金屬困難的多。對兩種不同的金屬進(jìn)行直接焊接時，存在的主要困難有：（1）熔點(diǎn)不同 當(dāng)兩種被焊金屬的熔化溫度相差很大時，其中一種金屬在焊接時已經(jīng)熔化，而另一種金屬還處于固態(tài)，焊接接頭難以焊合 。（2）線膨脹系數(shù)不同 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注當(dāng)兩種被焊金屬的線膨脹系數(shù)相差很大時，焊接過程中就會產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，容易使焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。 （3）導(dǎo)熱性和比熱容不同 當(dāng)導(dǎo)熱性和比熱容相差很大時，會使焊縫的結(jié)晶條件變

23、壞，晶粒粗化嚴(yán)重。 （4）電磁性能不同 焊接電弧不穩(wěn)定，將使焊縫成型變壞。（5）冶金上的相容性 在液態(tài)和固態(tài)下都具有良好互溶性的異種金屬，在熔焊時能形成完好的接頭如鐵和鎳和銅等。而在液態(tài)下不相溶或會形成脆性化合物的異種金屬，不能用熔焊方法直接焊接因?yàn)榇嘈曰衔镌蕉啵缚p越容易形成裂紋，如鐵和鎂、鐵與鋁的焊接等。 3.異種金屬焊前準(zhǔn)備 目前，在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)異種金屬焊接接頭的連接方式主要有：直接焊接法、堆焊隔離層法、中間加過渡段法和雙金屬接頭過渡法等方式。（1）坡口準(zhǔn)備 1）直接焊接法 異種金屬焊接時，確定坡口角度的主要依據(jù)除母材厚度之外，還有母材在焊縫中的熔合比。一般來說，坡口角度越大，熔合比越小

24、；反之，坡口角度越小，熔合比越大。異種金屬焊接時，為了減小熔化的母材對焊縫的稀釋作用，原則上希望熔合比越小越好，所以一般開較大的坡口。2）堆焊隔離層法 先在金屬A（或B）的坡口表面上堆焊一層中間金屬，然后用與中間金屬和金屬B（或A）性能相近的填充金屬材料，將金屬A和金屬B連接起來，如圖7-10所示。例如焊接碳鋼Q235和不銹鋼1Cr18N。時，碳砂不銹鈉可開成V或U形坡口，然后在Q235鋼的坡口表面，用含鉻鎳高的材料堆焊一層奧氏體過渡層，厚度通常為56 mm，如母材為易淬火鋼時，過渡層厚度可增加到9 mm。一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注3）中間加過渡段法 異種金屬焊接時也常于金屬A和金屬B之間采用

25、金屬C做中間過渡段，然后將中間過渡段C分別與A、B焊接起來。坡口形式應(yīng)根據(jù)金屬A、金屬B和中間過渡段C的具體情況決定。 4）雙金屬接頭過渡法 先將金屬A和金屬B用特殊的焊接方法預(yù)先焊接成雙金屬接頭（例如用摩擦焊方法焊接鋁銅接頭），然后將金屬A和金屬B和雙金屬接頭分別用普通焊接方法進(jìn)行焊接。 5）復(fù)合鋼板焊接準(zhǔn)備 復(fù)合鋼板（如基層為碳鋼，復(fù)層為不銹鋼的復(fù)合鋼板）的坡口一般都開在基層上，坡口形卻口圖7-11所示。 （2）預(yù)熱 異種金屬焊接時，預(yù)熱溫度主要根據(jù)母材的淬火裂紋傾向大小和焊縫金屬的合金化程度來確定。一體化教學(xué)教案專 業(yè)焊 工學(xué)習(xí)領(lǐng)域工件準(zhǔn)備序號授課班級授課日期審 簽學(xué)習(xí)任務(wù)工件準(zhǔn)備鑄鐵、

26、有色金屬的坡口制備課 時教學(xué)目標(biāo)能夠進(jìn)行鑄鐵、有色金屬、異種金屬工件的坡口準(zhǔn)備。 教學(xué)媒體準(zhǔn)備1投影儀、課件。2焊工實(shí)訓(xùn)設(shè)備。3焊工實(shí)訓(xùn)耗材。學(xué)生基礎(chǔ)掌握了手工電弧焊的基本技能操作，對焊接參數(shù)及焊接工藝有了正確認(rèn)識作業(yè)布置教學(xué)反思審批簽字一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注第二節(jié) 工 件 準(zhǔn) 備學(xué)習(xí)目標(biāo)：能夠進(jìn)行鑄鐵、有色金屬、異種金屬工件的坡口準(zhǔn)備。 一、鑄鐵1. 鑄鐵分類 鑄鐵是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.11%6.67%的鐵碳合金。工業(yè)中常用的鑄鐵的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%4%，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%5%，以及少量的錳、硫、磷等元素。特種鑄鐵中含有一定的鉻、鋁等。 鑄鐵按碳存在的形式和狀態(tài)不同，主要可分為白鑄鐵、

27、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵等。 2. 鑄鐵焊前準(zhǔn)備要求 （1）檢查缺陷 利用肉眼、放大鏡、磁粉、著色探傷法、煤油滲透法或水壓試驗(yàn)法進(jìn)行檢查，準(zhǔn)確確定缺陷的位置、性質(zhì)和形狀。 （2）清理工件 鑄件在焊補(bǔ)前應(yīng)將缺陷部位及附近的鐵渣、油脂及殘留的型砂、贓物等清除干凈，直至露出金屬光澤。 （3）準(zhǔn)備坡口 根據(jù)缺陷的性質(zhì)，用扁鏟、砂輪等在缺陷處加工坡口，缺陷的性質(zhì)、形狀和焊補(bǔ)方法不同，加工坡口的尺寸也不相同。 1）熱焊時，小而淺的缺陷開坡口時要予以擴(kuò)大，面積須大于8cm，鏟出的型槽形狀應(yīng)當(dāng)圓滑，如圖7-1所示。為保證焊接后的幾何形狀，不使熔融金屬外流，可在鑄件待補(bǔ)L處簡單造型，如圖7-2，圖7

28、-3所示。造型應(yīng)牢固可靠，以免焊接過程中脫落。焊前用氣體火焰將焊補(bǔ)處的油污連同造型材料中的水分除掉。 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注2）冷焊時，坡口的形狀及尺寸如圖7-4，圖7-5所示。 3）存在裂紋缺陷時，為了防止在焊補(bǔ)過程中裂紋擴(kuò)展，應(yīng)在離裂紋端部35mm處鉆止裂孔（58mm），如圖7-6所示： 4）開深坡口時，由于缺陷體積大，焊接層數(shù)多，焊接應(yīng)力也會很大，容易引起焊縫與母材剝離，因此常采用栽螺釘法，即在母材上鉆孔攻螺紋，擰入鋼質(zhì)螺釘，如圖7-7所示焊接時先繞螺釘焊接，再焊螺釘之間。 由于螺釘承擔(dān)了部分焊接應(yīng)力，防止了焊縫剝離。 （4）焊前預(yù)熱 根據(jù)焊件形狀、厚度、缺陷位置及焊補(bǔ)要求選擇熱焊法

29、或冷焊法。熱焊法預(yù)熱溫度為600700半熱焊法預(yù)熱溫度為400左右，冷焊法一般不預(yù)熱。預(yù)熱方法可采用加熱爐，磚砌的明爐加熱，也可以采用煤氣加熱或氣焊火焰加熱。根據(jù)缺陷處剛度大小，可以整體預(yù)熱，也可以局部預(yù)熱。二、有色金屬 1. 鋁及鋁合金 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注（1）鋁及鋁合金的分類 鋁和鋁合金可以分為純鋁、變形鋁合金及鑄造鋁合金；其中變形鋁合金又分為防銹全硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。焊接中應(yīng)用較多的是純鋁和防銹鋁合金。（2）鋁及鋁合金的焊前準(zhǔn)備 1）下料及加工坡口 按照所規(guī)定的坡口尺寸進(jìn)行加工，加工采用機(jī)械刨削方法。用等離子切下料后，也要采用刨削坡口后能焊接。因?yàn)樵谄驴谏线M(jìn)行化學(xué)清洗時，坡口上如

30、果有裂紋和刀痕，已存清洗液，影響焊接質(zhì)量。所以注意加工表面不能造成裂紋和明顯的刀痕。坡口上板厚在1.522.0mm以下可用卷邊接頭。厚度小于35mm的鋁板，一般不需要開坡口，在接頭處留1mm的間隙。板厚515mm時，可開單面V形坡口，坡口角度約為60700，鈍邊小于或等于3mm時，其間隙為13mm。板厚大于8mm時，也可以開X形坡口或U形坡口，坡口角度約為600700。鋁及鋁合金TIG焊的坡口形式見表712。 2）焊前清理 焊前清理的目的是清除工件和焊絲表面的油污、臟物和氧化膜。鋁的氧化膜非常致密、不導(dǎo)電、熔點(diǎn)高（2050），在焊接過程中，氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結(jié)合，形成未熔合，并易造

31、成夾渣。氧化膜還會吸附水分，使焊縫生成氣孔。因此，為保證焊接質(zhì)量，一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注焊前必須嚴(yán)格清理焊件表面的氧化膜。清理的方法主要有：機(jī)械清理法 先用有機(jī)溶劑（丙酮或酒精）擦拭奉面以除油，然后用細(xì)銅絲刷或不銹鋼絲刷刷凈（金屬絲直徑0.15mm），刷到露出金屬光澤為止。另外也可以用刮刀清理。一般不宜用砂輪打磨，因?yàn)樯傲Ａ粼诮饘俦砻妫附訒r會產(chǎn)生缺陷。 化學(xué)清洗法 化學(xué)清洗效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，適用于清洗焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的工件。化學(xué)清洗法見表7-13。工件和焊絲經(jīng)過清理后，在存放過程中會重新產(chǎn)生氧化膜。特別是在潮濕環(huán)境以及在被酸、堿等蒸氣污染的環(huán)境中，氧化膜生成更快，因此清理后存放時

32、間應(yīng)越短越好。在潮濕的環(huán)境下，一般應(yīng)在清理后4h內(nèi)施焊。在干燥的空氣中，一般存放時間不超過24 h。清理后存放時間過長，需要重新清理。 3）墊板 是鋁及鋁合金在高溫時強(qiáng)度很低，液體流動性能好，在焊接時金屬往往容易下塌，為了保證焊透又不致塌陷，焊接時常采用墊板來托住熔化金屬及附近金屬。墊板可采用石墨板、不銹鋼或碳鋼板等，墊板表面開一個圓弧形槽，以保證焊縫反面成型也可以不加墊板采用單面焊雙面成型工藝，但是這種焊接方法對焊工操作技術(shù)要求很高，并且要求工藝參數(shù)選擇合理。4）焊前預(yù)熱 小件、薄件一般不預(yù)熱、厚度超過510 mm的厚大鋁件，為了防止產(chǎn)生變形、熱裂紋；未焊透、氣孔等缺陷，焊前應(yīng)預(yù)熱。一般用氧

33、乙炔焰、噴燈或電爐將工件慢慢加熱到100300左右 2.銅及銅合金 （l）銅及銅合金的分類 銅及銅合金通常可以分為四大類：紫鋼、黃銅、青銅和白銅 （2）銅及銅合金的焊前準(zhǔn)備 1）接頭形式及坡口準(zhǔn)備 由于銅及銅合金具有導(dǎo)熱率高和液態(tài)流動性好的特性，因止其接頭形式的設(shè)計(jì)和選擇與鋼相比有些特殊要求。一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注 只有當(dāng)被焊接頭相對熱源呈對稱形時，接頭兩側(cè)具備相同的傳熱條件產(chǎn)，才能獲成型均勻的焊縫。因此，對接接頭、端接接頭是合理的。搭接接頭、T形接頭和角接接頭應(yīng)盡量；采用，或改為對接接頭，圖7-8所示為紫銅TIG焊的接頭形式及尺寸。 2）采用單面焊接頭， 特別是采用開坡口的單面焊接頭時，

34、 必須在背面口成型墊板才不致使液態(tài)銅流失而獲得所要求的焊縫形狀。在沒有采用焊縫成型裝置的情況下，可選用雙面焊接頭，以保證良好的焊縫成型。一般情況下對銅及銅合金工件不宜采用立焊和仰焊。 不等厚工件的對接，要求采用厚度過渡接頭。坡口的具體尺寸可根據(jù)不同焊接方法及選用的工藝參數(shù)，參考常用的鋼接頭坡口尺寸來決定2）焊前清理 為了防止產(chǎn)生氣孔，焊前必須將坡口及坡口兩側(cè)30mm的油脂、水分氧化物及臟物等清理干凈，露出金屬光澤。油脂等臟物可用丙酮、酒精等有機(jī)溶劑擦拭。污染較重的工件，可使用氫氧化鈉（NaOH）10%的水溶液在30400C溫度下進(jìn)行清洗，然后用清水沖洗，風(fēng)干或低溫干燥。 表面氧化膜可用機(jī)械方法

35、（鋼絲輪或不銹鋼絲輪）清理，也可用酸洗法，即將工件置于HNO3（75 cm3L）+ H2SO4（100 cm3/L） + HCl（1 cm3/L）的混合溶液中進(jìn)行清洗，然后用堿水沖洗，再用水沖凈，熱風(fēng)吹干。一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注3）裝配焊件 根據(jù)焊接方法、接頭形式和坡口尺寸，留出裝配間隙的方法有兩種（圖7-9）。 等間隙法 即根據(jù)板厚留出大小一定的間隙，并做定位焊。 不等間隙法 根據(jù)板厚、焊縫長度、墊板的種類、焊接方法等留出間隙al或a2。 al或a2?？砂聪率焦浪悖?根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的數(shù)據(jù)還需經(jīng)過試驗(yàn)，調(diào)整到合適的程度。 4）墊板 焊接熔池中銅液的流動性很好，為防止銅液從坡口背面流

36、失，保證焊縫成型。特別是在焊接厚板及要求單面焊雙面成型時，接頭背面需采用墊板。墊板有永久墊板和可拆墊板兩種，常用的可拆墊板有：紫銅墊、鈉墊、石棉墊、粘結(jié)軟墊（陶質(zhì)粘結(jié)軟墊和玻璃纖軟墊）等。永久墊板是用與焊件同種材料做成，焊后永久地留在焊件上，僅適用于要求不高或使用條件允許的結(jié)構(gòu)。5）焊前預(yù)熱 由于銅和銅合金的導(dǎo)熱性非常好，焊接時會產(chǎn)生未熔合，因此焊前工件常需要預(yù)熱。預(yù)熱溫度一般為300700，根據(jù)焊件形狀、尺寸、焊接方法和采用的工藝參數(shù)而定，并應(yīng)注意在焊接過程中保持這個溫度。 三、異種金屬 1.異種金屬的概念 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對零部件的性能提出了更高要求，有些情況

37、下，一種金屬材料不能全面滿足使用要求，或者即使某種金屬比較理想，也往往由于十分稀貴不能在工程中使用。現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)可以將不同成分、不同性能的材料焊接成復(fù)合零部件，即能滿足性能要求又可節(jié)約貴重材料降低成本，因此異種金屬的焊接越來越受到人們的重視。從材料角度來看，異種金屬焊接主要包括三種情況：異種鋼焊接（如奧氏體鋼與珠光體鋼的焊接）；異種有色金屬焊接（如銅和鋁的焊接）；鋼與有色金屬焊接（如鋼與銅、鋼與鋁的焊接）。從接頭形式角度來看，也有三種情況：兩種不同金屬母材的接頭（如鋼與銅的接頭）；母材金屬相同，而采用不同焊縫金屬的接頭（如在低碳鋼上堆焊奧氏體不銹鋼）；復(fù)合金屬板的接頭（如奧氏體不銹鋼

38、復(fù)合板的接頭）。 2.異種金屬的特點(diǎn) 由于異種金屬之間性能上的差別很大，所以焊接異種金屬比焊接同種金屬困難的多。對兩種不同的金屬進(jìn)行直接焊接時，存在的主要困難有：（1）熔點(diǎn)不同 當(dāng)兩種被焊金屬的熔化溫度相差很大時，其中一種金屬在焊接時已經(jīng)熔化，而另一種金屬還處于固態(tài)，焊接接頭難以焊合 。（2）線膨脹系數(shù)不同 當(dāng)兩種被焊金屬的線膨脹系數(shù)相差很大時，焊接過程中就會產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，容易使焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。 （3）導(dǎo)熱性和比熱容不同 當(dāng)導(dǎo)熱性和比熱容相差很大時，會使焊縫的結(jié)晶條件變壞，晶粒粗化嚴(yán)重。 （4）電磁性能不同 焊接電弧不穩(wěn)定，將使焊縫成型變壞。（5）冶金上的相容性 在液態(tài)和固態(tài)下都具有

39、良好互溶性的異種金屬，在熔焊時能形成完好的接頭如鐵和鎳和銅等。而在液態(tài)下不相溶或會形成脆性化合物的異種金屬，不能用熔焊方法直接焊接因?yàn)榇嘈曰衔镌蕉?，焊縫越容易形成裂紋，如鐵和鎂、鐵與鋁的焊接等。 3.異種金屬焊前準(zhǔn)備 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注目前，在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)異種金屬焊接接頭的連接方式主要有：直接焊接法、堆焊隔離層法、中間加過渡段法和雙金屬接頭過渡法等方式。（1）坡口準(zhǔn)備 1）直接焊接法 異種金屬焊接時，確定坡口角度的主要依據(jù)除母材厚度之外，還有母材在焊縫中的熔合比。一般來說，坡口角度越大，熔合比越?。环粗?，坡口角度越小，熔合比越大。異種金屬焊接時，為了減小熔化的母材對焊縫的稀釋作用，原則

40、上希望熔合比越小越好，所以一般開較大的坡口。2）堆焊隔離層法 先在金屬A（或B）的坡口表面上堆焊一層中間金屬，然后用與中間金屬和金屬B（或A）性能相近的填充金屬材料，將金屬A和金屬B連接起來，如圖7-10所示。例如焊接碳鋼Q235和不銹鋼1Cr18N。時，碳砂不銹鈉可開成V或U形坡口，然后在Q235鋼的坡口表面，用含鉻鎳高的材料堆焊一層奧氏體過渡層，厚度通常為56 mm，如母材為易淬火鋼時，過渡層厚度可增加到9 mm。3）中間加過渡段法 異種金屬焊接時也常于金屬A和金屬B之間采用金屬C做中間過渡段，然后將中間過渡段C分別與A、B焊接起來。坡口形式應(yīng)根據(jù)金屬A、金屬B和中間過渡段C的具體情況決定

41、。 4）雙金屬接頭過渡法 先將金屬A和金屬B用特殊的焊接方法預(yù)先焊接成雙金屬接頭（例如用摩擦焊方法焊接鋁銅接頭），然后將金屬A和金屬B和雙金屬接頭分別用普通焊接方法進(jìn)行焊接。 5）復(fù)合鋼板焊接準(zhǔn)備 復(fù)合鋼板（如基層為碳鋼，復(fù)層為不銹鋼的復(fù)合鋼板）的坡口一般都開在基層上，坡口形卻口圖7-11所示。 （2）預(yù)熱 異種金屬焊接時，預(yù)熱溫度主要根據(jù)母材的淬火裂紋傾向大小和焊縫金屬的合金化程度來確定。一體化教學(xué)教案專 業(yè)焊 工學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)備準(zhǔn)備序號授課班級授課日期審 簽學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)備準(zhǔn)備埋弧焊機(jī)、鎢極氬弧焊機(jī)課 時教學(xué)目標(biāo)能夠進(jìn)行埋弧焊機(jī)和鎢極氬弧焊機(jī)的調(diào)試教學(xué)媒體準(zhǔn)備1投影儀、課件。2焊工實(shí)訓(xùn)設(shè)備。3焊工

42、實(shí)訓(xùn)耗材。學(xué)生基礎(chǔ)掌握了手工電弧焊的基本技能操作，對焊接參數(shù)及焊接工藝有了正確認(rèn)識作業(yè)布置教學(xué)反思審批簽字一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注第三節(jié) 設(shè) 備 準(zhǔn) 備學(xué)習(xí)目標(biāo)：能夠進(jìn)行埋弧焊機(jī)和鎢極氬弧焊機(jī)的調(diào)試 一、埋弧焊機(jī)調(diào)試 1.埋弧焊機(jī)調(diào)試內(nèi)容 焊機(jī)的調(diào)試主要是對新設(shè)備的安裝及各種性能指標(biāo)的調(diào)整測試，埋弧焊機(jī)的調(diào)試包括電源，控制系統(tǒng)、小車三大組成部分的性能、參數(shù)測試和焊接試驗(yàn)。 2.埋弧焊機(jī)的調(diào)試方法（1）電源參數(shù)測試 焊機(jī)按使用說明書組裝后，接通電源、調(diào)節(jié)電源輸出電壓和電流，觀察變化是否均勻；調(diào)節(jié)范圍與技術(shù)參數(shù)比較是否一致，以便了解設(shè)備的狀況。 （2）控制系統(tǒng)調(diào)試 1）測試送絲速度。比較測試數(shù)值

43、與技術(shù)參數(shù)指示的一致性，并與工藝要求是否符合。 2）測試引弧操作是否有效和可靠。選項(xiàng)測試在焊機(jī)運(yùn)行中可進(jìn)行多次試驗(yàn)。 3）測試小車行走速度、調(diào)整范圍和調(diào)節(jié)的均勻性。 4）電源的調(diào)節(jié)特性試驗(yàn)，可設(shè)置人為障礙，改變焊接條件（弧長變化），觀察焊機(jī)的自身調(diào)節(jié)或自動調(diào)節(jié)的效果。 5）檢查各控制按鈕動作是否靈活和有效。 （3）小車性能的檢測 1）小車的行走是否平穩(wěn)、均勻，可在運(yùn)行中觀察測量。 2）檢查機(jī)頭各個方向上的運(yùn)動，檢查其能否符合使用要求.。3）觀察驅(qū)動電動機(jī)和減速系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，有無異常聲音和現(xiàn)象。 4）焊絲的送進(jìn)、校直、夾持導(dǎo)電等部件的功能測試，可根據(jù)焊絲送出的狀態(tài)進(jìn)行判斷。 5）在運(yùn)行中觀察焊劑

44、的鋪撒和回收情況。 （4）試焊 檢查焊縫表面成型和焊縫質(zhì)量。 上述各項(xiàng)檢查如有與技術(shù)參數(shù)不一致，或發(fā)生故障，要進(jìn)行排除或 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注與生產(chǎn)廠家聯(lián)系解決。 二、鎢極氬弧焊機(jī)調(diào)試 1.鎢極氬弧焊機(jī)的調(diào)試內(nèi)容 氬弧焊機(jī)的調(diào)節(jié)主要是對電源參數(shù)調(diào)整、控制系統(tǒng)的功能及其精度、供氣系統(tǒng)完好性焊槍的發(fā)熱情況等進(jìn)行調(diào)試2.鎢極氫弧焊機(jī)的調(diào)試方法（1）電源各參數(shù)調(diào)試 1）測試恒流特性 選擇任意一個電流值進(jìn)行焊接。在不同弧長的情況下，觀察電壓表、電流表，從表顯示的數(shù)據(jù)判斷電壓及電流的變化。2）測試電壓、電流的調(diào)節(jié)范圍是否與技術(shù)參數(shù)一致，電流調(diào)節(jié)是否均勻。3）測試電弧穩(wěn)定性 尤其應(yīng)在小電流段觀察電弧的

45、穩(wěn)定性。 4）測試引弧性能 反復(fù)進(jìn)行引弧試驗(yàn)，觀察引弧的準(zhǔn)確性和可靠性。5）測試交流氫弧焊電源陰極霧化作用 通過霧化區(qū)的大小和清潔程度進(jìn)行判斷，還需檢查陰極霧化作用是否可調(diào)。 （2）控制系統(tǒng)性能調(diào)試 1）測試各程序的設(shè)置能否滿足工藝需要。對提前送氣、引弧、焊接、斷電、滯后停氣及脈沖參數(shù)進(jìn)行測試和調(diào)節(jié)。 2）測試網(wǎng)壓變化時焊機(jī)的補(bǔ)償能力。試驗(yàn)可在10%的范圍內(nèi)改變輸入電壓，觀察輸出電流的變化。（3） 氬弧焊槍使用試驗(yàn) 觀察焊槍有無漏氣、漏水現(xiàn)象；在額定電流和額定負(fù)載持續(xù)率的情況下使用，應(yīng)測試焊槍的發(fā)熱情況。 一體化教學(xué)教案專 業(yè)焊 工學(xué)習(xí)領(lǐng)域焊接序號授課班級授課日期審 簽學(xué)習(xí)任務(wù)焊接焊接接頭試驗(yàn)

46、課 時教學(xué)目標(biāo)能夠進(jìn)行焊接接頭試驗(yàn)試件的制備。教學(xué)媒體準(zhǔn)備1投影儀、課件。2焊工實(shí)訓(xùn)設(shè)備。3焊工實(shí)訓(xùn)耗材。學(xué)生基礎(chǔ)掌握了手工電弧焊的基本技能操作，對焊接參數(shù)及焊接工藝有了正確認(rèn)識作業(yè)布置教學(xué)反思審批簽字一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注 第一節(jié) 焊接接頭試驗(yàn) 學(xué)習(xí)目標(biāo)：能夠進(jìn)行焊接接頭試驗(yàn)試件的制備。 一、焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn) 力學(xué)性能試驗(yàn)是用來測定焊接材料、焊縫金屬和焊接接頭在各種條件下的強(qiáng)度、塑性和韌性。首先應(yīng)當(dāng)焊制產(chǎn)品試板，從中取出拉伸、彎曲、沖擊等試樣進(jìn)行試驗(yàn)，以確定焊接工藝參數(shù)是否合適，焊接接頭的性能是否符合設(shè)計(jì)的要求。 1.焊接接頭的拉伸試驗(yàn) 焊接接頭拉伸試驗(yàn)是以國家標(biāo)準(zhǔn)（GB2651-1

47、989）為依據(jù)進(jìn)行的，該標(biāo)準(zhǔn)適用于熔焊和壓焊的對接接頭。 （1）試驗(yàn)?zāi)康?該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬材料焊接接頭橫向拉伸試驗(yàn)方法，用以測定焊接接頭的抗拉強(qiáng)度。 （2）試件制備 1）接頭拉伸試樣的形狀分為板形、整管和圓形三種，可根據(jù)要求選用。 2）焊接接頭拉伸試驗(yàn)用的樣坯從焊接試件上垂直于焊縫軸線方向截取，并通過機(jī)械加工制成如圖8-1所示形狀及表8-1所示尺寸的板接頭板狀試樣，或制成如圖8-2所示形狀及表8-1所示尺寸的管接頭板狀試樣。加工后焊縫軸線應(yīng)位于試樣平行長度的中心。 3）每個試樣均應(yīng)打有標(biāo)記，以識別它在被截試件中的準(zhǔn)確位置。 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注4）試樣應(yīng)采用機(jī)械加工或磨削方法制備，要注意

48、防止表面應(yīng)變硬化或材料過熱。在受試長度范圍內(nèi)，表面不應(yīng)有橫向刀痕或劃痕。5）若相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)條件無規(guī)定時，則試樣表面應(yīng)用機(jī)械方法去除焊縫余高，使其與母材原始表面齊平。 6）通常試樣厚度。應(yīng)為焊接接頭試件厚度。如果試件厚度超過30 mm時，則可從接頭不同厚度區(qū)取若干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣，但每個試樣的厚度應(yīng)不小于30 mm，且所取試樣應(yīng)覆蓋接頭的整個厚度（見GB2649 ）。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)標(biāo)明試樣在焊接試件厚度中的位置。 7）對外徑小于等于38 mm的管接頭，可取整管作拉伸試樣，為使試驗(yàn)順利進(jìn)行，可制作塞頭，以利夾持，如圖8-3所示。 8）棒材接頭選用圖8-4所示圓形試樣。其中：

49、do= （10士0.2）mm；=LS+2D；D和h由試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)來定；rmin=4 nun。 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注9）拉伸試樣數(shù)量接頭拉伸試樣不少于1個；整管接頭拉伸試樣1個；管接頭剖條拉伸試樣不少于2個。（3）評定標(biāo)準(zhǔn) 焊接接頭常溫拉伸試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)是焊接接頭的抗拉強(qiáng)度不低于母材抗拉強(qiáng)度規(guī)定值的下限。異種鋼焊接接頭的抗拉強(qiáng)度步抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限較低一側(cè)的母材規(guī)定值進(jìn)行評定。2.焊接接頭的彎曲試驗(yàn) 焊接接頭的彎曲試驗(yàn)是以國家標(biāo)準(zhǔn)（GB2653-89）為依據(jù)進(jìn)行的，該標(biāo)準(zhǔn)適用于熔焊和壓焊對接接頭。 （1）試驗(yàn)?zāi)康?該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬材料焊接接頭的橫向正彎及背彎試驗(yàn)、橫向側(cè)彎試驗(yàn)、縱向正彎和背彎

50、試驗(yàn)以及管材的壓扁試驗(yàn)，用以檢驗(yàn)接頭拉伸面上的塑性及顯示缺陷。 （2）試件制備 1）試件的類型焊接接頭的彎曲試樣按試樣的長度與焊縫的相對位置可分為橫向彎曲試樣和縱向彎曲試樣。按彎曲試樣受拉面在焊縫中的位置可分為正彎、背彎和側(cè)彎。橫彎試樣 焊縫軸線與試樣縱軸垂直時的彎曲。 縱彎試樣 焊縫軸線與試樣縱軸平行時的彎曲。 正彎試樣 試樣受拉面為焊縫正面的彎曲。雙面不對稱焊縫，正彎試樣的受拉面為焊縫最大寬度面；雙面對稱焊縫，先焊面為正面。 背彎試樣 試樣受拉面為焊縫背面的彎曲。 側(cè)彎試樣 試樣受拉面為焊縫縱剖面的彎曲。 2）彎曲試樣的制備應(yīng)遵守的規(guī)定 試樣的樣坯從試件上截取。橫彎試樣應(yīng)垂直焊縫軸線截取，

51、機(jī)械加工后，焊縫中心線應(yīng)位于試樣長度的中心?？v彎試樣應(yīng)平行于焊縫軸 一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注線截取。機(jī)械加工后，焊縫中心線應(yīng)位于試樣寬度的中心。 每個試樣均應(yīng)打印標(biāo)記，以識別它在被截試件中的準(zhǔn)確位置。 試樣應(yīng)采用機(jī)械加工或磨削方法制備，要注意防止表面應(yīng)變硬化或材料過熱。在受試長度范圍內(nèi)，表面不應(yīng)有橫向刀痕或劃痕。在試樣整個長度上都應(yīng)具有恒定形狀的橫截面。其形狀應(yīng)分別符合圖8-5、圖8-6、圖8-7的要求。 焊縫的正、背表面均應(yīng)用機(jī)械方法修整，使之與母材的原始表面平齊。但任何咬邊均不得用機(jī)械方法去除，除非產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定外。 試樣的尺寸應(yīng)符合規(guī)定。a.橫彎試樣的尺寸 對板材試樣，試樣的寬度b

52、應(yīng)不小于厚度a的1.5倍，至少為20 mm。對管材試樣，試樣的寬度b應(yīng)為：管直徑50 mm時，b為：s+0.1D（最小為10 mm）；管直徑50 mm時，b為s+0.05D（最小為10 mm，最大為40 mm）。其中，s為管壁厚度，D為管子外徑。通常，試樣厚度a應(yīng)為焊接接頭試件厚度。如果試件厚度超過20 nun，則可從接頭不同厚度區(qū)取若干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣。但是，每個試樣的厚度應(yīng)不小于20 mm，且所取試樣應(yīng)覆蓋接頭的整個厚度、（見GB2649）。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)標(biāo)明試樣在焊接接頭厚度中的位置。b.側(cè)彎試樣尺寸 試樣厚度應(yīng)大于或等于10 mm，寬度b應(yīng)當(dāng)?shù)扔诳拷附咏宇^的母材的厚度。 當(dāng)原接頭試件的厚度超過40 nun時，則可從接頭不同厚度區(qū)取若干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣。但是，每個試樣的寬度b在2040 mm范圍內(nèi)，這些試樣應(yīng)覆蓋接頭的全厚度（見GB/1.649），并標(biāo)明在接頭厚度中的位置。 c.縱彎試樣尺寸 試樣尺寸如表8-2、圖8-7所示。一體化教學(xué)教案教學(xué)過程備注如果接頭厚度超過20 mm時或試驗(yàn)機(jī)功率不夠時，可在試樣受壓面一側(cè)加工至20 mm。試樣拉伸面上的棱角應(yīng)當(dāng)用機(jī)械方法加工制成半徑不超過0.2a的圓角（最大值為3 mm），其側(cè)面的表面粗糙度應(yīng)低