焊工培訓(xùn)·常用焊接方法PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1焊工培訓(xùn)焊工培訓(xùn)常用焊接方法常用焊接方法第一節(jié)焊條電弧焊第1頁/共60頁焊條電弧焊由焊接電源、焊接電纜、焊鉗、焊條、焊件、電弧構(gòu)成回路，焊接時采用焊條和工件接觸引燃電弧，然后提起焊條并保持一定的距離，在焊接電源提供合適電弧電壓和焊接電流下電弧穩(wěn)定燃燒，產(chǎn)生高溫，焊條和焊件局部被加熱到熔化狀態(tài)。焊條端部熔化的金屬和被熔化的焊件金屬熔合在一起，形成熔池。在焊接中，電弧隨焊條不斷向前移動，熔池也隨著移動，熔池中的液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶后便形成了焊縫，兩焊件被焊接在一起。第2頁/共60頁引起電弧燃燒的過程稱為電弧引燃。電弧引燃有兩種方法引起電弧燃燒的過程稱為電弧引燃。電弧引燃有兩種方法：一是高頻

2、高壓引弧法，主要用于鎢極惰性氣體保護焊中。：一是高頻高壓引弧法，主要用于鎢極惰性氣體保護焊中。 二是接觸短路引弧法，用于手工電弧焊中。二是接觸短路引弧法，用于手工電弧焊中。一、手工電弧焊對電源的要求一、手工電弧焊對電源的要求。第3頁/共60頁第4頁/共60頁當(dāng)弧長變化相同時，陡降特性的弧焊電源的焊接電流變化小，有利于焊接電弧的穩(wěn)定性，因此手工電弧焊要求弧焊電源具有陡降的外特性。第5頁/共60頁第6頁/共60頁第7頁/共60頁三、常用焊條電弧焊電源簡介三、常用焊條電弧焊電源簡介()3-300型弧焊變壓器第8頁/共60頁焊接電流的兩種調(diào)節(jié)：.粗調(diào)：改變一、二次側(cè)繞組的接線方法（圖-5）。.細調(diào)：改

3、變一、二次側(cè)繞組的距離（圖-）。第9頁/共60頁目前應(yīng)用最廣泛的“動鐵式”交流焊機變壓器結(jié)構(gòu)簡圖如下。它是一個結(jié)構(gòu)特殊的降壓變壓器，屬于動鐵芯漏磁式類型。焊機的空載電壓為6070V。工作電壓為30V，電流調(diào)節(jié)范圍為50450A。鐵芯由兩側(cè)的靜鐵芯5和中間的動鐵芯4組成，變壓器的次級繞組分成兩部分，一部分緊繞在初級繞組1的外部，另一部分繞在鐵芯的另一側(cè)。前一部分起建立電壓的作用，后一部分相當(dāng)于電感線圈。焊接時，電感線圈的感抗電壓降使電焊機獲得較低的工作電壓，這是電焊機具有陡降外特性的原因。焊接電流調(diào)節(jié)分為粗調(diào)、細調(diào)兩檔。電流的細調(diào)靠移動鐵芯4改變變壓器的漏磁來實現(xiàn)。向外移動鐵芯，磁阻增大，漏磁減

4、小，則電流增大，反之，則電流減少。電流的粗調(diào)靠改變次級繞組的匝數(shù)來實現(xiàn)。 第10頁/共60頁1初級繞組；2、3次級繞組；4動鐵芯；5靜鐵芯；6接線板 第11頁/共60頁 (2)晶閘管弧焊電源。如圖5-7所示，晶閘管弧焊電源主要由三相降壓變壓器，晶閘管整流器，輸出電抗器，觸發(fā)控制電路和電流、電壓反饋電路等組成。三相工頻網(wǎng)路電壓經(jīng)三相降壓變壓器降壓后變?yōu)閹资牡蛪航涣麟?，然后?jīng)晶閘管整流器整流變?yōu)槊}動直流電，再經(jīng)輸出電抗器濾波變?yōu)椴ㄐ屋^平滑的直流電輸出。觸發(fā)控制電路產(chǎn)生與三相交流電同步的一個電壓脈沖信號，然后提供給晶閘管的控制極，使晶閘管導(dǎo)通。并且它接收由電流、電壓反饋電路提供的電流、電壓變化的

5、信號，經(jīng)過處理后改變晶閘管導(dǎo)通角，以獲得所需的電源外特性。由于晶閘管躍起整流作用，又能夠調(diào)節(jié)電源的外特性和控制電源的通斷，從而使結(jié)構(gòu)大為簡化：可以用較小的觸發(fā)功率信號來控制整流器的輸出電流(電壓)，易于控制；利用不同的反饋方式可獲得各種外特性，而且易于進行無級調(diào)節(jié)；采用電子線路進行控制，反應(yīng)速度快，與磁放大器式控制的硅弧焊電源相比，其動態(tài)反應(yīng)速度提高了十幾倍；晶閘管弧焊電源空載功率損耗較小，功率因數(shù)較大、效率高；焊接工藝參數(shù)穩(wěn)定。第12頁/共60頁第13頁/共60頁(3)逆變弧焊電源。將直流電變?yōu)榻涣麟姷倪^程稱為逆變，采用逆變技術(shù)制造的弧焊電源稱為逆變弧焊電源，其基本組成和工作原理如圖5-8所

6、示。第14頁/共60頁第15頁/共60頁四、焊接工藝參數(shù)的選擇四、焊接工藝參數(shù)的選擇第16頁/共60頁第17頁/共60頁第18頁/共60頁五、焊條電弧堆焊五、焊條電弧堆焊第19頁/共60頁第20頁/共60頁第二節(jié)氣體保護電弧焊以外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧及焊接區(qū)的電弧焊方法，稱為氣體保護焊。在氣體保護焊焊接時，保護氣體從焊槍噴嘴中連續(xù)不斷地噴出，機械地將空氣與焊接區(qū)隔絕，使電極端部、弧柱區(qū)和熔池金屬處于保護氣罩內(nèi)，形成局部氣體保護層，從而保證焊接過程的穩(wěn)定性，并獲得質(zhì)量優(yōu)良的焊縫。氣體保護焊按電極是否熔化可分為兩種：不熔化極氣體保護焊和熔化極氣體保護焊，如圖5-13所示。第21頁/共60頁

7、不熔化極氣體保護焊是采用一根不熔化的電極，因電極只起導(dǎo)電作用，通常用金屬鎢作為電極材料(鎢的熔點很高)，因此常稱為鎢極氣體保護焊。熔化極氣體保護焊采用一根或多根熔化電極，電極不僅起導(dǎo)電作用，而且作為填充金屬形成焊縫，故常稱為焊絲。在焊接過程中焊絲由送絲機構(gòu)不斷向熔池送進(圖5-13），保證焊接過程的連續(xù)性。熔化極氣體保護焊的分類如圖5-14所示第22頁/共60頁第23頁/共60頁第24頁/共60頁第25頁/共60頁鎢極氬弧焊簡稱為TIG焊，它使用熔點很高的純鎢或鎢合金(釷鎢、鈰鎢)作為不熔化電極的氬氣保護焊，故也稱不熔化極氬弧焊。手工鎢極氬弧焊和自動鎢極氬弧焊接時一般均需另外加入填充焊絲，但有

8、時在焊接薄件時不加填充焊絲。為防止鎢極的熔化和燒損，焊接電流不宜過大。第26頁/共60頁第27頁/共60頁第28頁/共60頁第29頁/共60頁第30頁/共60頁第31頁/共60頁電極端部的形狀影響電弧的穩(wěn)定性。第32頁/共60頁第三節(jié)其它焊接方法. 埋弧焊埋弧焊 電弧在焊劑層下燃燒，并進行焊接的方法叫埋弧焊。它是在手工電弧焊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高效率的自動焊接方法，焊接過程如圖5-36所示。焊絲送入顆粒狀的焊劑下，與焊件產(chǎn)生電弧，使焊絲和焊件熔化形成熔池，熔池金屬結(jié)品成為焊縫，部分焊劑熔化形成熔渣，并在電弧區(qū)域形成一封閉空間，液態(tài)熔池凝固后成為渣殼，覆蓋在焊縫金屬上面。隨著電弧沿焊接方向移動，

9、焊絲不斷地送進并熔化，焊劑也不斷地撤在電弧周圍，使電弧埋在焊劑層下燃燒，控制系統(tǒng)保證整個過程自動進行。第33頁/共60頁小車式埋弧焊機第34頁/共60頁埋弧焊小車第35頁/共60頁懸臂式埋弧焊機（CZ系列焊接操作機）第36頁/共60頁上海通用懸臂式埋弧焊機（CZ系列焊接操作機）第37頁/共60頁懸臂式埋弧焊機第38頁/共60頁2.碳弧氣刨碳弧氣刨原理：碳弧氣刨及切割是利用碳棒與工件之間產(chǎn)生的電弧，將金屬局部加熱到熔融狀態(tài)，同時用壓縮空氣的氣流把熔融金屬吹掉，從而達到對金屬進行刨削或切割的一種工藝方法，如圖5-39所示。 第39頁/共60頁設(shè)備系統(tǒng)：設(shè)備系統(tǒng)：第40頁/共60頁（一）碳弧氣刨的工

10、藝參數(shù)：碳棒直徑通常根據(jù)鋼板的厚度選用，但也要考慮刨槽寬度的需要，一般直徑應(yīng)比所需的槽寬小24mm。(1)電源極性。碳弧氣刨碳鋼和合金鋼時，采用直流反接。氣刨時，電弧穩(wěn)定，刨削速度均勻，電弧發(fā)出連續(xù)的刷刷聲，刨槽兩側(cè)寬窄一致，表面光滑照亮。若極性接錯，則電弧發(fā)生抖動，并發(fā)出斷續(xù)的嘟嘟聲，刨槽兩側(cè)呈現(xiàn)與電弧抖動聲相對應(yīng)的圓弧狀，此時應(yīng)將極性倒過來。(2)氣刨電流與碳棒直徑。氣刨電流和碳棒直徑成正比，一般可參照下面經(jīng)驗選擇電流。 I=(30 50)d式中 I電流 A；d碳棒直徑，mm。對于一定直徑的碳棒，如果電流較小，則電弧不穩(wěn)，且易產(chǎn)生夾碳缺陷；若電流較大，可提高刨削速度，刨槽表面光滑，寬度增大

11、。一般選用較大的電流，易于操作。但電流過大時，碳棒燒損較快，甚至碳棒熔化，造成嚴重滲碳。碳棒直徑的選擇與鋼板厚度有關(guān)，具體見表3-10。第41頁/共60頁 (3)刨削速度。刨削速度對刨槽尺寸、表面質(zhì)量和刨削過程的穩(wěn)定性有一定的影響。刨削速度應(yīng)與電流大小和刨槽深度(或碳棒與工件間的傾角)相匹配；刨削速度太快，易造成碳棒與金屬短路，電弧熄滅，形成夾碳缺陷。一般刨削速度以0.51.2mmin左右為宜。 (4)壓縮空氣的壓力。壓縮空氣的壓力，會直接影響刨削速度和槽表面質(zhì)量。壓力高，可提高刨削速度和刨槽表面的光滑程度；壓力低，則造成刨槽表面粘渣。一般壓縮空氣的壓力為0.40.6MPa。壓縮空氣所含水分和

12、油分可通過在壓縮空氣的管路上加過濾裝置予以限制。 (5)碳棒的伸出長度。碳棒伸出長度指碳棒從碳棒槍鉗口導(dǎo)電處至電弧始端的長度。手工碳弧氣刨時，伸出長度大，壓縮空氣的噴嘴離電弧就遠，電阻也增大，碳弧易發(fā)熱，碳棒燒損也較大。并且造成風(fēng)力不足，不能將熔渣順利吹掉，而且碳棒也容易折斷。一般外伸長為80100mm為宜。隨著碳棒燒損，第42頁/共60頁碳棒的外伸長不斷減少，當(dāng)外伸長減少到2030mm時，應(yīng)將外伸長重新調(diào)至80100mm。 (6)碳棒與工件間的夾角。碳棒與工件間的夾角大小，主要會影響刨槽深度和刨削速度。夾角增大，則刨削深度增加，刨削速度減小。一般手工碳弧氣刨采用夾角4560左右為宜。碳棒夾角

13、與刨槽深度的關(guān)系見表3-11。 表3-11 碳棒夾角與刨槽深度的關(guān)系碳棒夾角/()253540455085刨槽深度/mm2.53.04.05.06.078第43頁/共60頁 （7）電弧長度。碳弧氣刨操作時，電弧長度過長會引起電弧不穩(wěn)，甚至?xí)斐上ɑ?。操作時電弧長度以12mm為宜，并盡量保持短弧。這樣可以提高生產(chǎn)效率，同時也可提高碳棒的利用率。但電弧太短時，容易引起“夾碳”缺陷。刨削過程弧長變化盡量小以保證得到均勻的刨削尺寸。 （8）當(dāng)環(huán)境溫度低于5時，凡常溫需預(yù)熱焊接的鋼種，利用碳弧氣刨清根和修理缺陷時，也必須預(yù)熱后方可操作。 （9）氣刨后應(yīng)徹底清理槽口，尤其是造成增碳部分應(yīng)徹底清除。如果刨口

14、產(chǎn)生裂紋等缺陷，應(yīng)查找原因消除缺陷。（二）碳弧氣刨常見缺陷及防止措施 (1)夾碳 刨削速度太快或碳棒送進過速，使碳棒頭部觸及鐵水或未熔化的金屬上，電弧就會因短路而熄滅。由于溫度很高，當(dāng)碳棒再往前第44頁/共60頁送或上提時，端部脫落并粘在未熔化金屬上，產(chǎn)生“夾碳”缺陷。發(fā)生夾碳后，在夾碳處電弧不能再引燃，這樣就阻礙了碳弧氣蝕的繼續(xù)進行。此外，夾碳外還形成一層硬脆且不容易清除的碳化鐵（碳含量達6.7）。這種缺陷必須注意防止和消除，否則焊后容易出現(xiàn)氣孔和裂紋。清除的方法是在缺陷的前端引弧，將夾碳處連根一起刨除，或用角形磨光機磨掉。 (2)粘渣碳弧氣刨操作時，吹出來的鐵水叫“渣”，表面是一層氧化鐵，

15、內(nèi)部是含碳很高的金屬。如果粘潭在刨槽的兩側(cè)，即產(chǎn)生粘渣。粘渣主要是由于壓縮空氣壓力小引起的，但刨槽速度與電流配合不當(dāng)，刨削速度太慢也易粘渣，在采用大電流時更為明顯。其次在傾角過小時也易粘渣。粘渣可采用風(fēng)鏟清除。第45頁/共60頁(3)刨槽不正或深淺不均碳棒歪向刨槽的一側(cè)就會引起刨槽不正，碳棒運動時上下波動就會引起刨槽的深度不均，碳棒的角度變化同樣能使刨槽的深度發(fā)生變化。刨槽前，注意碳棒與工件的相對位置，提高操作的熟練程度。(4)刨偏刨削時往往由于碳棒偏離預(yù)定目標(biāo)造成刨偏。碳弧氣刨速度大約比電弧焊高24倍，技術(shù)不熟練就容易刨偏。刨偏與否和所用氣刨槍結(jié)構(gòu)也有一定的關(guān)系。例如，采用帶有長方槽的圓周送

16、風(fēng)式和側(cè)面送風(fēng)式槍，均不易將渣吹到正前方，不妨礙刨削視線，因而減少了刨偏缺陷。(5)銅斑采用表面鍍銅的碳棒時，有時因鍍銅質(zhì)量不好，會使銅皮成塊剝落，剝落的銅皮成熔化狀態(tài)，在刨槽的表面形成銅斑。在焊前用鋼絲刷或砂輪機將銅斑清除，就可避免母材的局部滲銅。如不清除，銅滲入焊縫金屬的量達到一定數(shù)值時，就會引起熱裂紋。為避免這種缺陷要選用鍍層質(zhì)量好的碳棒，采用合適的電流，并注意焊前用鋼絲刷或砂輪機清理干凈。 第46頁/共60頁（三）碳弧氣刨的熱影響區(qū)組織和硬度碳弧氣刨過程中，熱影響區(qū)的特性取決于被刨削金屬的化學(xué)成分和顯微組織。表3-11列出一些典型鋼種的熱影響區(qū)寬度、組織和硬度的變化。附著鋼中碳和合金元

17、素含量的增多，熱影響區(qū)寬度及顯微硬度值增大。但是奧氏體鋼未發(fā)生組織變化和硬度升高現(xiàn)象。表表3-11 碳弧氣刨對鋼的熱影響區(qū)寬度、組織和硬度的影碳弧氣刨對鋼的熱影響區(qū)寬度、組織和硬度的影響響材 料母 材熱 影 響 區(qū)組 織顯微硬度/MPa寬度/mm刨削表面組織顯微硬度/MPaQ235鐵素體、珠光體127414501.0鐵素體和珠光體1519215614Mn2鐵素體、珠光體1.2索氏體12CrNi3A鐵素體、珠光體147020581.01.3索氏體4018460620CrMoV鐵素體、珠光體142119601.2索氏體和托氏體2940423440Cr鐵素體、珠光體176421560.91.5托氏體

18、和馬氏體490078401Cr17Ni2馬氏體、鐵素體431247071.51.9馬氏體、鐵素體441058801Cr17Ni13Mo2Ti奧氏體、碳化物21562744奧氏體、碳化物1960274408Cr20Ni10Mn6奧氏體、碳化物22542744奧氏體、碳化物22542744第47頁/共60頁（1）碳弧氣刨槽道表層的增碳碳弧氣刨時，增碳主要發(fā)生在槽道表層碳含量0.23的鋼在厚0.540.72mm表面層中，碳的質(zhì)量分數(shù)增至0.3，即僅增加0.07。而18-8型不銹鋼槽道表面的增碳層厚度僅為0.020.05mm，最厚處也不超過0.11mm。表3-12列出18-8型不銹鋼碳弧氣刨區(qū)碳的質(zhì)量

19、分數(shù)的分析結(jié)果。離表面深0.20.3mm處的碳的質(zhì)量分數(shù)同母材含量十分接近，但粘渣的含量高達1.2。而且在刨削深槽或多程刨削時，也可能產(chǎn)生厚度達0.20.3mm的增碳層。碳弧氣刨加工的坡口或背面雖存在增碳的熱影響區(qū)，但經(jīng)過焊接后都被熔化，在焊縫中未發(fā)現(xiàn)增碳現(xiàn)象，其力學(xué)性能也與用機械加工的坡口相同。但是粘渣和炭灰等必須從槽道中清除，對于某些重要結(jié)構(gòu)件，則需用砂輪去除厚0.50.8mm表面層后才能施焊。 表3-12 18-8型不銹鋼碳弧氣刨區(qū)碳的質(zhì)量分析結(jié)果 取樣部位C/%取樣部位C/%碳刨飛濺金屬1.3槽道表層0.20.3mm處 0.0700.075槽道邊緣粘渣1.2母材第48頁/共60頁（2）

20、碳弧氣刨的焊接接頭的力學(xué)性能用碳弧氣刨削除焊縫的余高，對接頭的強度沒有影響，但是會使接頭的延性降低，冷彎角低于105。若用砂輪磨去厚0.20.5mm表層后，延性可以恢復(fù)。碳刨后的零件（除不銹鋼零件）通過回火處理即可消除增碳層和熱影響區(qū)的組織變化。表3-13列出碳弧氣刨對18-8型不銹鋼焊接接頭耐晶間腐蝕性能的影響。 表3-13 碳棒直徑/mm電流/A空氣壓力/MPa刨槽清理方法腐蝕情況51802100.294不銹鋼絲刷合格砂輪打磨51802100.392不銹鋼絲刷合格砂輪打磨51802100.490不銹鋼絲刷合格砂輪打磨51802100.539不銹鋼絲刷合格砂輪打磨第49頁/共60頁3.等離子

21、弧焊等離子弧焊（1）等離子弧的產(chǎn)生原理 電弧就是中性氣體電離并維持放電的現(xiàn)象。若使氣體完全電離，形成全部由帶正電的正離子和帶負電的電子所組成的電離氣體，就稱為等離子體。 一般的焊接電弧是一種自由電弧，弧柱的截面隨功率色增加而增大，電弧中的氣體電離不充分，其溫度被限制在57307730。若在提高電弧功率的同時，對自由電弧進行壓縮，使其橫截面減少，則電弧中的電流密度九大大提高，電離度也隨之增大，幾乎達到全部等離子狀態(tài)的電弧叫等離子弧。由于等離子電弧具有較高的能量密度，溫度及剛直性（能量密度可達10000到100000w/平方厘米，弧柱中心溫度可達1800024000K以上，焰流速度可達300m/s

22、以上），因此與一般電弧焊相比，等離子電弧具有下列優(yōu)點：第50頁/共60頁 a.能量密度大，電弧方向性強，融透能力強，在不開坡口，不加填充焊絲的情況下可一次焊透8至10mm厚的不銹鋼板，與鎢極氬弧焊相比，在相同的焊縫熔深情況下，等離子焊接速度要快得多。b.焊縫質(zhì)量對弧長的變化不敏感。這是由于等離子弧的形態(tài)接近圓柱形，發(fā)散角很?。s5度），且挺直性好，弧長變化對加熱斑點的面積影響很小，因此容易獲得均勻的焊縫形狀。若按鎢極氬弧焊的擴散角為90度，等離子焊擴散角為5度計算，電弧斷面變化20%時,鎢極氬弧焊的焊炬高度只允許變化0.12mm,而等離子焊則可變化1.2mm,這對保證焊縫成形和焊縫均勻性都十分

23、有益。 c.鎢極縮在水冷銅噴嘴內(nèi)部，不可能與工件接觸，因此可有效避免焊縫金屬產(chǎn)生夾鎢現(xiàn)象。另外，電弧攪動性好，熔池溫度高，有利于熔池內(nèi)氣體的釋放。第51頁/共60頁 d.等離子電弧由于壓縮效應(yīng)及熱電離度較高，電流較小時仍很穩(wěn)定。配用新型的電子電源，焊接電流可以小到0.1A，這樣小的電流也能達到電弧穩(wěn)定燃燒，因此特別適合焊接微型緊密零件。e.焊縫的深寬比大,熱影響區(qū)小,適合焊接某些可焊性差的材料和雙金屬等。f.可以產(chǎn)生穩(wěn)定的小孔效應(yīng)，通過小孔效應(yīng)，正面施焊的時候可以獲得良好的單面焊雙面成型。g.焊接成本低，與一般氬弧焊相比，可省電1/31/2,省氣1/22/3，且在焊接厚度較小的情況下，無需填絲。 缺點是電源及電氣控制線路較復(fù)雜，設(shè)備費用約為鎢極氬弧缺點是電源及電氣控制線路較復(fù)雜，設(shè)備費用約為鎢極氬弧焊的焊的2 2 5 5倍，焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)匹配較復(fù)雜，噴嘴的使用壽命短倍，焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)匹配較復(fù)雜，噴嘴的使用壽命短。 第52頁/共60頁第53頁/共60頁1-鎢極；2-上槍體；3-水嘴；4-絕緣螺絲；5-進氣孔；6-進水孔；7-進粉孔；8-噴嘴；9-螺帽；10-下槍體；11-出水孔；12隔熱塊；13-導(dǎo)電水嘴噴槍體的詳圖第54頁/共60頁（2）.等離子