機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)(第六版)第三章焊接

1、焊接是一種通過(guò)加熱、壓制或兩者結(jié)合，并使用(或不使用)填充材料來(lái)連接焊件的加工方法。第一節(jié)焊接基礎(chǔ)，焊接的定義和分類，熔焊、壓力焊和釬焊的特點(diǎn)，以及焊接的特點(diǎn)。與鑄造相比，不需要制作木模和砂型，也不需要特殊的熔煉和鑄造，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短。根據(jù)受力情況和工作環(huán)境，不同的結(jié)構(gòu)件可以選用不同強(qiáng)度、耐磨、耐腐蝕和耐高溫的材料。鉚接結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)與鉚接相比，可以節(jié)省大量的金屬材料，降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量。a)壓力容器焊接b)航天器焊接c)橋梁焊接d)汽車焊接，3)焊接應(yīng)用，a)，b)，1)防止觸電的安全操作規(guī)程，4)焊接的安全操作規(guī)程，1)焊機(jī)外殼接地或接零。(2)焊工觸電時(shí)，不得徒手拉觸電，但應(yīng)迅速切斷電源

2、；如果觸電者在切斷電源后處于昏迷狀態(tài)，應(yīng)立即進(jìn)行人工呼吸，直到專業(yè)救護(hù)人員到達(dá)。(3)在一般情況下，如在黑暗的地方或夜間工作，所用工作照明燈的安全電壓不應(yīng)大于36V；在集裝箱內(nèi)、高空或特別潮濕的地方工作時(shí)，安全電壓不應(yīng)超過(guò)12V。(4)穿戴好勞動(dòng)保護(hù)用品，保持工作服、手套和絕緣鞋干燥。(5)在潮濕的地方工作時(shí)，應(yīng)使用干木板或橡膠板和其他絕緣體作為墊板。(6)當(dāng)拉或合上電刀或觸摸帶電物體時(shí)，焊工必須用一只手操作。(1)焊接前，仔細(xì)檢查工作場(chǎng)所周圍是否有易燃易爆物品。如果有易燃易爆物品，應(yīng)將其移至距焊接作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)10m以外的地方。(2)焊接作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意防止金屬火花飛濺而引起火災(zāi)。(3)嚴(yán)禁帶壓焊接

3、設(shè)備。對(duì)于承壓設(shè)備，必須先泄壓，焊接前必須打開所有孔蓋。正常壓力和密閉設(shè)備不允許進(jìn)行焊接操作。(4)所有被化學(xué)品或油脂污染的設(shè)備應(yīng)在焊接前進(jìn)行清潔。如果是易燃、易爆或有毒污染物，應(yīng)徹底清洗干凈，經(jīng)有關(guān)部門檢查并填寫動(dòng)火證書后，方可進(jìn)行焊接。(5)進(jìn)入容器工作時(shí)，焊槍應(yīng)與焊工同時(shí)進(jìn)出。嚴(yán)禁將焊炬放在容器內(nèi)，焊工不得擅自離開，以防混合氣體燃燒爆炸。(6)電極頭和焊接件不應(yīng)隨便亂扔，應(yīng)妥善保管。嚴(yán)禁放在易燃易爆物品附近，以免引起火災(zāi)。(7)離開焊接現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，關(guān)閉氣源和電源，熄滅火種。3.防止有害氣體和煙霧中毒的安全操作規(guī)程。(1)焊接場(chǎng)地應(yīng)有良好的通風(fēng)條件，最好使用焊接廢氣凈化系統(tǒng)。(2)合理組織勞動(dòng)

4、力布局，避免多名焊工擠在一起作業(yè)。(3)盡量擴(kuò)大自動(dòng)焊接和半自動(dòng)焊接的應(yīng)用范圍，取代手工焊接。(4)做好個(gè)人防護(hù)工作。(1)、焊接煙塵凈化系統(tǒng)時(shí)，焊工必須使用帶焊接防護(hù)玻璃的面罩。(2)面罩應(yīng)輕便、外形美觀、耐熱、不導(dǎo)電、不導(dǎo)電、不漏光。(3)焊工工作時(shí)，應(yīng)穿白色帆布工作服，防止電弧灼傷皮膚。(4)操作引弧時(shí)，焊工應(yīng)注意周圍人，以免強(qiáng)弧光傷害他人眼睛。(5)在廠房和擁擠區(qū)域焊接時(shí)，應(yīng)盡可能使用防護(hù)屏，以免電弧對(duì)周圍人員造成傷害。(6)進(jìn)行重力焊接或裝配定位焊接時(shí)，應(yīng)特別注意弧光的損傷，焊工或裝配工應(yīng)佩戴防走眼鏡。4防電弧輻射安全操作規(guī)程，電弧防護(hù)屏，5特殊焊接安全操作規(guī)程在高處焊接時(shí)，攀爬工具

5、(如腳手架等。)應(yīng)安全、牢固、可靠，焊接電纜應(yīng)扎緊在固定的地方，不能纏繞在身上或放在背后?？扇疾牧喜坏糜糜诠潭_手架、焊接電纜和氣焊(切割)軟管。乙炔瓶、氧氣瓶、弧焊機(jī)等焊接設(shè)備和工具應(yīng)盡量放在地面上。雨天、下雪天、霧天或大風(fēng)天(六級(jí)以上)，禁止在高處焊接。(1)高處焊接作業(yè)和(2)容器焊接。在進(jìn)入集裝箱之前，有必要了解集裝箱內(nèi)的情況。隔離并切斷容器與外界的接觸部分，如電源和水管、物料管、蒸汽管和設(shè)備上的壓力管。如果容器內(nèi)有污染物，應(yīng)清洗干凈，確認(rèn)沒(méi)有危險(xiǎn)后再進(jìn)入內(nèi)焊。進(jìn)入容器內(nèi)部焊接要實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)，并派人進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)護(hù)人不能隨意離開現(xiàn)場(chǎng)，并與容器內(nèi)的人保持聯(lián)系。在容器內(nèi)焊接時(shí)，內(nèi)部尺寸不應(yīng)太

6、小，并應(yīng)注意通風(fēng)和排氣。應(yīng)使用壓縮空氣進(jìn)行通風(fēng)，不得使用氧氣作為通風(fēng)氣體。在容器內(nèi)工作時(shí)，必須做好絕緣保護(hù)工作，最好戴上絕緣墊，以防觸電等事故。(3)夏季露天或野外作業(yè)時(shí)，必須有防風(fēng)棚或臨時(shí)涼棚。露天作業(yè)時(shí)要注意風(fēng)向，不要讓吹來(lái)的鐵水和焊渣傷人。雨天、下雪天或霧天不允許戶外工作。夏季室外氣焊時(shí)，應(yīng)防止氧氣瓶和乙炔瓶直接暴露在烈日下，以免氣體膨脹和爆炸；冬季，如果瓶閥或減壓器結(jié)冰，應(yīng)使用熱水解凍，嚴(yán)禁用火烘烤。一、容器內(nèi)焊接的監(jiān)控措施，焊條電弧焊和焊接電路，第一節(jié)焊條電弧焊的原理，第二節(jié)焊條電弧焊，焊條電弧焊及其原理，第一節(jié)焊條成分，焊條藥皮熔化焊條為焊條電弧焊。它由焊芯和涂層組成。根據(jù)焊條的不

7、同用途，可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、銅及銅合金棒材、鋁及鋁合金焊條、鎳及鎳合金焊條等。根據(jù)熔渣的不同特性，焊條藥皮熔化后，可分為酸性焊條和堿性焊條。酸性電極渣的成分主要是酸性氧化物電極。典型的電極是鈦鈣電極。優(yōu)點(diǎn)：工藝性好，如引弧容易，電弧穩(wěn)定，飛濺小，脫渣性好，焊縫成形美觀，產(chǎn)生的有害氣體少，可用交流和DC焊接電源，易于掌握焊接工藝等。缺點(diǎn)：焊縫金屬力學(xué)性能差，抗裂性低。堿性電極熔渣的主要成分是堿性氧化物和氟化鈣，是典型的低鈉氫電極。優(yōu)點(diǎn)：焊縫脫氧、脫硫、脫磷、脫氫能力強(qiáng)于酸性焊條，焊縫金屬的力學(xué)性能，特別是塑性、韌性和抗裂性優(yōu)于酸性焊條。缺點(diǎn)：工藝性差，對(duì)

8、油、銹和濕氣敏感。堿性焊條適用于合金鋼和重要碳鋼結(jié)構(gòu)的焊接。1、弧焊電源的分類，即焊條電弧焊的電源裝置，即電焊機(jī)。BX1-630-2弧焊變壓器，ZX5-400弧焊整流器，AXQ1-200弧焊發(fā)電機(jī)，3。焊接設(shè)備2、正確使用和維護(hù)弧焊電源。焊機(jī)接入電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)檢查電網(wǎng)電壓和相數(shù)是否與焊機(jī)銘牌一致，以防設(shè)備燒毀。焊接前，仔細(xì)檢查各部分接線是否正確，特別是焊接好的電纜接頭是否緊固，以防接觸不良造成過(guò)熱和燒傷。如果電網(wǎng)的電源是不接地的三相，焊機(jī)外殼應(yīng)該是b應(yīng)根據(jù)焊機(jī)的額定焊接電流和負(fù)載持續(xù)率使用，以免過(guò)載損壞焊機(jī)。當(dāng)焊機(jī)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，并及時(shí)檢查和修理焊機(jī)。工作結(jié)束或暫時(shí)離開工作場(chǎng)所后，必須

9、及時(shí)切斷焊機(jī)電源。電焊機(jī)的接線和安裝由專業(yè)電工負(fù)責(zé)。4、焊接工具，1、焊接前的準(zhǔn)備，(1)接頭和坡口形式，對(duì)接接頭，角接頭，搭接接頭和異形接頭，5、焊條電弧焊技術(shù)，坡口焊接厚板，經(jīng)常需要將被焊接的零件加工成具有一定幾何形狀的坡口。目的：為了保證接頭根部的熔透，便于去渣，獲得更好的成型效果。對(duì)接坡口、丁字坡口、2種電源類型和極性，(1)電源類型：交流電源和DC電源，(2)電源極性：正極性和負(fù)極性，DC正極性連接，DC負(fù)極性連接，3種焊接工藝參數(shù)，(1)焊條直徑焊條直徑應(yīng)根據(jù)焊件厚度、焊接位置、接頭形式和焊接層選擇。焊件的厚度越大，所選電極的直徑越大。水平焊的焊條直徑應(yīng)大于垂直焊、仰焊和水平焊的焊

10、條直徑，以形成較小的熔池，減少金屬液的滴落。主要由電極直徑、焊接位置、電極類型和層數(shù)決定。電極直徑越大，焊接電流越大。碳鋼酸性焊條焊接電流與焊條直徑的關(guān)系：Ih=(3555)d Ih焊接電流，a；d電極直徑、mm)焊接電流和(3)電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度決定。如果電弧很長(zhǎng)，電弧電壓就會(huì)很高。如果電弧很短，電弧電壓就會(huì)很低。焊接時(shí)盡量使用短弧。(4)焊接速度焊接過(guò)程中焊條向前移動(dòng)的速度。應(yīng)該是統(tǒng)一和適當(dāng)?shù)?，既要確保滲透和不燒穿。6.焊接缺陷。焊接接頭中的焊接缺陷導(dǎo)致金屬不連續(xù)、松散或連接不良。焊接缺陷的主要原因有：焊前未清理接頭、焊條未干燥、焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)或操作方法不正確等。焊接缺陷質(zhì)量分析

11、，1。檢查和準(zhǔn)備。焊接工具和勞動(dòng)保護(hù)用品的檢查(1)焊鉗和電纜的絕緣性能：電纜外表面應(yīng)有良好的絕緣層，不得有電線外露。(2)檢查勞動(dòng)防護(hù)用品的防護(hù)性能，防止焊接過(guò)程中飛濺物、弧光和其他輻射損傷操作人員的面部和頸部，灼傷其他部位。(3)清除焊件上的鐵銹和熔渣。(4)其他輔助器具的準(zhǔn)備。在第三節(jié)中，培訓(xùn)主題是電極電弧焊，2連接焊接電源，3選擇電極并連接焊接電源，2焊接培訓(xùn)，1焊接模式和過(guò)程分析，2焊接操作，(1)引弧將使電極末端與焊件表面接觸形成短路，然后迅速將電極升高到離焊件表面一定距離(24毫米)，電弧就會(huì)點(diǎn)燃。引弧有兩種操作方法：直接引弧和擦拭。(2)電弧控制：引弧后，應(yīng)控制焊條末端與焊件表

12、面之間的距離，并保持不變，以保證電弧的穩(wěn)定燃燒。如果距離太大，電弧將被熄滅，因?yàn)殡姌O和焊件之間的氣體不能被電離和傳導(dǎo)；如果距離太小，就會(huì)造成短路。(3)引弧后，開始正常焊接過(guò)程，手動(dòng)操作焊條向三個(gè)方向移動(dòng)。1)焊條進(jìn)給，2)焊條沿焊接方向移動(dòng)，3)焊條橫向擺動(dòng)，1)焊條進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，2)焊條沿焊接方向移動(dòng)，3)以a)之字形b)新月形c)三角形d)圖8 e)環(huán)形形式的焊條橫向擺動(dòng)，焊縫的多層填充，a)單層多層焊接，b)多通道多層焊接，3)檢查和評(píng)估表，氣體焊接由氣體火焰進(jìn)行， 第四節(jié)氣焊、氣焊和氣割的原理，氣焊和氣焊中常用的可燃?xì)怏w是乙炔氣(C2H2)。 使用的助燃?xì)怏w是氧氣(O2)。1(1)氧氣和

13、氧氣瓶，(2)乙炔和溶解乙炔氣瓶，1)乙炔。乙炔是一種可燃?xì)怏w，無(wú)色。氧乙炔火焰是氣焊最常用的熱源。2)溶解乙炔瓶。溶解乙炔瓶是儲(chǔ)存和運(yùn)輸乙炔的專用容器，白色油漆，紅色油漆中有“乙炔”字樣。乙炔瓶的最大壓力為1.47兆帕.乙炔氣瓶的使用(3)減壓器是將高壓氣體減壓為低壓氣體的調(diào)節(jié)裝置，其作用是將流出氣瓶的高壓氣體的壓力降低到所需的工作壓力，并保持壓力穩(wěn)定。乙炔減壓器、氧氣減壓器、(4)焊炬、焊炬時(shí)控制火焰和焊接的工具。它的作用是將氧氣和可燃?xì)怏w按一定比例混合，然后將混合氣體噴出燃燒，形成穩(wěn)定的火焰。焊嘴、焊炬、氧乙炔焰、氧乙炔焰、氣焊操作技術(shù)，(1)氣焊前，應(yīng)徹底清除焊件接頭處的鐵銹、油污、油

14、漆和濕氣。(2)選擇焊絲。氣焊時(shí)，焊絲與熔化的焊件混合形成焊縫金屬。常用的氣焊絲包括碳素結(jié)構(gòu)鋼絲、合金結(jié)構(gòu)鋼絲、不銹鋼絲、銅及銅合金絲、鋁及鋁合金絲和鑄鐵絲。(3)氣焊焊劑是氣焊中的一種焊劑，其作用是與熔池中的金屬氧化物或非金屬夾雜物相互作用生成熔渣，覆蓋熔池表面，將熔池與空氣隔離，有效防止熔池中金屬的持續(xù)氧化，提高焊接質(zhì)量。因此，當(dāng)焊接有色金屬(如銅和銅合金、鋁和鋁合金)、鑄鐵、耐熱鋼和不銹鋼時(shí)，通常使用氣體焊劑。(4)移動(dòng)方向，左焊接方法和右焊接方法(a)左焊接方法(b)右焊接方法(5)控制焊接噴嘴的傾角，4)氣焊的特點(diǎn)(1)由于氣焊中使用氣體火焰作為熱源，焊接時(shí)不需要電源。(2)氣焊的火

15、焰溫度低于電弧焊的火焰溫度，因此火焰控制容易，熱量輸入調(diào)節(jié)方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，使用靈活。(3)火焰的熱量比電弧的熱量更分散，焊件受熱面積大，變形也大，焊接質(zhì)量不如電弧焊接。(4)生產(chǎn)率低。焊槍的常見(jiàn)故障，割炬和氣割通常使用乙炔氣(C2H2)作為可燃?xì)怏w，氧氣(O2)作為助燃?xì)怏w，與氣焊相同。氣割設(shè)備及工具連接、割炬、割嘴、2氣割操作技術(shù)，(1)預(yù)熱、(2)切割，(3)最終切割，3氣割功能，氣割設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，適用范圍廣；使用的氣體、設(shè)備和工具與氣焊中使用的相同，除了氣焊中使用焊炬，氣割中使用割炬。氣割廣泛用于切割碳鋼和低合金鋼。割炬常見(jiàn)故障、割炬常見(jiàn)故障及排除方法與焊炬基本相同。埋弧焊(1)埋

16、弧焊原理，自動(dòng)埋弧焊機(jī)，自動(dòng)埋弧焊原理圖，1漏斗2焊絲盤3焊絲4自動(dòng)焊頭5接觸嘴6焊縫7渣殼8焊件9焊劑1。其他常用焊接方法，第5節(jié)其他焊接方法和新焊接技術(shù)2。埋弧焊的特點(diǎn)1。良好的焊接質(zhì)量。2)生產(chǎn)效率高。3)成本低。4)改善工作條件。優(yōu)點(diǎn)：1)適應(yīng)性差。2)生產(chǎn)批量(批量生產(chǎn))有一定的要求。缺點(diǎn)：2 CO2氣體保護(hù)焊，1焊件2噴嘴3CO2氣體4流量計(jì)5減壓器6CO2氣瓶7焊絲8送絲機(jī)構(gòu)9送絲軟管10接觸噴嘴11電源12熔池13焊縫，3氬弧焊，氬弧焊使用氬氣作為保護(hù)氣體。TIG焊接(非MIG) TIG焊接、TIG焊接工藝、1根焊絲、2個(gè)噴嘴、3種保護(hù)氣體、4個(gè)TIG焊池、6條焊縫、TIG焊池的形成、保持焊槍姿勢(shì)、TIG焊接設(shè)備及其部件、焊槍和焊接電纜、交流和DC TIG焊機(jī)、氬氣瓶、氬氣壓力流量計(jì)、手動(dòng)TIG焊1真空電子束焊接，電子束焊接形成焊縫的示意圖