焊工培训

第二讲 1.连接技术综述 2.焊接方法的发展及其在现代工业中的作用 3.焊接方法概述 4.金属学及热处理的基本知识 5.我厂使用的主要焊接方法介绍 6.新焊接方法了解,连接技术综述,通过机械、物理和化学方法，以及冶金方式，将多个零件连接成一个整体，并保持相互位置的工艺方法 机械连接 可拆卸连接/不可拆卸连接 物理化学方法 钎焊/粘接 冶金方式：焊接,常见连接方法,机械连接可拆卸连接,机械连接不可拆卸连接,物理化学方法钎焊,物理化学方法粘接,现代焊接生产中广泛应用的方法几乎都是19世纪末，20世纪初发展起来的。特别是电子工业技术迅速发展，促进了现代焊接工业突飞猛进。各类焊接方法与金属切削加工、压力加工、铸造、热处理等其他金属加工方法构成的金属加工技术是现代一切机器制造工业，其中包括船舰、飞机、航天、石油化工、电子等工业的基本生产工艺。可以毫不夸张地说，没有现代焊接方法发展，就不会有现代工业技术的今天。一个国家焊接技术发展水平往往也是一家工业和科学技术现代化的一个标志。,焊接方法的发展及其在现代工业中的作用,焊接概述,1、什么是焊接： GB337594焊接术语中指出：“焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法”。 2、焊接方法分类：通常将焊接方法分为以下几种：熔化焊、压力焊、钎焊。,熔化焊：将要焊接的工件局部加热至融化，冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。 压力焊：焊接过程中必须要施加压力，可能加热也可能不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为使金属软化，靠施加压力使金属塑变,让原子接近到相互稳固吸引的距离，这一点与熔焊时的加热有本质的不同。包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、爆炸焊、扩散焊、磁力焊。,钎焊：将熔点比母材低的钎料加热至融化，但加热温度低于母材的熔点，用融化的钎料填充焊缝、润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。 钎焊分两大类： 硬钎焊和软钎焊。 1、硬钎焊的加热温度大于450度，抗拉强度大于200 MPa ，经常用银基、铜基钎料，适于工作应力大，环境温度高的场合，比如硬质合金车刀、地质钻头的焊接。 2、软钎焊的加热温度小于450度，抗拉强度小于70 MPa 适于应力小，工作温度低的环境。比如电路的锡基钎焊,熔化焊接 压力焊 钎焊,熔化极 非熔化极,电弧焊 气焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊,手工焊 CO2焊 埋弧焊 MAG焊 MIG焊 TIG焊 等离子弧焊,名 词 解 释,电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。 熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。 非熔化极：电极（钨极）不熔化。 MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊 TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊 MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊 CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAGC焊）,金属学及热处理基本知识,1.典型金属晶体结构 2.合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识 3.常用金属材料的一般知识 4.焊接工艺的基本知识 5.常见各种焊接材料的焊接工艺特点 6.焊接应力及焊接变形（缺陷），举例说明,典型的金属晶体的结构,金属的原子按一定方式有规则地排列成一定空间几何形状的结晶格子，称为晶格。 金属晶格常见的有体型立方晶格和面型立方晶格，如下图所示： （a）体心立方晶体 （b）面心立方晶体,合金的组织、机构及铁碳合金的基本知识,两种或两种以上的元素（其中至少一种是金属元素），组成的金属，叫做合金。 根据两种元素相互作用的关系，以及形成晶体结构和显微组织的特点可将合金组织分为三类： 1.固溶体 2.化合物 3.机械混合物 固溶体示意图 （a）置换固溶物 （b）间隙固溶物,1.固溶体：固溶体是一种物质的原子均匀地溶解在另一种物质的晶格内，形成单相晶体结构。 两种元素的原子大小差别愈大，形成固溶体后所引起的晶格扭曲程度愈大。扭曲的晶格增加了金属塑性变形的阻力，所以固溶体比纯金属硬度高、强度大。 2.化合物：两种元素的原子按一定比例相结合，具有新的晶体结构，在晶体中各元素原子的相互位置是固定的叫化合物。 化合物具有较高的硬度，低的塑性，脆性也较大。 3.机械混合物：固溶物和化合物均为单相的合金，若合金是两种不同两种不同的晶体结构彼此机械混合组成，成为机械混合物。 它具有更高的强度、硬度和耐磨性；塑性和压力加工性能则较差。,钢中常见的显微组织,1.铁素体（F）：铁素体是少量的碳和其他合金元素固溶于-铁中的固溶物，铁素体的强度和硬度低，但塑性好，所以含铁素体多的低碳钢表现出软而韧的特点。 2.渗碳体（Fe3C）：渗碳体是铁和碳的化合物，其性能与铁素体相反，硬而脆，随着钢中的含碳量的增加，钢种的渗碳体的量也增多，钢的硬度、强度也增加，而塑性、韧性则降低。 3.珠光体（P）：珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，含量为0.8%左右，只有在低于723时才存在。性能介于铁素体和渗碳体之间。,4.奥氏体（A）：奥氏体是碳和其他元素在-铁中的固溶体。性能：强度、硬度不高，但塑性很好。 5.马氏体（M）:马氏体是碳在-铁中的过饱和固溶体，一般分为高碳马氏体和低碳马氏体。性能：高碳马氏体强度和硬度很高，但很脆，延展性不好；低碳马氏体则强度很高和具有良好的塑性和韧性。 6.魏氏组织：魏氏组织是一种过热组织，是彼此交叉约60的铁素体针嵌入基体的显微组织。性能：使钢的塑性和韧性下降。,铁-碳合金平衡状态图,钢和铸铁都是铁碳合金。含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢，含碳量2.11%6.67%的铁碳合金称为铸铁。 在Fe-C合金平衡状态图中：ACD线为液相线，在ACD线以上的合金呈液态。这条线说明纯铁在1535凝固，随含碳量的增加，合金凝固点降低。C点合金凝固点最低，为1147 。当含碳量大于4.3%以后，随含碳量的增加，凝固点增加。 AHJEF线为固相线。在AHJEF线以下合金呈固态。在液相线和固相线之间为固液共存。 GS线表示含碳量低于0.8%的钢在缓慢冷却时有奥氏体开始析出铁素体的温度。 ECF水平线，1147 ，为共晶反应线。液体合金在缓慢降温时发生共晶反应生成莱氏体组织。 PSK水平线，723 共析反应线，表示铁碳合金在缓慢的冷却时，奥氏体转换为珠光体的温度。 E点是碳在奥氏体中的最大溶解度，也是区分钢和铸铁的分界点，其温度为1147 ，含碳量为2.11%。 S点为共析点，其温度为723 ，含碳量为0.8%。 C点为共晶点其温度为1147 ，含碳量为4.3%。,低碳钢由高温冷却下来的组织变化示意图,现以含碳量为0.2%低碳钢为例： 当液态钢冷却至AC线时，开始凝固，从钢液中生成奥氏体晶核，并不断的长大；当温度下降到AE线时，钢液全部凝固为奥氏体；当温度下降到GS（A3）线时，从奥氏体中开始析出铁素体晶核，并随温度的下降，晶核不断地长大；当温度下降到PSK（A1）线时，剩余未经转变的奥氏体转变为珠光体；从A1下降至室温，其组织委铁素体+珠光体，不再变化。,钢的热处理,将金属加热到一定的温度，并保持一定的时间，然后以一定的冷却速度冷却到室温，这个过程称为热处理。 1.淬火：将钢加热到A1或A3以上3070，在此温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解和合金元素的扩散而形成马氏体组织。提高钢的硬度及耐磨性。 2.回火：淬火后进行回火，可以在保持一定强度的基础上恢复钢的韧性。按回火温度分： 低温回火：（150 250 ）硬度稍有降低，韧性有所提高。 中温回火：（350 450 ）提高弹性极限、屈服强度和较好的塑性。 高温回火：（500 650 ）可消除内应力，降低钢的强度和硬度，提高的塑性和韧性。,3.正火：将钢加热到A3或Acm以上50 70，保温后，在空气中冷却，称为正火。 各项性能都较好，可以细化晶粒，常用来作为最终热处理。对于焊接结构，能改善焊接接头的性能，可消除粗晶组织及组织不均匀等。 4.退火：将钢加热到A3以上或A1左右一定温度，保温一段时间后，随炉缓慢而均匀地冷却，称为退火。 退火可降低硬度，使材料便于切削加工，能消除内应力。 一般采用：600650,焊接工艺基础知识及工艺参数,一.焊接接头的种类和接头的型式 焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头形式有：对接接头、T形接头、角接头及搭接接头。 （一）对接接头：两件表面构成大于或等于135，小于或等于180夹角的接头叫做对接接头。如下图：其削薄长度L3（-1） 不同厚度板材的对接 （a）单面对接 （b）双面对接,较薄板厚度1 25 5 9 9 12 12 允许厚度差（ - 1 ） 1 2 3 4,厚度不同的钢板对接时两板厚度差不得超过上表所示： （二）角接接头 两焊件端面间构成大于30、小于135夹角的接头，叫做交接接头。 这种受力状况不好一般用于不重要的结构件中。 （三）T形接头 一件端面于另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头。如图：,（四）搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，如图： 搭接接头 （a）形坡口 （b）圆孔内塞焊 （c）长孔内角焊 焊接坡口的基本形式与尺寸 1.坡口的形式： 形、V形、U形、Y形、双U形、J形等。 2.坡口的几何尺寸：坡口面、坡口面角度和坡口角度、根部间隙、钝角、根部半径。具体如下图：,坡口几何尺寸 焊接工艺参数：焊接电流、焊接速度、 电弧电压 、线能量等 .,焊接位置种类,焊接位置有平焊、立焊、横焊、仰焊之分。 焊缝角度：即焊缝轴线与水平面之间的夹角。见图：（1） 焊缝转角：焊缝中心线和水平 参照面的Y轴的夹角。见图（2） （1） （2）,焊缝形式及形状尺寸,1.焊缝的结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝五种。 2.焊接的形状尺寸 （1）.焊缝宽度：焊缝表面与母材的交界处叫焊趾焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度。 （2）.余高：超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高。如图所示：,（3）.熔深：在焊接接头横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度。如图所示： （4）.焊缝厚度：在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离。 （5）.焊脚：角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面的最好距离。,（6）.焊缝成形系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上的焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值（=B/H），叫做焊缝成形系数。 该系数值小，则表示焊缝窄而深，这样的焊缝中容易产生气孔和裂纹，所以一般成形系数应该保持一定的数值，如埋弧焊的焊缝成形系数要大于1.3. （7）熔合比：是指熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的比例。,常见各种焊接材料的焊接工艺特点,低合金钢的焊接工艺特点 1. 焊接工艺特点:焊缝热影响区具有不同程度的淬硬倾向,焊接接 头对冷裂纹较敏感. 2. 焊材的选择 一般应选用与母材强度相当的焊接材料.对厚板、拘束度大及冷裂 纹倾向大的焊接结构,应选用低氢型焊接材料,以提高抗裂性能. 奥氏体不锈钢的焊接工艺特点 1. 奥氏体不锈钢特点:膨胀系数大,导热系数小. 2. 奥氏体不锈钢的焊接工艺 1) 控制坡口质量彻底清除焊接区的油污和水份,不得用碳钢丝刷清理坡口及焊缝表面. 2) 选择合适的焊接材料 3) 控制线能量 4) 焊后进行固溶处理,提高接头乃腐蚀性.,异种钢的焊接工艺特点 1. 异种钢的焊接工艺原则 1) 焊接方法的选择:一般生产条件下焊条电弧焊最方便,适应性强. 2.焊接材料选择的基本原则 (1) 在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下,如果不可兼顾焊 缝金属的强度和塑性,应选用塑性较好的焊接材料. (2) 异种钢焊接材料的焊缝金属只要符合两种母材中的一种即认为满足技术要求. (3) 焊接材料应具有良好的工艺性能,焊缝成形美观. (4) 焊接材料应经济、易得.,焊接应力及焊接变形,焊接应力与焊接变形产生原因 1. 焊接应力与焊接变形的基本概念： 焊接应力-焊接过程结束后在结构中留存下来的不能力即消失的内应力,即焊接残余应力. 焊接变形-焊后焊件残留的变形. 2. 焊接应力与焊接变形产生原因： 焊接接头温度梯度大;焊接工件自身刚性大,拘束度大;焊缝区组织存在相变,产生内应力.,1. 焊接变形的种类： 1) 纵向收缩变形、2) 横向收缩变形、3) 角变形、4) 弯曲变形、5) 波浪变形、6) 扭曲变形 7) 错边变形 2. 焊接变形的危害 1) 降低装配质量、2) 增加制造成本、3) 降低结构的承载能力 3.影响焊接变形的因素 1) 焊缝位置、2) 结构的刚性、3) 装配及焊接顺序、4) 焊接线能量、5) 焊缝长度和坡口型式、6) 焊接操作方法(单道焊与多道焊;多层焊时施焊顺序;焊接方向和次序)。 4. 控制焊接变形的措施 1) 焊接结构的合理设计、2) 预留收缩余量法、3) 反变形法、4) 刚性固定法5) 选择合理的装配与焊接顺势、6) 选择合理的焊接方法和规范、7) 锤击法 5. 矫正焊接变形的方法 1) 机械矫形法、2) 火焰矫形法,焊接应力,焊接应力 1. 焊接应力的种类：热应力;拘束应力;组织应力;氢致应力. 2. 焊接应力的危害 1) 引起焊接裂纹、2) 降低疲劳强度、3) 引起低应力破坏、4) 引起结构的几何形状或尺寸改变,影响加工精度和结构的使用性能. 3. 影响焊接应力的因素 1) 焊接结构型式的影响、2) 刚性拘束的影响、3) 板厚及坡口型式影响、4) 焊缝组织相变的影响、5) 焊接工艺参数及线能量的影响、6) 焊接方向影响 4. 减小焊接应力的措施 1) 采用合理的焊接顺序和方向.2) 采用较小的焊接线能量. 3) 采用整体预热法.4) 锤击法.5) 开缓和槽减少应力法.6) 反变形法.7) 采用加热减应区法 5. 消除焊接应力的方法 1) 整体高温回火、2) 局部高温回火、3) 温差拉伸法、4) 机械拉伸法、5) 振动法,焊接缺陷分类： 1. 外部缺陷 1) 焊缝外形尺寸不符合要求.2) 焊瘤.3) 缩沟及根部未焊满.4) 弧坑缩孔.5) 表面气孔6) 表面未焊透.7) 咬边.8) 焊缝根部未熔合.9) 表面裂纹 2. 内部缺陷 1) 气孔.2) 夹渣.3) 金属夹杂.4) 未熔合.5) 未焊透.6) 裂纹.3. 其它焊接缺陷1) 金属过烧或过热.2) 烧穿3) 电弧擦伤4) 飞溅. 焊接缺陷产生的原因和防止措施 1. 外部缺陷 a) 焊缝外形尺寸不符合要求. 产生原因: 焊接坡口尺寸不合适,装配间隙不均匀;焊接规范选择不合适;操作方法不当,焊接速度和摆动不均. 防止措施: 坡口加工应符合设计要求,掌握好装备间隙;选择合适的焊接规范;提高操作者技能,正确运条和掌握焊接速度及焊条角度.,外部缺陷举例： 焊瘤. 产生原因: 焊接电流过大,焊接速度太慢;焊接坡口钝边小,间隙大; 防止措施: 正确摆动焊条,掌握电弧燃烧和熄灭时;仰、立焊时应严格控制焊接熔池温度,不宜过高,电流比手工电弧焊减少 10%15%. c) 弧坑缩孔. 产生原因: 手工焊接时熄弧过快,焊薄板时,焊电流过大;自动焊接时先停机后切断电源的操作工艺; 防止措施: 手工焊接时应在收弧处作短时间停留或作几次环形运条,使焊条金属充分熔化后填满弧坑;正确选用焊接电流和运条方法;利用引弧板,将电弧引出产品焊缝之外,然后熄弧;自动焊时应先停机后切断电源. d) 咬边. 产生原因: 焊接电流大,电弧过长,焊条角度不当及运条过快;自动焊时焊接速度过快或不稳,熔宽变窄;角焊缝焊接时,焊条角度和电弧长度不合适及运条不稳. 防止措施: 正确选择焊接电流,合理地运条;正确选择焊条的角度和稳定的弧长;自动焊时正确选择焊接规范.,内部缺陷 a) 气孔. 产生原因: 1) 焊材受潮,未按要求烘干;2) 焊条药皮变质,脱落,或烘干温度过高;3) 焊件坡口处有水、油、锈等污物,未清理干净;4) 焊接电流过小,焊接速度过快,熔池存在时间短,气体未完全逸出;5) 焊接电流过大,药皮脱落快,空气进入熔池;6) 气焊时火焰温度偏低,焊炬摆动幅度大和运速度过快,焊丝填充不均匀;7) 焊件或焊接材料含碳量过高,焊条或焊剂脱氧能力差;8) 碱性焊条焊接时,电弧过长,保护能力降低. 防止措施: 1) 正确选用合格焊条、焊丝和焊剂,掌握正确烘干规范;2) 应在施焊前清理焊件待焊区油锈水等杂质;3) 应选择焊接规范;4) 气焊时正确选择火焰温度和提高操作技术;5) 对含碳量过高的焊件,应严格按焊接工艺施焊;6) 采用碱性焊条是时,焊接弧长要短,严格控制运条速度和正确选择焊条角度. b) 夹渣. 产生原因: 1) 焊件坡口角度过小,焊接电流过小,熔池凝固速度过快,熔渣来不及浮到熔池表面; 2) 焊条药皮成块脱落后没完全熔化;3) 多层焊或点焊处的熔渣未完全清理干净;4) 气焊时火焰温度不够,焊前焊件清理不干净,熔渣未完全上浮;5) 运条方法不正确,焊条角度不正合适,熔渣与铁水未完全分离,凝固在焊缝中.,防止措施: 1). 正确选择焊接规范,掌握运条技术,2) 采用焊接性能良好的经过正确烘干的焊条;3) 严格清理焊件坡口和多层焊时的层间熔渣;4) 气焊时正确选择中性火焰进行施焊 c) 未熔合. 产生原因: 1) 焊接电流过小,焊接速度过快,熔池冷却速度快;2) 施焊过程中焊条、焊丝偏于一侧坡口,焊接电弧偏吹,使母材或多层焊的前一层熔敷金属未充分熔化;3) 坡口或层间焊缝表面有油、锈和脏物,焊接时产生了夹层. 防止措施: 1) 选择合适的焊接线能量,确保焊透;2) 正确掌握运条速度,提高操作技能;3) 施焊前认真清理焊缝坡口和层间焊缝表面. d) 未焊透. 产生原因:1)焊件坡口角度小,根部间隙过窄或钝边过厚;2)双面焊时背面清根不彻底;3)焊接电流过小,焊速过快. 防止措施:1) 选择合适的坡口尺寸和装配间隙;2) 焊接过程中控制电弧停留时间,合理运条;3) 单面焊时第一道焊缝施焊时选择正确的焊接规范. e) 热裂纹. 产生原因:1) 熔池中存在低熔点共晶;2) 拉应力作用. 防止措施:1) 控制焊缝中有害杂质的含量;2) 对于重要的结构,采用碱性焊条或焊剂;3) 正确选择合适的焊接工艺,采用多层多道焊,控制焊接线能量 4) 降低焊接应力.,f) 冷裂纹 产生原因: 1) 焊缝中淬硬组织;2) 扩散氢的存在和富集;3) 存在较大的焊接拉应力. 防止措施: 1) 选用合格的低氢型焊接材料; 2) 严格控制氢的来源,按规定烘干焊材,随用随取,严格清理坡口附近油锈水; 3) 选择合适的焊接工艺,采取预热,缓冷,后热和焊后热处理,改善组织,去氢和消除焊接应力 4) 改善焊缝金属的性能,加入合金元素以提高焊缝金属的 塑性. 焊接缺陷的危害 1) 引起应力集中 2) 减少设备使用寿命 3) 造成脆断.,我厂使用的主要焊接方法： 焊条电弧焊(SMAW) 氩弧焊（GTAW) CO2气体保护焊(GMAW) 埋弧焊(SAW),焊条电弧焊,1、焊条电弧焊安全技术理论 （1）、了解焊条电弧焊的基本原理和适用范围 （2）、熟练掌握焊条电弧焊的安全特点 （3）、了解焊条的型号及焊条和焊接参数的正确选用方法 （4）、了解焊条电弧焊设备的基本结构和工作原理 （5）、熟练掌握焊条电弧焊的操作规范和安全要求 焊工安全培训_h264-320x240.mp4,焊条电弧焊,电弧(Electric Arc)燃烧，加热熔化母材（Base Metal）和焊条（Covered Electrod） 熔滴(Droplet)的产生和过渡 熔池(Fused Bath)的形成、停留和结晶 药皮(Coating)燃烧、熔化，成为熔渣(Slag)，保护熔池。 熔池和熔渣凝固，形成焊缝和渣壳。,电弧的物理基础及其构造,电弧并不是一般的燃烧现象，实质上，电弧是在一定条件下电荷通过两电极间气体的导电过程，或者说是一种气体放电现象。利用这种气体放电过程，电能转换为热能、机械能和光能。焊接时主要利用热能和机械能来达到焊接金属的目的。 焊条电弧焊最基本的操作是 ：引弧、运条、收尾.,焊接电弧,焊接电弧的产生 焊接电弧的结构 阴极区Negative Polarity Zone：电子供应区。电弧热的36% 阳极区Anode Region：受电子轰击区域。电弧热的43% 弧柱区Arc Colume：电弧热的21%左右。,焊接电弧的引燃过程,引弧过程示意图,焊缝weld bead形成,在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域，即焊缝表面和熔合线所包围的区域。 结晶过程特点 ：冷却速度快，过热，运动状态下结晶，非均质形核 偏析 一次结晶 二次结晶 结晶从熔池底部许多半个晶粒开始垂直底部向中心生长，呈树状枝晶。,组织：铸态组织，粗大柱状晶,焊条的组成及作用 1.焊芯 2. 焊条药皮 作用：1.焊芯起导电和填充焊缝金属的作用，药皮则用于保证焊接顺利进行并使焊缝具有一定的化学成分和力学性质。 2.焊条药皮则提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对溶化金属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素，以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。,电焊条的组成,焊条药皮的作用,1.机械保护作用 气保护 在焊接时，焊条药皮熔化后产生的气体笼罩着电弧区和熔池，基本上吧熔化金属与空气隔绝开来。这些气体中的绝大部分是还原性气体（CO、H2）等，能在电弧区、熔池周围形成一个很好的保护层，防止空气中的氧、氮侵入，起到了保护熔化金属作用。 渣保护 焊接过程中药皮被电弧高温熔化后形成熔渣覆盖熔滴和熔池金属，这样不仅隔绝空气中的氧、氮，保护焊缝金属，而且还能减缓焊缝的冷却速度，促进焊缝金属中气体的排出减少生成气孔的可能性，并能改善焊缝的成形和结晶，起到渣保护作用。 2.冶金作用 通过熔渣与熔化金属冶金反应，出去有害杂质（如氧、氢、硫、磷）和添加有益的合金元素，使焊缝获得合乎要求的机械性能。 3.改善焊接工艺性能 使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣和熔敷效率高等。 在焊接过程中，要保证电弧能正常、稳定地燃烧，除阴极发射电子外，还必须使电弧空间的气体易电离，气体导电性越好，电弧燃烧越稳定。为此，在药皮中加入低电离点位的物质，来提高电弧燃烧的稳定性。,焊条的分类,一.按焊条的用途 ： 二.焊条药皮熔化后的特性 1.低碳钢和低合金钢焊条 1.碱性焊条（CaO等） 2.不锈钢焊条 2.酸性焊（ sio2Fe2O3 ） 3.堆焊焊条 4.低温钢焊条 5.铸铁焊条 6.各种合金钢焊条,焊接参数的选择方法,焊接参数：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类等。 一.焊条直径的选择 主要取决于焊件的厚度、接头形式、焊缝位置及焊缝层次。 焊条直径与焊件厚度的关系 焊件厚度（mm） 2 34 512 12 焊条直径（mm） 2 3.2 45 5,二.焊接电流的选择： 焊接电流随焊缝空间位置不同而不同 I=Kd I焊接电流、K 于焊条直径有关的系数、d 焊条直径（mm） 不同直径时的k值 d（mm） 1.6 22.5 3.2 46 K（mm ） 1525 2030 3040 4050,三.电弧电压的选择：电弧长则电压高、电弧短则电压低。 四.焊接层数的选择：在中、厚板的焊条电弧焊时，往往采用多层焊接。 五.电源种类和极性的选择：是根据焊条的性质和焊接的特点的不同，利用电弧中阳极温度比阴极温度高的特点，选用不同的极性来焊接各种不同的焊件。一般碱性焊条或薄板焊接采用直流反接，而酸性焊条采用正接。,手工电弧焊设备,焊钳的结构示意图,BX3300型弧焊变压器,2、 焊条电弧焊与碳弧气刨实际操作,（1）、熟练操作常用的交流与直流焊条电弧设备和碳弧气刨设备 （2）、能够对焊条电弧焊于与碳弧气刨中有关触电、烧伤、烫伤、中毒、爆炸、及火灾事故采取相应的预防措施。 （3）、熟练操作主要板一板、管一管或管一板等不同接头形式和V形、U形等不同破口形式及平焊、立焊、横焊等不同位置的焊条电弧焊 （4）、熟练操作碳弧气刨（在下接切割中提及） 手工电弧焊的操作技能,2、氩弧焊 （1） 定义：氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊。 （2） 特点： A、焊件不易氧化； B、便于操作，容易实现全位置自动化； C、焊接热影响区小，焊件不易变形； D、焊缝致密，成形美观； E、焊接成本高。 （3） 应用：主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、镁、钛及其合金、耐热钢、不锈钢等。为了防止保护气流破环，氩弧焊只能在室内进行。,手工钨极氩弧焊 在焊接时为保护焊缝不被空气影响，常采用气体和熔渣联合保护。当独使用外加气体来保护电弧及焊缝，并作为电弧介质的电弧焊，称为气体保护焊。 氩弧焊是采用氩气作为保护气体的一种气体保护焊方法。在氩弧焊应用中，根据所采用的电极类型可分为非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两大类。非熔化极氩弧焊又称为钨极氩弧焊，是一种常用的气体保护焊方法。,焊接过程 钨极氩弧焊又称钨极惰性气体保护焊，它是使用纯钨或活化钨电极，以惰性气体氩气作为保护气体的气体保护焊方法，如图4-25所示。钨棒电极只起导电作用不熔化，通电后在钨极和工件间产生电弧。在焊接过程中可以填丝也可以不填丝。填丝时，焊丝应从钨极前方填加。钨极氩弧焊又可分为手工焊和自动焊两种，以手工钨极氩弧焊应用较为广泛。,氩弧焊设备及图解,钨极氩弧焊的特点 钨极氩弧焊的优点是：由于焊缝被保护得好，故焊缝金属纯度高、性能好；焊接时加热集中，所以焊件变形小；电弧稳定性好，在小电流（10A）时电弧也能稳定燃烧。并且，焊接过程很容易实现机械化和自动化。,缺点是：氩气较贵，焊前对焊件的清理要求很严格。同时由于钨极的载流能力有限，焊缝熔深浅，只适合于焊接薄板（ 6mm）和超薄板。为了防止钨极的非正常烧损，避免焊缝产生夹钨的缺陷，不能采用常用的短路引弧法，必须采用特殊的非接触引弧方式。 氩弧焊主要被用来焊接不锈钢与其它合金钢，。同时还可以在无焊药的情况下焊接铝、铝合金、镁合金及薄壁制件。,氩弧焊机安全操作规程,1、氩弧焊机的使用应执行JGJ332001第12.1节、第12.3节、和12.4节的规定。 2、应检查并确认电源、电压符合要求，接地装置安全可靠。 3、应检查并确认气管、水管不受外压和无外漏。 4、应根据材质的性能、尺寸、形状先确定极性，再确定电压、电流和氩气的流量。 5、安装的氩气减压阀、管接头不得沾有油脂。安装后，应进行试验并确认无障碍和漏气。 6、冷却水应保持清洁，水冷型焊机在焊接过程中，冷却水的流量应正常，不得断水施焊。 7、高频引弧的焊机，其高频防护装置应良好，亦可通过降低频率进行防护；不得发生短路，振荡器电源线路中的联锁开关严禁分接。 8、使用氩弧焊时，操作者应戴防毒面罩，钍钨棒的打磨应设有抽风装置，贮存时宜放在铅盒内。钨极粗细应根据焊接厚度确定，更换钨极时，必须切断电源。磨削钨极端头时，操作人员必须戴手套和口罩，磨削下来的粉尘，应及时清除，钍、铈、钨极不得随身携带。 9、焊机作业附近不宜装置有震动的其他机械设备，不得放置易燃、易爆物品。工作场所应有良好的通风措施。 10、氮气瓶和氩气瓶与焊接地点不应靠得太近，并应直立固定放置，不得倒放。 11、焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品。并必须采取防止触电、高空坠落、瓦斯中毒和火灾等事故的安全措施。 12、现场使用的电焊机，应设有防雨、防潮、防晒的机棚，并应装设相应的消防器材。 13、高空焊接或切割时，必须系好安全带，焊接周围和下方应采取防火措施，并应有专人监护。 14、当需施焊受压容器、密封容器、油桶、管道、沾有可燃气体和溶液的工件时，应先消除容器及管道内压力，消除可燃气体和溶液，然后冲洗有毒、有害、易燃物质；对存有残余油脂的容器，应先用蒸汽、碱水冲洗，并打开盖口，确认容器清洗干净后，再灌满清水方可进行焊接。在容器内焊接应采取防止触电、中毒和窒息的措施。焊、割密封容器应留出气孔，必要时与焊件间应绝缘；容器外应设专人监护。严禁在已喷涂过油漆和兼的容器内焊接。 15、对承压状态的压力容器及管道、带电设备、承载结构的受力部位和装有易燃、易爆物品的容器严禁进行焊接和切割。 16、焊接铜、铝、锡等有色金属时，应通风良好，焊接人员应戴防护面罩、呼吸滤清器或采取其他防毒措施。 17、当清除焊缝时，应戴防护眼镜，头部应避开敲击焊渣飞溅方向。 18、雨天不得在露天电焊。在潮湿地带作业时，操作人员应站在铺有绝缘物品的地方，并应穿绝缘鞋。 19、作业后，应切断电源，关闭消耗和气源。焊接人员必须及时脱去工作服，清洗手脸和外露的皮肤。,3、气体保护电弧焊作业,1、气体保护焊的定义： 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。 2、常用的保护气体： 二氧化碳气（ CO2）、氩气（ A r ） 、氦气（He） 及它们的混合气体: CO2+ A r 、 CO2+ A r + He 、 。,3、C02气体保护电弧焊,C02气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条,经送丝轮通过送丝软管送到焊枪,经导电咀导电,在CO2气氛中,与母材之间产生电弧,靠电弧热量进行焊接。 CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射 出来，在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来，从而保护焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。,C02气保焊的特点,与手工焊比：抗风能力差，设备较复杂。,焊接效果,C02气保焊的特点,焊接速度快 单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍,焊接范围广 可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊,焊接质量好 对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小。,引弧性能好 能量集中，引弧容易，连续送丝电弧不中断。,溶深大 熔深是手弧焊的三倍,坡口加工小。,溶敷效率高 手弧焊焊条熔敷效率是60% CO2焊焊丝熔敷效率是90%,5、气体保护电弧焊实际操作,（1）、能够辨识钨极氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、富氩混合气体保护焊所用设备的主要组成部分。 （2）、能够对气体保护电弧焊中有关触电、弧光烧伤、高频损伤及放射性损伤等伤害采取相应的预防措施。 （3）、熟练进行低合金钢板-板及管-管的钨极氩弧焊打底与焊接操作或熟练进行底合金钢板-板及管-管的二氧化碳气体保护焊或富氩混合气体保护焊。,二氧化碳气体保护焊安全操作规程,1、作业前，二氧化碳气体应预热15min。开气时，操作人员必须站在瓶嘴的侧面。 2、作业前，应检查并确认焊丝的进给机构、电线的连接部分、二氧化碳气体的供应系统及冷却水循环系统合乎要求，焊枪冷却水系统不得漏水。 3、二氧化碳气体瓶宜放阴凉处，其最高温度不得超过30，并应放置牢靠，不得靠近热源。 4、二氧化碳气体预热器端的电压，不得大于36V，作业后，应切断电源。 5、焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品。并必须采取防止触电、高空坠落、瓦斯中毒和火灾等事故的安全措施。 6、现场使用的电焊机，应设有防雨、防潮、防晒的机棚，并应装设相应的消防器材。 7、高空焊接或切割时，必须系好安全带，焊接周围和下方应采取防火措施，并应有专人监护。 8、当需施焊受压容器、密封容器、油桶、管道、沾有可燃气体和溶液的工作时，应先消除容器及管道内压力，消除可燃气体和溶液，然后冲洗有毒、有害、易燃物质；对存有残余油脂的容器，应先有蒸汽、碱水冲洗，并打开盖口，确认容器清洗干净后，再灌满清水方可进行焊接。在容器内焊接应采取防止触电、中毒和窒息的措施。焊、割密封容器应留出气孔，必要时在进、出气口处装设通风设备；容器内照明电压不得超过12V，焊工与焊件间应绝缘；容器处应设专人监护。严禁在已喷涂过油漆和塑料的容器内焊接。 9、对承压状态的压力容器及管道、带电设备、承载结构的受力部位和装有易燃、易爆物品的容器严禁进行焊接和切割。 10、焊接铜、铝、锌、锡等有色金属时，应通风良好，焊接人员应戴防毒面罩、呼吸滤清器或采取其他防毒措施。 11、当消除焊缝焊渣时，应戴防护眼镜，头部应避开敲击焊渣飞溅方向。 12、雨天不得在露天电焊。在潮湿地带作业时，操作人员应站在铺有绝缘物品的地方，并应穿绝缘鞋。,4.自动埋弧焊作业,埋弧焊焊接过程示意图 1焊件 2焊剂 3焊剂导管 4焊