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1、焊工培训教材 第一章 焊接所受到的危害及其防护1.触电 安全电压为36V 在容器内焊接时，由于湿度大、易出汗，电阻下降、安全电压为12V人体电阻为8001000，当触电电流超过20mA时，就可能灼伤。触电从左手到右脚通过的电流最多，因此操作电器开关时最好用右手。措施：及时检查电线是有破损、带电焊手套操作，穿防触电的劳保鞋（禁止穿布鞋）。2.弧光辐射有紫外线、红外线、可见光线紫外线过强容易导致皮肤灼伤、头痛、头晕，容易使人的电光性眼炎。眼睛受到强烈的红外线辐射，会立即感到眼睛被灼伤和灼疼，有流眼泪的症状，需要休息直至症状消失。强烈可见光线(比正常承受的强度大约大1万倍）可使眼睛有暂时性失明，眼睛
2、会疼痛闪光弹！措施：带平光眼镜，通明眼睛可以有效过滤紫外线，防止电光性眼炎的发生。穿长袖工作服，防止紫外线对皮肤的灼伤。尽量避免直视焊接点，最好用焊接防护罩。3.金属烟尘焊接时，在电弧的高温作业下，由于金属元素的蒸发、药皮或焊剂中所加各种铁合金元素的蒸发与氧化物的分解与扩散，在焊接周围区域产生大量的烟尘。吸入人体后会带来尘肺、锰中毒以及焊工金属热等多种病症。我们车间的二氧化碳保护焊的焊丝材料为H08Mn2SiA ，表面有镀铜，元素中含锰。电焊焊接由于有电焊条的弧光反射较强，药皮产生的烟尘较多，产生的氧化物复杂，对人体的伤害较大，一定要使用采用护罩（防止紫外线、红外线的照射），且一定要带口罩。措
3、施：焊接的时候一定要戴着口罩4.有毒气体在高功率焊接电弧高温和强烈紫外线作用下，电弧区域周围会产生多种有毒气体。特别在焊接厚铁板及长时间缝焊时，例如氩弧焊。要保持焊接区域的通风，特别是在密闭容器中焊接时。5. 高频电磁场钨极氩弧焊常采用高频震荡器来引弧，这时在焊接周围便会产生高频电磁场。（手机）措施：对焊接场所屏蔽，焊接电缆用铜质编织软线套住，满足焊接要求的前提下，降低感应电流。6、放射性元素钨极氩弧焊使用的钍钨棒电极中的钍，是天然放射性元素。措施：尽量不要接触钍钨棒电极7、噪声第二章 电弧焊焊条1. 焊条药皮的作用、组成稳弧,造气保护,造渣保护,脱氧、去硫、磷,套筒保护作用矿物,铁合金,有机
4、物,水玻璃等四类物质组成,按各自作用分为稳弧剂,造渣剂,造气剂,脱氧剂,合金剂,稀渣剂和粘结剂.2. 常用焊条的类型有哪些？列举几个型号.钛钙型,高钙钾型,高纤维钠型,低氢钠型,低氢钾型.E4303 E4313 E5003 ,E4315 E4316 E5015 E50163. 按熔渣成分将焊条分为哪两类,各自的特点.焊条熔渣酸碱度可分为酸性焊条和碱性焊条.熔渣以碱性氧化物和氟化钙为主的焊条称为碱性焊条.如:低氢钾型,低氢钠型和铁粉低氢型焊条.其它涂料类型的焊条均属酸性焊条.碱性焊条的熔敷金属塑性和韧性高,扩散氢含量低,抗裂性强;焊接工艺性能差,对铁锈、水份、油污的敏感性大,易生成气孔;多用直流
5、电源.酸性焊条中含大量的酸性氧化物,对铁锈不敏感,工艺性能好,焊缝成形好;焊缝金属的冲击韧性低,抗裂性差;多用交流电源.4. 焊条型号表示GB/T5117-1995 碳钢焊条 中规定 E-碳钢焊条型号;前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值,单位为 Mpa;第三位数字表示焊条的焊接位置:0 和 1 表示焊条适用于全位置焊接,2 表示焊条适用于平焊或平角焊,4 表示焊条适用于向下立焊; 第三位和第四位数字组时表示焊接电流种类及药皮类型; 举例:E4303-E 表示焊条 ,43 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为420Mpa, 0 表示适合全位置焊接, 0 和 3 表示焊条药皮为钛钙型,可用交流或直流
6、正反接.E5015-E 表示焊条,50 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为 490Mpa, 1 表示焊条适用于全位置焊接, 1 和 5 表示药皮类型为低氢钠型,可用直流反接焊接.5. 焊条牌号J*: J 表示结构钢焊条, 前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值, 第三位表示药皮类型和焊接电源种类, 举例:J507- J 表示结构钢焊条, 50 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为 490 Mpa(50kgf/mm2), 7 表示低氢钠型,可用直流反接焊接.6. 焊条的选用原则1) 等强性:对结构钢按钢材的强度等级选用.同种钢按等强度原则,异种金属按强度较低一侧的钢材选取焊条.2) 等成分:焊缝金属的成分
7、符合或接近母材的化学成分.3) 等抗腐蚀性: 对于不锈钢,熔敷金属抗腐蚀性不低于母材,机械性能与母材相当.第三章 焊接设备及工具2-1 弧焊电源1. 弧焊电源种类按电流种类分为三种类型:交流弧焊电源,直流弧焊电源,脉冲弧焊电源.2. 电焊机型号弧焊发电机-A, 弧焊整流器-Z 弧焊变压器-B埋弧焊机-M TIG 焊机-W MIG/MAG 焊机-N举例:1)BX1-300B-弧焊变压器, X-表示下降特性, 1-表示动铁芯系列产品, 300-表示额定焊接电流为 300A.2)ZXE5-315Z-弧焊整流器, X-表示下降特性, E-交直流两用电源5-晶闸管式整流系列, 315-表示额定焊接电流为
8、 315A3)MZE-630M-埋弧焊机, Z-自动焊, E-交直流,630-表示额定焊接电流为 630A4)ZX7-400Z-弧焊整流器, X-表示下降特性, 7-变频式400-表示额定焊接电流为 400A3. 弧焊电源的主要参数有 初级电压、电流、功率、相数、次级空载电压和工作电压、额定焊接电流、焊接电流调节范围和负载持续率等举例:BX3-300初级电压 380V 次级空载电压 75V/60V相数 1 频率 50HZ焊接电流调节范围 40400A 负载持续率 60%负载持续率 % 容量(KV.A) 初级电流/A 次级电流/A100 15.9 41.8 23265 20.5 54 30035
9、 27.5 72 400负载持续率-等于工作周期中弧焊电源有负载的时间所占的百分数.表达式为: =(t/T)100%式中:-负载持续率t-工作周期中弧焊电源有负载的时间,minT-工作周期,min4.弧焊电源的选择1) 根据焊接电流种类选择有交流、直流、和脉冲三种弧焊电源基本形式. 常见的直流电源有弧焊变压器和弧焊整流器两种.2)根据焊接工艺方法来选择如手工电弧焊, 埋弧焊, 氩弧焊等电源3)根据弧焊电源功率选择如额定焊接电流4)根据工作条件选择如工作场地电源情况.5)对照产品样本和国家标准进行选择5. 弧焊电源的使用注意事项1)使用前必须按产品说明书和 GB/T8118 标准对弧焊电源进行检
10、查,了解基本原理.2) 焊接前仔细检查弧焊电源各部分接线是否正确,各部分接头要拧紧3)焊接电源进入电网后,不许随便移动.若须移动应在断电后进行.4)焊接过程中不得打开机壳,否则会导致焊机风冷效果降低或异物进入壳内发生短路,损坏设备.5)机内要保持清洁,应定期吹净灰尘和检修.6)空载时注意观察机内冷却风扇是否正常鼓风,如有异常立即排除.7)弧焊电源必须在规定的电流调节范围内及响应负载持续率下工作.8)使用弧焊整流器时要注意元件的保护和冷却,避免振动和撞击.9)要建立相应的管理制度.10)焊接设备应放在避雨、通风良好地点使用和保管.2-2 焊条电弧焊设备和器具1. 逆变式弧焊电源可分为晶闸管式、晶
11、体管式、场效应管式三种类型多为直流电源.2. 脉冲弧焊电源可分为1) 单相整流式脉冲弧焊电源,2) 磁放大器式脉冲弧焊电源,3) 晶闸管式脉冲弧焊电源,4) 晶体管式脉冲弧焊电源,5) 逆变器式脉冲弧焊电源.3. 脉冲弧焊电源的适用范围可用于焊条电弧焊、气体保护焊、等离子弧焊等焊接方法; 除使用于碳钢、低合金钢材料外,特别适用于高合金或稀有金属的焊接;对全位置自动焊、管道自动焊、单面焊双面成型和封底焊工艺具有独特的优越性.2.焊条电弧焊工具1) 电焊钳作用是夹持焊条和传导焊接电流.应具有良好的导电性能、不易发热、重量轻、夹持焊条牢固及更换焊条方便等性能.按许用电流分常用焊钳有 300A 和 5
12、00A 两种规格.2) 焊接电缆作用是传导焊接电流.对焊接电缆要求是: 足够的电缆截面积; 柔软性好,易弯曲;绝缘性好.常用型号有 YHH 型电焊橡皮套电缆和 YHHR 特软电缆两种.焊接电缆长度应根据需要选定,一般不大于 20 米.3) 面罩及护目玻璃作用:面罩用来保护焊工面部及颈部免受强烈弧光辐射及金属飞溅的灼伤; 护目玻璃用来减弱弧光强度,吸收大部分红外线和紫外线.分类和规格:面罩分为手持式和头戴式; 护目玻璃按色号分为 78, 910, 1112 三个色号,规格尺寸是 2*50*107 4) 辅助用具清渣锤、钢丝刷、扁铲、挫刀、角向磨光机、风铲、焊条保温筒和焊缝尺寸测量器等.第四章 钢
13、材基本知识1. 钢材分类1) 按化学成分分类分为碳素钢和合金钢两类. 碳素钢按含碳量分为低碳钢(C%0.25%)、中碳钢(C%0.25%0.60%)、高碳钢(C%0.60%); 合金钢按合金含量分为低合金钢(5%)、中合金钢(5%10%)、高合金钢(10%)2) 按冶炼方法分分为转炉钢、平炉钢和电炉钢3) 按品质分分为普通钢、优质钢和高级优质钢.4) 按用途分结构钢、工具钢、特殊性能钢和专业用钢2. 钢的牌号1) 碳素钢普通碳素钢 Q235-AF; Q-屈服强度符号, 235-屈服强度值 235Mpa,A-质量等级为 A, F-沸腾钢.其它 Q235-B, Q235-C优质碳素钢20A 20-
14、平均含碳量为 0.20% A-优质碳素结构钢其它 20R, 10, 20HP 20G, 20g, 20DR.2) 合金钢低合金钢16Mn: 16-平均含碳量 0.16% Mn- Mn 的含量为小于1.5%其他 16MnR 16MnDR 15Mn 15CrMo不锈钢和耐热钢0Cr18Ni9Ti 00Cr19Ni11 1Cr13 2Cr13 1Cr170-含碳量为 0.1% 00-含碳量为 0.03% 其它元素含量表示方法同低合金钢3. 钢的成型方法轧制成型, 锻制成型, 冷拔成型, 铸造成型等4.钢材外形尺寸按厚度分薄板(小于4.0), 中板(4.525), 厚板(2660),特厚板(大于 60
15、 )常见厚度规格有 1, 2, 2.5, 3, 4, 4.5, 5, 6, 8, 10 等5.管材分为无缝管、焊接管、螺旋焊接管、异型管无缝管规格(外径)有 25, 32, 45, 63, 89, 108, 133, 159,等, 表示方法为外径*厚度6.型材分为圆钢, 方钢, 角钢, 工字钢, 异型钢等7.钢材中常见缺陷有裂纹, 折叠, 夹渣, 分层, 发纹,等第五章 常用焊接方法及特点1. 常用焊接方法 有焊条电弧焊,埋弧焊, 钨极氩弧焊, 气焊等2. 焊条电弧焊基本原理和特点通常是指采用药皮焊条的手工焊接方法,是利用在焊条和工件之间产生的电弧热量熔化焊条和母材,形成连接被焊工件的焊接接头
16、.优点有(1)设备简单,(2)工艺灵活,适合各种位置焊接,(3)适用于各种钢材,(4)容易控制形状复杂的工件的焊接变形.缺点有(1)生产效率低,(2)焊条利用率低,(3)焊后除渣费时,(4)焊接质量受焊工操作水平影响大.3. 埋弧焊基本原理和特点埋弧焊是利用在焊剂下光焊丝和工件之间形成的电弧热量熔化焊丝、焊剂和母材金属形成焊缝的过程.优点有(1)熔敷率高,(2)焊缝质量优良美观,(3)自动化程度高,无弧光,改善焊工的劳动条件,(4)焊丝利用率高,节约焊材,(5)生产效率高.缺点有(1)设备贵,(2)只适应平焊位置,(3)焊缝跟踪有困难,(4)装配要求高.4. 钨极氩弧焊钨极氩弧焊是利用氩气作为
17、保护气,以钨极作电极的气体保护方法,利用钨极和工件之间形成电弧熔化母材和填充金属形成焊接熔池,完成焊件的焊接.优点有(1)可用来焊接几乎所有的金属和合金,(2)特别适用于薄板的焊接,(3)特别适用于打底时实现单面焊双面成形.缺点有(1)不宜用于厚板焊接,（）成本高，质量要求高时采用气焊气焊是利用气体火焰作为热源将两个工件的接头熔化，并加入填充焊丝形成熔池，凝固后形成焊接接头优点有（）设备简单，特别适应野外无电源处，（）温度好控制，（）用于需预热和缓冷的材料缺点有（）热影响区宽，焊接变形大，（）焊缝性能差，（）生产效率低，（）不易实现自动化第六章 焊接工艺1.焊接接头和坡口形式 接头类型有：对接
18、接头、T形和十字接头、搭接接头、角接头（最好采用不会引起应力集中的凹度角焊缝）、端接接头。 坡口形式有：I形坡口（厚度6mm以下）、V形坡口（6-40mm）、X坡口（12-60mm）、U形坡口（20-60mm）、双U形坡口（40-60mm). 相对接的两个焊接工件（除搭接接头），最近的部分要保持12mm的空隙，以使其金属填充材料能够焊透。 在高端焊接零件是要对上述焊接接口工艺及坡口进行选择，并规定其工艺参数，以得到符合焊接要求。2、两种重要的焊接接头的外观质量要求 对接接头焊缝外观要求： 1).在焊缝全长上的焊缝宽度均匀一致，余高平整均匀，焊条电弧焊平焊的余高为03mm 2).焊缝表面不允许有
19、气孔和裂缝 3).焊缝两侧无飞溅物 4).焊缝表面焊波均匀，焊缝两侧咬边深度小于0.5mm，咬边总长不超过设计要求 5).焊缝接头处不应有明显的凹凸现象，焊缝表面无明显的焊瘤 6).多层多道焊缝焊接时，每道焊缝表面的焊波应保持均匀（焊接各道焊缝时焊接的速度保持不变） 7).焊缝的不直度要在规定的范围内角焊缝外观质量要求 1.焊脚尺寸大小均匀一致，焊脚边缘无明显的焊缝边线不齐现象 2.焊脚尺寸满足设计要求，无明显的凹陷 3.有密封要求的角焊缝表面不允许存在气孔 4.角焊缝的咬边深度小于0.5mm，咬边长度应在设计要求内 5.角焊缝表面不允许存在裂纹 6.立角焊焊缝表面不应有明显的焊瘤 7.多层多
20、道焊接时，焊缝叠加表面平整均匀 8.角焊缝两侧无飞溅残留4.焊接接头的缺陷分析 焊接的通常缺陷有焊缝尺寸不符合要求、咬边、烧穿、焊瘤、夹渣、未焊透、气孔和裂纹等 1）焊缝尺寸不符合要求 焊缝表面形状高低不平，焊缝余高过高或过低。焊缝宽度不匀，有的部位焊缝太宽，有的部位太窄。此中缺陷造成焊缝不美观，而且容易引起应力集中，影响结构的安全使用。 要熟练的掌握焊接操作技术，焊接速度要均匀。是反应一个焊接操作工技术水平的最有力现象。2）、咬边 由于焊接参数选择不正确，或操作方法不正确沿着焊趾的母材部位产生的沟壑或凹槽。 3）、烧穿 焊接过程中由于电流选择过高、温度过高或者操作速度过慢导致母材溶化金属从坡
21、口背面流出。 4）、焊瘤 熔化金属熔敷在未熔化的基本金属上所形成的金属瘤，成为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝外观，而且下面经常有未焊透的缺陷，易造成应力集中。 焊接功率过大和焊接速度过慢容易引起焊瘤 5）、夹渣 焊渣残留于焊缝金属中的现象成为夹渣。夹渣会很容易引起应力集中，往往导致裂纹的产生。工件未清除干净，焊条或焊丝与母材的倾斜角度不合理，溶化金属液流动性差，金属溶液凝固速度快，熔渣来不及浮出。 6.未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。 7.气孔 焊接熔池中的气体在焊缝金属凝固是未能来得及逸出，而残留在焊缝金属中所形成的空穴称为气孔。 母材表面有铁屑、油污、油漆等杂质，焊丝或焊条选择不
22、当。适当的放慢焊接速度可以有效的使熔池中充分的逸出。8.裂纹 由于焊接时焊接应力的原因容易产生焊接裂纹。4.焊接位置焊接位置分为：平焊、立焊、横焊、仰焊平焊是指焊缝在脚下立焊是指焊缝与地面大体垂直横焊是指焊缝在脚面与头部之间，与地面大体平行仰焊是指焊缝在头部之上，焊接时人要躺着或者抬起头来焊，焊仰焊时，要特别注意防止身上的防火措施，用一些石棉布盖在身上。1.什么叫焊接? 答：两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接.2.什么叫电弧？答：由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象叫电弧。1按电流种类可分为：交流电
23、弧、直流电弧和脉冲电弧。2按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。3按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。3.什么叫母材？答：被焊接的金属-叫做母材。4.什么叫熔滴？答： 焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴-叫做熔滴。5.什么叫熔池？答：熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分-叫做熔池。6.什么叫焊缝？答：焊接后焊件中所形成的结合部分。7.什么叫焊缝金属？答：由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。8.什么叫保护气体？答：焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的?-保护气体。9.什么叫焊接技术？答：各种焊
24、接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称叫焊接技术。10.什么叫焊接工艺？它有哪些内容？答：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。焊接工艺1.什么叫焊接条件？它有哪些内容？答：焊接时周围的条件，包括：母材材质、板厚、坡口形状、接头形式、拘束状态、环境温度及湿度、清洁度以及根据上述诸因素而确定的焊丝（或焊条）种类及直径、焊接电流、电压、焊接速度、焊接顺序、熔敷方法、运枪（或运条）方法等。2.什么叫焊接接头？基本形式有几种？答：用焊接方法连接的接头。焊接接头包括焊缝、熔合
25、区和热影响区三部分。接头基本形式有：对接、角接、搭接和T型接等。3.什么叫熔深？答：在焊接接头横截面上，母材熔化的深度。4.什么叫焊接位置？有几种形式？ 答：熔焊时，焊件接缝所处的空间位置。有平焊、立焊、横焊和仰焊等形式。5.什么叫向下立焊和向上立焊？答：1立焊时，电弧自上向下进行的焊接叫向下立焊。如：纤维素焊条向下立焊；CO2向下立焊等。2立焊时，电弧自下向上进行的焊接叫向上立焊。6.什么叫焊接结构？答：用焊接方法连接的钢结构称为焊接结构。7.为什么对焊件要开坡口？ 答：坡口-根据设计或工艺要求，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状，经装配后形成的沟槽。为了将焊件截面熔透并减少熔合比；常用的坡
26、口形式有：I、V、Y、X、U、K、J型等。8.为什么对某些材料焊前要预热？答：为了减缓焊件焊后的冷却速度，防止产生冷裂纹。9.为什么对某些焊接构件焊后要热处理？答：为了消除焊接残余应力和改善焊接接头的组织和性能。10.为什么焊前要制订焊接工艺规程？答：保证焊接质量依靠五大控制环节：人、机、料、法、环。人焊工的操作技能和经验机焊接设备的高性能和稳定性料焊接材料的高质量法正确的焊接工艺规程及标准化作业环良好的焊接作业环境 焊前依据焊接试验和焊接工艺评定，制订的焊接工艺规程是“法规”，是保证焊接质量的重要因素。11.为什么焊前要对母材表面处理加工？答：焊件坡口及表面如果有油（油漆）、水、锈等杂质，熔
27、入焊缝中会产生气孔、夹杂、夹渣、裂纹等缺陷，给焊接接头带来危害和隐患。12.什么叫焊接电流？答：焊接时，流经焊接回路的电流，一般用安培（A）表示。13.什么叫电弧电压？答：电弧两端（两电极）之间的电压降，一般用伏特（V）表示。14.什么叫焊接速度？答：单位时间内完成焊缝的长度，一般用厘米/分钟（cm/min）表示。碳钢及普通低合金钢的焊接1.什么是碳素钢？常用的有哪几种？答：碳素钢也叫碳钢。常用焊接的有低碳钢（含C0.25%）和中碳钢（含C=0.25%-0.60%）；优质碳素结构钢（08、10、15、20、25、30、35、40、45）2.为什么叫普通低合金钢？它们是如何分类的？答：在普通低合
28、金钢中，除碳以外，还含有少量其他元素，如：锰、硅、钒、钼、钛、铝、铌、铜、硼、磷、稀土等，性能发生变化，得到比一般碳钢更优良的性能，如：高强度钢、耐蚀钢、低温钢、耐热钢等。3.什么是金属材料的机械性能？答：强度、硬度、朔性、韧性、耐疲劳和蠕变性能等。4.什么是钢材的工艺性能？答：钢材承受各种冷热加工的能力，如：可切削性、可锻性、可铸性和可焊接性等。5.什么是金属的焊接性？答：在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括两方面的内容：一是接合性能，又称工艺可焊性；二是使用性能，又称使用可焊性。6.为什么低合金高强钢会出现裂纹？有哪些影响因素？答：随含碳量和合金元素的增加，产生冷裂纹的敏感性增加。产生冷裂纹的三要素是：1焊接接头中产生淬硬的马氏体组织2焊接接头中扩散氢H含量高3焊接接头中有较高的残余应力