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1、 补充充课程主要内容：程主要内容：弧的基弧的基础学学问焊条条电焊接接电弧弧焊接的特点及操作工接的特点及操作工艺埋弧埋弧焊接方法的特点及操作工接方法的特点及操作工艺CO2焊接方法的特点及操作工接方法的特点及操作工艺钨极极氩弧弧焊接方法的特点及操作工接方法的特点及操作工艺电阻阻焊接方法的特点及操作工接方法的特点及操作工艺1第一章第一章 焊接接电弧的基弧的基础学学问2第一第一节 焊接的本接的本质及分及分类 一、焊接的概念 焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分别的固态物体(工件)产生原子间或分子间结合力而连接成一体的连接方法。常用的方法：加热或加压,或两者并用。34二、二、焊接方法的分接方法的分类焊
2、接方法分接方法分为三大三大类：熔：熔焊、压焊和和钎焊。熔熔焊分分为：焊条条电弧弧焊、埋弧、埋弧焊、氩弧弧焊、CO2焊等；等；压焊分分为：电阻阻焊、摩擦、摩擦焊等；等；钎焊分分为：火焰：火焰钎焊、炉中、炉中钎焊等；等；其次其次节 焊接接电弧弧 一、焊接电弧的产生 电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。气体导电必需具备两个条件：两电极之间有带电粒子；两电极之间有电场。带电粒子在电场作用下运动形成电流，从而使两电极之间的气体空间成为导体，也就形成了电弧。56二、电弧的构成二、电弧的构成 焊接电弧分为三个区：阴极区、阳极区和弧柱焊接电弧分为三个区：阴极区、阳极区和弧
3、柱区。各区温度分布状况如下：区。各区温度分布状况如下：1.弧柱区的温度最高，但热量大部分通过对流的形弧柱区的温度最高，但热量大部分通过对流的形 式流失了式流失了2.阴极区的热量用于对阴极加热，这部分热量可用阴极区的热量用于对阴极加热，这部分热量可用 于加热填充材料或工件于加热填充材料或工件 3.阳极区的热量主要用于加热工件和焊材，阳极和阳极区的热量主要用于加热工件和焊材，阳极和 阴极相比，阳极产热量相对较高阴极相比，阳极产热量相对较高7三、电弧的温度分布三、电弧的温度分布8第三第三节 焊丝的熔化与熔滴的熔化与熔滴过渡渡 一、焊丝的熔化一、焊丝的熔化 电弧焊时，用于加热、电弧焊时，用于加热、熔化
4、焊丝的热源是熔化焊丝的热源是电弧电弧热和电阻热热和电阻热。9二、熔滴二、熔滴过渡的主要形式及特点渡的主要形式及特点 熔化极熔化极电弧弧焊时，熔滴的，熔滴的过渡形式主要有：渡形式主要有：接触接触过渡、自由渡、自由过渡及渣壁渡及渣壁过渡。渡。各种形式又有划分：各种形式又有划分：1接触接触过渡又分渡又分为：短路：短路过渡（主要用于碱性渡（主要用于碱性焊条条 电弧弧焊及及细丝气体气体爱护电弧弧焊）、搭）、搭桥过渡（用渡（用 于非熔化极气体于非熔化极气体爱护焊）；）；102自由自由过过渡又分渡又分为为：滴状：滴状过过渡（弧渡（弧压压高，分高，分为为粗粗 滴和滴和细细滴滴过过渡，粗滴渡，粗滴过过渡渡飞溅飞
5、溅大，大，细细滴滴过过渡适渡适 于于CO2气体气体爱护焊爱护焊接和酸性接和酸性焊焊条条焊焊接和接和铝铝合金合金 熔化极熔化极氩氩弧弧焊焊或大或大电电流流焊焊接或活性气体接或活性气体爱护焊爱护焊 中）、中）、喷喷射射过过渡（适于渡（适于氩氩气或富气或富氩氩气体气体焊焊接厚接厚 板）；板）；3.渣壁渣壁过过渡出渡出现现在在焊焊条条电电弧弧焊焊和埋弧和埋弧焊焊中。中。11其次章 焊条电弧焊12第一第一节 焊条条电弧弧焊的原理及特点的原理及特点一、一、焊条条电弧弧焊的特点的特点操作敏捷；操作敏捷；对接接头的装配要求的装配要求较低；低；可可焊材料广；材料广；生生产率低、率低、劳动强度大；度大；焊接接质量
6、量对焊工的依靠性工的依靠性强；13二二.焊条条电弧弧焊接接过程程14其次其次节 焊条条电弧弧焊的的焊接材料接材料 一、一、焊条条 焊条是由条是由焊芯与芯与药皮皮两部分两部分组成。成。焊 条直径共有条直径共有1.6mm-8mm八种八种规格；格；焊条条 长度度200-600mm之之间。常用的是常用的是3.2mm、4mm、5mm三三 种；种；长度分度分别为350mm、400mm、450mm。15焊条条结构示意构示意图1617二、二、焊条的分条的分类、型号及牌号、型号及牌号1、焊条的型号及牌号条的型号及牌号（以碳钢焊条为例）型号：E 50 1 5（J507）表示焊条药皮为低氢型，适用直流反接焊接 表示
7、焊条适用于全位置焊接(0、1全位置；2平焊及平角焊；4立向下焊)表示熔敷金属的抗拉强度最小值为 50kgf/mm2(490MPa)表示焊条按主要成份划分的按主要成份划分的药皮皮类型：型：药皮类型药皮主要成份（质量分数）钛型氧化钛35%钛钙型氧化钛30%以上，碳酸盐20%以下钛铁矿型钛铁矿30%氧化铁型多量氧化铁和较多锰铁脱氧剂纤维素型有机物15%低氢型含钙、镁的碳酸盐和相当量的萤石石墨型多量石墨盐基型氯盐和氟盐182、焊焊条的分条的分类类 生生产产中常用碳中常用碳钢焊钢焊条有条有钛钙钛钙型与低型与低氢氢型两种。型两种。（1）钛钙钛钙型型焊焊条（条（E4303 E5003）又称又称为为酸性酸性焊
8、焊条。条。特点：特点：电电弧弧稳稳定、可交直流两用；脱渣定、可交直流两用；脱渣简洁简洁，飞溅飞溅少，有害气体少，适用于全位置少，有害气体少，适用于全位置焊焊。力学性能。力学性能和抗裂和抗裂实实力力较较差。差。用前用前1502001-2h烘干。烘干。19（2）低）低氢型型焊条（条（E5015 E5016）又称又称为碱性碱性焊条。条。特点：特点：焊缝的力学性能及抗裂的力学性能及抗裂实力均力均优于酸于酸性性焊条；但工条；但工艺性能性能较差，必需用直流差，必需用直流电源；源；飞溅大，脱渣大，脱渣难。用前用前3004001-2h烘干。烘干。203、焊焊条的条的选选用原用原则则考考虑虑工件的物理、力学性能
9、和化学成分。工件的物理、力学性能和化学成分。考考虑虑工件的工作条件和运用性能。工件的工作条件和运用性能。考考虑虑改善改善焊焊接工接工艺艺。考考虑经济虑经济性。性。考考虑虑效率。效率。考考虑虑工件的困工件的困难难程度、程度、刚刚度大小、度大小、焊焊接坡接坡 口制口制备备和和焊焊接部位等。接部位等。21第三第三节 焊缝形式与形式与焊缝分分类一、接头形式 焊条电弧焊用于结构工程的连接形 式是困难多样的。按零部件的特征分为板状连接、管状连接、管板连接三种；按施焊位置分为平焊、立焊、横 焊和仰焊四种；22焊工位置23二、坡口二、坡口 坡口是依据坡口是依据设计或工或工艺须要，在工件待要，在工件待焊部位加工
10、成确定的几何形部位加工成确定的几何形态并并经装配后构装配后构成的沟槽。成的沟槽。开坡口的目的：开坡口的目的：保保证电弧能深化到弧能深化到焊缝根部使其根部使其焊透；透；获得良好的得良好的焊缝成形以及便于清渣；成形以及便于清渣；调整整焊缝金属的化学成份；金属的化学成份；24 坡口的形式主要有以下几种：坡口的形式主要有以下几种：I I形坡口、形坡口、V V形坡口、形坡口、X X形坡口、形坡口、U U形坡口、双形坡口、双U U形坡口、形坡口、K K形坡口、形坡口、Y Y形坡口等形坡口等。2526第四第四节 焊条条电弧弧焊工工艺参数及参数及选择 焊条条电弧弧焊的的焊接工接工艺参数通常包括：参数通常包括：
11、焊条直径、条直径、焊接接电流、流、电弧弧电压、焊接速度、接速度、电源种源种类和极性、和极性、焊接接层数等。数等。27一、一、焊条直径条直径 焊条直径是指条直径是指焊芯直径。它是保芯直径。它是保证焊接接质量和效率的重要因素。量和效率的重要因素。焊条直径一般依据条直径一般依据工件厚度工件厚度选择。同。同时还要考要考虑接接头形式、施形式、施焊位置和位置和焊接接层数，数，对于重要于重要结构构还要考要考虑焊接接热输入的要求，在一般状况下，入的要求，在一般状况下，焊条直条直径与工件厚度之径与工件厚度之间关系的参考数据，如下表关系的参考数据，如下表所示。所示。28焊条直径与工件厚度之条直径与工件厚度之间的关
12、系如下的关系如下:焊件厚度/mm234-56-1213焊条直径/mm23.23.2-44-54-629二、二、焊接接设备电源种源种类和极性的和极性的选择 用沟通用沟通电焊接接时，电弧弧稳定性差。定性差。接受直流接受直流电焊接，接，电弧弧稳定、柔定、柔顺、飞溅少。但少。但电弧磁偏吹弧磁偏吹较沟通沟通严峻。峻。低低氢型型焊条条稳弧性差，必需接受直流弧弧性差，必需接受直流弧焊电源。源。用小用小电流流焊接薄板接薄板时，也常用直流弧，也常用直流弧焊电源，因源，因为引弧比引弧比较简洁，电弧比弧比较稳定。定。3031 低低氢型型焊条用直流条用直流电焊接接时，一般，一般要用要用反接反接，因，因为反接的反接的电
13、弧比正接弧比正接稳定定。焊接薄板接薄板时，焊接接电流小，流小，电弧不弧不稳，因，因此此焊接薄板接薄板时，不，不论用碱性用碱性焊条条还是用酸是用酸性性焊条，都条，都选用直流反接。用直流反接。32表：表：焊接接电流和流和焊条直径的关系条直径的关系焊条直径/mm1.62.02.53.2456焊接电流/A25-4040-6550-80100-130160-210200-270260-30033三、三、焊接接电流的流的选择 选择焊接接电流流时，应依据依据焊条条类型、型、焊条直径、工件厚度、接条直径、工件厚度、接头型式、型式、焊接位置和接位置和层数等因素数等因素综合考合考虑。四、四、焊缝层数的数的选择 在
14、工件厚度在工件厚度较大大时，往往，往往须要要进行多行多层焊。焊接接层数主要依据数主要依据钢板厚度、板厚度、焊条直径、条直径、坡口型式和装配坡口型式和装配间隙等来确定，可作如下近隙等来确定，可作如下近似估算：似估算：n=/d 式中：式中：n为焊接接层数；数；为工件厚度（毫米）；工件厚度（毫米）；d为焊条直径（毫米）。条直径（毫米）。3435五、五、电弧弧电压与与焊接速度的限制接速度的限制 焊条条电弧弧焊的的电弧弧电压主要由主要由电弧弧长度度来确定：来确定：电弧弧长度越大，度越大，电弧弧电压越高，越高，电弧弧长度越短，度越短，电弧弧电压越低。在越低。在焊接接过程中，程中，应尽量运用短弧尽量运用短弧
15、焊接。接。留意：留意：1.焊接接电流主要影响流主要影响焊缝的深度和余高的深度和余高 2.电弧弧电压主要影响的是主要影响的是焊缝的的宽度和余高度和余高36手工焊小车间37三峡水轮叶片合作焊接38锅炉膜氏壁3940鸟巢水立方建巢水立方建设41第三章 埋 弧 焊第一第一节 埋弧埋弧焊的原理及特点的原理及特点 埋弧埋弧焊焊是目前广泛运用的一种生是目前广泛运用的一种生产产效率效率较较高的机械化高的机械化焊焊接方法。它与接方法。它与焊焊条条电电弧弧焊焊相比，相比，虽虽然敏捷性差一些，但然敏捷性差一些，但焊焊接接质质量好、效率高、成本低，量好、效率高、成本低，劳动劳动条件条件好。好。42一、埋弧一、埋弧焊的
16、的焊接接过程程43二、埋弧二、埋弧焊的特点的特点1、埋弧埋弧焊的主要的主要优点点 焊接生接生产率高率高焊缝质量好量好焊接成本接成本较低低劳动条件好条件好442、埋弧、埋弧焊的主要缺点的主要缺点（1）难以在空以在空间位置施位置施焊（2）对焊件装配件装配质量要求高量要求高（3）不适合）不适合焊接薄板和短接薄板和短焊缝45三、埋弧三、埋弧焊的分的分类及及应用范用范围 1、分类、分类462、应用用 a.焊缝类型和型和焊件厚度件厚度 凡是凡是焊缝可以保持在水平位置、或可以保持在水平位置、或倾 斜度不大的工件，不管是斜度不大的工件，不管是对接、角接和接、角接和 搭接接搭接接头，都可以用埋弧都可以用埋弧焊焊
17、接，如平接，如平 板的拼接板的拼接缝、圆筒形工件的筒形工件的纵缝和和环缝、各种各种焊接接结构中的角构中的角缝和搭接和搭接缝等。等。47埋弧埋弧焊筒体筒体环缝48封封头与筒体与筒体环焊缝4950埋弧埋弧焊钢板拼接板拼接埋弧埋弧焊堆堆焊5152埋弧埋弧焊现场焊接接53多多丝埋弧埋弧焊54a.埋弧埋弧焊可可焊接的工件厚度范接的工件厚度范围很大。很大。除了厚度在除了厚度在5mm以下的工件由于容以下的工件由于容易易烧穿，埋弧穿，埋弧焊用得不多外，用得不多外，较厚的工件厚的工件都适于用埋弧都适于用埋弧焊焊接。接。b.焊接材料种接材料种类 目前，埋弧目前，埋弧焊焊接的最大厚度已达接的最大厚度已达650mm。
18、55适宜适宜焊接接:碳素碳素结构构钢、低合金、低合金结构构钢、不、不锈钢、耐、耐热钢以及某些有色金属。以及某些有色金属。此外，埋弧此外，埋弧焊还可在基体金属表可在基体金属表面堆面堆焊耐磨或耐腐耐磨或耐腐蚀的合金的合金层。56 不适宜不适宜焊焊接：接：铸铁铸铁因不能承受高因不能承受高热输热输入量引起的入量引起的热应热应力，一般不能用埋弧力，一般不能用埋弧焊焊焊焊接。接。铝铝、镁镁及其合金因没有适用的及其合金因没有适用的焊剂焊剂，目，目前前还还不能运用埋弧不能运用埋弧焊焊焊焊接。接。铅铅、锌锌等低熔点金属材料也不适合用埋等低熔点金属材料也不适合用埋弧弧焊焊焊焊接。接。57其次其次节 埋弧埋弧焊的的
19、焊接材料接材料一、一、焊丝 在在选择埋弧埋弧焊用用焊丝时，最主要的是考，最主要的是考虑焊丝中中锰和硅和硅的含量。的含量。常用常用焊丝有有H08A、H08MnA、H10Mn2；焊丝直径有直径有2.0、3.2、4.0、5.0和和6.0mm五种。五种。58二、二、焊剂 作用：作用：爱护、限制、限制焊缝金属化学成分，金属化学成分，保保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂金属的力学性能，防止气孔、裂纹和和夹渣等缺陷的渣等缺陷的产生。生。59 焊剂分分为三三类：熔熔练焊剂、烧结焊剂和粘和粘结 焊剂。HJ123 HJ-熔熔练焊剂 1-焊剂中氧化中氧化锰的含量的含量 2-焊剂中二氧化硅、氟化中二氧化硅、氟化钙含
20、量含量 3-同一同一类型的不同型的不同编号号例：例：HJ431-高高锰高硅低氟型高硅低氟型焊剂60三、三、焊剂和和焊丝的的选用与用与协作作 焊剂和和焊丝的正确的正确选用及二者之用及二者之间的合理的合理协作，是作，是获得得优质焊缝的关的关键，也，也是埋弧是埋弧焊工工艺过程的重要程的重要环节。所以必需。所以必需按工件的成分、性能和要求，正确、合理按工件的成分、性能和要求，正确、合理地地选配配焊剂和和焊丝。61 在焊接低碳钢和强度等级较低的合金钢时，选配焊剂和焊丝通常以满足力学性能要求为主，使焊缝强度达到与母材等强度，同时要满足其它力学性能指标要求。如：用高锰高硅焊剂（如HJ430、HJ431）协作
21、低碳钢焊丝（如 H08A）或含锰焊丝（如H08MnA）；焊接低碳钢和低合金钢。62 用无用无锰锰高硅或低高硅或低锰锰中硅中硅焊剂焊剂（如（如HJ130、HJ250）协协作高作高锰焊丝锰焊丝（如（如H10Mn2）。）。焊焊接低合金高接低合金高强强度度钢时钢时，除要使，除要使焊缝焊缝与母材等与母材等强强外，要特殊留意提高外，要特殊留意提高焊缝焊缝的塑的塑性和性和韧韧性，一般性，一般选选用中用中锰锰中硅或低中硅或低锰锰中硅中硅焊剂焊剂（如（如HJ350、HJ250）协协作相作相应钢应钢种种焊焊丝丝。63第三第三节 埋弧埋弧焊工工艺一、埋弧一、埋弧焊的的焊前准前准备 埋弧埋弧焊的的焊前准前准备包括工件
22、的坡口包括工件的坡口加工、工件的清理与装配、加工、工件的清理与装配、焊丝表面清理表面清理及及焊剂烘干、烘干、焊机机检查与与调整等工作。整等工作。这些准些准备工作与工作与焊接接质量的好坏有着特量的好坏有着特别密密切的关系，所以必需切的关系，所以必需细致完成。致完成。64 1、坡口的、坡口的选择与加工与加工 当工件厚度当工件厚度为 1024mm时，多，多为“Y”形坡口；形坡口；厚度厚度为 2460mm时，可开，可开“X”形坡口；形坡口；对一些要求高的厚大工件的重要一些要求高的厚大工件的重要焊缝，如如锅炉汽包等炉汽包等压力容器，一般多开力容器，一般多开“U”形坡口。形坡口。65 2、工件的清理与装配
23、、工件的清理与装配 工件装配前，需将坡口及旁工件装配前，需将坡口及旁边边区域区域表面上的表面上的锈蚀锈蚀、油、油污污、氧化物、水分等清、氧化物、水分等清理干理干净净。工件装配。工件装配时时必需保必需保证证接接缝间缝间隙均隙均匀，凹凸平整不匀，凹凸平整不错边错边，特殊是在，特殊是在单单面面焊焊双双面成形的埋弧面成形的埋弧焊焊中更中更应严应严格限制。格限制。66 二、埋弧二、埋弧焊的的焊接工接工艺 1.对直缝的工件装配，须在接缝两端对直缝的工件装配，须在接缝两端加装加装引弧板和引出板引弧板和引出板。1-引弧板引弧板 2-焊件焊件 3-焊接试板焊接试板 4-引出板引出板 672.焊丝焊丝表面清理与表
24、面清理与焊剂焊剂烘干烘干 一般一般焊剂须焊剂须在在250温度下烘干，并保温温度下烘干，并保温1-2h。限用直流限用直流焊焊接的接的焊剂焊剂运用前必需运用前必需经经350-400 烘干，并保温烘干，并保温2h，烘干后，烘干后应马应马上运用。上运用。68气压式自重式焊剂垫bh焊剂铜衬垫焊剂铜衬垫临时工艺衬垫临时工艺衬垫3.船形焊船形焊 焊丝处于竖直位置，焊丝处于竖直位置，熔池处于水平位置，最有熔池处于水平位置，最有利于焊缝成形，不易产生利于焊缝成形，不易产生咬边或满溢等缺陷。而且咬边或满溢等缺陷。而且可通过调整工件的倾斜角可通过调整工件的倾斜角度来限制腹板和翼板的焊度来限制腹板和翼板的焊脚尺寸，要
25、求焊脚相等时，脚尺寸，要求焊脚相等时，两个工件与垂直位置成两个工件与垂直位置成45。船形焊工艺方案船形焊工艺方案4.环缝的焊接环缝的焊接锅炉及压力容器上的与封头间的对接环缝筒节锅炉及压力容器上的与封头间的对接环缝筒节与筒节以及筒节。焊接时焊头固定，通过筒体在滚与筒节以及筒节。焊接时焊头固定，通过筒体在滚轮架上转动来完成整条焊缝的焊接。一般接受双面轮架上转动来完成整条焊缝的焊接。一般接受双面焊。焊。74外外环缝埋弧埋弧焊焊丝偏移位置示意偏移位置示意图75思索思索题1.上网上网查查5-10个厂家的手弧个厂家的手弧电电弧弧焊焊焊焊机型号机型号（沟通、直流留意（沟通、直流留意电电流范流范围围）、埋弧）、埋弧焊焊机机型号等参数及型号等参数及应应用范用范围围。班。班级为单级为单位完成。位完成。要求以表格形式呈要求以表格形式呈现现。2.依据所依据所选设备选设备，完成材料，完成材料为为Q235B，板，板规规格格100050010mm，板，板-板板对对接手工接手工焊焊、埋弧、埋弧焊焊焊焊接工接工艺艺参数参数选择选择。76