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1、南阳技师学院南阳市高级技工学校校企合作教材焊接与技能训练 目 录第一章 焊接材料第1节 电弧焊焊条第2节 埋弧焊用焊接材料第3节 钨极氩弧焊焊接材料第4节 气焊焊接材料第二章 焊接设备及工具第1节弧焊电源第2节焊条电弧焊设备和器具第3节埋弧自动焊设备第4节手工钨极氩弧焊设备第5节气焊设备第三章 钢材基本知识第1节钢的性能第2节钢材基本知识第3节钢的热处理第四章 常用焊接方法第1节常用焊接方法的基本原理及特点第2节焊接电弧第3节气焊火焰第五章 焊接工艺和常用钢材的焊接 第1节坡口制备和焊前准备第2节焊接工艺参数第3节焊接操作技术第4节预热和后热及焊后热处理第5节低碳钢的焊接工艺特点及典型工艺第6
2、节低合金钢的焊接工艺特点及典型工艺第7节奥氏体不锈钢的焊接工艺特点及典型工艺第8节异种钢的焊接工艺特点第六章 焊接应力与焊接变形第1节焊接应力与焊接变形产生原因第2节焊接变形第3节焊接应力第七章 焊接缺陷第1节焊接缺陷分类第2节焊接缺陷产生原因和防止措施第3节焊接缺陷的危害第4节焊接缺陷的返修第八章 焊接质量控制与焊接质量检验第1节焊接质量控制第2节常用的焊接检验方法第3节常用无损检测方法第九章 焊接接头形式与焊缝代号第1节焊接接头形式及标注方法第2节焊缝代号表示方法第十章 焊接安全生产教材内容第一章 焊接材料$1-1 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
3、、磷,套筒保护作用。由矿物,铁合金,有机物,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？列举十个型号？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
4、份、油污的敏感性大,易生成气孔;多用直流电源。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
5、3 表示焊条药皮为钛钙型,可用交流或直流正反接。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
6、材选取焊条.2) 等成分:焊缝金属的成分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.$1-2 埋弧焊用焊接材料1. 焊剂的作用1) 气、渣保护作用2) 渗合金作用3) 成型作用4) 稳弧作用2. 焊剂的分类通常按制造方法分为熔炼焊剂、烧结焊剂、陶质焊剂3. 焊剂的型号表示举例: HJ403-H08A 表示这种焊剂采用 H08A 焊丝按 GB/T5293所规定的焊接工艺参数焊接试板,其试样状态为焊态时焊缝金属的抗拉强度为 410550 Mpa,屈服强度不小于 330 Mpa,伸长率不小于22%,在-30时冲击值不小于 27J。4. 焊
7、剂牌号1) 熔炼焊剂HJ431X: HJ 表示熔炼焊剂, 4 表示焊剂高锰型, 3 表示焊剂为高硅低氟型, 1 表示牌号编号为 1, X 表示焊剂粒度为1460细颗粒.2) 烧结焊剂SJ501: SJ 表示埋弧焊用烧结焊剂, 5 表示焊剂渣系为铝钛型,01 表示牌号编号为 01。5. 焊丝埋弧焊用焊丝分为实心焊丝和药芯焊丝6. 焊丝的牌号H08Mn2SiA: H-焊接用实心焊丝, 08-含碳量约为 0.08%,Mn2-含锰量约为 2%, Si-含硅量小于等于 1%, A-优质品,硫和磷含量不大于 0.03%.7. 焊丝的规格0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 2.0,
8、2.5, 3.0, 3.2, 4.0,5.0, 6.0, 6.5, 7.0, 8.0, 9.0-8.各种规格焊丝的使用的电流范围1.6: 115500A 2.0: 125600A 2.5:150700A3.0:2001000A 4.0:3401100A 5.0:4001300A$1-3 钨极氩弧焊焊接材料1. 钨极氩弧焊焊接材料有钨电极,氩气,焊丝.2. 常用电极材料种类有纯钨极,钍(Th)钨极, (Ce)钨极三种:牌号 W1,W2;WTh-10,WTh-15;WCe-20;3. 氩气的特点和焊接对氩气的要求一种惰性气体,无色,无味,在高温下不分解,比重比空气重,导热率低,使电弧稳定燃烧,纯度
9、要求 99.99%。$1-4 气焊焊接材料1. 工业用氧要求分为两级: 一级纯度不低于 99.2%, 二级纯度不低于 98.5%, 要求高时用一级纯度氧气. 标准 3863-1995 工业用氧。2. 乙炔气特点无色无味,工业用乙炔含 PH3,H2S 而具刺激性气味,能溶于水和丙酮,可燃性气体,与氧气混合燃烧火焰温度为 30003300,具有爆炸危险, 标准 GB6819-1996 溶解乙炔。3. 气焊焊剂牌号有 CJ101-不锈钢 CJ201-铸铁 CJ301-铜及合金CJ401-铝及合金第二章 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
10、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)BX1-300 B-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)ZXE5-315 Z-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 315A3)MZE-630 M-埋弧焊机, Z-自动焊, E-交直流, 630-表示额定焊接电流为 630A4)ZX7-400 Z-弧焊整流器, X-表示下降特性, 7-变频式 400-表示额定焊接电
11、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/A 100 15.9 41.8 23265 20.5 54 300 35 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
12、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
13、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
14、,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.4. 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 500A 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
15、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.$2-3 埋弧自动焊设备1. 埋弧自动焊机的分类1) 按用途分为通用和专用两种2) 按焊接电弧自动调节方法分为等速送丝式和均匀调节式.3) 按行走机构形式分为小车式、门架式和悬臂式三种.4) 按焊丝数目分为单丝、双丝和多丝焊机.
