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1、1 课 程焊工工艺与技能训练项目单元四 授课日期任务一等离子弧焊 授课班级教学方法讲授、启发、演示、总结相结合教具多媒体投影仪课时14 课时教学目的知识目标：1、掌握等离子弧焊接设备的组成及工作原理。2、了解等离子弧形成的原理和类型。3、掌握等离子弧焊接的基本方法和焊接工艺。能力目标：1、等离子弧的形成及类型2、等离子弧焊接3、等离子弧焊接的基本操作情感目标：激发学生的学习热情，增强学生的自信心。教学重点1、掌握等离子弧焊接设备的组成及工作原理。2、了解等离子弧形成的原理和类型。教 学难点等离子弧焊接的基本操作教 材分析等离子弧焊接是指借助水冷喷嘴对电弧的约束作用，获得较高能量密度的等离子弧进
2、行焊接的方法。它是利用特殊构造的等离子弧焊枪所产生的高达几万摄氏度的高温等离子弧，有效地熔化焊件而实现焊接的过程学情分析授课的对象是中级焊接专业的学生，有一定的专业理论基础知识， 学生由于以前没有接触过实践 , 通过手把手教学生动手操作，克服害怕心理和恐惧心理，建立敢于独立工作的信心和能力，促进他们树立正确的学习观，充分调动学习的积极性，体会学习的快乐。2 教学过程备注任务导入：相关知识：等离子弧焊设备 - 等离子弧焊设备按照焊接电流的大小可分为大电流等离子弧焊设备和微柬等离子弧焊设备。与氩弧焊一样，手工等离子弧焊设备由焊接电源、焊枪、控制电路、气路和水路等部分组成。(1) 焊接电源具有下降或
3、陡降特性的电源均可供等离子弧焊使用。用纯氩气或(Ar93 +127) 混合气体作离子气时，电源空载电压只需要6580 V。若用纯氦气或含氢气量大于7(Ar+H2) 的 t 昆合气体，应选用较高的空载电压电源，并且在等离子弧焊的焊接回路中加入高频振荡器的引燃装置，以便于可靠引弧。常用的LH-一 30 型小电流等离子弧焊机，空载电压为135 v ，额定焊接电流 3()A ，维弧电流 2 A，图片展示提起学生兴趣，使 学 生 对 板 对接 仰 焊 有 个 初步感性认识讲 解 并 模 拟 演示、言语直观启发诱导对 照 挂 图 仔 细讲解3 可焊接焊件厚度 011 mm 。(2) 焊枪等离子弧焊枪比钨极
4、氩弧焊枪复杂。图 274 所示为手工等离子弧焊枪，焊枪中有离子气和保护气各自的通道与相应的气管接口、有传导电流的钨极与相应的夹持装置、有水冷压缩喷嘴与冷却水进和出水接口及保护气罩等。(3) 手工等离子弧焊气路系统比氩弧焊多一条输送离子气流的气路。水路系统与钨极氩弧焊相似。 冷却水由焊枪下部通入， 再由焊枪上部流出， 以保证对喷嘴和钨极的冷却作用。一般进水压力不小于02 MPa 。任务分析：熟悉等离子弧焊接步骤；会使用等离子弧焊机；掌握等离子弧焊的引弧、收弧方法及熔透型等离子弧焊接操作技能。搡作淮备(1) 焊接设备： I 。H一 30 型等离子弧焊机。(2) 氩气瓶及 QI 卜 l 型单级式减压
5、器和LZB型转子流量计各 2 个。(3) 等离子弧焊枪。(4) 铈钨极 (直径 10 Fom)。(5) 焊件：不锈钢板，长宽厚为200 toni 100 mn-t 10 F121ql 。(6) 不锈钢焊丝 ( 直径 10 Fflm) 。操作要领1. 平敷焊1)平敷焊前的准备首先捡查焊机外部接线是否正确，气路、水路和电路系统的接头处连接是否牢固可靠。将电极端部磨成20。60。角，顶端为尖状或稍加磨平。调整电极与喷嘴的同心度： 接通高频振荡回路， 高频火花在电极和喷嘴之间， 呈圆周均匀分布在 7580以上，则同心度最佳。清理不锈钢焊件上的油污。2)选择焊接工艺参数见表230。表 230 熔透型等离
6、子弧焊接工艺参数操作演示， 达到直 观 的 教 学 效果示 范指 导学 生 正 确 进 行焊前清理。示 范指 导学 生 正 确 进 行试 件 组 对 、 定位。4 3)引弧首先打开气路和水路开关，接通焊接电源。 手工操纵等离子弧焊枪， 与焊件的夹角为 75。85。 ，按动启动按钮，接通高频振荡装置及电极与喷嘴的电源回路，非转移弧点燃。接着焊枪对准焊件，转移弧建立，主弧电流形成，保持喷嘴与焊件距离35 眦 n，即可进行等离子弧的焊接。此时维弧( 非转移弧 ) 电路的高频电路自动断开，维弧电流消失。采用熔透型等离子弧焊接时， 可不采用引弧板引弧， 而在焊件上直接引弧。但对于小孔型焊接， 若焊件厚度
7、较大， 需要较大的等离子弧焊接电流，则引弧处容易产生气孑L 和下凹等缺陷，就要考虑在焊件端面安装引弧板( 平板焊件) 。即先在引弧板上做出小孔，然后再过渡到焊件上去。对管子环缝因无法用引弧板，需要采用焊接电流和离子气流量斜率递增控制法在焊件上引弧。即先预通离子气，然后引燃非转移弧，当引燃转移弧时，加大焊接电流，同时递增离子气，对焊件预热片刻之后，并使焊件转动，待形成“小孑L 效应”后进入 IN“ 焊接。4)焊接等离子弧焊接过程的焊丝的送丝方法、焊枪与焊丝与焊件之间的相对位置及操作方法均与钨极氩弧焊相似。5)收弧采用熔透法焊接时， 收弧可在焊件上进行， 但离子气流量和焊接电流应有衰减装置，收弧时
8、适当加入一定量的焊丝填满弧坑，避免产生弧坑缺陷。 采用小孔型焊接厚板时， 应采用引出板使小孑L 闭合在引出板上； 厚壁管子环缝收弧时与引弧时相似， 采取焊接电流和离子气流量斜率递减控制法收弧，逐渐闭合小孑 L。在不锈钢焊件的纵向，预先划出多条平敷焊道轨迹线，进行熔透型等离子弧平敷焊操作练习， 以熟悉等离子弧焊机的操作步骤，掌握等离子弧焊操作方法。集 中指 导学 生 进 行 焊 接工 艺 参 数 的 选择与调整。示范进行焊接操作，纠正不当 的 操 作 姿 势和手法。针 对 差 生进行个别指导。自评 、 小组互评、教师点评5 2. 平对接焊1)接头形式对低碳钢、低合金钢及不锈钢，焊件厚度大于16
9、11112，且小于 S nm 。时，可不开坡口，采用小孔型单面焊一次成形。对于厚度较大的焊件，须开坡口对接焊。 与钨极氩弧焊相比， 应采用较大的钝边和较小的坡口角度( 如 10 IIllTI厚度的焊件，钝边厚度5 mn2 、坡口角度 60。) 。焊件厚度在O 0516 mm之间，通常采用熔透型焊接，常用接头形式为I 形、卷边对接接头、端接接头。本课题不锈钢板厚度为10 n、m ，采用熔透型等离子弧焊接，I 形对接接头， 不留间隙对接焊， 并控制根部间隙不超过板厚的110，不出现错边。焊前将油污清理干净的焊件置于铜垫板上夹紧，如图 2一 80 所示。2)焊接工艺参数见表230。3)焊接焊接时采取
10、左焊法，焊枪与焊件夹角图 280 对接示意图80。左右，焊丝与焊枪的夹角90。左右。焊枪始终对准 l一不锈钢压扳2一焊件 3 一紫铜扳焊件接口，并注意观察焊件的熔透情况，适时、有规律地添加焊丝。 焊枪移动要平稳， 速度要均匀， 喷嘴与焊件距离保持在45mm之间。当焊至焊缝末端时，适当添加焊丝，断开按钮，随电流衰减熄灭电弧。(3) 常见缺陷及产生原因1)咬边咬边是等离子弧焊接中常见的缺陷，特别是3 mm以下的板，不添加焊丝时最容易出现。在装配间隙较大，有明显错边，高位置一边常形成咬边；当焊枪向接口一侧倾斜时， 也会造成一侧咬边； 当离子气流及焊接电流过大时，也会造成咬边，严重时会出现烧穿。2)气
11、孔气孔是等离子弧焊接的主要缺陷，常见于焊缝的根部和管子焊接的首尾焊缝的搭接处。 在焊接电流、电压一定的情况下， 提高焊接速度就会产生气孔，并且随着焊接速度的提高而气孔增多。当焊速达到一定值时，119 小孔效应消失时，甚至产生贯穿焊缝全长的气孔。焊接过程中填充焊丝送给速度太快，电弧电压过高也会产生气孔。重 点 : 试 件 的组 对 及 焊 接 工艺参数的选择带 领 同 学 们 总结6 任务评定：根据评分标准自测和互测找出不足，并总结出好的接线经验。形式：自评、小组互评、教师点评课堂练习：1什么叫等离子弧 ? 2等离子弧有哪几种类型 ?它们有什么不同 ?各适用哪些范围 ? 3等离子弧焊接有几种基本
12、方法?适用范围如何 ? 4什么叫双弧现象 ?如何防止 ? 5等离子弧焊的主要工艺参数有哪些? 6等离子弧焊设备由哪几部分组成? 注意事项(1) 等离子弧焊接和切割空载电压较高，操作者必须防止触电。电源一定要接地，割炬的手把绝缘要可靠，尽可能使工作台与地绝缘，采用自动切割。(2) 等离子弧光及紫外线辐射比较强烈，操作者应注意眼睛和皮肤的保护。(3) 等离子弧焊接和切割过程会逸出大量汽化的金属蒸气、臭氧、氮化物及大量灰尘等，因此工作场地应设置通风设备和抽风的工作台。(4) 等离子弧会产生高强度、高频率的噪声，要求操作者必须戴耳塞，尽可能采用自动切割，设置隔音操作室。(5) 高频振荡器的高频辐射对人体有一定危害，引弧频率以 2060 kHz较为合适，同时割件和焊件应接地可靠，转移弧引燃后， 应保证迅速切断高频振荡器电源。课堂小结：一、检查验收学生工件并点评，指出不足二、总结本次实习任务的完成情况，解决实习中出现的问题。三、针对共性问题，检讨自己的教学方式、方法，下次注意改进。教学后记：焊工工艺与技能训练是一门理论与实践相结合的课程，学生学习积极性较高，因此，教学效果理想，学生对知识的理解情况较好。宜多采用实物和启发式教学。7
