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1、焊接常用工具介绍,主讲 张保太,一、学习内容 认识常用焊接工具、 常用工具使用 二、学习目的： 通过本章学习能够了解和正确使用焊接工具 能够正确按照自己视力选择遮挡电弧光面具和遮挡弧光玻璃的深浅。 能够正确掌握手工电动工具的安全使用。 能够正确掌握焊枪、焊钳的安装方法与技巧,课题二.焊接常用工具介绍,三、遮挡电弧光面具 在电弧焊接时会产生一种强烈的电弧光,这种电弧光将会使人体的皮肤和眼睛造成极大的伤害,严重时会患皮炎及电光性眼炎,为了有效防止电弧光对人体伤害,在焊接前必须准备好适合自己眼睛视力的遮光面具,用来减弱弧光强度，吸收大部分红外线和紫外线，焊接时，操作者可通过遮光面具上的黑色光学玻璃，
2、清楚地观察熔池情况，正确掌握和控制焊接过程。,选择黑色光学玻璃的色号很重要，颜色太黑时看不清熔池，眼睛容易产生疲劳；颜色太浅时，长时间工作对眼睛的视力会造成极大的伤害。遮光面具可分为头盔式和手握式两种形式。如图11所示,黑玻璃的选择,黑玻璃的号数：1-14 一般按焊接电流选择:,四、清除焊缝渣核的敲锤渣 电焊条是由钢芯和药皮两部分组成，钢芯与工件熔化后组成焊缝金属，药皮熔化后形成渣核覆盖在焊缝金属的表面上，为了检查焊缝质量，发现焊接缺陷，必须使用焊接专用的焊缝敲渣锤，清除焊缝表面渣核。如图12所示,五、夹持工件长柄铁钳焊接工件是在高温状态下完成的，工件本身存在着较高的温度。在反转工件和调整工作
3、位置时，为了有有效的防止烫伤事故的发生，必须使用长柄铁钳夹持工件。如 图13所示 六、平光护目镜,七、清除工件表面污物的钢丝刷 焊接工件质量的优劣是与焊接前的工件清理有着密切的关系，工件表面清理的干净，焊接质量优不宜出现焊接缺陷，反之工件表面有油，铁锈等污物存在将会使焊接质量下降，甚至会出现裂纹。为了保证焊接质量在焊接前必须要把工件表面清理干净，用于清理工件表面钢丝刷是不可缺少的必备工具。如图15所示,八、用于打磨焊缝的角向磨光机角向磨光机是一种小型电动砂轮，电动磨头可用来打磨工件上的氧化物及修整破口和焊缝接头处的缺陷。根据砂轮片直径大小不同可分为100毫米，125毫米，150毫米，180毫米
4、等四种型号。角向磨光机的转速很高，操作时应戴好防护手套和护目镜，打磨时注意火花飞向，在火花飞出方向处严禁站人。更换砂轮片时必须拔掉电源插头，砂轮片与转动轴必须锁紧以免在磨削时砂轮片松动飞出伤人。常用角磨机外型如图16所示,九、焊钳及地线夹手工电弧焊接时，为了保证操作人员的人身安全,必须使用符合国家安全要求的专用电焊钳及地线夹。安装焊钳时，电焊钳与电缆线必须紧固无松动现象，以免电阻质增加造成焊钳温度生高影响正常操作。根据焊钳能够承载电流的大小，可分为150A，300A，500A等型号。如图17所示 。,敲渣防护镜,焊缝检测尺,天津中德职业技术学院,焊接缺陷的种类很多，按照GB641786金属熔化
5、焊焊缝缺陷分类及说明将金属熔化焊焊接缺陷分为6类：,裂纹,孔穴 ,固体夹杂物,未熔合 未焊透,焊缝外观形状缺陷和其它缺陷,天津中德职业技术学院,天津中德职业技术学院,外部缺陷位于焊缝表面，用肉眼或低倍放大镜就可以看到。如焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔等。 内部缺陷位于焊缝内部，这类缺陷用破坏性检验或无损探伤法来发现。,按照缺陷存在部位不同分为内部和外部,天津中德职业技术学院,裂纹 在焊接接头局部地区，因焊接应力和其他致脆因素的作用下，金属原子核间结合力遭到存坏，形成新的界面产生的缝隙，叫焊接裂纹。焊接裂纹是一种危害性最大的缺陷，除降低焊接接头强度外，还因裂纹端头的尖锐缺口，易引
6、起应力集中，焊件承载后，将不断扩展，以致整体断裂。是一种不允许存在的缺陷，一旦发现，无论其尺寸大小，必须彻底消除 裂纹按其生成的原因，可分为热裂纹、再热裂纹和冷裂纹（延迟裂纹）3种。,天津中德职业技术学院,裂纹,裂纹,天津中德职业技术学院,1、热裂纹 液态金属从结晶开始到A3线温度范围内，产生的裂纹，叫热裂纹。 （1）产生的部位及特征。大多发生在焊缝中，有时也出现在热影响区内，常见的有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、孤坑裂纹、 热影响区裂纹和夹杂物引起的裂纹，发生的部位及特征。在显微镜下观察，这类裂纹沿晶界开裂，断面上大多有明显氧化色彩，一般为灰蓝色。,天津中德职业技术学院,1、热裂纹 （2）
7、产生的原因。焊接时，溶池的冷却速度很快，在结晶过程中存在着偏析现象，偏析出的物质多为低熔点共晶物，焊缝金属大部分已凝固，在晶界间形成“液体间层”，削弱了晶粒间的结合力，在拉应力的作用下，柱状晶体空隙增大，低熔点共晶物又不能填充空隙，就产生了热裂纹。如没有低熔点共晶物的存在，或数量很少时，则晶粒间结合比较牢固，虽有拉应力的作用，也不会产生裂纹。 （3）防止措施。热裂纹的产生与低熔点共晶物的分布和拉应力有关，防止热裂纹要从这两方面采取相应措施。 （A）限制易生产代熔点共晶物的有害杂质的含量，特别是尽量减少硫、磷和碳的含量。 （D）改善焊缝金属组织，细化晶粒，减少或分散偏析程度，降低低熔点共晶特的有
8、害影响。 （C）选用碱性焊条，加强脱硫、磷能力，以减少焊缝中杂质的含量。 （ D ）控制焊缝形状，尽量采用成形系数较大的焊缝或采用多层多道焊法，避免偏析物聚集在焊缝中心部位。 （E ）焊前预热，减小冷却速度，降低应力。 （ F ）焊接收尾处填满弧坑，减少孤坑裂纹。 （ H）选择合理的焊接顺序和焊接方向，减小焊接应力。,天津中德职业技术学院,2、再热裂纹 结构焊接完毕后，焊件在一定温度范围内再次加热（消除应力处理或焊接接头反复加热等）产生的裂纹， （1）产生的部位及特征:起源于受热影响的粗晶区和焊根部位，具有晶间断裂的特征。 （2）产生的原因目前有两种说法：（ a）焊接接头再次加热后，由第一次热
9、过程所形成的过饱和固熔碳化物再次被析出， 即析出沉淀碳化物，造成晶内强化，使滑移应变集中于原奥氏体晶界。当晶界的塑性应变 能力不足以承受松驰应力过程所产生的应变时，则产生再热裂纹。（b ）焊接接头在焊后热处理中，易使钢脆化的元素集结在晶界上，削弱了晶界的结合力，产生再热裂纹。再热裂纹在550650摄氏度的温度区间最敏感。 （3）防止措施 （ a）减小热影响区的过程倾向，细化奥氏体晶粒尺寸。 （ b） 选用合适的焊接材料，提高金属在消除应力处理温度时的塑性，以提高承担松驰应变的能力。 （ c）提高预热温度，焊后采取冷方法 ，且焊缝外形应圆滑规整，以减小焊接残余应力和应力集中。 （ d）采用正确的
10、热处理规范和工艺，尽量不在热敏感区停留过长。,天津中德职业技术学院,3、冷裂纹 焊接接头冷却过程中，温度在200摄氏度以下直到地室温产生的裂纹，叫冷裂纹。由于常在焊后一段时间发生，也叫延迟裂纹。 （1）产生的部位及特征。主要有焊根裂纹、焊道下裂纹和焊趾裂纹等3种。多发生在易淬硬钢中，低碳钢和奥氏体钢中极为少见。 （2）产生的原因:焊缝在结晶的过程中，氢含量不能逸出，聚集在熔合线附近热影响区中，如母材的淬硬倾向大，在冷却速度又较快的条件下，热影响区易形成脆而硬的马氏体组织，加上焊接时存在残余应力，这一个因素（氢、淬硬组织、应力）共同作用下，产生冷裂纹。在不同情况下，三个因素中必有一个是主要的，如
11、低碳低合金高强钢，虽有高的淬透性，但对氢的敏感性不大，当含氢量达到一定值时，才会产生淬硬性，而冷裂纹的主要原因是氢。在中碳低合金钢，具有高的淬硬性，而淬硬组织有高的氢脆敏感性，则淬硬组织是形成冷裂纹的原因。焊根和焊趾处的冷裂纹，则是应力因素所致。 （3）防止措施 （a）选用低氢型焊条，焊前严格按规定进行烘干，随用随取，焊件应仔细清理，去除油、锈和水气，减少氢的来源和渠道。 （b）选择合理的焊接规范 及线能量 ，如焊前预热、控制层间温度、增加焊接层、道数量缓冷等，减缓冷却速度，改善焊道及热影响区组织状态。 （c）焊后及时热处理，如不能及时热处理，焊后就立即作消氢处理，以免延迟裂纹的发生。 （d）
12、采用合理的焊接顺序和焊接方向，改善焊件的应力状态。,天津中德职业技术学院,（a）未熔合。在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间完全熔化结合的部分称为未熔合，常出现在坡口的侧壁、多层焊的层间及焊缝的根部。这种缺陷有时间 隙很大，与熔渣难以区别。有时虽然结合紧密但未熔合，往往从未熔合区未端产生微裂纹。,（b）未焊透。焊接时，母材金属之间应该熔合而未焊上的部分称为未焊透。常出现在单面焊的坡口根部及双面焊的坡口钝边，未焊透会造成较大的应力集中，往往从其末端产生裂纹。根部单边坡口未熔化应称为焊趾未熔合，而非未焊透。未焊透和未熔合的产生原因和防止措施基本相近,二、未熔合与未焊透 两母材之间、焊道之间
13、或母材与焊道之间出现的未熔化现象，叫未熔合或未焊透。 1、产生的部位及特征 产生的部位一般为根部、焊层间和坡口边缘等3种 未熔合和未焊透是有区别是：,天津中德职业技术学院,.未焊透 指母材与焊缝金属之间，或焊缝金属中的局部未熔合现象。未焊透使焊缝强度降低，容易引起裂纹，使构件破坏。在焊缝中不允许存在，必须铲除，重新补焊。,3、防止措施（1）焊件表面应清理干净，焊条应严格烘干，送还和气体来源。（2）采用短弧焊接，使熔池得到良好的保护。（3）选择合适的焊接规范，控制好熔池温度减低冷却速度，使气体易于从熔池中逸出。（4）正确地运用焊接操作工艺，为气体从熔池中逸出创造有利条件。（5）采取特殊工艺措施，
14、如焊前预热，焊后缓冷等。（6）氩弧焊时，注意氩气保护效果。,天津中德职业技术学院,2、产生的原因（a)选用焊接规范过小，如坡口角度过小，间隙过窄，钝边过大，焊接电流过小，电弧过长等。(b)操作方法不当，如运条速度过快，焊条角度不正确，电弧偏吹，焊条摆幅不当等。(c)焊件和焊道清理不净，存有杂物，影响熔合。3、防止措施(a)正确选择对口规范，注意坡口两侧及焊层间熔渣和污物的清理。(b)正确选择焊接电流和电弧长度。(c)运条时，焊接速度不应过快，注意焊条角度的调整，焊条摆动轨迹正常，两端应停留，使焊缝熔合良好。,天津中德职业技术学院,三、夹渣焊缝金属中，含有非金属夹杂物或熔渣，叫夹渣。产生的部位及
15、特征夹渣有非金属夹杂物和熔渣两类。非金属夹杂物主要有氧化物，氮化物，硫化物等，熔渣指焊接过程中，焊条熔化后，药皮形成的熔渣，另外，还有金属夹杂物，如氩弧焊时的钨金属夹杂物。夹渣在焊缝金属中以不规则的形状存在着，其端部往往呈尖锐状，故不仅会降低焊缝强度，而且会引起应力集中，甚至发展成裂纹。焊缝中存在“夹钨”还容易引起脆性。,天津中德职业技术学院,内部夹渣,内部夹渣,天津中德职业技术学院,2、产生的原因(a)坡口角度过小，焊接电流过小，运条不当，熔池不能充分搅拌，熔渣没有足够时间浮出熔池表面而残留焊缝中。(b)前层焊缝清理不干净，焊接后层时，滞留在焊缝中。(c)氩弧焊时，钨极与熔池短路接触，钨极烧
16、损形成夹钨。3、防止措施(a)正确选择焊接规范，适当增加线能量，防止焊缝冷却过快，改善熔渣浮出熔池条件。(b)改进坡口设计，利于清除坡口面及焊层间的熔渣。(c)提高焊接技术水平，正确有规则地运条，搅拌熔池，促使铁水与熔渣的分离。,天津中德职业技术学院,四、气孔焊缝金属中具有一定形状的孔洞性缺陷，叫气孔。1、产生的部位及特征气孔是最常见的缺陷，根据形状有圆球形，条形，针形，根据特征分有单个气孔，连续气孔和密集气孔，根据存在部位分有表面气孔和内部气孔。气孔减小了焊缝的有效截面，降低焊缝的机械性能，贯穿状气孔还破坏了焊缝的致密性。形成气孔的主要气体是氢气，一氧化碳和氮气等。,天津中德职业技术学院,2、产生的原因焊接过程中，焊缝金属吸收了过多的气体，冷却时，气体在金属中的溶解度下降，集聚形成气泡，由于受到焊缝金属结晶的阻碍，气泡无法上浮和逸出，残留在焊缝中形成气孔。手工电弧焊时，形成气孔的主要原因是：（1）焊接电弧过长，焊件清理不干净，焊条受潮等，增大了气体侵入熔池机会。（2）焊接电流过小，焊接速度过快，影响气体从熔池中逸出。（3）熔池温度过高，产生沸腾现象，气体不能从熔池中排除。,
