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1、焊工基础知识培训手册第一章 焊接过程基本理论及分类焊接是通过加热或加压，或两者兼用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法叫做焊接。 焊接是一种生产不可拆卸的结构的工艺方法。随着近代科学技术的发展，焊接已发展成为一门独立的科学，焊接不仅可以解决各种钢材的连接，还可以解决铝、铜等有色金属及钛等特种金属材料的连接，因而已广泛用于国民经济的各个领域，如机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。据统计，每年仅需要进行焊接加工之后、使用的钢材就占钢材总产量的55%左右。可见焊接技术应用的前景是很广阔的。一、焊接分类焊接时的工艺特点和母材金
2、属所处的状态，可以把焊接方法分成熔焊、压焊和钎焊三类，金属焊接的分类如下： 1.熔焊：焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力的焊接方法，称为熔焊。熔焊是目前应用最广泛的焊接方法。最常用的有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊及手工钨极氩弧焊弧焊等。2.压焊：焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加热的焊接方法，称为压焊。压焊两种形式：（1）被焊金属的接触部位加热至塑性状态，或局部熔化状态，然后加一定的压力，使金属原子间相互结合形成焊接接头，如电阻焊、摩擦焊等。（2）加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力引起的塑性变形，原子相互接近，从而获得牢固的压挤接头，如冷压焊、超
3、声波焊、爆炸焊等。3.钎焊：采用熔点比母材低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用毛细作用使液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，连接焊件的方法，称为钎焊。钎焊分为如下两种：（1）软钎焊 用熔点低于4500C的钎料（铅、锡合金为主）进行焊接，接头强度较低。（2）硬钎焊 用熔点高于4500C的钎焊（铜、银、镍合金为主）进行焊接，接头强度较高。二、常用熔焊方法1.焊条电弧焊 用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，称为手工焊条电弧焊，简称手弧焊。2埋弧焊 电弧在焊剂层下燃烧，利用电气和机械装置控制送丝和移动电弧的焊接方法，称为埋弧焊。3气体保护焊 是用外
4、加气体作为电弧介质，并保护电弧、金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法。在生产中常用的外加气体有氩气、氦气、二氧化碳气、氩加二氧化碳和氧的混合气体，氩和二氧化碳的混合气体等，分为熔化极和非熔化极两种。三、焊接电弧1焊接电弧产生 电弧是由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。不同的焊接方法其引燃电弧的方法不同，引弧方法主要如下两点：（1）接触短路引弧法这种引弧方法包括两个过程：首先是将焊条或焊丝与焊件接触短路，利用短路产生高温；其次，是在短路以后讯速地将焊条或焊丝拉开，这时在焊条或焊丝端部与焊件表面之间立即产生一个电压，而产生焊接电弧
5、。在熔化极电弧焊中，手工电弧焊、埋弧自动焊和熔化极气体保护焊都采用接触短路引弧法。（2）高频高压引弧法这种方法用于钨极氩弧焊中，在钨极和焊件之间留有25mm的间隙，然后加上20003000V的空载电压，利用高电压直接将空气击穿，引燃电弧。由于高压电对人身有危险，通常将其频率提高到150-260KHZ，利用高频电强烈的集肤效应，对人身不会造成危害。2焊接电弧的极性及其应用（1）焊接电弧的极性当采用直流弧焊电源时，焊接电弧极性有正接和反接两种。正接直流电弧焊时，焊件接电源输出端的正极，电极接电源输出端负极的接线法，称为直流正接法。反接直流电弧焊时，焊件接电源输出端的负极，电极接电源输出端正极的接线
6、法，称为直流反接法。注：直流电弧的极性是以焊件为基准的，焊件接正极为正接，焊件接负极为反接。（2）焊接电源极性的应用手工电弧焊中，对于酸性焊条来说，可采用交流也可采用直流。采用直流电源时，焊接厚板一般采用正接。因为阳极区温度比阴极区高，可以获得较大的熔深；焊接薄板时，采用直流反接，对防止烧穿有利；堆焊时，采用反接其目的是增加焊条的熔化速度，减少母材的熔深，有利于降低母材对堆焊层的稀释。对于碱性焊条（低氢钠型焊条）采用直流反接，电弧燃烧稳定，飞溅少，而且焊接时声音较平静均匀。钨极氩弧焊，一般都采用直流正接，电弧比较稳定，钨极寿命长；采用反接时，钨极因过热而损失严重，使用寿命短。熔化极气体保护焊均
7、采用直流反接，电弧稳定，焊丝熔化速度快熔敷效率高。埋弧焊均采用直流反接，熔深大。四、接头形式和焊接位置1.接头形式焊接接头的基本形式有四种：对接接头、搭接接头、T形接头和角接接头，接头形式如下图。 a） b） c） d） 对接接头 b）角接接头 c）搭接接头 d）T形接头2焊接位置 熔焊时，焊件接缝所处的空间位置，叫焊接位置。焊接位置有，平焊、立焊、横焊、仰焊、船形焊、向上立焊、向下立焊、倾斜焊、上坡焊、下坡焊、全位置焊接。五、焊接缺陷1.咬边 由于焊接工艺参数选择不正确，或操作工艺不正确，在沿着焊趾的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷，称为咬边。产生的原因 主要是电弧热量太高，既焊接电流太大，以及
8、运条速度不当所造成。在角焊时，经常由于焊条角度或电弧长度不适当而造成。埋弧焊时，往往是由于焊接速度过高而产生的。防止措施 选择正确的焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，保持运条均匀。在角焊时，焊条要采用合适的角度和保持电弧长度。埋弧焊时，应正确地选择焊接工艺参数。2气孔 焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留在焊缝中所形成的空穴，称为气孔。3.未焊透 焊接时，焊接接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透。产生原因 坡口角度过小、间隙过小或钝边过大；焊接电流太小；焊接速度过快；电弧电压偏低；焊（或焊丝）可焊性不好；清根不彻底。预防措施 正确选用加工坡口尺寸，保证必须的装配间隙，正确选用焊接电流
9、和焊接速度，认真操作，仔细清理层间或母材边缘的氧化物和熔渣等。4未熔合 熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分，称为未熔合。未熔合主要产生在焊缝侧面及焊道层间，故又可分为边缘未熔合及层间未熔合。产生原因 主要是焊接线能量太低，电弧偏吹，坡口侧壁有锈垢及污物，层间清渣不彻底等。防止措施 正确地选用焊接线能量，（焊接电流）认真操作，加强层间清理等。5. 烧穿 焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷，称为烧穿。产生原因 焊接电流过大，焊接速度太慢，装配间隙过大或钝边太薄等。防止措施 选择合适的焊接电流和焊接速度，严格控制装配间隙，单面焊可采用铜垫板，焊剂垫或自熔垫，
10、使用脉冲电流等。6焊瘤 焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤，称为焊瘤。产生原因 操作不熟练和运条不当，埋弧焊工艺参数选择不合适等。防止措施 提高焊工操作技能的熟练程度，正确地选用焊接工艺参数。第二章 第二章 焊接设备一公司产品介绍及选型1.ZD51000/1250晶闸管控制自动埋弧焊机1）代号含义：Z 弧焊整流器D 多特性5 5 晶闸管式1000 额定电流（1000）2）可焊材料：碳钢、合金钢、不锈钢。3）焊接厚度：适合4mm以上厚度的材料。4）焊接位置：平板对接、T型角焊缝、船型角焊缝、圆周焊缝。5）使用行业：钢结构、造船、铁路、电建、冶金、锅炉、压力容器等行业。
11、6）主要特点：采用美国林肯技术，有加强电弧特性输出端子，可进行小于500A电流的焊接。焊接电流调节范围广，可在2001000调节。可采用平特性+等速送丝细丝埋弧焊，或下降特性+变速送丝埋弧焊，进行焊接。可采用手工焊条电弧焊焊接，也可用碳弧气刨的清根。焊丝与焊件接触良好时，将自动停止向下送丝，避免老式焊机不能自动停止、向下送丝而顶机头带来的不便。焊接停止时、具有焊丝自动回抽功能、避免收弧时焊丝与焊件的粘连现象。新型的设计和三防处理，使焊机具备防尘、防水、防盐雾，整机性能得到了大幅度提高，适用于各种环境工作场所。2.FKR（NBC）350系列晶闸管控制CO2/MAG气体保护焊机1） 1） 代号含义
12、：F 风华KR 松下型N 熔化极B 半自动 CO2 350 额定电流（350A）2） 2） 可焊材料：碳钢、低合金钢、不锈钢。3） 3） 焊接厚度：适合2mm以上厚度的材料。4） 4） 焊接位置：适用于全位置的焊接。5） 5） 使用行业：汽车、铁路、机车、电力、集装箱、钢结构、锅炉、压力容器、造船等行业。6） 6） 主要特点：a采用晶闸管控制 无摇控电缆，提高了机动性，减少了断线的麻烦。 适用于实芯焊丝、药芯焊丝的碳钢和不锈钢的焊接。可加长焊接电缆。d生产效率高 电弧穿透能力强、焊丝熔化速度快，生产效率是焊条电弧焊的3倍。e焊接综合成本低 （1）节省工人工资 （2）节省电能 （3）节省焊接材料
13、（焊丝）。f焊接变形小。g焊后不需清渣 采用明弧焊接电弧可见性好 便于观察和控制熔池。7） 7） CO2焊机也是国家重点推广的高效节能的先进焊接设备，一些国家重点工程焊接工艺中规定必须采用CO2气体保护焊、进行焊接。（管道焊接、起重设备、造船、集装箱）。CO2气体保护焊应用广泛，在选择机型时应根据焊件材料、钢板厚度、焊接位置及保护气体等。板厚1-3mm平板对接及T形角接时选择FKR-200焊机，板厚4-6mm平板对接及T形角接时选择FKR-350焊机，板厚8mm以上平板对接及T形角接时选择FKR-500焊机，（全位置焊接时采用的焊接电流较小可选择FKR-350焊机），以上作为参考。3.HC20
14、0/350/500系列逆变式CO2气体保护焊机1）代号含义：H 汉神 CO2 200/350/500 额定电流（200/350/500A）2）可焊材料：碳钢、低合金钢、不锈钢。3）焊接位置：适用于全位置的焊接。4）焊接厚度：适应于2mm以上厚度的材料。5）应用领域：汽车、铁路、机车、电力、集装箱、钢结构、锅炉、压力容器、造船等行业。6）主要特点：焊接质量高：采用特殊的电抗器，大大地改善了电弧特性，提高了焊接质量；b焊接过程稳定：采用高速反馈电路，系统干扰、抗网络波形性强，实现稳定焊接；c引弧成功率高：采用特殊的引弧电路，引弧成功率高；d节电效果明显：先进的逆变技术及节电回路，大大地降低了输入功率，实现了节电；e体积小、重量轻：与传统的可控硅控制焊机相比，逆变焊机的体积是可控硅焊机1/3，重量是可控硅焊机的1/4，可节省大量的铜材和钢材；f引弧性能好：具有引弧补偿回路和收弧控制回路，具有明显的去球效果；4.NBC200/270系列抽头式CO2气体保护焊机1）代号含义：N 熔化极B 半自动 CO2 200/270 额定电流（200/270A）2）可焊材料：碳钢、低合金钢、不锈钢。3）焊接位置：适
