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1、名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -焊接工艺学教案第一章焊接技术概论一、教学目的和要求1. 把握焊接的定义、分类及优缺点；2. 把握防止触电及防止火灾、爆炸、中毒、辐射及特殊环境焊接的安全技术措施；3. 懂得焊接安全生产的重要性和焊接劳动爱护措施；4. 明白国内外焊接技术进展与应用概况；二、教学难点、重点1. 焊接的定义、分类及优缺点；2. 防止触电及防止火灾、爆炸、中毒、辐射及特殊环境焊接的安全技术措施；三、学时安排章节名称学时合计1-1 概述21-2焊接安全技术与劳动爱护46四、教材分析与参考 1-1 概述1. 金属连接的方式在金属结构
2、和机器的制造中，常常需要用肯定的连接方式将两个或两个以上的零件按一定形式和位置连接起来；金属连接方式可分为两大类：一类是可拆卸连接，即不必毁坏零件（连接件、被连接件）就可以拆卸，如螺栓连接、键和销连接等；另一类是永久性连接，也称不行拆卸连接，其拆卸只有在毁坏零件后才能实现，如铆接、焊接和粘接等；需要留意的是， 有些教材将拆卸时仅连接件毁坏而被连接件不毁坏的连接情形也归纳为可拆卸的连接， 如铆接； 而将连接件和被连接件全部毁坏后才能实现拆卸的连接方式称为永久性连接； 通常可拆卸连接不用于制造金属结构，而用于零件的装配和定位；永久性连接通常用于金属结构或零件的制造中；2焊接的定义焊接就是通过加热或
3、加压，或两者并用， 并且用或不用填充材料，使焊件达到结合的一种加工工艺方法；由此可见， 焊接最本质的特点就是通过焊接使焊件达到结合 ，从而将原先分开的物体形成永久性连接的整体 ；要使两部分金属材料达到永久连接的目的， 就必需使分别的金属相互特别接近， 使之产生足够大的结合力，才能形成坚固的接头； 这对液体来说是很简洁的，而对固体来说就比较困难，需要外部赐予很大的能量如电能、化学能、机械能、光能、超声波能等，这就是金属焊接时必需采纳加热、加压或两者并用的缘由；3焊接分类依据焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类；熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力
4、完成焊接的方法；目前熔 第 1 页，共 25 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -焊应用最广，常见的气焊、电弧焊、电渣焊、气体爱护电弧焊等属于熔焊；压焊是在焊接过程中，必需对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法；如电阻焊、摩擦焊、气压焊、冷压焊、爆炸焊等属于压焊；钎焊是采纳比母材熔点低的钎料作填充材料，焊接时将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法；常见的钎焊方法有烙铁钎焊、火焰钎焊等；4焊接的特点焊接与铆接、铸造
5、相比，可以节约大量金属材料，减轻结构的重量，成本较低；简化加工与装配工序，工序较简洁，生产周期较短，劳动生产率高；焊接接头不仅强度高，而且其他性能（如耐热性能、耐腐蚀性能、密封性能）都能与焊件材料相匹配，焊接质量高；劳动强度低，劳动条件好等优点；焊接的主要缺点是产生焊接应力与变形，焊接中存在肯定数量的缺陷，产生有毒有害的物质等；目前世界各国年平均生产的焊接结构用钢已占钢产量的45%左右， 所以焊接是目前应用极为广泛的一种永久性连接方法；5焊接技术进展史近代焊接技术，是从1885 年显现碳弧焊开头，直到二十世纪四十岁月才形成较完整的焊接工艺体系； 特殊是四十岁月初期显现了优质电焊条后，焊接技术得
6、到了一次飞跃；现在世界上已有50 余种焊接工艺方法应用于生产中；焊接方法的进展简史见表1 1 所示；表 1 1焊接方法的进展简史焊接方法创造岁月创造国家焊接方法创造岁月创造国家碳弧焊1885原苏联冷压焊1948英国电阻焊1886美国高频电阻焊1951美国金属极电弧焊1892原苏联电渣焊1951原苏联热剂焊1895德国CO2 气体爱护电弧焊1953美国氧乙炔焊1901法国超声波焊1956美国金属喷镀1909瑞士电子束焊1956法国原子氢焊1927美国摩擦焊1957原苏联高频感应焊1928美国等离子弧焊1957美国惰性气体爱护电弧焊1930美国爆炸焊1963美国埋弧焊1935美国激光焊1965美国
7、6焊接技术的新进展随着工业和科学技术的进展，焊接技术也在不断进步，焊接已从单一的加工工艺进展成为综合性的先进工艺技术；焊接技术的新进展主要表达在以下几个方面：（ 1）提高焊接生产率，进行高效化焊接焊条电弧焊中的铁粉焊条、重力焊条和躺焊条工艺；埋弧焊中的多丝焊、热丝焊、窄间隙焊接；气体爱护电弧焊中的气电立焊、热丝MG 焊、 TIME 焊等，是常用的高效化焊 接方法；（ 2）提高焊接过程自动化、智能化水平国外焊接过程机械化、自动化已达很高程度，而我国手工焊接所占比例却很大；按焊丝与焊接材料的比来运算机械化、自动化比例， 1999 年日本为80，西欧为 74，美国为 71， 第 2 页，共 25 页
8、 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -2000 年我国为23；焊接机器人的应用是提高焊接过程自动化水平的有效途径，应用焊接 专家系统、神经网络系统等都能提高焊接过程智能化水平；（ 3）讨论开发新的焊接热源焊接工艺几乎运用了世界上一切可以利用的热源，如火焰、电弧、电阻、激光、电子束等；但新的更好的更有效的焊接热源研发始终在进行，例如采纳两种热源的叠加，以获得更强的能量密度，如等离子束加激光、电弧中加激光等； 1-2焊接安全技术与劳动爱护1焊接安全生产的重要性焊工在焊接时要与电、可燃及易爆的气体、易燃液体、 压
9、力容器等接触，焊接时会产生一些因素如有害气体、金属蒸气、烟尘、电弧辐射、高频磁场、噪声和射线等，有时仍要在高处、 水下、容器设备内部等特殊环境作业；所以， 焊接生产中存在一些危急因素，如触电、灼伤、火灾、爆炸、中毒、窒息等，因此必需重视焊接安全生产；国家有关标准明确规定，金属焊接（气割）作业是特种作业，焊工是特种作业人员；特种作业人员，须进行培训并经考试合格后，方可上岗作业；2预防触电触电是焊接操作的主要危急因素，我国目前生产的焊条电弧焊机的空载电压限制在90V 以下，工作电压为25 40V；自动电弧焊机的空载电压为70 90V；电渣焊机的空载电压一 般是 40 65V；氩弧焊、 CO2 气体
10、爱护电弧焊机的空载电压是65V 左右；等离子弧切割机的 空载电压高达300 450V；全部焊机工作的网路电压为380V220V， 50Hz 的沟通电，都超 过安全电压 （一般干燥情形为36V、高空作业或特殊潮湿场所，为 12V），因此触电危急是比 较大的，必需实行措施预防触电；（ 1）电流对人体的危害电流对人体的危害有电击、电伤和电磁场生理损害三种类型电击是指电流通过人体内部，破坏心脏、肺部或神经系统的功能，通常称为触电； 触电事故基本上是电击，绝大部分触电事故是由电击造成的；电伤是指加热工件的火星飞溅到皮肤上引起的烧伤；电磁场生理损害是指在高频电磁场作用下，使人产生头晕、乏力、记忆力衰退、失
11、眠多梦等神经系统的症状；（ 2）焊接操作造成触电缘由触电可分为直接触电和间接触电，直接触电是直接触及焊接设备正常运行时的带电体或靠近高压电网和电气设备而发生触电；间接触电是触及意外带电体（正常时不带电，因绝缘损坏或电气设备发生故障而带电的导体）而发生触电；1）直接触电在更换焊条、 电极和焊接过程中，焊工的手或身体某部接触到焊条、焊钳或焊枪的带电部分，而脚或身体其他部位与地或工件间无绝缘爱护；但焊工在金属容器、管道、锅炉或金属结构内部施工，或当人体大量出汗，或在阴雨天、潮湿地方焊接时，特殊简洁发生这种 触电事故；在接线、 调剂焊接电流和移动焊接设备时，手或身体某部接触到接线柱等带电体而触电在高处
12、焊接作业时触及低压线路或靠近高压网路引起的触电事故；2）间接触电 第 3 页，共 25 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -焊接设备的绝缘烧损、振动或机械损坏伤，使绝缘损坏部位遇到机壳，而人遇到机壳引起触电；焊机的火线和零线接错，使外壳带电而触电；焊接操作时人体碰上了绝缘损坏的电缆、胶木电闸带电部分而触电；3预防火灾和爆炸焊接时， 电弧及气体火焰的温度很高并有大量的金属火花飞溅物， 而且在焊接过程中仍会与可燃及易爆的气体、 易燃液体、 可燃的粉尘或压力容器等接触， 都有可能引起火灾甚至爆炸；因此焊工在工
13、作时，必需防止火灾及爆炸事故的发生；（ 1）可燃气体的爆炸工业上大量使用的可燃气体，如乙炔、自然气等， 与氧气或空气匀称混合达到肯定限度，遇到火源便会发生爆炸；这个限度称为爆炸极限，常用可燃气在混合物中所占的体积分数来表示；例如，乙炔与空气混合爆炸极限为2.2 81 ,乙炔与氧气混合爆炸极限为2.8 93，丙烷或丁烷与空气混合爆炸极限分别为2.1 9.5 和 1.55 8.4 ；（ 2）可燃液体的爆炸在焊接场地或邻近放有可燃液体时，可燃液体或可燃液体蒸汽达到肯定浓度，遇到焊接火花就会发生爆炸，如汽油蒸汽与空气混合的爆炸极限为0.7 6；（ 3）可燃粉尘的爆炸可燃粉尘如镁、铝粉尘、纤维素粉尘等，
14、悬浮于空气中，达到肯定浓度范畴，遇到焊接火花也会发生爆炸；（ 4）密闭容器的爆炸对密闭容器或受压容器焊接时，如不实行适当措施（如卸压）也会产生爆炸；4焊接过程中的有害因素焊接过程中产生的有害因素是有害气体、焊接烟尘、电弧辐射、高频磁场、噪声和射线等；各种焊接方法焊接过程中产生的有害因素见表1 2 所示；表 1 2焊接过程中的有害因素有害因素焊接方法弧光辐射高 频 电 磁场焊接烟尘有害气体金属飞溅射线噪声酸 性 焊 条电弧焊碱 性 焊 条电弧焊高 效 铁 粉焊 条 电 弧焊稍微中等稍微稍微稍微猛烈稍微中等稍微最猛烈稍微稍微碳弧气刨稍微猛烈稍微稍微电渣焊稍微埋弧焊中等稍微实 心 细 丝CO2 焊实 心 粗 丝CO2 焊稍微稍微稍微稍微中等中等稍微中等钨 极 氩 弧焊（
