【正文】 焊接部分 目 錄 第一節(jié) 概 述 (指導老師用 )............................................ 2 一、焊接方法的分類 .................................................... 2 二、焊接方法的特點及應用 .............................................. 2 第二節(jié) 手工電弧焊 ........................................................ 4 一、手弧焊的焊接過程 .................................................. 4 二、焊機 .............................................................. 5 三、電焊條 ............................................................ 8 四、手弧焊工藝 ....................................................... 11 五、手弧焊的基本操作 ................................................. 16 六、焊接缺陷 ......................................................... 19 七、電焊工安全技術守則 ............................................... 23 第三節(jié) 氣 焊 ......................................................... 24 一、概述 ............................................................. 24 二、氣焊設備 ......................................................... 24 三、氣焊火焰 ......................................................... 27 四、氣焊的焊絲與焊劑（焊粉） ......................................... 29 五、氣焊工藝與焊接規(guī)范 ............................................... 29 六、氣焊基本操作 ..................................................... 30 七、氣焊氣割安全技術守則 ............................................. 32 第四節(jié) 氣 割 ......................................................... 35 一、氣割的原理及應用特點 ............................................. 35 二、割炬及氣割過程 ................................................... 36 三、氣割的工藝參數(shù) ................................................... 37 四、氣割的基本操作技術 ............................................... 37 五、氣焊氣割的注意事項 ............................................... 38 第一節(jié) 概 述 (指導老師用 ) 一、 焊接方法的分類 焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料使焊件達到原子結合的一種加工方法。因 此，焊接是一種重要的金屬加工工藝，它能使分離的金屬連接成不可拆卸的牢固整體。 焊接方法可分為三大類：熔化焊、壓力焊和釬焊。 熔化焊是將焊接接頭加熱至熔化狀態(tài)而不加壓力的一類焊接方法，如電弧焊（手工電弧焊、埋弧自動焊等）、氣焊、氣體保護焊（氬弧焊、 CO2 氣體保護焊等）、電渣焊和激光焊等。 壓力焊是對焊件施加壓力，加熱或不加熱的焊接方法，如電阻焊（點焊、縫焊、對焊）、摩擦焊和爆炸焊等。 釬焊是采用熔點比焊件金屬低的釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料的熔點而焊件金屬不熔化，利用毛細管作用使液態(tài)釬料填充接頭間隙與母材 原子相互擴散的焊接方法，如烙鐵釬焊、火焰釬焊、電阻釬焊等。 表 12 焊接方法分類 接 焊 釬 焊 壓 力 焊 熔 化 焊 烙鐵釬焊 火焰釬焊 電阻釬焊 真空釬焊 超聲波釬焊 鹽浴釬焊 摩擦焊 氣壓焊 冷壓焊 超聲波焊 爆炸焊 擴散焊 高頻焊 電 阻 焊 電子束焊 激光焊 氣體保護焊 等離子弧焊 電渣焊 鋁熱焊 電弧焊 氣焊 點 焊 縫 焊 對 焊 凸 焊 氬氣焊 C02 體保擴焊 埋弧自動焊 手工電弧焊 二、 焊接方法的特點及應用 當今世界已大量應用焊接方法制造各種金屬結構。焊接方法得到普遍的重視并獲得迅速發(fā)展是因其有以下特點。 ⑴ 焊接工作方便、靈活、牢固。可以較方便地將不同形狀與厚度的型材連接起來?？墒硅T、鍛、沖、焊結合起來，獲得鑄一焊件、鍛一焊件、沖一焊件、甚至鑄一鍛一焊件，從而使結構中不同種類和規(guī)格的材料應用得更合理。 ⑵ 可采用拼焊結構，使大型、復雜工件以小拼大、化繁為簡。焊接與鉚接相比，焊接具有節(jié)約金屬、生產(chǎn)率高、質量優(yōu)良、勞動條件好等優(yōu)點，目前在生產(chǎn)中，大量鉚 接件已由焊接所取代。焊接連接剛性大，整體性好，在多數(shù)情況下焊 接接頭能達到與母材等強度，同時焊接容易保證氣密性與水密性。 ⑶ 焊接工藝一般不需要大型、貴重的設備，因而設備投資少，投產(chǎn)快，容易適應不同批量結構的生產(chǎn)，更換產(chǎn)品方便。此外，焊接參數(shù)的電信號易于控制，容易實現(xiàn)自動化，焊接機械手和機器人，已用于工業(yè)部門，在國外已有無人焊接自動化車間。 ⑷ 焊接也存在一些問題，例如焊后零件不可拆，更換修理不方便；如果焊接工藝不當，焊接接頭的組織和性能會變壞；焊后工件存在殘余應力，會產(chǎn)生變形；容易形成各種焊接缺陷，增加應力集中，產(chǎn)生裂紋，引起脆斷等。但是采取適當措施是可以防止和克服 的。 焊接廣泛應用于造船、車輛、橋梁、航空航天、建筑鋼結構、重型機械、化工裝備等工業(yè)部門；可制造機器零件和毛坯，如軋輥、飛輪、大型齒輪、電站設備的重要部件等；可聯(lián)接電氣導線和精細的電子線路；還可應用于新型陶瓷連接、非晶態(tài)金屬合金焊接等。焊接的大量應用還是金屬材料，尤其是鋼材，占鋼總產(chǎn)量 60% 左右的鋼材經(jīng)各種形式的焊接而后投入使用，焊接還可用于修補鑄、鍛件的缺陷和磨損的機器零件。 圖 11 所示為焊接接頭的組成。圖 12 為焊接縫各部分的名稱。 (a) (b) 圖 11 熔焊焊接頭的組成 a)對接頭 b)搭接接頭 1熔焊金屬 2熔合區(qū) 3熱影響區(qū) 4母材 圖 12 焊縫各部分名稱 第二節(jié) 手工電弧焊 電弧焊是熔化焊中最基本的焊接方法，它也是在各種焊接方法中應用最普遍的焊接方法，其中最簡單最常見的是使用電焊條的手工焊接，稱為手工電弧焊或簡稱手弧焊。這種方法設備簡單，靈活方便，尤其適于結構形狀復雜、焊縫短或彎曲的焊件和各種不同空間位置的焊縫焊接。 一、 手弧焊的焊接過程 首先將電焊機的輸出端兩極分別與焊件 和焊鉗連接，如圖 21 所示。再用焊鉗夾持電焊條。焊接時在焊條與焊 件之間引出電弧，高溫電弧 將焊條端頭與焊件局部熔化 而形成熔池。然后，熔池迅 速冷卻、凝固形成焊縫，促 使分離的兩塊焊件牢固地連 接成一整體。焊條的藥皮熔 化后形成熔渣覆蓋在熔池上， 熔渣冷卻后形成渣殼依舊覆 蓋并保護在焊縫上。最后將 渣殼清除掉，焊接接頭的工 作就此完成。 （ 1） 電弧 手弧焊其熔化的熱源是電 弧，即當焊條與焊件瞬時接觸 時，發(fā)生短路，強大的短路電 流流經(jīng)少數(shù)幾個接觸點，致使 接觸處溫度急劇升高并熔化， 甚至部分發(fā)生蒸發(fā)。當 焊條迅 速提起 2～ 4mm 時，焊條端頭 的溫度已升得很高，在兩電極 間的電場作用下，產(chǎn)生了熱電子發(fā)射。飛速的電子撞擊焊條端頭與焊件間的空氣，使這層空氣電離成正離子和負離子。電子和負離子流向正極，正離子流向負極。這些帶電質點的定向運動在兩極之間的氣體間隙內產(chǎn)生電流，形成強烈持久的放電現(xiàn)象，即電弧?？諝庠谝话闱闆r下是不導電的，因此人是自由自在的，但是在一定條件下也會導電，例如在雷雨天，當一部分云層與另一部分云層之間或云層與大地之間有極高的電壓時，二圖 21 焊條電弧焊的工作原理和典型的裝置 1熱影響區(qū) 2弧坑 3焊縫弧坑 4焊芯 5絕緣手把 6焊鉗 7用于導電的裸露部分 8藥皮部分 9焊條 10焊縫金屬 11地線夾頭 12渣防 護層 13焊接熔池 14氣體保護 15焊條端部分形成的套筒 16焊件 17焊條藥皮 者之間的空氣就會導電并發(fā)生弧光，這就是我們?？吹降拈W電現(xiàn)象。同樣， 在電氣設備中的兩個電極之間（正負兩極）也有一定的空氣間隙，它在一定的電壓情況下也能導電（即通過電流）而產(chǎn)生弧光。由此可知，在焊條與焊件之間的空氣產(chǎn)生了電弧就能更容易加以理解。 （ 2） 極性 焊接電弧是由陰極、弧柱和陽極三個部分組成。如圖 22 所示?；≈叔F形，弧柱四周被弧焰所包圍。電弧產(chǎn)生的熱量比 較集中，金屬電極產(chǎn)生的熱量溫度為 3000～ 3800℃ ， 但弧柱中心的溫度可 達 6000℃ ，因此電弧焊多用于厚度在 3mm 以上的焊件。在使用直流電焊機 時，電弧的極性是固定的，即有正極 （陽極）和負極（陰極）之分 ；而使 用交流電焊機時，由于電源周期性地 圖 22 電弧的組成 改變極性，故無固定的正負極，焊條和焊件兩極上的溫度及熱量分布趨于一致。 二、焊機 手弧焊的主要設備是弧焊機，簡稱為電焊機。電焊機是焊接電弧的電源。電焊機按所提供的焊接電流種類不同可分為交流電焊機和直流電焊機兩類。 我國電焊機的型號采用漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字來表示，其型號的編制次序及含義如下（方框代表字母代號；表示數(shù)字）。 使用環(huán)境： T 熱帶 用； TH 濕熱帶用； TA 亞熱帶用； G 高原用 改進序號 基本規(guī)格（額定電流） 系列品種序號 附加特徵（ G 硅整流； X 硒整流） 小類名稱（ X 下降特性； P 平特性） 大類名稱： A 弧焊發(fā)電機（直流）； B 弧焊變壓器（交流）； Z 弧焊整流器 交流電焊機又稱弧焊變壓器，是一種特殊的降壓變壓器，它是由降壓變壓器、阻抗調節(jié)器、手柄和焊接電弧等組成。為了使焊接順利進行，這種變壓器電源能按焊接過程 的需要而具有如下特點： 1)具有陡降的特性 一般的用電設備都要求電源的電壓不隨負載的變化而變化，其 電壓是恒定的，如為380V（單相）或 220V。雖然接入焊接變壓 器的電壓是一定的，如為 380V 或 220V， 但通過這種變壓器后所輸出的電壓可隨輸出 電流（負載）的變化而變化，且電壓隨負載 增大而迅速降低，此稱為陡降特性或稱下降 特性， 如圖 23 所示。 這就適應了焊接所需 各種的電壓要求： ① 初級電壓：即接入電焊機的外電壓。 由于弧焊變壓器初級線圈兩端要求的電壓為 單項 380V， 因此一般交流電焊機接入電網(wǎng) 的電壓為單項 380V。 ② 零電壓 ： 為了保證焊接過程頻繁短 路（焊條與焊件接觸）時，要求電壓能自動降至趨近 于零，以限制短路電流不致無限增 大而燒毀電源。 ③ 空載電壓 ： 為了滿足引弧與安全的需要，空載（焊接）時，要求空載電壓約為 60 ～ 80V，這既能順利起弧 ， 又對人身比較安全。 ④ 工作電壓 ： 焊接起弧以后，要求電壓能自動下降到電弧正常工作所需的電壓，即為工作電壓，約為 20～ 40 V，此電壓也為安全電壓。 ⑤ 電弧電壓 ： 即電弧兩端的電壓，此電壓是在工作電壓的范圍內。焊接時，電弧的長短會發(fā)生變化：電弧長度長，電弧電壓應高些；電弧長