焊工工艺与技能训练(高级)教案

熔点的酸性氧化物SiO2，其粘
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备注
度较大，流动性不好，妨碍焊接过程的正常进行，易使焊缝造成夹渣等缺陷,故应设法除去。因此采用熔剂（焊粉），使其与碱性氧化物结合成低熔点的渣,因而能浮到熔池表面上而清除。铸铁用熔剂见表7—5。
二、有色金属焊接材料
坡口上板厚在1.52～2.0mm以下可用卷边接头。厚度小于3～5mm的铝板，一般不需要开坡口,在接头处留1mm的间隙.板厚5～15mm时，可开单面V形坡口,坡口角度约为60～700，钝边小于或等于3mm时，其间隙为1～3mm。板厚大于8mm时，也可以开X形坡口或U形坡口，坡口角度约为600～700。铝及铝合金TIG焊的坡口形式见表7﹣12.
②“S”后面用化学元素符号表示焊丝的主要合金组成；
③化学元素符号后的数字表示同类焊丝的不同品种，并用短划“—”，与元素符号分开.
2）铝及铝合金焊丝的选用一常用铝及铝合金焊丝的用途见表7—7.如果没有现成的焊丝,可以用相应牌号的板材切成条或用铝合金铸件熔铸成长条做填充金属。表7-8和7-9还列举了同种母材及异种母材组合焊接时可采用的焊丝。
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备注
2)冷焊时，坡口的形状及尺寸如图7—4，图7-5所示。
3）存在裂纹缺陷时，为了防止在焊补过程中裂纹扩展，应在离裂纹端部3～5mm处钻止裂孔（Φ5~8mm），如图7—6所示：
4）开深坡口时，由于缺陷体积大，焊接层数多，焊接应力也会很大，容易引起焊缝与母材剥离，因此常采用栽螺钉法，即在母材上钻孔攻螺纹,拧入钢质螺钉,如图7-7所示焊接时先绕螺钉焊接，再焊螺钉之间。由于螺钉承担了部分焊接应力，防止了焊缝剥离。
（4)焊前预热
根据焊件形状、厚度、缺陷位置及焊补要求选择热焊法或冷焊法。热焊法预热温度为600~700℃半热焊法预热温度为400℃左右,冷焊法一般不预热。预热方法可采用加热炉，砖砌的明炉加热,也可以采用煤气加热或气焊火焰加热。根据缺陷处刚度大小,可以整体预热，也可以局部预热
二、有色金属
1.铝及铝合金
4）再细分时用数字表示,并用短划“—”与前面元素符号分开:
5)举例
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备注
(2）型号（新）与牌号（旧）对照
为了便于识别，现将常用铸铁焊条型号（新）与牌号（旧）对应情况列于表7—2。
3.铸铁焊条的选用
常用铸铁焊条的主要用途以及使用时应注意的问题列于表7-3，以便正确的选用。
4。铸铁焊丝的选用
②“HS”后面的化学元素符号表示焊丝的主要组成元素；
③元素符号后面的数字表示顺序号,代表不同的合金含量，并用短划“-”与前面的元素符号分开。
焊丝表面每隔一定距离有打印表示牌号的代号或相应的颜色，如表7—10所示。每根直焊丝表面至少打印一个代号，涂色应涂在端面或距端面小于30mm处.
2）铜及铜合金焊丝的选用一般来说铜及铜合金气焊或氢弧焊应选用相同成分的焊丝但在焊接黄铜时,为了抑制锌的蒸发，可选用含硅量高的黄铜或硅青铜焊丝，以解决锌蒸发所带来的不利影响。
（2）铜及铜合金焊丝
1）铜及铜合金焊丝牌号
依据《铜及铜合金焊丝》（GB9460—88）规定，本标准适用于熔化极惰性气体保护焊和气焊等焊接工艺方法用的铜及铜合金焊丝。铜及铜合金焊丝的分类、名称及牌号见表7—10
牌号的编制方法为
①牌号表示以焊丝的“焊"和“丝"字汉语拼音字母“H”和“S"作为牌号的标记;
1)接头形式及坡口准备由于铜及铜合金具有导热率高和液态流动性好的特性,因止其接头形式的设计和选择与钢相比有些特殊要求
①只有当被焊接头相对热源呈对称形时，接头两侧具备相同的传热条件产,才能获成型均匀的焊缝。因此,对接接头、端接接头是合理的。搭接接头、T形接头和角接接头应尽量；采用，或改为对接接头，图7-8所示为紫铜TIG焊的接头形式及尺寸。
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3。有色金属熔剂的选用
有色金属气焊时一般都必须采用熔剂,主要是用于清除焊件表面上的氧化物,使脱氧产物和其他一些非金属杂质过渡到渣中去，并改善液体金属的流动性,形成的渣还对熔池金属起到一定的保护作用。有色金属气焊用熔剂见表7—11。
三、异种金属焊接材料
由于金属材料品种繁多,各种金属材料相互组合时会产生各自不同的特点，因此，焊接材料没有统一的规定,一般都是根据异种金属的种类来确定，这里不一一介绍，具体焊接材料选择，请看第八章异种金属焊接部分.
2。有色金属焊丝选用
（1）铝及铝合金焊丝
1)铝及铝合金焊丝型号依据《铝及铝合金焊丝》(GB10858—89)的规定,该标准适用于惰性气体保护焊、等离子弧焊、气焊等焊接方法的铝及铝合金焊丝.铝及铝合金焊丝是根据化学成分来分类并确定型号的，见表7-6
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型号的具体编制方法为：
①焊丝型号以“丝”字的汉语拼音字母“S”为型号的第一个字；
②不预热焊是焊前工件不预热或局部预热,焊后缓冷.焊缝可加工,其硬度、强度及颜色与母材基本相同。
2）RICH型焊丝的选用RICH型焊丝中含有一定质量分数的合金元素，焊缝强度较高，适用于高强度灰铸铁及合金铸铁等气焊。可以配合焊粉使用，补焊工艺与RZC基本相同。根据需要，焊后可以进行热处理：
3)RZCQ型焊丝的选用RZCQ型焊丝中含有一定量的球化剂,焊缝中的石墨呈球状，具有较好的塑性和韧性适用于球墨铸铁、高强度灰铸铁及可锻铸铁的气焊。补焊工艺与RZC基本相同，焊后可进行热处理。
工件和焊丝经过清理后,在存放过程中会重新产生氧化膜。特别是在潮湿环境以及在被酸、碱等蒸气污染的环境中,氧化膜生成更快，因此清理后存放时间应越短越好.在潮湿的环境下，一般应在清理后4h内施焊.在干燥的空气中，一般存放时间不超过24 h。清理后存放时间过长，需要重新清理。
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3）垫板是铝及铝合金在高温时强度很低，液体流动性能好，在焊接时金属往往容易下塌,为了保证焊透又不致塌陷，焊接时常采用垫板来托住熔化金属及附近金属。垫板可采用石墨板、不锈钢或碳钢板等，垫板表面开一个圆弧形槽，以保证焊缝反面成型也可以不加垫板采用单面焊双面成型工艺，但是这种焊接方法对焊工操作技术要求很高，并且要求工艺参数选择合理.
5)举例
（2）铸铁焊丝的选用
1）RZC型焊丝的选用RZC型是采用石墨化元素较多的灰铸铁浇铸成焊丝。适用于中小型薄壁件铸铁的气焊。可以配合焊粉使用.采用热焊和不预热焊法。
①热焊是焊前把工件预热至6000C左右，在4000C以上焊补,焊后600～7000C保温消除应力。焊缝可加工,其硬度、强度及颜色与母材相同。
(1）铝及铝合金的分类
铝和铝合金可以分为纯铝、变形铝合金及铸造铝合金;其中变形铝
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合金又分为防锈全硬铝、超硬铝和锻铝。焊接中应用较多的是纯铝和防锈铝合金.
（2）铝及铝合金的焊前准备
1）下料及加工坡口按照所规定的坡口尺寸进行加工，加工采用机械刨削方法.用等离子切下料后，也要采用刨削坡口后能焊接。因为在坡口上进行化学清洗时，坡口上如果有裂纹和刀痕，已存清洗液，影响焊接质量。所以注意加工表面不能造成裂纹和明显的刀痕。
①机械清理法先用有机溶剂（丙酮或酒精)擦拭奉面以除油，然后用细铜丝刷或不锈钢丝刷刷净（金属丝直径≤0.15mm），刷到露出金属光泽为止。另外也可以用刮刀清理.一般不宜用砂轮打磨，因为砂粒留在金属表面，焊接时会产生缺陷。
②化学清洗法化学清洗效率高，质量稳定，适用于清洗焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。化学清洗法见表7—13。
一、铸铁焊接材料
1.铸铁焊条的种类
为适应不同铸铁焊接的需要，铸铁焊条的种类很多，根据国家标准（GB10044-88 )的规定，铸铁焊条的分类见表7—1。
表7—1
类型
名称
型号
铁基焊条
灰铸铁焊条
EZC
球墨铸铁焊条
EZCQ
镍基焊条
纯镍铸铁焊条
EZNi
镍铁铸铁焊条
EZNiFe
镍铜铸铁焊条
EZNiCu
镍铁铜铸铁焊条
布置
教学
反思
审批签字
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备注
第七章焊前准备
高级焊工在进行焊接工作前的准备工作中，首先要进行安全检查。安全检查包括对场地、设备、工具、夹具等的安全检查。同时,高级焊工要做好个人的劳动保护。安全检查和劳动保护的主要内容、方法和注意事项同初级焊工部分。
第一节焊接材料
学习目标：能够正确选用和使用铸铁、有色金属的焊条、焊丝和焊剂。
EZNiFeCu
其他焊条
纯铁及碳钢焊条
EZFe
高钒铸铁焊条
EZV
2.铸铁焊条型号（新)及牌号（旧)
（1）型号（新)表示方法
依据国家标准（GB10044-88 )标准，铸铁焊条是根据熔敷金属的化学成分及用途来划分型号的。其具体方法为：
1）用字母“E”表示焊条。
3）在字母“EZ”后用熔敷金属主要化学元素符号或金属类型代号表示,见表1-1
4）焊前预热小件、薄件一般不预热、厚度超过5～10 mm的厚大铝件，为了防止产生变形、热裂纹；未焊透、气孔等缺陷,焊前应预热。一般用氧﹣乙炔焰、喷灯或电炉将工件慢慢加热到100～300℃左右
2.铜及铜合金
(l）铜及铜合金的分类铜及铜合金通常可以分为四大类：紫钢、黄铜、青铜和白铜
（2）铜及铜合金的焊前准备
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专业
焊工
学习领域
焊接材料
序号
授课班级
授课日期
审签
学习任务
焊接材料-—铸铁、有色金属
课时
教学
目标
能够正确选用和使用铸铁、有色金属的焊条、焊丝和焊剂。
教学
媒体
准备
1．投影仪、课件。
2．焊工实训设备。
3．焊工实训耗材。
学生
基础
掌握了手工电弧焊的基本技能操作，对焊接参数及焊接工艺有了正确认识
作业
（3）准备坡口
根据缺陷的性质，用扁铲、砂轮等在缺陷处加工坡口，缺陷的性质、形状和焊补方法不同，加工坡口的尺寸也不相同。
1）热焊时，小而浅的缺陷开坡口时要予以扩大，面积须大于8cm，铲出的型槽形状应当圆滑，如图7-1所示。为保证焊接后的几何形状，不使熔融金属外流,可在铸件待补L处简单造型，如图7-2，图7—3所示。造型应牢固可靠，以免焊接过程中脱落.焊前用气体火焰将焊补处的油污连同造型材料中的水分除掉.
（l）铸铁焊丝型号
依据国家标准（GB10044-88）的规定,铸铁焊丝的型号是根据焊丝本身的化学成分及用途来划分的。具体表示为：
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教学过程
备注
1）用字母“R”表示焊丝。
2)用字母“Z”表示焊丝用于铸铁焊接。
3）在字母“RZ”后用焊丝主要化学元素符号或金属类型代号表示，见表7—4。
4）再细分时用数字表示，并以短划“-”与前面化学元素符号分开.
2)焊前清理焊前清理的目的是清除工件和焊丝表面的油污、脏物和氧化膜。铝的氧化膜非常致密、不导电、熔点高（2050℃），在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合,形成未熔合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，使焊缝生成气孔.因此，为保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化膜.清理的方法主要有：
铸铁按碳存在的形式和状态不同，主要可分为白铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁等。
2.铸铁焊前准备要求
（1)检查缺陷
利用肉眼、放大镜、磁粉、着色探伤法、煤油渗透法或水压试验法进行检查,准确确定缺陷的位置、性质和形状。
（2)清理工件
铸件在焊补前应将缺陷部位及附近的铁渣、油脂及残留的型砂、赃物等清除干净，直至露出金属光泽.
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专业
焊工
学习领域
工件准备
序号
授课班级
授课日期
审签
学习任务
工件准备——
铸铁、有色金属的坡口制备
课时
教学
目标
能够进行铸铁、有色金属、异种金属工件的坡口准备。
教学
媒体
准备
1．投影仪、课件.
2．焊工实训设备。
3．焊工实训耗材。
学生
基础
掌握了手工电弧焊的基本技能操作，对焊接参数及焊接工艺有了正确认识
1。有色金属焊条选用
（1）铝及铝合金焊条
依据《铝及铝合金焊条》（GB3669—83)的规定，铝及铝合金焊条是根据焊态的焊缝机械性能及焊态的化学成分分类来表示型号的。由于实际生产中铝焊条使用极少，故不作详细介绍。
（2）铜及铜合金焊条
依据《铜及铜合金焊条》(GB/T3670—1995）的规定，铜及铜合金焊条是根据熔敷金属的化学成分来分类并表示的。同样生产中使用铜焊条不多，因此这里也不做介绍。
作业
布置
教学
反思
审批签字
一体化教学教案
教学过程
备注
第二节工件准备
学习目标：能够进行铸铁、有色金属、异种金属工件的坡口准备。
一、铸铁
1.铸铁分类
铸铁是碳的质量分数为2.11%～6.67%的铁碳合金。工业中常用的铸铁的碳的质量分数为2。5%～4%,硅的质量分数为1%～5％，以及少量的锰、硫、磷等元素.特种铸铁中含有一定的铬、铝等。