焊工工艺学教案
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焊工工艺学
教师讲义
第一章 焊接的基本知识
第一节 焊接的概念和焊接方法的分类
一、焊接的概念
金属焊接是指通过适当的手段，如通过加热或加压，或两者并 用，并且用或不用填充材料， 使两个分离的金属物体（同种金属或 异种金属）产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。焊 接不仅可以解决各种钢材的连接，而且还可以解决铝、铜等有色金 属及钛、锆等特种金属材料的连接，因而广泛应用于国民生产与人 民生活的各个方面。
第三节 电焊机的型号及分类
一、电焊机的组成及作用
电焊机一般由大功率电源变压器（10KW以上）、电抗器、 引线电缆及焊钳等组成。
电源变压器的作用是将电网电压降到60-70V低压，供安 全操作用。
二、电焊机代表符号
电焊机的代表符号见表 1-6。
三、型号编制举例
AX-320为具有下降外特性的直流弧焊发电机，额定焊接电 流为320A。
1.火焰的种类及特点 根据氧气与乙炔的不同混合比例所产生的火焰分为：中性焰、 碳化焰和氧化焰等，3种火焰的形式如图2-1所示。
图2-1 气体火焰
2.各种火焰的获得
氧气与乙炔不同的混合比例燃烧所产生的火焰也不同，为了获 得最好的焊接或切割效果，就需要根据不同工作条件调节正确气体 火焰。
（1）碳化焰 （2）中性焰 （3）氧化焰 3.气体火焰异常现象与解决办法
（2）具有良好的动特性。短路时，电弧、电压等于零，要求 恢复到工作电压的时间不超过0.05s。
（3）具有足够的电流调节范围和功率。
二、 弧焊电源
按弧焊电源输出的焊接电流波形形状将弧焊电源分为交流 弧焊电源、直流弧焊电源和脉冲弧焊电源三种类型。每种类型 的弧焊电源，根据其结构特点不同又可分为多种形式。如图1-5 所示。
二、焊条的分类、型号与选用
2.焊条的型号 （1）碳钢焊条型号表示。
（2）低合金钢焊条型号表示。 根据国国家标准规定，低合 金钢焊条型号用字母“E”与4位数字表示。
（3）不锈钢焊条型号表示。不锈钢焊条表示举例如图1-2与图 1-3所示。
图1-2 不锈钢焊条型号
图1-3 不锈钢焊条型号
3.焊条的牌号
ZX5-400为具有下降外特性晶闸管弧焊整流器，额定焊接电 流为400A。
ZX7-400为具有下降外特性逆变式弧焊整流焊机，额定焊接 电流为Biblioteka Baidu00A。
四、电焊机的分类
电焊机是焊接用的主要设备，电焊机具体分类如图1-4所示。
图1-4 电焊机的分类
第四节 焊接设备的选用
一、焊条电弧焊对焊机的要求
（1）要求焊机能承受焊接回路短时间的持续短路，能限制短 路电流值，使之不超过焊接电流的50%，防止焊接因短路过热而 烧坏。
二、常用焊接方法简介
按焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法划分为三 大类，即熔焊、压焊和钎焊。
第二节 焊条 一、焊条的组成与作用
焊条由两部分组成，表面的药皮与内部的焊芯组成，如图1-1所 示。
图1-1
二、焊条的分类、型号与选用
1.焊条的分类 （1）按用途分类。按原国家机械工业委员会在《焊接材料 产品样本》中分为10大类：结构钢焊条（J）、钼及铬钼耐热钢 焊条（R）、低温钢焊条（W）、不锈钢焊条（铬不锈钢焊条G、 铬镍不锈钢焊条A）、堆焊焊条（D）、铸铁焊条（Z）、镍及镍 合金焊条（Ni）、铜及铜合金焊条（T）、铝及铝合金焊条 （L）、特殊用途焊条（TS）。 （2）药皮熔化后熔渣酸碱性分类。按熔渣酸碱性可分为： 酸性焊条（熔渣酸碱度小于1.5）与碱性焊条（熔渣酸碱度大于 1.5）两类。
3.埋弧焊机实例
ZD5-1000/1250晶闸管控制自动埋弧机,其中,Z 代表弧焊整,D 代 表多特性;5代表晶闸管式,1000 代表额定电流（1000Ａ）;可焊材料： 碳钢、合金钢、不锈钢;焊接厚度：适合4mm以上厚度的材料;焊接位 置：平板对接、T型角焊缝、船型角焊缝、圆周焊缝.使用行业：钢结 构、造船、铁路、电建、冶金、锅炉、压力容器等。
在现场工作中，气体火焰随时可能发生异常现象，这里列出常 见异常现象及解决方案。
（1）火焰熄灭或火焰强度不够.产生这种现象的原因可能有： 乙炔管道内有水；压力调节器性能不良；回火保险性能不良。解决 办法：清理乙炔皮管，排除集水；更换压力调节器；调整好回火保 险器的水位。
（2）回火时有爆破声 。产生这种现象的原因可能有：焊嘴 或气割火焰喷嘴堵塞或嘴的孔径扩大与变形；气体流量不足；混 合气体未完全排除；乙炔压力过低。解决办法：清理焊嘴或气割 火焰喷嘴及射吸管积碳，更换焊嘴或气割火焰喷嘴；排除皮管中 的水；排除焊炬或气割炬内的空气；检查乙炔发生器。
（2）根据焊条类型、母材材质、焊接结构选择弧焊设备。 （3）选用焊接设备时，应注意观察该设备铭牌上所标注的额 定焊接电流值。
（4）根据综合情况选择焊接设备。
第二章 气焊与气割
第一节 气体火焰
一、气焊与气割使用的气体
二、气体火焰
生产中所采用的可燃气体多数是采用乙炔气体，助燃气体采用 氧气，乙炔与氧气混合燃烧产生的火焰称为氧-乙炔焰。
五、熔化极气体保护焊设备
图1-7 气电立焊摆动机构
六、等离于弧焊设备
图1-8 等离子弧焊设备组成
七、 激光焊接设备
激光焊接设备主要由激光器、导光系统、焊接机和控制系统 组成。
CO2气体激光器和YAG固体激光器两种。两者优缺点比较见 表1-11。
八、焊接设备的选用原则
（1）根据焊接结构所选用材料的厚度、所需焊机容量等选用 相应的焊接设备。
焊条的牌号是根据焊条的主要用途及性能特点对焊条产品具 体命名的，并由焊条厂制定。
焊条牌号是用1个汉语拼音字母及汉字与3位数字表示，拼音 字母或汉字表示焊条各大类，后面的3位数字中，前两位数字表 示各大类中的若干小类，第三位数字表示各种焊条牌号的药皮 类型及焊接电源种类，其含义见表1-4。
4.焊条规格 常用焊条的直径和长度规格见表 1-5.
二、 弧焊电源
图1-5 弧焊电源的种类
三、焊条电弧焊设备
1.焊条电弧焊的型号
图1-6 焊条电弧焊的型号的编制次序
2.焊条电弧焊设备 焊条电弧焊设备的选用原则见表1-8。
四、埋弧焊设备
1.埋弧焊机的分类 埋弧焊机的分类见表1-9。
2.埋弧焊机的组成
完整的自动埋弧焊机一般包括弧焊电源、送丝机构、行走机构、 控制箱(盒)、焊(枪)头调整机构和易损件及辅助装置等组成。
教师讲义
第一章 焊接的基本知识
第一节 焊接的概念和焊接方法的分类
一、焊接的概念
金属焊接是指通过适当的手段，如通过加热或加压，或两者并 用，并且用或不用填充材料， 使两个分离的金属物体（同种金属或 异种金属）产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。焊 接不仅可以解决各种钢材的连接，而且还可以解决铝、铜等有色金 属及钛、锆等特种金属材料的连接，因而广泛应用于国民生产与人 民生活的各个方面。
第三节 电焊机的型号及分类
一、电焊机的组成及作用
电焊机一般由大功率电源变压器（10KW以上）、电抗器、 引线电缆及焊钳等组成。
电源变压器的作用是将电网电压降到60-70V低压，供安 全操作用。
二、电焊机代表符号
电焊机的代表符号见表 1-6。
三、型号编制举例
AX-320为具有下降外特性的直流弧焊发电机，额定焊接电 流为320A。
1.火焰的种类及特点 根据氧气与乙炔的不同混合比例所产生的火焰分为：中性焰、 碳化焰和氧化焰等，3种火焰的形式如图2-1所示。
图2-1 气体火焰
2.各种火焰的获得
氧气与乙炔不同的混合比例燃烧所产生的火焰也不同，为了获 得最好的焊接或切割效果，就需要根据不同工作条件调节正确气体 火焰。
（1）碳化焰 （2）中性焰 （3）氧化焰 3.气体火焰异常现象与解决办法
（2）具有良好的动特性。短路时，电弧、电压等于零，要求 恢复到工作电压的时间不超过0.05s。
（3）具有足够的电流调节范围和功率。
二、 弧焊电源
按弧焊电源输出的焊接电流波形形状将弧焊电源分为交流 弧焊电源、直流弧焊电源和脉冲弧焊电源三种类型。每种类型 的弧焊电源，根据其结构特点不同又可分为多种形式。如图1-5 所示。
二、焊条的分类、型号与选用
2.焊条的型号 （1）碳钢焊条型号表示。
（2）低合金钢焊条型号表示。 根据国国家标准规定，低合 金钢焊条型号用字母“E”与4位数字表示。
（3）不锈钢焊条型号表示。不锈钢焊条表示举例如图1-2与图 1-3所示。
图1-2 不锈钢焊条型号
图1-3 不锈钢焊条型号
3.焊条的牌号
ZX5-400为具有下降外特性晶闸管弧焊整流器，额定焊接电 流为400A。
ZX7-400为具有下降外特性逆变式弧焊整流焊机，额定焊接 电流为Biblioteka Baidu00A。
四、电焊机的分类
电焊机是焊接用的主要设备，电焊机具体分类如图1-4所示。
图1-4 电焊机的分类
第四节 焊接设备的选用
一、焊条电弧焊对焊机的要求
（1）要求焊机能承受焊接回路短时间的持续短路，能限制短 路电流值，使之不超过焊接电流的50%，防止焊接因短路过热而 烧坏。
二、常用焊接方法简介
按焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法划分为三 大类，即熔焊、压焊和钎焊。
第二节 焊条 一、焊条的组成与作用
焊条由两部分组成，表面的药皮与内部的焊芯组成，如图1-1所 示。
图1-1
二、焊条的分类、型号与选用
1.焊条的分类 （1）按用途分类。按原国家机械工业委员会在《焊接材料 产品样本》中分为10大类：结构钢焊条（J）、钼及铬钼耐热钢 焊条（R）、低温钢焊条（W）、不锈钢焊条（铬不锈钢焊条G、 铬镍不锈钢焊条A）、堆焊焊条（D）、铸铁焊条（Z）、镍及镍 合金焊条（Ni）、铜及铜合金焊条（T）、铝及铝合金焊条 （L）、特殊用途焊条（TS）。 （2）药皮熔化后熔渣酸碱性分类。按熔渣酸碱性可分为： 酸性焊条（熔渣酸碱度小于1.5）与碱性焊条（熔渣酸碱度大于 1.5）两类。
3.埋弧焊机实例
ZD5-1000/1250晶闸管控制自动埋弧机,其中,Z 代表弧焊整,D 代 表多特性;5代表晶闸管式,1000 代表额定电流（1000Ａ）;可焊材料： 碳钢、合金钢、不锈钢;焊接厚度：适合4mm以上厚度的材料;焊接位 置：平板对接、T型角焊缝、船型角焊缝、圆周焊缝.使用行业：钢结 构、造船、铁路、电建、冶金、锅炉、压力容器等。
在现场工作中，气体火焰随时可能发生异常现象，这里列出常 见异常现象及解决方案。
（1）火焰熄灭或火焰强度不够.产生这种现象的原因可能有： 乙炔管道内有水；压力调节器性能不良；回火保险性能不良。解决 办法：清理乙炔皮管，排除集水；更换压力调节器；调整好回火保 险器的水位。
（2）回火时有爆破声 。产生这种现象的原因可能有：焊嘴 或气割火焰喷嘴堵塞或嘴的孔径扩大与变形；气体流量不足；混 合气体未完全排除；乙炔压力过低。解决办法：清理焊嘴或气割 火焰喷嘴及射吸管积碳，更换焊嘴或气割火焰喷嘴；排除皮管中 的水；排除焊炬或气割炬内的空气；检查乙炔发生器。
（2）根据焊条类型、母材材质、焊接结构选择弧焊设备。 （3）选用焊接设备时，应注意观察该设备铭牌上所标注的额 定焊接电流值。
（4）根据综合情况选择焊接设备。
第二章 气焊与气割
第一节 气体火焰
一、气焊与气割使用的气体
二、气体火焰
生产中所采用的可燃气体多数是采用乙炔气体，助燃气体采用 氧气，乙炔与氧气混合燃烧产生的火焰称为氧-乙炔焰。
五、熔化极气体保护焊设备
图1-7 气电立焊摆动机构
六、等离于弧焊设备
图1-8 等离子弧焊设备组成
七、 激光焊接设备
激光焊接设备主要由激光器、导光系统、焊接机和控制系统 组成。
CO2气体激光器和YAG固体激光器两种。两者优缺点比较见 表1-11。
八、焊接设备的选用原则
（1）根据焊接结构所选用材料的厚度、所需焊机容量等选用 相应的焊接设备。
焊条的牌号是根据焊条的主要用途及性能特点对焊条产品具 体命名的，并由焊条厂制定。
焊条牌号是用1个汉语拼音字母及汉字与3位数字表示，拼音 字母或汉字表示焊条各大类，后面的3位数字中，前两位数字表 示各大类中的若干小类，第三位数字表示各种焊条牌号的药皮 类型及焊接电源种类，其含义见表1-4。
4.焊条规格 常用焊条的直径和长度规格见表 1-5.
二、 弧焊电源
图1-5 弧焊电源的种类
三、焊条电弧焊设备
1.焊条电弧焊的型号
图1-6 焊条电弧焊的型号的编制次序
2.焊条电弧焊设备 焊条电弧焊设备的选用原则见表1-8。
四、埋弧焊设备
1.埋弧焊机的分类 埋弧焊机的分类见表1-9。
2.埋弧焊机的组成
完整的自动埋弧焊机一般包括弧焊电源、送丝机构、行走机构、 控制箱(盒)、焊(枪)头调整机构和易损件及辅助装置等组成。