焊接技术及自动化实验指导书

焊接技术及自动化专业

实验指导书

材料成型及控制教研室主编

《CBE模式下焊接技术及自动化专业学生实践能力培养体系的改革研究》课题组参编

目录

一、《金属学及热处理》实验指导书

1．实验一金相显微镜的使用及金相试样的制备 (1)

2．实验二铁碳合金平衡组织的显微分析 (7)

3．实验三碳钢的热处理 (9)

二、《焊接冶金与金属焊接性》实验指导书

1．实验一焊缝金属中扩散氢的测定 (13)

2．实验二斜Y型坡口焊缝裂纹实验 (17)

3．实验三插销实验 (19)

三、《焊接结构》实验指导书

1．实验一不同焊接参数下平板变形量测量与分析 (23)

2．实验二不同焊接方法下平板变形量测量与分析 (25)

3．实验三不同焊接位置下平板变形量的分析 (26)

4．实验四焊接变形的矫正 (27)

四、《焊接方法与设备》实验指导书

1．实验一不同的酸碱度焊条的焊接工艺性 (29)

2．实验二埋弧自动焊焊接 (32)

保护焊焊接参数对焊缝成形的影响 (36)

3．实验三 CO

2

4．实验四钨极氩弧焊焊接方法 (41)

5．实验五焊条电弧焊实训项目 (43)

五、《弧焊电源》实验指导书

1．实验一弧焊电源外特性和调节性能的测定 (45)

2．实验二弧焊电源的结构认识与观察 (48)

3．实验三弧焊整流器的结构认识与观察 (50)

六、《Pro/E造型及模具设计》实验指导书

1．实验一基于Pro/E Wirdfire设计软件初步练习 (52)

2．实验二 Pro/E截面草绘功能练习 (53)

3．实验三 Pro/E基本成型特征功能练习 (57)

4．实验四Pro/E基准特征建模功能练习 (61)

5．实验五Pro/E零件建模工程特征功能练习 (63)

6．实验六Pro/E实体特征编辑功能练习 (65)

7．实验七Pro/E曲面造型功能练习 (68)

8．实验八Pro/E装配图功能练习 (71)

9．实验九 Pro/E工程图功能练习 (73)

10．实验十基于Pro/E塑料模具设计综合练习 (76)

七、《快速成型技术及应用》实验指导书

1．实验一激光快速成形原理及成型系统观摩 (80)

2．实验二三维实体的STL格式转化及切片 (81)

八、《金属结构腐蚀与防护》实验指导书

1．实验一金属耐腐蚀性能的评定 (83)

九、《压力焊》实验指导书

1．实验一点焊工艺及设备 (85)

十、《先进连接技术》实验指导书

1．实验一先进连接技术原理及设备观摩 (89)

十一、《焊接检验》实验指导书

1．实验一超声波仪器性能的测定 (92)

2．实验二磁粉探伤 (95)

3．实验三着色法无损探伤 (97)

十二、《焊接工装及变位机械》实验指导书

1．实验一常用焊接工装操作 (99)

《金属学及热处理》实验指导书

实验一金相显微镜的使用及金相试样的制备

一、实验目的

1. 了解普通金相显微镜的构造与使用方法。

2. 了解金相试样的制备方法。

3. 学习使用金相显微镜观察金相组织。

二、实验仪器、设备和材料

1. 设备：XJP-3C金相显微镜、M3030砂轮机、PG-2抛光机、吹风机、玻璃板、培养皿、镊子。

2. 材料：金相试样、砂纸一套、抛光液（Al

2O

3

）、腐蚀剂（4%硝酸酒精

溶液）、药棉。

三、实验原理

在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。光学显微镜的放大倍数在100～2000这个X围，如果要求更高的放大

1.

当物体AB

它的位置在2

了的正虚像A‘B

A′B′/AB

距离（250mm）

N=b/a=250/f （1）

由（1）式可知，透镜的焦f越短，则放大镜放大倍数越大。一般采用的放大镜焦距在10——100毫米之间，即放大倍数在2.5～25倍之间。如进一步提高放大倍数，将会由于透镜的焦距缩短和表面曲率过分增大而使映象模

糊不清。为了得到更高的放大倍数，就要采用显微镜，它的放大倍数可达到1500～2000倍。

显微镜是由两组透镜所组成。靠近被观察物体的透镜叫物镜。而靠近人眼的透镜叫目镜。借助物镜和目镜的两次放大，就能将的体放大到很高的倍数（~2000倍），图II 所示是在显微镜中得到放大物像的光学原理图。

被观察的物体AB 放在物镜之前距其焦距略远处，由物体反射的光线穿过物镜。经折射后得到一个放大了的倒立实像A'B'，再经目镜将实像AB 放大成倒立虚像A '''B''。这就是人们在显微镜下研究实物时所观察到的经过二次放大后的物像。

在显微镜设计时，让目镜的焦点位置与物镜放大所成的实像位置接近，并使最终的倒立虚像在距眼睛250毫米（约是人眼的正常明视距离）处成像，这样就可以看得最为清晰。

显微镜质量的好坏，主要取决于：①放大倍数；②透镜的质量；③显微镜的鉴别能力。

2. 显微镜的放大倍数：图II

物镜的放大倍数：N 物=L/F 1

目镜的放大倍数：N 目=D/F 2

显微镜的总放大倍数应为物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积，即：

2

1F F D L N N N **⨯＝＝目物总 其中：L-------显微镜的光学筒长度（物镜后焦点与目镜前焦点的距离）。 D-------明视距离（250mm ）

F 1-----物镜焦距。

F 2-----目镜焦距。

3. 透镜成象的质量

单个透镜在成象过程中，由于几何光学条件的限制，映象会变得模糊不清或发生畸变，这种缺陷称为象差。象差主要包括球面明差和色象差。

球面差的产生是由于透镜的表面呈球曲形。通过透镜中心及边缘的光线折射以后不能交于一点，而形成几个映象前后分布。有校正球面象差的采用多片透镜组成透镜组，即将凸透镜和凹透镜组合在一起（称为复合透镜），由于两种透镜有性质相反的球面象差，因此可以相互抵消。

色象差的产生是由于组成白光的各种不同波长的光线在穿过透镜时折射率不同。这些光在平面上成的象不能集中于一点，而呈现带有彩边的光环。通常采用单色光源（或加滤光片）。也可使用复合透镜来消除色象差。

4. 显微镜的鉴别能力

显微镜的鉴别能力是显微镜也是物镜最重要的特性，它是指显微镜对于试样上最细微部分，能获得最清晰映象的能力。

通常用可以辨别的物体上两点间的最小距离d 来表示。被分辨的距离越