(完整版)熔化焊与热切割基础知识
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第二章 熔化焊与热切割基础知识
1
焊接与热切割概述
2 金属学及热处理基本知识
3
金属材料的基本知识
4 熔化焊工艺及其方法简介
5 压焊及其工艺方法简介
6
钎焊工艺方法简介
7
热切割工艺方法简介
第 一 节
概 述
焊 接 与
热
切
割
焊接的基本原理及 分类
热切割的基本原 理及分类
焊接与热切割特种 作业与安全技术
一、焊接的基本原理及分类
5.
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
过热组织 脆性大、塑性韧性下降
魏 氏 体
6.
2-2金属学及热处理基本知识
2-2金属学及热处理基本知识
2-2金属学及热处理基本知识
三、有色金属的基本知识
有色金属：除了铁、锰、铬以外的金属 常用：铜、铅、锌、镍、锡、镁、钛、镉、锑、钴、
钨、钼、钒等 纯铜：红色、面心立方，密度大、导热性好、导电性好
2-2金属学及热处理基本知识
一、金属晶体结构
1.
晶体：原子按照一定规律整齐排列
晶 • 食盐、冰糖、一般的固态金属及合金
体
的 非晶体：原子散乱分布
特 点
• 玻璃、松香
2-2金属学及热处理基本知识
2-2金属学及热处理基本知识
一、金属晶体结构
金属元素
• 一般呈现固态 • 不透明 • 有光泽 • 有延展性 • 导电性和导热性 • 正温度电阻特性 • 铁、铜、锡、铅、镁
• 通过加热、加压、或两者并用，使两个同种或异
种工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式
熔化焊
• 利用局部加热 的方法将连接 处的金属加热 至熔化状态而 完成的焊接方 法
压焊
• 利用焊接时施 加一定压力而 完成焊接的方 法
钎焊
• 把比被焊金属 熔点低的钎料 金属加热熔化 到液态，然后 使其填充到补 充焊金属接缝 中而达到结合 的方法
铜 及 铜 合 金
1.
2-2金属学及热处理基本知识
三、有色金属的基本知识
黄铜：铜锌合金 海军黄铜：在黄铜中加1%的锡能显著改善黄铜的抗海
水和海洋大气腐蚀的能力 耐磨性高，强度高、硬度大、耐化学腐蚀、切削性好
铜 及 铜 合 金
2.
Fe3C：铁与碳的化合物，性能与铁素体相反，硬而脆 随着钢中含碳量的增加，渗碳体量也增多
渗
钢的硬度、强度也增加，而塑性韧性下降
碳
体
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
P：铁素体和渗碳体的机械混合物 性能介于铁素体和渗碳体之间 结构钢多是珠光体钢
珠 光 体
3.
2-2金属学及热处理基本知识
特种作业范围
• 电工作业 • 金属焊接与热切割作业 • 高处作业 • 制冷与空调作业 • 煤矿安全作业 • 金属非金属矿山安全作
业
• 石油天然气安全作业 • 冶金（有色）生产安
全作业 • 危险化学品安全作业 • 烟花爆竹安全作业 • 其它作业
三、焊接与热切割特种作业与安全技术
危险因素
主要工伤 事故
学习焊接安全技术的目的：使有关的管理人员、操作 工人掌握焊接操作的基本原理，操作安全及防护的方 法，严格执行国家标准《焊接与切割安全》（GB9448） 及各项有关安全操作规程，保证安全生产以及遇到紧 急情况时能及时做出适当的处理，从而保护操作者自 己及厂房设备不遭到损害
焊接安全技术研究的主要内容：防火、防爆、防触电以 及在尘毒、磁场、辐射等条件如何保障工人的身心健康 实现安全操作
非金属元素
• 负温度电阻特性 • 氮、氧、氢、碳、硫、
磷
1.
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
F：少量的碳和其他合金元素固溶于 α-Fe铁的中固溶体
铁 素 体
铁素体溶解碳的能力很差，含碳量很低 强度和硬度低，但塑性和韧性很好 含铁素体多的钢，软而韧
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
２－1焊接与热切割基础知识
一、焊接的基本原理及分类
熔焊
高能束焊 电渣焊 电弧焊 气焊
激光焊 电子束焊 等离子弧焊 气体保护焊
埋弧焊 焊条电弧焊
加热
一、焊接的基本原理及分类
压焊
爆炸焊 超声波焊 电阻焊 扩散焊 摩擦焊
对焊 缝焊 点焊
加压
BMW plant in Leipzig, Germany: Spot welding of BMW 3 series car bodies with KUKA industrial robots.
二、铁碳合金的基本知识
A：碳和其他合金元素在γ-Fe中的固溶体
一般只在高温下存在
但铬镍不锈钢在室温下是A
奥
面心立方、强度和硬度不高，塑性韧性好
氏
没有磁性
体
4.
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
M：碳α-Fe中的过饱和固溶体 密度稍小一些，体积膨胀 高碳M硬而脆
马 低碳回火M有相当高的强度和良好的塑性和韧性 氏 体
•在纯氧中燃烧
• 等离子弧切割
• 碳弧切割
• 在高温热源的作 用下熔化
三、焊接与热切割特种作业与安全技术
特种作业：容易发生人员伤亡事故，对操 作者本人、他人及周围设施的安全有重大 危害的作业 特种作业人员：直接从事这些作业的人员
法律要求：劳动法、矿山安全法、煤炭法
培训、考核、发证
三、焊接与热切割特种作业与安全技术
一、焊接的基本原理 及分类
钎焊
真空钎焊 感应钎焊 炉中钎焊 电阻钎焊 盐浴钎焊 火焰钎焊 烙铁钎焊
母材 填充材料 熔焊 熔化 熔化 钎焊 不熔化 熔化
钎
加热
料
钎焊
二、热切割的基本原理及分类
• 热切割：火焰切割、电弧切割 • 冷切割：激光切割、水射流切割
火焰切割
电弧切割
•气割 •液化石油气切割 •氢氧源切割 •氧熔剂切割
可燃易爆物品
爆炸
ห้องสมุดไป่ตู้
压力容器和燃料容 火 灾
器
触电
电机、电器
灼烫
明火
急性中毒
登高或水下作业、 高处坠落
在金属容器等狭小 里操作
物体打击
有害因素
电焊烟尘 有毒气体 弧光辐射 射线 高频电磁 场 噪声 热辐射
主要职业危害
电焊尘肺 慢性中毒 血液疾病 焊工金属热 皮肤疾病 电光性眼病 神经系统疾病
三、焊接与热切割特种作业与安全技术
第
二
理节
基 本 知 识
金 属 学 及
热
处
金属晶体结构 铁碳合金的基本知识 有色金属的基本知识
热处理
2-2金属学及热处理基本知识
一、金属晶体结构
金属：83种，随着温度的升高，导电性降低。铁、 铜等
金属材料的性能不仅取决于金属的化学成分， 而且取决于金属的组织
非金属：22种，随着温度的升高，导电性升高。 氮、硅等
1
焊接与热切割概述
2 金属学及热处理基本知识
3
金属材料的基本知识
4 熔化焊工艺及其方法简介
5 压焊及其工艺方法简介
6
钎焊工艺方法简介
7
热切割工艺方法简介
第 一 节
概 述
焊 接 与
热
切
割
焊接的基本原理及 分类
热切割的基本原 理及分类
焊接与热切割特种 作业与安全技术
一、焊接的基本原理及分类
5.
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
过热组织 脆性大、塑性韧性下降
魏 氏 体
6.
2-2金属学及热处理基本知识
2-2金属学及热处理基本知识
2-2金属学及热处理基本知识
三、有色金属的基本知识
有色金属：除了铁、锰、铬以外的金属 常用：铜、铅、锌、镍、锡、镁、钛、镉、锑、钴、
钨、钼、钒等 纯铜：红色、面心立方，密度大、导热性好、导电性好
2-2金属学及热处理基本知识
一、金属晶体结构
1.
晶体：原子按照一定规律整齐排列
晶 • 食盐、冰糖、一般的固态金属及合金
体
的 非晶体：原子散乱分布
特 点
• 玻璃、松香
2-2金属学及热处理基本知识
2-2金属学及热处理基本知识
一、金属晶体结构
金属元素
• 一般呈现固态 • 不透明 • 有光泽 • 有延展性 • 导电性和导热性 • 正温度电阻特性 • 铁、铜、锡、铅、镁
• 通过加热、加压、或两者并用，使两个同种或异
种工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式
熔化焊
• 利用局部加热 的方法将连接 处的金属加热 至熔化状态而 完成的焊接方 法
压焊
• 利用焊接时施 加一定压力而 完成焊接的方 法
钎焊
• 把比被焊金属 熔点低的钎料 金属加热熔化 到液态，然后 使其填充到补 充焊金属接缝 中而达到结合 的方法
铜 及 铜 合 金
1.
2-2金属学及热处理基本知识
三、有色金属的基本知识
黄铜：铜锌合金 海军黄铜：在黄铜中加1%的锡能显著改善黄铜的抗海
水和海洋大气腐蚀的能力 耐磨性高，强度高、硬度大、耐化学腐蚀、切削性好
铜 及 铜 合 金
2.
Fe3C：铁与碳的化合物，性能与铁素体相反，硬而脆 随着钢中含碳量的增加，渗碳体量也增多
渗
钢的硬度、强度也增加，而塑性韧性下降
碳
体
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
P：铁素体和渗碳体的机械混合物 性能介于铁素体和渗碳体之间 结构钢多是珠光体钢
珠 光 体
3.
2-2金属学及热处理基本知识
特种作业范围
• 电工作业 • 金属焊接与热切割作业 • 高处作业 • 制冷与空调作业 • 煤矿安全作业 • 金属非金属矿山安全作
业
• 石油天然气安全作业 • 冶金（有色）生产安
全作业 • 危险化学品安全作业 • 烟花爆竹安全作业 • 其它作业
三、焊接与热切割特种作业与安全技术
危险因素
主要工伤 事故
学习焊接安全技术的目的：使有关的管理人员、操作 工人掌握焊接操作的基本原理，操作安全及防护的方 法，严格执行国家标准《焊接与切割安全》（GB9448） 及各项有关安全操作规程，保证安全生产以及遇到紧 急情况时能及时做出适当的处理，从而保护操作者自 己及厂房设备不遭到损害
焊接安全技术研究的主要内容：防火、防爆、防触电以 及在尘毒、磁场、辐射等条件如何保障工人的身心健康 实现安全操作
非金属元素
• 负温度电阻特性 • 氮、氧、氢、碳、硫、
磷
1.
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
F：少量的碳和其他合金元素固溶于 α-Fe铁的中固溶体
铁 素 体
铁素体溶解碳的能力很差，含碳量很低 强度和硬度低，但塑性和韧性很好 含铁素体多的钢，软而韧
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
２－1焊接与热切割基础知识
一、焊接的基本原理及分类
熔焊
高能束焊 电渣焊 电弧焊 气焊
激光焊 电子束焊 等离子弧焊 气体保护焊
埋弧焊 焊条电弧焊
加热
一、焊接的基本原理及分类
压焊
爆炸焊 超声波焊 电阻焊 扩散焊 摩擦焊
对焊 缝焊 点焊
加压
BMW plant in Leipzig, Germany: Spot welding of BMW 3 series car bodies with KUKA industrial robots.
二、铁碳合金的基本知识
A：碳和其他合金元素在γ-Fe中的固溶体
一般只在高温下存在
但铬镍不锈钢在室温下是A
奥
面心立方、强度和硬度不高，塑性韧性好
氏
没有磁性
体
4.
2-2金属学及热处理基本知识
二、铁碳合金的基本知识
M：碳α-Fe中的过饱和固溶体 密度稍小一些，体积膨胀 高碳M硬而脆
马 低碳回火M有相当高的强度和良好的塑性和韧性 氏 体
•在纯氧中燃烧
• 等离子弧切割
• 碳弧切割
• 在高温热源的作 用下熔化
三、焊接与热切割特种作业与安全技术
特种作业：容易发生人员伤亡事故，对操 作者本人、他人及周围设施的安全有重大 危害的作业 特种作业人员：直接从事这些作业的人员
法律要求：劳动法、矿山安全法、煤炭法
培训、考核、发证
三、焊接与热切割特种作业与安全技术
一、焊接的基本原理 及分类
钎焊
真空钎焊 感应钎焊 炉中钎焊 电阻钎焊 盐浴钎焊 火焰钎焊 烙铁钎焊
母材 填充材料 熔焊 熔化 熔化 钎焊 不熔化 熔化
钎
加热
料
钎焊
二、热切割的基本原理及分类
• 热切割：火焰切割、电弧切割 • 冷切割：激光切割、水射流切割
火焰切割
电弧切割
•气割 •液化石油气切割 •氢氧源切割 •氧熔剂切割
可燃易爆物品
爆炸
ห้องสมุดไป่ตู้
压力容器和燃料容 火 灾
器
触电
电机、电器
灼烫
明火
急性中毒
登高或水下作业、 高处坠落
在金属容器等狭小 里操作
物体打击
有害因素
电焊烟尘 有毒气体 弧光辐射 射线 高频电磁 场 噪声 热辐射
主要职业危害
电焊尘肺 慢性中毒 血液疾病 焊工金属热 皮肤疾病 电光性眼病 神经系统疾病
三、焊接与热切割特种作业与安全技术
第
二
理节
基 本 知 识
金 属 学 及
热
处
金属晶体结构 铁碳合金的基本知识 有色金属的基本知识
热处理
2-2金属学及热处理基本知识
一、金属晶体结构
金属：83种，随着温度的升高，导电性降低。铁、 铜等
金属材料的性能不仅取决于金属的化学成分， 而且取决于金属的组织
非金属：22种，随着温度的升高，导电性升高。 氮、硅等