金工实训项目五 焊接实训

知
焊接电弧分三个区域，阳极区、 阴极区和弧柱区。以钢焊条焊接钢材
识
为例，阳极区温度约为2600K，该区
准
放出热量约为电弧总热量的43 %；
备
任务一：电弧焊、 气焊和气割
阴极区约为2400K，该区放出的
知
热量约占总热量的36 %；弧柱区中心 散热条件差可达6000～8000K，放出
识
的热量约占21％。
务
本方法分为三大类，即熔焊、压焊和
引
钎焊，其中熔化焊的具体方法有手工
入
电弧焊、
任务一：电弧焊、 气焊和气割
气焊、埋弧自动焊、气体保护焊、
任
电渣焊、等离子弧焊等，以手工电弧 焊和气焊在实际生产中的应用较为普
务
遍。
引
入
任务一：电弧焊、 气焊和气割
从英国进口的一台1150hP同步电
任
动机，因运行故障需更换转轴。选用 直径为220 mm、长为2 290 mm的
准
焊接方向向前移动，又有新的熔池产
备
生，而原先的熔池迅速冷却凝固形成
焊缝，最终使两分离的焊件连接成一
个整件。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
如图5-1即为手工电弧焊的示意图。
知 识 准 备
图5-1 手工电弧焊的示意图
任务一：电弧焊、 气焊和气割
一、焊接电弧
知
（一）焊接电弧的产生 电弧焊的电弧是发生在具有一定
引
寸要求，因此工件在焊补后不能再采
入
用热处理工艺，但这样就无法保证质
量。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
作为一名机械系的学生，你该如
任
何解决这个问题呢?如图5-1所示为该 同步电机转轴的零件图。
务
引
入
任务一：电弧焊、 气焊和气割
任 务 引 入
任务一：电弧焊、 气焊和气割
为了完成本任务，需要掌握的知
随着数字化技术日益成熟，数字
知
化焊机、数字化控制技术业已稳步进 入市场。三峡工程、西气东输工程、
识
航天工程、船舶工程等国家大型基础
延
工程，有效地促进了先进焊接特别是
伸
焊接自动化技术的发展与进步。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
汽车及零部件的制造对焊接的自
知
动化程度要求日新月异。我国焊接产 业逐步走向“高效、自动化、智能
任
识如下: 1.焊接电弧;
务
2.电弧焊的设备;
分
3.电弧焊所用焊条;
析
４.气焊的基础知识;
5.气割的基础知识。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
电弧焊是指利用电弧放电所产生
知
的高热量，将焊条和被焊金属局部加 热至熔化，经冷凝后完成焊接的加工
识
工艺。
准
备
任务一：电弧焊、 气焊和气割
手工电弧焊则是整个焊接过程都
割
任务一：电弧焊、 气焊和气割
焊接是指通过适当的物理化学过
任
程如加热、加压等，将两个分离的物 体连接成一体的金属加工工艺，焊接
务
方法省工节料，接头的致密性好，焊
引
接过程便于实现机械化和自动化，其
入
广泛应用于机械制造、造船业、
任务一：电弧焊、 气焊和气割
石油化工、汽车制造、桥梁、锅
任
炉、航空航天、原子能、电子电力、 建筑等领域。到目前为止，焊接的基
小提示
知
在焊接时电焊钳的手柄等应有良 好的绝缘和隔热性能。电焊面罩是保
识
护电焊工面部免受弧光操作的防护用
准
品。
备
任务一：电弧焊、 气焊和气割
同时，还能防止被飞溅的金属灼
知
伤，减轻烟尘和有害气体对呼吸器官 的伤害。所以同学们在焊接金工实训
识
时一定要戴电焊面罩。
准
备
任务一：电弧焊、 气焊和气割
（二）焊接电弧的特性
识
电压降的两电极之间气体电离区的一
准
种强烈、持久的放电现象。
备
任务一：电弧焊、 气焊和气割
焊接时，将焊条与焊件瞬时接触，
知
发生短路，产生强大的短路电流，再 稍微离开，两电极之间的气体在电场
识
作用下发生电离，产生的正离子向负
准
极作高速运动，电子和负离子向正极
备
作高速运动，从而形成焊接电弧。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
务
20Cr钢进行新轴的加工制造，切削加
引
工前整材进行调质处理，后在半精车
入
时不慎将两轴承肩的距离((1 620 mm)
车短了5 mm。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
为避免重大损失，对该轴进行了
任
焊补修理，由于转轴已处于半精车阶 段，待磨面直径仅留有0.3～0.5 mm
务
的磨削余量，非磨面都已达到图纸尺
知
用手工操作来完成的一种熔化极电弧 焊，其所需设备简单，操作方便、灵
识
活，能在许多场合下焊接多种金属材
准
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料和各种形状结构的焊件。它是目前
备
最常用的焊接方法之一。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
手工电弧焊焊接时，利用焊条与
知
焊件间产生的高温电弧作为热源，使 焊件接头处的金属和焊条端部迅速熔
识
化，形成液态金属熔池。随着电弧沿
知
弧焊机是焊条电弧焊的主要设备， 它作为焊条电弧焊的电源，与一般电
识
源不同之处是具有陡降的外特性。陡
准
降外特性是指焊接电源的输出电压随
备
着焊接电流增加而陡降的特性。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
手工电弧焊使用的电焊机有交流
知
弧焊机和直流弧焊机两种。
识
准
备
图5-2 电弧焊的构造
任务一：电弧焊、 气焊和气割
识
化”。
延
伸
任务一：电弧焊、 气焊和气割
目前我国的焊接自动化率还不足
知
30%，同发达工业国家的80%差距甚 远。可以预计在未来的10年，国内自
识
动化焊接技术将以前所未有的速度发
延
展。
伸
任务一：电弧焊、 气焊和气割
（一）交流弧焊电机
知
交流弧焊电机是特殊的降压变压 器，它能将220V或380V的电源电压降
准
备
任务一：电弧焊、 气焊和气割
由于两极热量不同，故在使用直
知
流电源焊接时，有两种不同的接线法： 正接，工件接正极，焊条接负极，正
识
接一般用于厚板。反接，工件接负极，
准
焊条接正极，反接一般用于薄板或有
备
色金属的焊接，防止焊穿工件。如图
5-2所示即为电弧焊的构造。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
二、电弧焊的设备
项目五 焊接实训
项目导读
焊接工艺所连接的材料包括钢、铸铁、 铝、镁、钛、铜、等金属及其合金，在我 国工业生产中占有重要地位。
项目要点
本项目学习的要点是：掌握电弧焊的 基本知识、掌握气焊和气割的基本知识以 及其他的焊接方法，同时了解焊接生产的 安全问题，为同学们焊接实训做出知识积 累。
01 电弧焊、气焊和气
识
至空载时的60～70V和电弧燃烧时的
延
20～35V，能输出几十安培到几百安
伸
培的电流，并可以根据需要很方便地
调整焊接电流的大小。
任务一：电弧焊、 气焊和气割
如图5-3即为交流弧焊电机外形图。
知 识 延 伸
图5-3 交流弧焊电机外形图
任务一：电弧焊、 气焊和气割