《焊工工藝學教學》課件

《焊工工藝學》課程概述本課程主要介紹焊接工藝的基本理論知識，并結(jié)合實際案例，深入淺出地講解焊接工藝的操作步驟及注意事項。課程目標焊接技能掌握各種焊接方法的操作技能，熟練運用焊接設(shè)備和工具，提高焊接效率和質(zhì)量。安全意識了解焊接作業(yè)的安全規(guī)范，掌握安全操作技能，預(yù)防事故發(fā)生。工藝知識掌握焊接工藝的基本原理，能夠根據(jù)不同的材料和結(jié)構(gòu)選擇合適的焊接方法和工藝參數(shù)。質(zhì)量控制學習焊接質(zhì)量檢驗方法，掌握常見焊接缺陷的識別和預(yù)防措施。工藝學基本概念1焊接接頭焊接接頭是兩個或多個工件通過焊接連接在一起的部位。2焊接熔池熔池是焊接過程中熔化的金屬液，是形成焊縫的關(guān)鍵部分。3焊縫焊縫是指焊接接頭中由焊接熔池冷卻凝固而形成的金屬連接部分。4焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)是指焊接接頭中受到焊接熱量影響而發(fā)生物理化學變化的區(qū)域。焊接工藝分類手工電弧焊手工電弧焊是最常用的一種焊接方法，操作簡單、成本低廉，適用于各種金屬材料的焊接。氣體保護焊氣體保護焊利用惰性氣體或活性氣體保護熔池，防止空氣中的氧氣和氮氣進入熔池，提高焊接質(zhì)量。埋弧焊埋弧焊采用埋弧焊絲和焊劑，在焊縫表面形成保護層，提高焊接效率和焊縫質(zhì)量。激光焊接激光焊接利用高能量密度的激光束熔化金屬，具有焊接速度快、焊縫質(zhì)量高、熱影響區(qū)小的特點。焊接金屬材料分類焊接金屬材料根據(jù)化學成分和性能分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬。性能焊接金屬材料主要包括強度、韌性、塑性、耐腐蝕性、焊接性能等。選擇焊接金屬材料選擇需要考慮焊接工藝、使用環(huán)境、成本等因素。影響焊接金屬材料對焊接工藝參數(shù)、焊縫質(zhì)量、焊接接頭性能等方面都具有重要影響。焊接熱源電弧電弧是焊接中最常用的熱源之一，高溫等離子體能熔化金屬，形成焊縫。電弧焊接方法廣泛，例如手工電弧焊、氣體保護電弧焊、埋弧焊等。激光激光焊接利用高能激光束，精準地加熱并熔化金屬，形成焊縫。激光焊接可用于精細焊接，例如電子元件、精密機械等。電子束電子束焊接利用高能電子束，集中加熱金屬表面，達到熔化焊接的目的。電子束焊接可用于高強度材料的焊接，例如航空航天領(lǐng)域。等離子弧等離子弧焊接利用等離子弧的高溫，熔化金屬形成焊縫。等離子弧焊接效率高，適用于高精度焊接，例如汽車制造、船舶制造等。電弧焊機原理1電弧產(chǎn)生電極與工件間形成電弧2電弧熱量高溫電弧熔化工件3熔池形成熔化金屬形成熔池4焊縫形成熔池冷卻凝固成焊縫電弧焊機利用電能產(chǎn)生電弧，熔化金屬進行焊接。電弧是電極與工件之間產(chǎn)生的高溫等離子體，具有極高的溫度，可用于熔化金屬。電弧焊機通過調(diào)節(jié)電流和電壓來控制電弧的強度和穩(wěn)定性，從而影響焊接過程。焊接電路組成電源提供焊接所需的電流和電壓。直流電源可用于手工電弧焊和氣體保護焊，交流電源可用于交流電弧焊。焊鉗將電流傳送到焊條或焊槍。焊鉗應(yīng)與焊接電流和電壓相匹配。焊條或焊槍用于熔化焊材，形成焊縫。焊條或焊槍的類型應(yīng)與焊接材料和工藝相匹配。焊接電纜連接電源、焊鉗和焊條或焊槍。焊接電纜應(yīng)具有良好的導電性和絕緣性。焊接電壓電流焊接電壓電弧燃燒的電壓焊接電流流過焊接回路的電流焊接電壓和電流是焊接工藝的重要參數(shù)，影響著電弧的穩(wěn)定性、熔化金屬的溫度和焊接速度。根據(jù)焊接方法、焊接材料和焊接工藝要求，需要選擇合適的焊接電壓和電流，確保焊接質(zhì)量。焊接電極涂層電極涂層電極擁有多種類型，每個類型都有其獨特的化學成分，它們可以提高焊接性能，例如提高焊接強度和抗裂性，并提供更好的焊接外觀。裸電極裸電極在焊接過程中會暴露在空氣中，沒有涂層保護，這會導致焊接質(zhì)量下降。因此，裸電極通常用于較小的焊接項目或需要較快的焊接速度的場合。焊劑焊劑可以提高焊縫的質(zhì)量，例如防止氣孔的形成，并減少焊接缺陷。焊劑的成分取決于使用的電極類型和焊接材料。焊接保護氣體11.惰性氣體氬氣、氦氣等，防止熔池氧化、吸氫、蒸發(fā)。22.活性氣體二氧化碳、氧氣等，可以提高熔深和沉積效率。33.混合氣體氬氣、二氧化碳、氧氣混合，綜合惰性氣體和活性氣體的優(yōu)點。44.氣體純度氣體純度越高，焊接質(zhì)量越好。焊接位置平板焊接焊件相互平行的焊接位置，操作方便，焊縫質(zhì)量易于控制。立焊焊件垂直于地面，操作難度較大，需要控制熔池流動方向。橫焊焊件水平放置，焊工需要水平移動焊槍，控制熔池穩(wěn)定。仰焊焊件向上，操作難度最高，熔池易于下墜，需要熟練技巧。坡口設(shè)計焊接接頭類型坡口設(shè)計需要考慮焊接接頭類型，比如對接接頭、角接接頭、搭接接頭等。材料厚度不同的材料厚度需要不同的坡口形式，薄板需要更小的坡口角。焊接工藝焊接工藝要求會影響坡口設(shè)計，比如手工焊和自動焊，需要不同的坡口形狀。力學性能坡口設(shè)計需要考慮焊接接頭的力學性能，確保焊接質(zhì)量。焊接方法熔化極氣體保護焊熔化極氣體保護焊是一種常見焊接方法，主要采用熔化極作為電極，用保護氣體來保護熔池，防止空氣中的氧氣和氮氣對焊接過程的干擾。鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊使用非熔化性鎢極作為電極，氬氣作為保護氣體，利用氬弧進行焊接，適用于各種金屬材料的焊接。埋弧焊埋弧焊利用焊劑覆蓋熔池，在焊劑保護下進行焊接，主要特點是焊接效率高、焊縫質(zhì)量好，多用于厚板的焊接。高能束焊高能束焊利用激光、電子束等高能束作為熱源，使工件迅速熔化，并用惰性氣體保護熔池，適用于精密的焊接。熔化電極氣體保護焊1熔化電極熔化電極氣體保護焊使用可熔化的金屬電極，通過電弧熔化電極和工件，形成熔池，并通過氣體保護熔池。2氣體保護氣體保護可以防止熔池氧化和吸收空氣中的有害氣體，還可以提高焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性。3應(yīng)用范圍熔化電極氣體保護焊廣泛應(yīng)用于各種金屬材料的焊接，如鋼材、鋁合金、銅合金等。鎢極氬弧焊原理鎢極氬弧焊利用鎢極與工件之間產(chǎn)生的電弧進行焊接。氬氣作為保護氣體，防止電弧氧化，并保護熔池免受空氣污染。特點焊接質(zhì)量高，焊縫平整美觀，熱影響區(qū)小，變形量小，適用于各種金屬材料的焊接。分類鎢極氬弧焊可分為直流氬弧焊、交流氬弧焊和脈沖氬弧焊，每種方法都有其獨特的應(yīng)用和優(yōu)點。應(yīng)用鎢極氬弧焊廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶制造、汽車制造、電子產(chǎn)品、精密儀器等行業(yè)。埋弧焊1焊接過程電極絲熔化，形成熔池2熔化電極在保護氣體中，電極絲熔化3焊接材料工件材料和填充材料熔化4焊接電源提供焊接電流，使電極絲熔化5焊接設(shè)備包括電源、焊槍、焊絲和保護氣體等埋弧焊是一種自動化焊接方法，電弧在焊絲和工件之間產(chǎn)生，電弧被焊劑覆蓋。焊劑不僅起到保護焊縫的作用，還起到熔化填充材料和生成熔渣的作用，以防止焊縫氧化。高能束焊1激光焊激光束聚焦能量極高，可熔化金屬材料，形成高質(zhì)量焊縫。激光焊可應(yīng)用于精密電子元件、航空航天制造等領(lǐng)域。2電子束焊電子束焊是利用高速電子束轟擊工件，使工件表面熔化而形成焊縫。電子束焊可應(yīng)用于大型設(shè)備、航空發(fā)動機等制造領(lǐng)域。3等離子弧焊等離子弧焊利用等離子弧高溫和高能量來熔化金屬材料，形成焊縫。等離子弧焊適用于不同材料的焊接，具有良好的焊接質(zhì)量。焊縫形狀及尺寸1焊縫形狀焊縫形狀指的是焊縫的外觀，包括平焊，立焊，橫焊，仰焊等各種焊接位置。2焊縫尺寸焊縫尺寸包括焊縫寬度，焊縫厚度，焊縫長度等，這些參數(shù)決定了焊縫的強度和穩(wěn)定性。3焊縫形狀及尺寸根據(jù)設(shè)計要求，焊縫形狀和尺寸要嚴格控制，以確保焊接接頭的強度和密封性。4影響因素焊接材料，焊接工藝參數(shù)，焊接環(huán)境等因素會影響焊縫形狀和尺寸。焊接殘余應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力焊接過程中的熱量變化導致材料膨脹和收縮，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。焊接變形焊接應(yīng)力超過材料的屈服強度，會導致材料產(chǎn)生永久變形?？刂拼胧┛刂坪附訁?shù)、使用預(yù)熱和后熱處理，可以減小應(yīng)力和變形。焊縫質(zhì)量檢測外觀檢驗肉眼觀察焊縫外觀，包括表面缺陷、尺寸偏差等。檢查焊縫是否有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，并測量焊縫寬度、高度等尺寸。無損檢測使用射線照相、超聲波探傷等方法，檢查焊縫內(nèi)部缺陷。射線照相能夠透視焊縫內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷，超聲波探傷可以檢測出焊縫中的裂紋、氣孔等缺陷。焊接缺陷及成因裂紋焊接裂紋是焊接中最常見的缺陷之一，它會導致焊縫強度降低，甚至造成焊件斷裂。氣孔焊接氣孔是由于焊接過程中氣體進入熔池而形成的空洞，氣孔會導致焊縫強度降低，影響焊縫的密封性。咬邊焊接咬邊是由于焊接熱量過大或焊接速度過快導致焊縫邊緣熔化過深而形成的缺陷。未熔合焊接未熔合是由于焊接熱量不足或焊接速度過慢導致焊縫與母材之間沒有完全熔合而形成的缺陷。焊接預(yù)熱與后熱處理預(yù)熱預(yù)熱是在焊接前將焊接部位加熱到一定溫度，防止焊接過程中因熱量集中而造成金屬內(nèi)部產(chǎn)生裂紋或變形。預(yù)熱溫度根據(jù)材料、焊縫厚度和環(huán)境溫度等因素確定。后熱處理后熱處理是在焊接完成后，對焊件進行熱處理，消除焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，改善焊縫性能。后熱處理的方法包括退火、正火、回火和調(diào)質(zhì)等。焊接安全技術(shù)安全防護佩戴安全帽、眼鏡、手套等防護用品?；馂?zāi)預(yù)防注意焊接區(qū)域周圍的可燃物，配備滅火器等安全設(shè)施。電力安全使用合格的電源線和設(shè)備，避免電氣觸電事故。安全意識遵守焊接安全操作規(guī)程，提高安全意識。機械焊工的職業(yè)素質(zhì)認真細致焊工需要對焊接過程進行細致觀察和嚴格控制，確保焊接質(zhì)量。團隊合作焊工需要與其他工種緊密合作，確保項目順利完成。安全意識焊工需要時刻保持安全意識，遵守安全操作規(guī)程。持續(xù)學習焊工需要不斷學習新技術(shù)，提高自身技能。焊工培養(yǎng)與考核標準基礎(chǔ)理論知識學習焊接工藝學、金屬材料、機械制圖等課程，掌握焊接基本原理、焊接方法和工藝參數(shù)。實踐技能訓練進行焊接實操訓練，熟練掌握各種焊接方法，并達到規(guī)定的技能水平。安全操作規(guī)范學習和掌握焊接安全操作規(guī)程，確保人身安全和設(shè)備安全。職業(yè)道德素養(yǎng)培養(yǎng)職業(yè)責任感、團隊合作意識，樹立良好的職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)?，F(xiàn)場焊工操作演示本環(huán)節(jié)展示真實焊工操作場景。通過專業(yè)焊工的示范，學生可直觀學習焊接操作技巧、安全規(guī)范和質(zhì)量控制要點。演示內(nèi)容包括：焊接準備、焊接過程、焊接檢驗等關(guān)鍵步驟。學生可以近距離觀察焊工的操作手法，并結(jié)合理論知識進行理解和學習。案例分析11.焊接接頭設(shè)計選擇合適的焊接方法和焊接參數(shù)，確保焊接接頭強度和密封性。22.焊接工藝控制控制焊接溫度，焊接速度和焊接電流等參數(shù)，保證焊縫質(zhì)量。33.缺陷分析分析焊接過程中出現(xiàn)的缺陷，如氣孔、裂紋等，找出