焊工工藝與技能訓(xùn)練-課題一演示教學(xué)

焊接室紀(jì)律與安全1.進(jìn)車間必須穿戴規(guī)定的衣物，否則不應(yīng)進(jìn)車間。2.上課實習(xí)期間，不得擅自離開車間或教室，有事請假。3.實習(xí)、上課前班長報告應(yīng)到和實到人數(shù)；實習(xí)完畢前，報告班級所在人數(shù)、離開同學(xué)名單。4.進(jìn)行焊接時，應(yīng)先打開電源后打開焊機，焊接完畢后，應(yīng)先關(guān)閉焊機后關(guān)閉電源。5.各工位的工具、衛(wèi)生責(zé)任到人。1/28/20251課題一平敷焊一、焊接電弧的概念二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性三、電弧焊的熔滴過渡四、手弧焊操作預(yù)備知識1/28/20252一、焊接電弧的概念焊接時，將焊條與焊件接觸后很快拉開，在焊條端部和焊件之間立即會產(chǎn)生明亮的電弧。電弧是一種氣體放電現(xiàn)象。1/28/20253一、焊接電弧的概念焊接電?。河珊附与娫垂┙o的具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間的氣體介質(zhì)中，產(chǎn)生強烈而持久的放電現(xiàn)象。

一般情況下，由于氣體的分子原子都是呈中性的，不能導(dǎo)電。要使氣體呈現(xiàn)導(dǎo)電性必須使氣體電離。氣體電離后，原來氣體中的一些中性分子或原子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮?、正離子等帶電質(zhì)點，這樣電流才能通過氣體間隙形成電弧。1/28/20254一、焊接電弧的概念1.氣體電離氣體原子中電子是按一定的軌道環(huán)繞原子核運動，在常態(tài)下原子都是呈中性的。但在一定的條件下，氣體原子中的電子從外面獲得足夠的能量，就能脫離原子核的引力成為自由電子，同時原子由于失去電子而成為正離子，這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程稱為氣體電離。使氣體電離所需要的能量稱為電離電位(或電離功)；不同的氣體或元素，由于原子結(jié)合不同，其電離電位電不同。1/28/20255一、焊接電弧的概念2、陰極電子發(fā)射陰極的金屬表面連續(xù)地向外發(fā)射出電子的現(xiàn)象。作用：電弧產(chǎn)生和維持的重要條件。一般情況下，電子不能自由離開金屬表面產(chǎn)生電子發(fā)射，要使電子發(fā)射，必須施加一定的能量，使電子克服金屬內(nèi)部正電荷對它的靜電引力。所加的能量越大，陰極產(chǎn)生電子發(fā)射作用就越強烈。1/28/20257電子從陰極表面逸出所需要的最低外加能量稱為逸出功，單位是電子伏特(eV)。電子逸出功的大小與陰極的成分有關(guān)。表1-2列出了常見元素的電子逸出功。焊接時，根據(jù)陰極吸收能量的方式不同，所產(chǎn)生的電子發(fā)射有以下幾類：熱發(fā)射、電場發(fā)射和撞擊發(fā)射等。1/28/20258二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性1．焊接電弧的構(gòu)造焊接電弧的構(gòu)造可分為三個區(qū)域：陰極區(qū)、陽極區(qū)、弧柱區(qū)(圖1—2)1/28/20259(1)陰極區(qū)

任務(wù)：向弧柱區(qū)提供電子流和接受弧柱區(qū)正離子流。在焊接時，陰極表面存在一個爍亮的輝點，稱為陰極斑點。陰極斑點是子發(fā)射源，也是陰極區(qū)溫度最高的部分，一般達(dá)2130～3230℃，放出的熱量占焊接總熱的36％左右；陰極溫度的高低主要取決于陰極的電極材料，一般都低于材料的沸點。電極的電流密度增加，陰極區(qū)的溫度也相應(yīng)提高。陰極和陽極為同種料。1/28/202510二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性(2)陽極區(qū)

任務(wù)：接受弧柱區(qū)流過來的電子流和向弧柱區(qū)提供正離子流；在陽極表面的光亮輝點稱為陽極斑點，陽極斑點是由于電子對陽極表面撞擊而形成的。一般情況下，陽極區(qū)的溫度達(dá)2330～3980℃放出的熱量占焊接總熱量的43％左右。1/28/202511二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性(3)弧柱區(qū)弧柱是處于陰極區(qū)與陽極區(qū)之間的區(qū)域；作用：電子流和正離子流的導(dǎo)電通路，弧柱的溫度不受材料沸點制，而取決于弧柱中氣體介質(zhì)和焊接電流，焊接電流越大，弧柱中電離程度就越大，弧柱溫度也就越高?；≈鶇^(qū)的中心溫度高達(dá)5730～7730℃，放出的熱量占焊接總熱量的21％左右。1/28/202512二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性(4)電弧電壓

陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)電壓降之和，電弧電壓的分布如圖1—3所示。電弧電壓叫用可式表示：U弧=U陰+U陽+U柱=U陰+U陽+bl弧U弧——弧電壓，V；U陰——陰極電壓降，VU陽——陽極電壓降，VU柱——弧柱電壓降，Vb——單位長度的弧柱電壓降，一般為20—40V／㎝；L弧——電弧長度，㎝。1/28/202513二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性2電弧的靜特性在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況卜，電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系稱為電弧靜特性。表示它們關(guān)系的曲線叫做電弧的靜特性曲線，如圖1-4所示。1/28/202514二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性(1)電弧靜特性曲線1/28/202515二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性電弧靜特性曲線呈U形。當(dāng)電流較小時，(曲線左邊的ab段)，電弧靜特性為下降特性區(qū)，即隨著電流的增加而電壓降低；在正常上藝參數(shù)焊接時，電流通常從幾十安培到幾百安培，這時的電弧靜特性曲線如曲線中的bc段，稱為平特性區(qū)，即電流大小變化時電壓幾乎不變；當(dāng)電流更大時(曲線右邊cd段)，電弧靜特性為上升特性區(qū)，電壓隨電流的增加而升高。1/28/202516二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性(2)焊接方法不同時的電弧靜特性曲線不同的焊接方法，在特性只是曲線中的某一區(qū)域。

1)手工電弧焊

由于手弧焊設(shè)備的額定電流值不大于500A，無上升特性區(qū)。2)埋弧自動焊

在正常電流密度焊接時，其靜特性為平特性區(qū)；電流較大時為上升特征區(qū)。1/28/202517二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性

3)鎢極氬弧焊

一般在小電流區(qū)間焊接時，其靜特性為下降特性區(qū)。采用大電流密度焊靜特性為平特性區(qū)。4)細(xì)絲熔化極氣體保護(hù)焊由于受電極端面積所限，電流密度很大，所以其靜特性曲線為上升特性區(qū)。在一般情況下，電弧電壓總是和電弧長度成正比地變化升高，其靜特性曲線的位置也隨之上升（圖1-5所示）。1/28/202518三、電弧焊的熔滴過渡電弧焊時，焊條端部在電弧高溫作用下熔化成液態(tài)金屬熔滴，通過電弧空間不斷地向熔池過渡的過程。對焊接過程的穩(wěn)定性、焊縫成形，飛濺及焊接接頭質(zhì)量影響較大。形式：滴狀過渡、短路過渡、噴射過渡。？1/28/202519三、電弧焊的熔滴過渡1.熔滴過渡的作用力（1）熔滴重力平焊：促進(jìn)；立、仰焊：阻礙（2）表面張力促進(jìn)液態(tài)金屬聚成球狀。平焊：阻礙；仰焊：促進(jìn)影響因素：焊條直徑（成正比），保護(hù)氣體性質(zhì)。1/28/202520三、電弧焊的熔滴過渡（3）電磁力導(dǎo)體通電后產(chǎn)生，其電流越大，電磁力越大。（4）其它：斑點壓力，氣體的吹力。當(dāng)焊接電流較小時，液態(tài)金屬主要受重力和表面張力；焊接電流較大時，電磁力起主要作用。1/28/202521三、電弧焊的熔滴過渡2.熔滴過渡形式1）滴狀過渡可分為粗滴過渡和細(xì)滴過渡。粗滴過渡飛濺大，電弧不穩(wěn)，在焊接中應(yīng)避免粗滴過渡。熔滴大小與焊接電流、焊芯、涂層成分有關(guān)。細(xì)滴過渡應(yīng)用：焊絲直徑1.6mm的CO2氣保焊（400A）；酸性焊條焊接。1/28/202522三、電弧焊的熔滴過渡2）短路過渡直接向熔池過渡適合于薄板或需低熱輸入情況下的焊接。細(xì)絲（0.8-1.2mm）CO2氣保焊；堿性焊條較大電流時。3）噴射過渡噴射過渡熔滴顆粒細(xì)，過渡頻率高，熔滴沿電弧方向高速流向熔池，而且電弧穩(wěn)定，飛濺小，熔深大，生產(chǎn)率高，焊縫成形美觀。氬氣或富氬氣氣保焊直流反接時。1/28/202523四、手弧焊操作預(yù)備知識1.電弧焊機三種類型：弧焊變壓器：交流弧焊機（酸性焊條）弧焊整理器、弧焊發(fā)電機：直流弧焊機（堿性焊條）常用：BX1-330型弧焊變壓器、BX3-300型弧焊變壓器、ZXG-300型弧焊整流器1/28/202524四、手弧焊操作預(yù)備知識2.電焊條（1）組成鋼焊芯+藥皮焊條直徑：2.5、3.2、4.0、5.0mm，焊芯長度250~450mm（2）藥皮作用：機械保護(hù)（形成氣體、熔渣隔離空氣）、冶金處理滲合金（除去OHSP有害雜質(zhì)、添加有益金屬元素）、改善焊接工藝性（穩(wěn)弧性、脫渣型、全位置焊接性、焊縫成形、飛濺大?。?/28/202525四、手弧焊操作預(yù)備知識（3）焊條類型（熔渣特性分）1）酸性焊條：熔渣為酸性氧化物，如鈦鈣型、氧化鈦型、氧化鐵型等。特點：焊接工藝性好，但力學(xué)性能較差。適用于一般低碳鋼和強度等級低的普低合金結(jié)構(gòu)鋼。常用：E4303（j422)75~150℃烘干1h，保溫1~2h。1/28/202526四、手弧焊操作預(yù)備知識2）堿性氧化物熔渣為堿性氧化物，低氫鈉型、低氫鉀型。特點：焊縫金屬力學(xué)性能好，但焊接工藝性能差。適用于合金鋼、重要碳鋼結(jié)構(gòu)焊接。常用E5015（j507必須直流反接）、E5016(j506)350~400℃烘干1~2h，保溫1~2h。1/28/202527四、手弧焊操作預(yù)備知識3.防護(hù)用品1）焊鉗保障焊工的安全，焊鉗、電纜線及焊焊鉗的作用是夾持焊條和傳導(dǎo)焊接電流。焊鉗應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性，不易發(fā)熱、質(zhì)量輕、夾持焊條牢固及裝換焊條方便。使用時，鉗口上的焊渣要經(jīng)常清除，以減小電阻，降低熱量，延長其使用壽命。1/28/202528四、手弧焊操作預(yù)備知識2）電纜線電纜線是連接焊機與焊鉗和焊機與焊件的導(dǎo)線，其作用是傳導(dǎo)焊接電流。電纜線應(yīng)柔軟，容易彎曲，具有良好的導(dǎo)電性能，外表應(yīng)有良好的絕緣層。電纜線外皮如有燒損，應(yīng)立即用絕緣膠布包扎好或更換，以避免觸電事故。電纜線截面積的大小應(yīng)根據(jù)焊接電流的大小和導(dǎo)線長度選擇。1/28/202529四、手弧焊操作預(yù)備知識3）焊接電纜線快速接頭電纜線快速接頭是一種快速方便地連接焊接電纜線的裝置。采用導(dǎo)電性好并具有一定強度的鍛制黃銅加工而成，在外面套上氯丁橡膠護(hù)套．可保證接線處接觸良好和