平对接焊教案

（焊接）专业工艺、实习一体化教学课题授课计划（2012——2013学年度下学期第周）第1页审批意见（签字）年月日授课班级本课题需课时实施日期12焊接班46月28日至6月28日月日至月日课题名称：平对接焊目的要求：通过学习使学生掌握焊接工艺参数、电源极性、电弧偏吹、平对接焊定位焊、I形V形坡口的焊接方法。重点难点：焊接工艺参数的选择，克服电弧偏吹的方法，板对接平位单面焊双面成形的操作要领。设备、工具、教具等：手工电弧焊机，Ø3.2mm、Ø4.0mm焊条、钢板、防护用品、辅助用品等。相关工艺知识：授课内容授课时间1．焊接工艺参数6.282．焊接电源极性、电弧偏吹6.283．平对接焊技能训练（一）4．平对接焊技能训练（二）5．平对接焊技能训练（三）编写日期2013.6.12指导教师课题图样及技术要求、课日授课计划附后1时间授课内容方法5′40＇一、组织教学：1．组织学生按时进入实习场地考勤。2．强调安全文明生产。3．布置实习任务，准备实习工具。二、相关工艺知识：（一）焊接工艺参数1.焊接工艺参数：焊接时为保证焊接质量而选定的各项参数的总称。2.手工电弧焊的焊接工艺参数：（1）焊条的选择①.焊条牌号的选择：根据所焊钢材的化学成分、力学性能、工作环境等方面的要求，以及焊接结构承载的情况和弧焊设备的条件等综合考虑，选择合适的焊条牌号。②.焊条直径的选择：a.焊件的厚度：大于5mm应选择4.0、5.0mm直径的焊条，反之，应选择3.2、2.5mm直径的焊条。b.焊缝的位置：板厚相同的情况下，平焊焊缝选用的焊条直径比其他位置焊缝大一些，但一般不超过5mm,立焊一般使用3.2、4.0mm直径的焊条，仰焊、横焊时，选用的焊条直径不超过4mm。c.焊接层数：多层焊时，打底焊应选用直径较小的焊条进行焊接，以后各层可选用较大直径的焊条。d.接头形式：搭接接头、T形接头应选用较大的焊条直径。（2）焊接电流①.根据焊条直径来选择：经验公式Ih=(30～55)d②.根据焊缝位置选择：在相同焊条直径条件下，平焊时适当的选择较大的焊接电流，立焊和横焊时的焊接电流比平焊时应减少10％～15％，而仰焊时要比平焊减小10％～20％。③.根据焊条类型选择：在焊条直径相同时，奥氏体不锈钢焊条使用的焊接电流要比碳钢焊条小些，碱性焊条要比酸性焊条使用的焊接电流小些。实习车间内落实板书讲解板书讲解2时间授课内容方法40＇5＇④.根据焊接经验选择：a.焊接电流过大时：焊接爆裂声大，熔滴向熔池外飞溅；而且熔池也大，焊缝成形宽而低，容易产生烧穿、焊瘤、咬边等缺陷；运条过程中熔渣不能覆盖熔池起保护作用，而使熔池裸露在外，造成焊缝成形波纹粗糙；过大的电流使焊条熔化到大半根时，余下部分焊条均已发红。b.焊接电流过小时：焊缝窄而高，熔池浅，熔合不良，会产生未焊透、夹渣等缺陷；还会出现熔渣超前，与液态金属分不清；有时焊条会与焊件粘结。c.合适的焊接电流:熔池中会发出煎鱼般的声音；运条过程中，以正常的焊接速度移动，熔渣会半盖半露着熔池，液态金属和熔渣容易分清；焊缝金属与母材呈圆滑过渡，熔合良好；在操作过程中，有得心应手之感。（3）电弧电压：主要由电弧长度来决定。电弧长，电弧电压就高；电弧短，电弧电压就低。（4）焊接速度：凭焊工的焊接经验灵活掌握。（5）焊接层数：焊件较厚时需要多层焊。对一些重要的结构，焊接层数多些为好，每层厚度最好不大于4mm。（6）线能量：熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量。公式为：IUq0或vIUq各种电弧焊方法有效功率系数η值弧焊方法种类η直流手工电弧焊交流手工电弧焊埋弧自动焊CO2气体保护焊钨极氩弧焊熔化极氩弧焊0.75～0.850.65～0.750.80～0.900.75～0.900.65～0.750.70～0.80当焊接电流增大或焊接速度减慢使焊接线能量增大时，过热区的晶粒粗大，韧性严重降低；反之，线能量趋小时，硬度虽然有所提高，但韧性要变差。布置作业1.焊接工艺参数的概念。2.手弧焊焊接工艺参数的选择。板书讲解分析讲解3时间授课内容方法40＇（二）焊接电源极性和电弧偏吹1.焊接电源的极性有正极性和反极性两种。正极性：焊件接电源正极，电极（焊钳）接电源负极的接线法。也称正接。反极性：焊件接电源负极，电极接电源正极的接线法。也称反接。交流弧焊机不存在正极性和反极性。焊接电源极性的选择：主要根据焊条的性质和焊件所需热量来决定。使用酸性焊条（E4303）时，用直流正极性，焊接较厚的钢板，以获得较大的熔深；采用反极性，焊接薄钢板，可以防止烧穿。使用碱性低氢钠型（E5015）焊条时，无论焊件的板薄或板厚，均应采用直流反接，可以减少飞溅现象和减小气孔倾向，并使电弧稳定燃烧。2.焊接电弧的偏吹：在焊接过程中，因焊条偏心、气流干扰和磁场的作用，常会使磁场的中心偏离焊条轴线的现象。（1）焊条偏心的影响分析讲解挂图演示焊焊条偏心度过大4时间授课内容方法40＇5＇（2）气流的影响（3）磁场的影响：在使用直流弧焊机施焊过程中，常会因焊接回路中产生的磁场在电弧周围分布不均引起电弧偏向一边，形成偏吹，叫磁偏吹。造成磁偏吹的原因：a.连接焊件的地线位置不正确；b.电弧附近有铁磁物质存在；c.在焊件边缘处施焊，使电弧周围的磁场分布不平衡。交流弧焊电源一般不会产生明显的磁偏吹现象。克服电弧偏吹的措施：（1）在条件许可的情况下，尽可能使用交流弧焊电源焊接。（2）室外作业可用挡板遮挡大风或“穿堂风”，以对电弧进行保护。（3）将连接焊件的地线同时接于焊件两侧，可以减少磁偏吹。（4）操作时出现电弧偏吹，可适当调整焊条角度，使焊条向偏吹一侧倾斜。（5）采用小电流和短弧焊接。布置作业1.正极性和反极性的概念。2.焊接电源极性的选择。3.电弧偏吹的概念。4.磁偏吹的定义及产生原因。5.克服电弧偏吹的措施。绘图讲解挂图演示5时间授课内容方法40＇＇（三）平对接焊技能训练（1）1.定位焊的要求定位焊缝一般要形成最终焊缝金属，因此选用的焊条应与正式焊接所用焊条相同；定位焊缝余高不能过大；如定位焊缝有开裂、未焊透、超高等缺陷，必须铲除或打磨，必要时重新定位焊。2.I形坡口平对接焊装配时，保证两板对接处平齐，无错边。根部间隙在1～2.5mm之间。板厚为3mm左右，定位焊间距为70～100mm;若板厚大于6mm,可以在焊件两端焊牢。首先进行正面焊。根据焊件厚度选择焊条直径和相应的焊接电流，焊件较薄时，选择小直径焊条，焊件较厚时，选择稍大些直径的焊条。以保证正面焊缝的熔深达到板厚的2/3。正面焊缝焊完后，将焊件翻转，清理干净熔渣。背面焊缝焊接时，可适当加大焊接电流，保证与正面焊缝内部熔合，避免产生未焊透现象。焊接过程中，采用直线运条或直线往复运条。为了获得较大的熔深和宽度，运条速度可以慢一些或者焊条作微微的搅动。运条过程中如果发现熔渣与熔化金属混合不清时，可把电弧拉长，同时将焊条向前倾斜，利用电弧的吹力吹动熔渣，并做向熔池后面推送熔渣的动作。动作要快捷，以避免熔渣超前产生夹渣等缺陷。焊道的起头、接头和收尾与平敷焊相同。实物演示实物演示6时间授课内容方法40＇厚度小于3mm的薄焊件，焊接时往往会出现烧穿现象，因此装配时可不留间隙。定位焊缝呈点状密集形式。操作中采用短弧和快速直线往复式运条法，为避免焊件局部温度过高,可以分段焊接。必要时也可以将焊件一头垫起，使其倾斜5°～10°进行下坡焊，这样可以提高焊接速度.减小熔深，防止烧穿和减小变形。3.V形坡口平对接焊与I形坡口平对接焊比较，V形坡口平对接焊需要在坡口内进行多层焊。焊接第一层焊道选用直径较小的焊条(一般为Ø3.2mm)。间隙小时用直线形运条法;间隙大时用直线往复运条法，以防烧穿。当间隙很大以致无法焊接时，先在坡口两侧各堆敷一条焊道，使间隙变小，然后再在中间施焊;采用这种方法可完成大间隙底层焊道的焊接。底层焊接之后，清理干净熔渣，陆续焊接以后各层。此时应选用4mm或5mm直径的焊条，焊接电流也应相应加大。第二层焊道如不宽可采用直线形或小锯齿形运条，以后各层采用锯齿形运条，但摆动幅度应逐渐加宽。摆动到坡口两侧时，焊条稍作停顿，以保证与母材的良好熔合。表面焊时应通过焊条的摆动，熔合坡口两侧1～1.5mm的边缘，以控制焊缝宽度。应注意每层焊道控制在3～4mm的厚度，各层之间的焊接方向应相反，其接头相互错开30mm，同时要控制层间温度，最好不超过180℃，以保证焊接接头的各项力学性能指标。分析讲解操作演示7时间授课内容方法5＇40＇布置作业1.定位焊的要求。2.V形坡口平对接焊的操作方法。（四）平对接焊技能训练（2）板对接平位单面焊双面成形锅炉及压力容器等重要构件，要求在构件的厚度方向完全焊透。对于大型容器，可以采取双面焊接工艺;对于直径较小的容器，因无法进入内部施焊，则就要求焊工掌握单面焊双面成形的操作技术。1)准备焊件将开成v形坡口的焊件表面清理干净，露出金属光泽，然后锉削钝边，其尺寸为0.5～1.5mm，最后在距坡口边缘一定距离(50mm)用划针划一条平行线，作为焊后测量焊缝在坡口每侧增宽的基准线。2)焊件装配将两块钢板装配成V形坡口的对接接头，起焊处的根部间隙为3.2mm，终焊处为4mm，(装配时可分别用直径3.2、4mm的焊条芯夹在焊件两端)。放大终焊端的间隙是考虑到焊接过程中的横向收缩量，以保持熔透坡口根部所需要的间隙。将组对好间隙的焊件在距端头20mm之内进行定位焊，定位焊缝长10～15mm。3）反变形由于v形坡口具有不对称性，只在一侧焊接，焊缝在厚度方向横向收缩不均，钢板会向上翘起产生角变形。其大小用变形角来表示。要求变形角控制在3°以内。为此采用反变形法来预防焊后的角变形，即焊前将组对好的焊件向焊后角变形的相反方向折弯一定的反变形量。反变形量一般凭经验确定:用一水平尺搁在焊件两侧（钢板宽度为125mm时)，中间的空隙刚好放置一根直径为操作演示8时间授课内容方法40＇4mm的焊条（包括药皮)并能通过。操作方法单面焊双面成形的焊件其背面焊缝足否符合质量要求，关健在于底层的焊接。底层的焊接方式主要有灭弧法和连弧法两种①灭弧法：主要是通过调节燃弧和熄弧时间，来控制熔池温度、形状及填充金属的薄厚，以获得良好的背面成形和内部质量。焊接时，采用短弧操作，焊条与焊接方向的夹角为30°～50°电弧引燃、熄灭的节奏应一致(一般焊接时间在0.8～1.2s)。正式焊接前先在试板上试焊,检查电流是否合适及焊条有无偏吹现象。确认无误后，从焊件间隙较小的那一端引弧，经过适时的长弧预热，然后立即压低电弧，可看到定位焊缝及坡口根部金属熔化形成的熔池，并听到“扑扑”声，这时应立即灭弧。当熔池的熔化金属颜色由亮变暗的瞬时，迅速在熔池的2/3处引弧，从坡口一侧运条到另一侧稍作停顿，然后向后方灭弧。接着新熔池颜色刚变暗时，立即在刚熄弧的坡口那一侧位置引弧。压弧焊接之后再运条到另一侧稍作停顿，听到“扑扑”声再立即灭弧。这样左右击穿周而复始，直至完成打底焊。灭弧法要求每一个熔滴都要准确送到欲焊位置，燃、灭弧节奏应控制在45～55次/min。节奏过快，坡口根部熔不透，节奏过慢，熔池温度过高，焊件背面焊缝会超高（应控制在2mm以下），甚至出现焊瘤和烧穿现象。要求每形成一个熔池都要操作演示操作演示9时间授课内容方法在其前面出现一个熔孔，熔孔的轮廓由熔池边缘和坡口两侧被熔化的缺口构成。打底焊的焊接质量主要取决于熔孔的大小和间距，熔孔以大于根部间隙约1mm为宜，其间距始终应保持熔池之间由2/3的搭接量。更换焊条前，压低电弧向熔池前沿连续过渡一二滴熔滴，使其背面饱满，防止形成冷缩孔，随即灭弧。更换焊条要快，在图1-62所示①的位置重新引弧，沿焊道焊至接头处②的位置，作长弧预热来回摆动几下之后(③④⑤⑥)，在⑦的位置压低电弧。当出现熔孔并听到“扑扑”声时，迅速灭弧。这时更换焊条的接头操作结束，转入正常灭弧焊法。②连弧法：是在焊接过程中，电弧始终燃烧并作有规则的摆动，使熔滴均匀地过渡到熔池中，达到良好的背面焊缝成形。一般采用较小的根部间隙、适当的焊接电流、与电流相适应的焊接速度，并通过熟练的