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湖南同德职业学院手工电弧焊技能培训焊接三要素优秀的操作者高品质的焊接设备合格的焊接材料发达国家气保焊占第一位，引进国外设备与国内设备资金比为2：1。中国CO2焊接市场潜力非常大国内10%左右日本40—60%左右，市场占有率资金投入使用情况国内，国外焊机发展情况需要不同的焊接方法，焊接技术，焊接设备。金属的连接(设备选型七要素)金属材料不同板厚焊接位置不同质量焊缝尺寸焊缝成型接头形式对接搭接角接T接水平焊立焊横焊仰焊1.焊接方法分类2.熔化焊接的主要特征3.焊条电弧焊的工作原理4.手工电弧焊的特点一.焊接基本知识1.焊接方法分类等离子弧焊非熔化极TIG激光焊电子束焊钎焊电渣焊MAG压力焊铝热焊气焊CO2MIG电弧焊熔化极手弧焊埋弧焊熔化焊接将被连接金属局部熔化，然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力，这种焊接方法叫熔化焊接。需要一个能量集中，热量足够的热源。能量集中性：就是在金属电极中单位面积所通过的电流越大，能量集中性越好。熔化焊接2.熔化焊接的主要特征焊接部位必须采取有效的隔离空气保护，使焊接部位不能和空气接触，以免造成焊道的成分和性能不良.保护方式有三种:气相,渣相,真空.焊接方法丝径（mm）电流范围(A)电流密度(A/mm2)能量集中性手弧焊527014差埋弧焊5130066好CO2焊1250318更好结论：CO2焊比手弧焊能量集中性好十倍以上，焊接成本低三倍。能量集中性对照表电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极：电极（钨极）不熔化。MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAG—C焊）手工焊：焊条电弧焊（SMAW焊）名词解释(1)1.焊接通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。2.金属指具有特殊光泽而不透明，富有延展性、导热性及导电性的一类结晶物质。具有金属特性的材料统称为金属材料3.合金指两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素熔合在一起所得到的具有金属特性的物质。4.钢的热处理将钢在固态下采用适当方式进行加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的工艺。5.金属的力学性能指金属在力或能的作用下，所表现出来的一系列力学特性，(如强度、塑性、硬度和冲击韧度等）它反映了金属材料在各种形式外力作用下抵抗变形或破坏的能力。名词解释(2)6.熔池熔焊接时，在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。7.焊接化学冶金熔焊时，焊接区的熔化金属、熔渣、气体之间在高温下进行的一系列化学冶金反应。8.熔滴电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的，并向熔池过渡的液态金属滴。9.熔渣焊接过程中，焊条药皮或焊剂熔化后，经过一系列化学变化形成的覆盖于焊缝表面的非金属物质。10.焊接接头用焊接方法连接的接头（简称接头）。焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区。11.焊缝焊件经焊接后所形成的结合部分。12.熔合区焊接接头中，焊缝向热影响区过渡的区域。名词解释(3)13.热影响区焊接（或切割）过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。14.碳当量把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。15.预热焊接开始前，对焊件的全部（或局部）进行加热的工艺措施。16.后热焊接后立即对焊件的全部（或局部）进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施。它不等于焊后热处理。17.焊后热处理焊后为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理。名词解释(4)焊条电弧焊优点l）使用的设备比较简单，价格相对便宜且轻便。焊条电弧焊使用的交、直流焊机都比较简单，操作时不需要复杂的辅助设备，只需简单的辅助工具。2）不需辅助气体防护。焊条不但提供填充金属，而且在焊接时能够产生保护气体，并具有较强的抗风能力。3）操作灵活，适应性强。不规则的焊缝。凡焊条能够达到的地方都能进行焊接。4）应用范围广，用于大多数工业用的金属和合金的焊接。选用合适的焊条可以焊接碳素钢、低合金钢、高合金钢、有色金属。而且可以焊接异种金属，还可以铸铁焊补和各种金属材料的堆焊等。焊条电弧焊缺点l）对焊工操作技术要求高。焊工培训费用大。焊条电弧焊的焊接质量，除靠选用合适的焊条、焊接工艺参数和焊接设备外，主要靠焊工的操作技术和经验保证。即焊条电弧焊的焊接质量在一定程度上决定了焊工操作技术。因此必须经常进行焊工培训。2）劳动条件差。焊条电弧焊主要靠焊工的手工操作和眼睛观察完成全过程，焊工的劳动强度大，并且始终处于高温烘烤和有毒的烟尘环境中。因此要加强劳动保护。焊条电弧焊缺点3）生产效率低。焊条电弧焊主要靠手工操作，并且焊接工艺参数选择范围较小，另外焊接时要经常更换焊条，并要经常进行焊道熔渣的清理，与自动焊相比，焊接生产率低。4）不适于特殊金属及薄板的焊接。如活泼金属（Ti、Nb、Zr等）和难熔金属（Ta、Mo等），这些金属对氧的污染非常敏感，焊条的保护作用不能防止这些金属氧化，焊接质量达不到要求，所以不能采用焊条电弧焊；对于低熔点金属如Pb、Sn、Zn及其合金等，电弧的温度对其来讲太高，也不能采用焊条电弧焊。另外，焊条电弧焊的焊接工件厚度一般在1.5mm以上；1mm以下的薄板不适于焊条电弧焊。电弧偏离焊条轴线的现象叫电弧偏吹。电弧偏吹使温度分布不均匀，容易产生咬边、未熔合、夹渣等缺陷，故必须研究引起偏吹的原因及预防措施。药皮偏心引起的电弧偏吹接地线位置不适当引起的电弧偏吹第二节电弧偏吹1．焊条药皮偏心:因药皮偏心，圆周各处药皮厚度不一致，熔化快慢不同，药皮薄的一边熔化得快，药皮厚的一侧熔化慢，焊条端部产生“马蹄形”套筒，使电弧吹向一边.2．气流的影响:在钢板两端焊接时，由于热空气引起冷空气流动，使电弧向钢板外面偏吹。3．风的影响:在风的作用下。电弧向风吹的方向佩斜。4．接地线位置不适当引起的偏吹。一、产生电弧偏吹的原因二、防止偏吹的措施发现焊条出现“马蹄形”，当“马蹄形”不大时，可转动焊条改变偏吹的方向调整焊缝成形；若“马蹄形”较大，则更换焊条。②改变工件上的接线位置，地线接工件中间较好。③焊T形接头或焊接具有不对称铁磁物质的焊件时，可适当改变焊条角度，削弱立板的影响，铁磁物质对电弧磁偏吹的影响，如图所示。④钢板两头焊接时，改变焊条角度或增加引弧板。⑤避免在有风的地方焊接或用防护板挡风铁磁物质对电弧磁偏吹的影响焊接方法行走方式送丝(条)方式控制方式手工弧焊手工手工手弧焊CO2焊手工自动(送丝机)半自动焊埋弧焊自动(焊接小车)自动(送丝机)自动焊焊接控制方式的分类焊条电弧焊工作原理手工电弧焊是最常用的熔焊方法之一。在焊条末端和工件之间燃烧的电弧所产生的高温使药皮、焊芯及工件熔化，药皮熔化过程中产生的气体和熔渣，不仅使熔池和电弧周围的空气隔绝，而且和熔化了的焊芯、母材发生一系列冶金反应，使熔池金属冷却结晶后形成符合要求的焊缝。焊接过程1-药皮2-焊芯3-保护气体4-电弧5-熔池6-母材7-焊缝8-渣壳9-熔渣10-熔滴二.手工电弧焊主要规范参数7.焊接层数3.焊条直径4.焊接电流2.焊接电源种类和极性5.电弧电压6.焊接速度1.焊条种类和牌号1.焊条种类和牌号涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极叫电焊条，简称焊条。不锈钢焊条夹持端端面涂有不同颜色，以便识别焊条型号。在靠近夹持端的药皮上印有焊条牌号电焊条第一节焊条的组成及作用l一夹持端2一药皮3一焊芯4一引弧端5—引弧剂一、焊芯焊条中被药皮包敷的金属丝叫焊芯。1．焊芯的作用①作电极产生电弧。②焊芯熔化后成为填充金属，与熔化了的母材混合形成焊缝。1234L根据GB《焊接用钢丝》标准规定，专门用于制造焊芯和焊丝的钢材，可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。焊条钢牌号一律用汉语拼音字母H做字首，其后紧跟钢号，表示方法与优质碳素结构钢、合金钢相同。若钢号末尾注有高字（或字母A），为高级优质焊条钢，含硫、磷量较低。若末尾注有“特”字（或字母E），为特级焊条钢，含硫、磷更低。1—1．焊芯的分类及牌号举例如下：H08——低碳焊条钢，含碳量约0.08％，含硫、磷均小于0.04％。H08A——高级低碳焊条钢，含碳量约0.08％，含硫、磷均小于0..03％。H1Crl9NITi一铬镍钛不锈钢焊条钢。涂敷在焊芯表面的有效成分叫药皮。由几种或几十种成分。药皮的作用如下：l.稳弧作用药皮中含有稳弧物质，保证易引燃电弧和燃烧稳定。2.保护作用药皮熔化时产生气体和熔渣，可隔离空气，保护熔融金属。熔渣冷却后，在焊缝表面形成渣壳，可防止焊缝表面金属不被氧化并减慢焊缝的冷却速度，有利于熔池中气体逸出，减少产生气孔的可能性，并改善焊缝成形。3.冶金作用药皮中加有脱氧剂和合金剂，通过熔渣与熔化金属的化学反应，可减少氧、硫、磷等有害杂质，使焊缝金属获得符合要求的力学性能。1—2、药皮1—3、药皮4.渗合金药皮中加有铁合金，这些合金元素熔化后过渡到熔池中，可提高焊缝金属中合金元素的含量，从而改善焊缝金属的性能，通过渗合金甚至可获得性能与母材完全不同的焊缝金属，如在碳钢上堆焊不锈钢、高速钢等。5.改善焊接工艺性能通过调整药皮成分，可改变药皮的熔点和凝固温度，使焊条末端形成套筒，产生走向气流，有利于熔滴向熔池过渡，可适应全位置焊接需要。一、焊条的种类及型号根据焊条的用途可分为碳钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铝及铝合金、铜及铜合金、铸铁焊条等，这里只介绍焊钢用的焊条。1.碳钢焊条根据GB《碳钢焊条》标准规定，这类焊条的型号，根据熔敷金属的抗拉强度，药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。型号编制方法如F：碳钢焊条包括E43和E50两个系列。第二节焊条的种类、型号及规格2—1焊接位置（X3）的意义2—2．焊条规格焊条以焊芯的直径为公称直径，根据焊芯的材质和直径决定焊条的长度。不同类别焊条的规格见表焊芯直径(mm)焊条长度(mm)1.6200（250）2.0250（300）2.5250（300）3.2350（400）4.0350（400）5.0400（450）6.0400（450）8.0500（650）尽管药皮中有多种类型，但根据药皮熔化后的熔渣特性，只能分成两类。这两类焊条的工艺性能，操作注意事项和焊缝质量有较大的差异，因此必须熟悉它们的特点。2—3．酸性焊条与碱性焊条酸性焊条熔渣的主要成分是酸性氧化物（如SiO2、TiO2、Fe2CL3等），它在焊接过程中容易放出含氧物质，以及药皮里的有机物，分解时产生保护气体。因此烘干温度不能超过250℃。这类焊条氧化性较强，容易使合金元素氧化，同时电弧中的氢离子容易和氧离子结合生成氢氧根离子，可防止氢气孔，因此这类焊条对铁锈不敏感。酸性渣不能有效地清除熔池中的硫、磷等杂质，因此焊缝金属产生偏析的可能性较大，出现热裂纹的倾向较高，焊缝金属的冲击韧度较低。酸性焊条的优点是价格较低，焊接工艺性较好，容易引弧，电弧稳定，飞溅小，对弧长、对油锈不敏感，焊前准备要求低，而且焊缝成形好，广泛用于一般结构。这类焊条的典型牌号产品有：结422、热202、热307等2—3—1．酸性焊条碱性焊条熔渣的主要成分是碱性氧化物（如大理石、萤石等）和铁合金，焊接时大理石分解，产生二氧化碳气体。这类焊条的氧化性弱，对油、水、铁锈等很敏感。如果焊前工件焊接区没有清理干净、或焊条未完全烘干，容易产生气孔。但焊缝金属中合金元素较多，硫、磷等杂质较少，因此焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较好，故这类焊条主要用于焊接重要结构。碱性焊条突出的缺点是价格稍贵，工艺性能差，引弧困难，电弧稳定性差，飞溅较大，必须采用短弧焊接，焊缝外形稍差，鱼磷纹较粗。2—3—2．碱性焊条必须说明一点，对同一序列的焊条，无论是酸性焊条，还是碱性焊条，它们的熔敷金属的力学性能都能满足使用要求，只是酸性焊条熔敷金属的塑性和韧性稍差，因此至今还广泛地应用。为了更好地掌握酸性焊条与碱性焊条的特点，将这两类焊条的特性对比列表l－2