电子课件《焊工工艺与技能训练(第二版)》A021048第三单元.ppt

1、课题课题 1弧焊电源、弧焊电源、焊条及工具焊条及工具课题课题 2平敷焊操作平敷焊操作课题课题 3平角焊操作平角焊操作课题课题 4平对接焊操作平对接焊操作课题课题 5立角焊操作立角焊操作课题课题 6立对接焊操作立对接焊操作课题课题 7横对接焊操作横对接焊操作课题课题 8仰焊操作仰焊操作课题课题 9固定管焊操作固定管焊操作课题课题 10固定管板焊操作固定管板焊操作课题课题 11 组合焊件焊接操作组合焊件焊接操作课题课题 1弧焊电源、弧焊电源、焊条及工具焊条及工具焊条电弧焊焊接回路简图1弧焊电源2电缆 3焊钳 4焊条 5焊件 6电弧一、焊条电弧焊弧焊电源1.焊条电弧焊对电源的要求(1)对弧焊电源外特

2、性的要求弧焊电源的外特性曲线下降外特性弧焊电源与焊接电弧的稳定燃烧缓降和陡降外特性对焊接电流的影响a)缓降外特性 b)陡降外特性(2)对弧焊电源空载电压的要求。当焊机接通电网而输出端没有接负载时，焊接电流为零，此时输出端的电压称为空载电压。(3)对弧焊电源短路电流的要求。(4)对弧焊电源动特性的要求。(5)对弧焊电源调节特性的要求。焊条电弧焊焊接电源的调节特性2.弧焊电源的型号及主要技术特性(1)弧焊电源的型号 2)型号编制规则(2)焊条电弧焊弧焊电源铭牌BX1500型交流弧焊机铭牌2)铭牌中的主要参数负载持续率。许用焊接电流。一次侧电压。二次侧空载电压。3.常用焊条电弧焊弧焊电源(1)弧焊变

3、压器 弧焊变压器通常称为交流弧焊机.1)动铁芯式弧焊变压器 动铁芯式弧焊变压器a)外形 b)电路接线与结构 c)焊接电流调节固定铁芯 动铁芯 1一次侧绕组 2二次侧绕组2)动圈式弧焊变压器动圈式弧焊变压器a)外形 b)结构和焊接电流调节1手柄 2调节杆 3铁芯 一次侧绕组(固定)二次侧绕组(可动)(2)弧焊整流器 弧焊整流器是一种将交流电变压、整流转换成直流电的弧焊电源 晶闸管弧焊整流器是一种电子控制的弧焊电源。1)晶闸管弧焊整流器的组成与控制原理ZX5400型晶闸管整流弧焊机晶闸管弧焊整流器基本原理方框图(3)弧焊逆变器(ZX7系列)它是一种新型、高效、节能的直流弧焊电源，迅速得到推广和使用

4、。逆变式弧焊电源外形逆变式弧焊电源原理方框图ZX7系列逆变式弧焊电源外特性曲线4.焊条电弧焊电源常见故障处理(1)焊机的正确使用与维护(2)弧焊电源常见故障的排除5.焊条电弧焊电源的选择(1)根据焊接产品质量要求选择(2)根据焊件厚度和焊条的直径选择(3)根据弧焊电源的价格选择(4)交直流两用弧焊电源的选择二、焊条焊条既可作为电极，又可作为填充金属与母材熔合后形成焊缝金属 涂有药皮，供焊条电弧焊用的熔化电极称为焊条。1.焊芯焊芯的作用是在焊接时传导电流，产生电弧，并熔化成为焊缝的填充金属。(2)焊芯的牌号(1)尺寸规格焊芯牌号示例2.药皮压涂在焊芯表面上的涂料层称为药皮。1)稳弧剂2)造渣剂3

5、)造气剂4)脱氧剂5)合金剂6)稀释剂7)黏结剂8)增塑剂(1)药皮成分的种类及其作用(2)药皮的作用 1)改善焊条的焊接工艺性能 2)机械保护 3)冶金处理(3)药皮的类型及应用1)药皮的基本类型及应用2)常用药皮类型常用的结构钢焊条药皮类型有13种：钛铁矿型、钛钙型、铁粉钛钙型、高纤维素钠型、高纤维素钾型、高钛钠型、高钛钾型、铁粉钛型、氧化铁型、铁粉氧化铁型、低氢钠型、低氢钾型、铁粉低氢型。3.焊条的分类(1)按焊条的用途分类(2)按焊条药皮熔化后的熔渣特性分类 分为酸性焊条和碱性焊条2类。4.常用焊条型号的编制方法(1)非合金钢及细晶粒钢焊条(2)热强钢焊条(3)不锈钢焊条 非合金钢及细

6、晶粒钢焊条型号示例 1非合金钢及细晶粒钢焊条型号示例25.焊条的选用原则(1)等强度原则(2)同等性能原则(3)等条件原则三、焊接工具、用品及辅具、检具1.焊接工具及焊接用品2.辅助工具3.焊接检验尺焊接检验尺课题课题 2平敷焊操作平敷焊操作一、平焊姿势及焊接方法1.平焊操作姿势平焊操作姿势a)蹲式操作姿势 b)两脚的位置2.引弧方法(1)划擦引弧法(2)直击引弧法引弧方法a)划擦引弧法 b)直击引弧法二、平敷焊的焊接方法1.运条及运条方法(1)运条 1)焊条向熔池方向送进 2)焊条沿焊接方向移动 3)焊条的横向摆动平敷焊操作运条的3个基本动作(2)运条方法2.平焊起头、接头和收尾的方法(1)

7、起头焊道的起头a)引弧处 b)引弧 c)达到焊道正常宽度用于厚板的焊接(2)焊道的接头(3)收尾三、焊接准备1.穿戴劳保用品2.材料准备 (1)焊条 (2)焊件3.焊机准备 (1)选用焊机 (2)弧焊机外部接线 (3)操作前调试连接焊接电缆a)正接法 b)反接法 c)将快速接头插入弧焊机接口处四、引弧技能训练1.引弧堆焊2.定点引弧引弧操作姿势引弧堆焊定点引弧3.引弧操作注意事项在引弧过程中，如果焊条与焊件黏在一起，通过晃动不能取下焊条时，应该立即将焊钳与焊条脱离，待焊条冷却后，焊条就很容易扳下来。引弧前，如果焊条端部有药皮套筒，可以用手(应戴手套)将套筒去除，这样引弧就较为快捷。五、平敷焊技

8、能训练1.平敷焊平敷焊的焊件图2.平敷断续焊要求：在钢板上的运条轨迹线处正、反面进行平敷断续焊，焊缝基本平直，接头圆滑，收尾弧坑填满。平敷断续焊的焊件图3.平敷堆焊平敷堆焊的焊件图课题课题 3平角焊平角焊操作操作一、焊接工艺参数焊接工艺参数(又称为焊接规范)是指焊接时为保证焊接质量而选定的各项参数(如焊接电流、电弧电压、焊接速度、热输入等)的总称。1.焊条的选择 (1)焊条型号的选择 (2)焊条直径的选择2.焊接电流 (1)根据焊条直径选择 (2)根据焊缝位置选择 (3)根据焊条类型选择 (4)根据焊接经验选择3.电弧电压4.焊接速度5.焊接层数6.热输入二、角焊缝角接的接头形式角焊缝各部位名

9、称角焊缝的截面形状a)直角等腰角焊缝 b)凹形角焊缝 c)凸形角焊缝 d)不等腰角焊缝K焊脚尺寸 a焊缝计算厚度三、平角焊的焊接方法1.正确运用焊条角度平角焊操作平角焊时的焊条角度a)两板厚度相同 b)、c)两板厚度不同 d)焊条与前进方向的夹角2.单层焊、多层焊或多层多道焊(1)单层焊平角焊时容易产生的焊接缺陷(2)多层焊平角焊的多层焊a)两层焊 b)多层焊的斜圆圈形运条法(3)多层多道焊多层多道焊(两层三道)a)焊道的排列顺序 b)焊条角度的选择1第一层第一条焊道 2第二层第二条焊道 3第二层第三条焊道3.船形焊船形焊4.角焊缝的焊接平角焊搭接时焊条角度的选择角接接头焊接时的焊条角度a)无

10、坡口 b)双面坡口 c)单面坡口5.平角焊常见焊接缺陷和预防措施四、平角焊技能训练平角焊的焊件图课题课题 4平对接焊操作平对接焊操作一、焊接电源极性的选择1.焊接电源的极性(1)正接(2)反接直流电弧焊的正接与反接a)正接 b)反接2.不同类型焊条的焊接电源应用(1)酸性焊条的焊接电源(2)碱性焊条的焊接电源二、影响焊接电弧稳定性的因素 1.弧焊电源的影响 2.焊接电流的影响 3.焊条药皮或焊剂的影响三、平对接焊的焊接方法1.定位焊的要求2.I形坡口平对接焊3.V形坡口平对接焊4.板对接平位单面焊双面成形平对接焊操作I 形坡口焊缝尺寸要求 形坡口的多层焊4.板对接平位单面焊双面成形 (1)准备

11、焊件 (2)焊件装配 (3)反变形焊件的装配焊件的角变形反变形量的测定方法1焊条(直径?4mm)2水平尺 3焊件(4)操作方法1)灭弧法2)连弧法3)其他各层的焊接熔孔位置及大小更换焊条时的电弧轨迹连弧法焊接的电弧运行轨迹四、平对接焊技能训练1.I形坡口平对接双面焊I 形坡口平对接双面焊的焊件图2.V形坡口平对接单面焊双面成形V形坡口平对接单面焊双面成形的焊件图课题课题 5立角焊操作立角焊操作立角焊指T形接头焊件接口处于立焊位置时的焊接操作。立角焊操作一、焊接电弧偏吹的影响因素及预防措施1.影响因素(1)焊条偏心的影响(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

12、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，这种偏吹称为磁偏吹。焊条偏心度过大造成磁偏吹的原因主要有下列几种：1)连接焊件的地线位置不正确。接地线位置不正确2)电弧附近有铁磁物质存在。3)在焊件边缘处施焊，使电弧周围的磁场分布不平衡。在焊件边缘施焊的电弧偏吹2.预防电弧偏吹的措施(1)在条件许可的情况下，尽可能使用交流弧焊电源焊接。(2)室外作业时，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，可以减小磁偏吹。(4)在焊件两端分别加1块引弧板和 1块引出板。(5)如果焊接操作中出现电弧偏吹，可适当调整焊条角度，使焊条向偏吹一侧倾斜，这种方法在实

13、际工作中较为有效。(6)采用小电流和短弧焊接对克服电弧偏吹也能起一定作用。二、立角焊的操作要求及焊接方法1.立焊的操作要求 (1)控制熔池形状 (2)采用小直径焊条 (3)控制焊条角度 (4)短弧焊接2.立角焊操作方法 握持焊钳的方法有正握法和反握法 握焊钳的方法a)正握法 b)反握法立角焊一般均采用多层焊，具体焊缝的层数根据焊件的厚度(或图样给定的焊脚尺寸)来确定。(1)焊条角度(2)焊条的摆动(3)焊接电流(4)熔池金属的控制立角焊的焊条摆动方法熔池形状与熔池温度的关系a)正常 b)温度稍高 c)温度过高三、立角焊技能训练立角焊的焊件图课题课题 6立对接焊操作立对接焊操作立对接焊是指对接接

14、头焊件处于立焊位置时的操作。立对接焊操作一、立对接焊的焊接方法1.I 形坡口立对接焊(1)操作手法 1)立焊挑弧法 2)立焊灭弧法(2)运条方法填充层焊接时锯齿形运条法立焊挑弧法2.开坡口立对接焊开坡口的焊件一般采用多层焊，包括打底层焊接、填充层焊接、盖面层焊接。(1)打底层焊接(2)填充层焊接(3)盖面层焊接月牙形、锯齿形运条法a)锯齿形 b)月牙形3.板对接立位单面焊双面成形二、立对接焊技能训练1.I 形坡口立对接焊I 形坡口立对接焊的焊件图2.V形坡口立对接单面焊双面成形先进行一个阶段的V形坡口立对接单面焊的技能训练，待掌握了填充层焊接、盖面层焊接的操作技能后，再进行其单面焊双面成形的技

15、能训练。形坡口立对接单面焊双面成形焊件图课题课题 7横对接焊操作横对接焊操作横对接焊是指对接接头焊件处于垂直位置而接口为水平位置时的焊接操作。横对接焊操作一、横对接焊的焊接方法1.I 形坡口的横对接焊当焊件厚度小于6mm时，一般不开坡口，采取双面焊接。(1)正面焊缝的焊接(2)背面封底焊2.开坡口的横对接焊当焊件较厚时，一般采用V形、K形、单边V形坡口形式，开坡口横对接焊可采用多层焊或多层多道焊。横对接焊接头的坡口形式a)V 形坡口 b)单边V形坡口c)双单边V形坡口开坡口横对接焊焊道的排列顺序a)多层焊 b)多层多道焊开坡口横对接焊时的斜圆圈运条法开坡口横对接焊多层多道焊的焊条倾角3.板对接

16、横位单面焊双面成形焊件应垂直固定在焊接支架上，保证接口处于水平位置，坡口上缘与焊工视线平齐。(1)打底层焊接打底层焊接的焊条角度及运条轨迹(2)填充层焊接多层多道填充焊(3)盖面层焊接二、横对接焊技能训练1.I 形坡口横对接焊I 形坡口横对接焊的焊件图2.V 形坡口横对接单面焊双面成形V形坡口横对接单面焊双面成形的焊件图课题课题 8仰焊操作仰焊操作仰焊是焊条位于焊件下方，焊工仰视焊件所进行的焊接。仰焊操作a)仰角焊 b)仰对接焊一、仰焊的焊接方法1.仰焊的姿势2.仰角焊(1)单层焊(2)多层多道焊1)焊脚尺寸为 6 8mm的焊缝2)焊脚尺寸为 8 10mm仰角焊运条的角度3.V 形坡口仰对接焊

17、当焊件厚度大于 5mm时应开坡口。(1)底层焊接(2)填充层焊接1)多层焊 形坡口仰对接焊的运条方法2)多层多道焊 形坡口仰对接焊的多层多道焊a)焊道排列顺序 b)焊条角度调整19焊道()盖面层焊接二、仰焊技能训练1.仰角焊仰角焊的焊件图2.V形坡口仰对接焊V 形坡口仰对接焊的焊件图课题课题 9固定管焊操作固定管焊操作一、固定管的焊接方法1.水平固定管焊接(1)焊接顺序水平固定管焊接常从管子仰位开始，分两半部分焊接，先焊的一半叫前半部，后焊的一半叫后半部，两半部分焊接都按仰位立位平位的顺序进行，这样的焊接顺序有利于控制熔化金属与熔渣，便于焊缝成形。(2)装配及定位焊(3)打底层焊接(4)填充层

18、焊接(5)盖面层焊接固定管装配定位示意图a)小管截面 b)中管截面 c)大管截面 d)连接板定位水平固定管焊接时的焊条角度前半部焊缝过中心线示意图水平固定管仰焊接头操作法a)出现熔化 b)、c)形成缓坡割槽 d)仰位接头平焊位置接头用顶弧焊法2.垂直固定管焊接垂直固定管的焊接位置为横焊。(1)装配与定位焊(2)打底层焊接(3)填充层焊接(4)盖面层焊接垂直固定管焊接的焊条角度二、固定管焊接技能训练1.水平固定管焊水平固定管的焊件图2.垂直固定管焊垂直固定管的焊件图课题课题 10固定管板焊操作固定管板焊操作管板类接头在企业实际应用中多以管与法兰的连接形式出现，是锅炉、压力容器制造业主要的焊缝形式

19、之一。一、固定管板的焊接方法管板类接头焊接实际是一种 T 形接头的环形焊缝焊接。1.垂直固定俯位管板焊接管板类焊件的接头形式a)骑座式 b)插入式(1)装配及定位焊(2)打底层焊接(3)填充层焊接(4)盖面层焊接俯位打底层焊接的焊条角度2.水平固定全位置管板焊水平固定管板的焊接位置及焊条角度管板焊件斜仰位及斜平位处的运条轨迹a)斜仰位 b)斜平位二、固定管板焊接技能训练1.垂直固定俯位管板焊垂直固定俯位管板焊件图2.水平固定管板焊水平固定管板焊的焊件图课题课题 11 组合焊件焊接操作组合焊件焊接操作组合焊件需用焊条电弧焊完成焊接，它包含了平焊、立焊、横焊、仰焊及固定管焊、固定管板焊等操作，属于

20、焊接技能的复合训练内容。组合焊件一、焊接应力与变形金属结构在焊接过程中产生的焊接应力和焊接变形，如果得不到合理的控制，就会使焊接产品质量下降，严重时还会出现裂纹，甚至产品报废。1.焊接应力和变形的基本概念由焊接热过程引起的应力和变形就是焊接应力和焊接变形。焊后，当焊件温度降至常温时，残存于焊件中的应力称为焊接残余应力，焊件上不能恢复的变形称为焊接残余变形。屈服点与温度的关系1实际测定的曲线2简化假设的曲线2.钢受热时力学性能的变化低碳钢受热时力学性能的变化3.焊接应力与变形的产生原因(1)金属杆件均匀加热后产生的应力与变形金属杆件在不同状态下a)受热时 b)冷却后(2)焊件在焊接过程中存在的焊

21、接应力与变形钢板不均匀受热时的变形情况均匀受热的变形过程a)自由状态下 b)伸长过程受阻钢板中间焊接时的应力与变形a)加热时b)冷却后()表示拉应力 ()表示压应力二、焊接残余应力1.按造成焊接残余应力的原因分类 (1)温度应力(热应力)(2)相变应力2.按焊接残余应力的作用方向分类 (1)纵向应力 (2)横向应力3.按焊接残余应力在空间的方向分类 (1)单向应力 (2)双向应力(平面应力)(3)三向应力(体积应力)三、焊接残余变形1.焊接残余变形分类及产生原因焊件在焊后除了产生一定的焊接残余应力外，还产生一定的残余变形。变形的基本形式整体变形a)纵、横向变形 b)弯曲变形(f 为挠度)c)扭

22、曲变形局部变形a)对接焊缝的角变形 b)角焊缝的角变形 c)波浪变形弯曲变形的度量焊缝纵向收缩造成的弯曲变形a)板的弯曲变形 b)T形梁的弯曲变形焊缝横向收缩造成的弯曲变形薄板焊接的波浪变形a)纵向、横向压应力的作用 b)角变形工字梁的扭曲变形a)焊前 b)焊后2.影响焊接结构残余变形的因素(1)焊缝在结构中的位置(2)焊接结构的刚性(3)焊接结构的装配及焊接顺序(4)其他因素 1)材料的线膨胀系数 2)焊接方法 3)焊接电流和焊接速度 4)焊接方向 5)坡口形式 6)结构的自重X形坡口对接接头的焊接顺序a)合理的焊接顺序 b)不合理的焊接顺序四、防止和减小焊接残余应力与残余变形的措施1.焊接

23、结构的合理设计2.控制焊接残余变形的工艺措施(1)选择合理的装焊顺序工字梁的 2 种装配顺序a)先装焊成丁字形，再装焊成工字形 b)整体装焊封闭的箱形梁结构1隔板 2上盖板3下盖板 4大、小隔板门形梁的装焊顺序1、2、3焊缝顺序(2)采取合理的焊接顺序1)对称焊缝2)不对称焊缝 如果焊接结构的焊缝是不对称布置的，焊接顺序为：先焊焊缝少的一侧，后焊焊缝多的一侧，使后焊的焊缝产生的变形足以抵消先前的变形，以使总体变形减小。压型上模的结构、焊接变形与焊接顺序a)压型上模的结构 b)上拱变形 c)焊接焊缝少的一侧b)d)焊接焊缝多的一侧 e)船形焊的焊接顺序3)采用不同的焊接顺序采用不同焊接顺序的焊法

24、a)分段退焊法 b)分中分段退焊法 c)跳焊法 d)交替焊法 e)分中对称焊法(3)反变形法为了抵消焊接残余变形，焊前预先使焊件向焊接变形相反的方向变形，这种方法称为反变形法。对接平板采用反变形措施焊接工字梁的反变形措施(4)刚性固定法 焊接前对焊件采取外加刚性约束，使焊件在焊接时不能自由变形，这种防止变形的方法称为刚性固定法。薄板焊接的刚性固定1压铁 2焊件 3平台钢板对接焊时的加“马”刚性固定防护罩用临时支撑的刚性固定1临时支撑 2底平板 3立板 4圆周法兰盘(5)散热法 焊接时用强迫冷却的方法将焊接区的热量带走，使受热面积大幅度减小，从而达到减小变形的目的，这种方法称为散热法。散热法示例

25、a)浸水焊接 b)喷水冷却焊接 c)水冷紫铜板散热焊接1焊件 2焊炬 3水槽 4支撑架 5喷水箱 6冷却水孔 7紫铜板3.控制焊接残余应力的工艺措施(1)选择合理的焊接顺序1)尽可能使焊缝自由收缩尽可能使焊缝自由收缩的焊接原则示例a)大型容器底部的焊接 b)工字梁的焊接2)先焊收缩量最大的焊缝。3)先焊交叉焊缝的短焊缝，后焊直通长焊缝。交叉焊缝的焊接顺序a)T 形焊缝的焊接顺序 b)十字形交叉焊缝的焊接顺序(2)选择合理的焊接工艺参数(3)采用预热的方法(4)加热“减应区”法(5)敲击法加热“减应区”法示意图1辐板 2轮缘 (网纹为“减应区”，“”为热膨胀方向)五、焊接残余变形的矫正及残余应力

26、的消除1.焊接残余变形的矫正方法(1)机械矫正法 机械矫正法是利用机械力的作用来矫正变形。工字梁焊后的机械矫正a)拱曲焊件 b)用拉紧器拉 c)用压头压 d)用千斤顶顶1拉紧器 2压头 3千斤顶(2)火焰 矫 正 法火焰矫正法是用氧乙炔火焰或其他气体火焰(一般采用中性焰)，以不均匀加热方式引起结构的某部位变形，来矫正原有的残余变形。1)点状加热矫正2)线状加热矫正点状加热矫正a)钢板的点状加热 b)钢管的点状加热线状加热的形式a)直线加热 b)链状加热 c)带状加热线状加热矫正实例a)薄钢板 b)厚钢板 c)槽钢 d)形梁 e)箱形梁3)三角形加热矫正 三角形加热即加热区呈三角形。T 形梁的三

27、角形矫正2.消除焊接残余应力的方法(1)整体高温回火热处理(2)局部高温回火热处理(3)机械拉伸法(4)温差拉伸法(5)振动法消除残余应力热处理的工艺曲线温差拉伸法六、组合焊件的焊接复合训练1.组合件焊前准备组合焊件的焊件图2.操作要求(1)焊前要求(2)装配及定位焊(3)焊接时要求1)焊缝序号的焊缝均应采用单面焊双面成形。2)在焊接序号焊缝时，应使焊件距地面900mm高度固定 序号焊缝应采用仰焊操作 焊接序号焊缝时，应将焊件转动 90固定，进行水平固定管板、水平固定管的全位置焊接，余下的焊缝均在工作台面上，按焊件图的主视图位置进行焊接。3)确定各焊缝的焊接顺序时，应考虑焊接残余应力和变形对焊件的影响。4)要保证各焊缝之间的交接处有良好的熔合。3.焊后检验(1)在件M未装焊之前，要对所有焊缝背面进行外观检验，检查其是否存在未焊透、背面焊缝余高过大、焊瘤、夹渣等缺陷，并对所有焊缝煤油试验，检查焊缝有无贯穿性缺陷。(2)全部焊接结束后，应对整体焊缝表面进行外观检验。