熔化焊
绪论
1、焊接方法的分类
按照电极焊接时是否熔化，可以分为熔化极焊和非熔化极焊；按照自动化程度分为手工焊、半自动焊、自动焊等；族系法，它按照焊接工艺特征来进行分类，即按照焊接过程中母材是否熔化以及对母材是否施加压力进行分类。按照这种分类方法，可以把焊接方法分为熔焊方法、压焊方法和钎焊方法三大类，在每一大类方法中又分成若干小类
2、熔焊方法是在不施加压力的情况下，将待焊处的母材加热熔化，外加（或
不加）填充材料，以形成焊缝的焊接方法。焊接时母材熔化而不施加压力是其基本特征。熔焊方法的物理本质
焊接下的定义是：“焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。”
3、熔焊方法的物理本质可以概括为：熔焊方法是在不施加外力的情况下，利
用外加热源使母材被连接处（以及填充材料）发生熔化，使液相与液相之间、液相与固相之间的原子或分子紧密地接触和充分地扩散，使原子间距达到rA，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。
4、因此，要想实现焊接，必须采取有效的措施才行。
（1）利用热源加热被焊母材的连接处，使之发生熔化，利用液相之间的相溶及液、固两相原子的紧密接触实现原子间的结合。
（2）对被焊母材的连接表面施加压力，在清除连接面上的氧化膜和污物的同时，克服两个连接表面上的不平度，或产生局部塑性变形，从而使两个连接表面的原子相互紧密接触，并产生足够大的结合力。如果在加力的同时加热，则使得上述过程更容易进行。
（3）对填充材料进行加热，使之熔化，利用液态填充材料对固态母材润湿，使液固两相的原子紧密接触，充分扩散，从而产生足够大的结合力。
6、熔焊方法的特点
1.焊接时，母材局部在不承受任何外加压力的情况下被加热熔化。
2.焊接时须采取更为有效的隔离空气的措施
3.两种被焊材料之间须具有必要的冶金相容性
4.焊接时，焊接接头经历了更为复杂的冶金过程
第一章焊接电弧
1、电弧的物理本质
电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。所谓气体放电，是指当两电极之间存在电位差时，电荷从一极穿过气体介质到达另一极的导电现象
电弧的物理本质来看，它是一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。
2、电弧中带电粒子的产生
两电极之间要产生气体放电必须具备两个条件，一是必须有带电粒子，二是在两极之间必须有一定强度的电场。
电弧中的带电粒子指的是电子、正离子和负离子。引燃电弧和维持电弧燃烧的带电粒子是电子和正离子。这两种带电粒子主要是依靠电弧中气体介质的电离和电极的电子发射两个物理过程产生的。
在电弧引燃和燃烧的过程中，除了存在电离和发射这两个过程外，还伴随有气体解离、激励、生成负离子、复合等过程。
3、气体的电离
两电极之间的气体受到外加能量（如外加电场、光辐射、加热等）作用时，气体分子热运动加剧。当能量足够大时，由多原子构成的气体分子就会分解为原子状态，这个过程称为解离。
在外加能量的作用下，使中性气体分子或原子分离成为正离子和电子的现象称为电离
4、激励是当中性气体分子或原子受到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子，而使电子从较低的能级转移到较高的能级的现象。
5、电离的种类根据外加能量种类的不同，电离可以分为以下三类：
1）热电离气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。其实质是气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一种电离。
2）场致电离
当气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当其动能增加到一定程度时，能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，这种电离称为场致电离。
3）光电离
中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。不是所有的光辐射都可以引发电离，气体都存在一个能产生光电离的临界波长，气体的电离电压不同，其临界波长也不同，只有当接受的光辐射波长小于临界波长时，中性气体粒子才可能被直接电离。
6、电子发射有以下几种：
（1）热发射
金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。金属电极内部的自由电子受到热作用以后，热运动加剧，动能增加，当自由电子的动能大于该金属的电子逸出功时，就会从金属电极表面飞出，参加电弧的导电过程。电子发射时从金属电极表面带走能量，故能对金属产生冷却作用。当电子被另外的同种金属表面接受时，将释放能量，使金属表面加热。
2）场致发射
当阴极表面空间有强电场存在时，金属电极内的电子在电场静电库仑力的作用下，从电极表面飞出的现象称为场致发射。
（3）光发射
当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的自由电子能量增加，当电子的能量达到一定值时能飞出电极的表面，这种现象称为光发射
（4）粒子碰撞发射
高速运动的粒子（电子或正离子）碰撞金属电极表面时，将能量传给电极表面的电子，使电子能量增加并飞出电极表面，这种现象称为粒子碰撞发射。
7、负离子是在一定条件下一些中性原子或分子吸附一个电子而形成的。
8、电弧中带电粒子的消失
电弧导电过程中不仅有带电粒子的产生过程，而且有带电粒子的消失过程，而且，当电弧稳定燃烧时这两个过程处于动态平衡状态，即在单位时间内产生的带电粒子数目等于消失的带电粒子的数目。
主要有两种方式：一种是“扩散”，即带电粒子离开它们原来的地方，而逃逸到电弧的四周，不再参加放电过程；另一种是“复合”，即正的带电粒子和负的带电粒子结合成中性的原子或分子，这里既有电子与正离子的复合，也有负离子与正离子的复合。在复合的过程中释放出大量的热和光。
9、焊接电弧的产生过程
电弧焊时，仅仅把焊接电源电压加到电极和焊件两端是不能产生电弧的，首先需要在电极和焊件之间提供一个导电的通道，才能引燃电弧。
两种引弧方式：接触式引弧和非接触式引弧。
接触式引弧
接触式引弧亦称为短路引弧，常用于焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护电弧焊等。其常见的操作方法是将焊条（或焊丝）和焊件分别接通于弧焊电源的两极，将焊条（或焊丝）与焊件轻轻地接触，然后迅速提拉或焊丝自动爆断，这样就能在焊条（或焊丝）端部与焊件之间产生一个电弧。
非接触式引弧
非接触式引弧是指在电极与焊件之间存在一定间隙，施以高电压击穿间隙，使电弧引燃的方法，常用于钨极氩弧焊、等离子弧焊等。为了避免钨极被污染或造成焊缝夹钨，一般不允许钨极与焊件接触，此时只能采用非接触式引弧。
非接触式引弧只包含激发和燃弧两个阶段
焊接电弧的构造1.3.1见PPT
10、焊接电弧的导电机构
阴极区的导电机构
阴极区的导电机构三类（1）热发射型（2）场致发射型
（3）等离子型
弧柱区的导电机构
11、最小电压原理
最小电压原理的含义是: 在电流和周围条件一定的情况下,稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面,以保证电弧的电场强度具有最小的数值,即在固定弧长上的电压最小。这意味着电弧总是保持最小的能量消耗。
12、焊接电弧的电特性
焊接电弧的电特性主要指的是焊接电弧的静特性和焊接电弧的动特性。
焊接电弧的静特性
焊接电弧的静特性是指在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系，也称伏-安特性。
焊接电弧的静特性不同于普通金属电阻的静特性。当把金属电阻R接入电路时，电阻两端的电压U与电流I的关系服从欧姆定律，即U=IR。而焊接电弧是非线性负载，即电弧两端的电压与电流之间不成正比例关系。
当焊接电流在很大范围内变化时，焊接电弧的静特性曲线是一条呈U型的曲线，故也称为U型特性。图1-10是实测的钨极氩弧焊的静特性曲线。可以看出，它包含下降特性、平特性和上升特性三个阶段。其中，下降特性区电流小，电弧电压随着电流的增大而下降，呈负阻性；平特性区电流中等，电弧电压在电流变化时可近似地看成不变；上升特性区电流大，电弧电压随电流的增大而增大，呈正阻性。
13、焊接电弧的动特性
焊接电弧动特性的定义：对于一定弧长的电弧，当电弧电流发生连续快速变化时，电弧电压与电流瞬时值之间的关系，称为焊接电弧的动特性。它反映了电弧的导电性对电流变化的响应能力。
13、焊接电弧的静特性曲线为什么会是U形呢？
这主要是由阴极区、弧柱区和阳极区的导电机构决定的。如前所述，焊接电弧电压等于阴极压降UK、弧柱压降UC和阳极压降UA之和，因此，如果能知道阴极区、弧柱区和阳极区它们各自的电压降与焊接电流的关系，然后进行合成，就能得到焊接电弧的静特性曲线。
14、焊接电弧燃烧时,不仅能产生热，而且能产生机械作用力,包括电磁收缩力、等离子流力、斑点压力等,这些力统称为焊接电弧力。
15、焊接电弧稳定性的影响因素
1.焊接电源
焊接电源的空载电压越高，越有利于场致发射和场致电离,因此电弧的稳定性越高。
2.焊接电流和电弧电压
电弧电压增大意味着电弧的长度增大,当电弧过长时,电弧会发生剧烈摆动,使电弧的稳定性下降。
3.电流的种类和极性
焊接电流可分为直流、交流和脉冲直流三种类型。其中，以直流电弧为最稳定,脉冲直流次之,交流电弧稳定性最差。
4.焊条药皮和焊剂
5.磁偏吹
所谓磁偏吹，是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏，从而导致焊接电弧偏离焊丝(或焊条)的轴线而向某一方向偏吹的现象。
第二章焊丝的熔化和熔滴的过渡
1、电弧焊时，焊丝（或焊条）的末端在电弧的高温作用下加热熔化，熔化的液体金属达到一定程度便以一定的方式脱离焊丝末端，过渡到熔池中去。这个过程称为熔滴过渡。
2、焊丝熔化速度vm通常以单位时间内焊丝的熔化长度(m／h或m／min)或熔化质量(kg／h)表示；熔化系数αm,则是指每安培焊接电流在单位时间内所熔化的焊丝质量(g／A·h)。
3、根据外观形态，熔滴尺寸以及过渡频率等特征。熔滴过渡通常可分为三种基本类型，即自由过渡(Free Flight)、接触过渡(Contacting Transfer)和渣壁过渡(Slag Guiding Transfer)。
4、喷射过渡
在一定工艺条件下，会出现喷射过渡。通常分为射滴、亚射流、射流和旋转射流四种过渡形式。
7、渣壁过渡
渣壁过渡是焊条电弧焊和埋弧焊中出现的一种熔滴过渡形式。熔滴沿渣壁流下，落入熔池，
8、熔敷效率（deposition efficiency）：过渡到焊缝中的金属质量与使用的焊丝（条）金属质量之比。
9、熔敷系数ay 是指单位时间、单位电流所熔敷到焊缝中的焊丝金属质量。
10、若用表示熔化系数am （单位时间、单位电流熔化焊丝金属的质量），则焊丝金属的蒸发、氧化和飞溅的损失率ψδ为
11、飞溅率ψ:定义为飞溅损失的金属与熔化的焊丝（条）金属的重量百分比。
第三章 母材的熔化和焊缝成形
1、焊缝形成过程
电弧焊时，焊缝的形成一般要经历加热、熔化、化学冶金、凝固和固态相变等一系列冶金过程。其中，熔化和凝固是两个必不可少的过程。
2、焊缝形状尺寸
焊缝的形状一般是指焊缝横截面的形状，通常用焊缝熔深H 、焊缝熔宽B 和焊缝余高h 来描述。
焊缝熔深H 是指母材熔化的深度；焊缝熔宽B 是两焊趾之间的距离；焊缝余高h 是焊缝横截面上焊趾连线之上的那部分焊缝金属的最大高度。
3、所谓熔合比γ是指单道焊时，在焊缝横截面上熔化的母材所占的面积与焊缝的总面积之比。它能反映母材成分对焊缝成分的稀释程度，熔合比γ越大，说明母材向焊缝中熔入的量越大，稀释程度越大。熔合比γ用下式计算： γ= AM/( AM+ Ah) （3－1）
AM 是熔化的母材在焊缝横截面积中所占的面积；Ah 是填充金属在焊缝横截面中所占的面积。
4、焊接参数对焊缝成形的影响
1. 焊接电流对焊缝成形的影响
在其它条件一定的情况下，随着电弧焊焊接电流增加，焊缝的熔深和余高均增加，熔宽略有增加。
2. 电弧电压对焊缝成形的影响
在其它条件一定的条件下，提高电弧电压，电弧功率相应增加，焊件输入的热有所增加。但是电弧电压增加是通过增加电弧长度实现的，电弧长度增加使得电弧热源半径增大，电弧散热增加，输入焊件的能量密度减小，因此熔深略有减小而%
100?-m y m a a a
熔宽增大。同时由于焊接电流不变，焊丝的送丝速度和焊丝熔化速度不变，使得焊缝余高减小。
3. 焊接速度对焊缝成形的影响
在其它条件一定的条件下，提高焊接速度导致焊接热输入减少，从而焊缝熔宽和熔深都减小。由于单位长度焊缝上的焊丝金属熔敷量与焊接速度成反比，所以也导致焊缝余高减小。
6、焊缝成形缺陷
电弧焊的焊缝成形缺陷也有多种，由于电弧焊焊接参数及焊接工艺过程等原因导致的焊缝成形缺陷主要有未熔合和未焊透、烧穿、咬边、焊瘤、气孔、夹杂等。
7、焊接电流种类和极性、电极尺寸对焊缝成形的影响
1. 焊接电流的种类和极性
焊接电流种类和极性能影响电弧输入焊件热量的大小，因此能影响焊缝成形，同时还能影响熔滴过渡过程和对母材表面氧化膜的去除。
2、钨极端部形状、焊丝直径和伸出长度的影响
熔化极气体保护电弧焊的焊丝伸出长度增加时，焊接电流流过焊丝伸出部分产生的电阻热增加，使焊丝熔化速度增加，因此焊缝余高增大，而熔深有所减小。
8、其它工艺因素对焊缝成形的影响
1.坡口和间隙
2. 电极（焊丝）倾角
3. 焊件倾角
4. 焊件材质和厚度
5. 焊剂、焊条药皮和保护气体
第4章电弧焊自动控制基础
见PPT
第五章埋弧焊
1、埋弧焊（Submerged Arc Welding）是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的熔焊方法。
2、埋弧焊工作原理
焊接电源的两极分别接至导电嘴和焊件。焊接时，颗粒状焊剂由焊剂漏斗经软管
均匀地堆敷到焊件的待焊处，焊丝由焊丝盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区，电弧在焊剂下面的焊丝与母材之间燃烧。
电弧热使焊丝、焊剂及母材局部熔化和部分蒸发。金属蒸汽、焊剂蒸气和冶金过程中析出的气体在电弧的周围形成一个空腔，熔化的焊剂在空腔上部形成一层熔渣膜。这层熔渣膜如同一个屏障，使电弧、液体金属与空气隔离，而且能将弧光遮蔽在空腔中。在空腔的下部，母材局部熔化形成熔池；空腔的上部，焊丝熔化形成熔滴，并以渣壁过渡的形式向熔池中过渡，只有少数熔滴采取自由过渡。随着电弧的向前移动，电弧力将液态金属推向后方并逐渐冷却凝固成焊缝，熔渣则凝固成渣壳覆盖在焊缝表面。
3、埋弧焊的冶金特点
（1）机械保护作用好
焊接时，焊剂在电弧的作用下发生熔化，并围绕电弧空间形成一个由液态熔渣膜构成的天然屏障，能有效地阻止空气侵入电弧空间。
（2）冶金反应充分
这主要与埋弧焊使用的焊接热输入大有关。焊接热输入大，使焊接区的金属处于液态的时间长（比焊条电弧焊时长几倍），因而使得液态金属、液态熔渣和气相之间的化学冶金反应更充分，有利于焊缝得到预期的化学成分。
（3）焊缝的化学成分稳定
（4）焊缝的组织易粗化
第6章钨极惰性气体保护焊
1、TIG焊用焊接材料
保护气体TIG焊用的保护气体主要是氩气、氦气或氩与氦混合的惰性气体，钨极对电极的要求及钨极性能应满足三个条件：
（1）引弧及稳弧性能好；
（2）耐高温、不易损耗；
（3）电流容量大。
焊丝
手工T1G焊用的填充金属是直棒(条)，其直径范围为0.8～6mm，长度1m以内
自动焊用的是盘状焊丝，其直径最细0.5mm,大电流或堆焊用的焊丝直径可达5mm,一般要求其化学成分与母材相同
2、TIG焊焊接参数有：焊接电流、电弧电压(电弧长度)、焊接速度、保护气体流量、钨极伸出长度、填丝速度等
第7章熔化极氩弧焊
1、焊接时的极性选择
一般采用直流反接（焊件接负），很少采用直流正接（焊件接正）或者交流电流。在焊接铝、镁及其合金时，也需要利用直流反接时电弧对焊件及熔池表面的氧化膜所具有的阴极清理作用。
3、调解过程见PPT
第八章CO2气体保护电弧焊
1、CO2气体保护电弧焊（Carbon-Dioxide Arc Welding）是利用CO2气体作为保护气体，使用焊丝作为熔化电极的电弧焊方法。
2、工作原理
焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧；焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴，并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔离空气和保护焊接金属的作用。同时，CO2气还参与冶金反应，在高温下的氧化性有助于减少焊缝中的氢。当然，其高温下的氧化性也有不利之处。
3、CO2气体保护焊时，容易产生飞溅，这是由CO2气体的性质所决定的。
产生的途径：
1．由冶金反应引起的飞溅
2．由斑点压力引起的飞溅
3．熔滴短路时引起的飞溅
4．非轴向熔滴过渡造成的飞溅
5．焊接参数选择不当引起的飞溅
第9章等离子弧焊接与喷涂
1、等离子弧焊接（Plasma Arc Welding）是利用等离子弧作焊接热源的熔焊方法；
2、等离子弧是一种受到约束的非自由电弧，它是借助于以下三种压缩效应而形成的：（1）机械压缩效应
（2）热压缩效应
（3）磁压缩效应
3、等离子弧按电源供电方式不同分为三种形式:
（1）非转移型等离子弧
（2）转移型等离子弧
（3）联合型（又称为混合型）等离子弧
4、等离子弧特性
1）静态特性
等离子弧的静态特性是指一定弧长的等离子弧处于稳定的工作状态时，电弧电压U?与电弧电流I?之间的关系，即：
U?＝?（I?）
（2）热源特性
5、等离子弧堆焊（Plasma Arc Surfacing）是利用转移型等离子弧为主要热源（有时用非转移型弧作为辅助热源），在惰性气体保护下，将丝状或粉末状合金材料熔化，熔敷到金属表面形成堆焊层的一种焊接方法。
6、等离子弧堆焊有三个重要指标：
熔敷效率
熔敷速度
稀释率
其它常用焊接方法
?电阻焊 ?摩擦焊 ?钎焊 ?电渣焊 ?真空电子束焊接 ?激光焊接电阻焊是利用电流通过焊件及其接触处所产生的电阻热 将焊件局部加热到塑性或熔化状态 然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。 电阻焊在焊接过程中产生的热量 可用焦耳 楞次定律计算 Q=I2Rt 式中 Q——电阻焊时所产生的电阻热 J I——焊接电流 A R——工件的总电阻 包括工件本身的电阻和工件间的接触电阻 Ω t——通电时间 s。 由于工件的总电阻很小 为使工件在极短时间内(0.01 s到几秒)迅速加热 必须采用很大的焊接电流(几千到几万安培)。电阻焊特点优点 生产率高、焊接变形小、劳动条件好、不需另加焊接材料、操作简便、易实现机械化等。缺点 其设备较一般熔焊复杂、耗电量大、适用的接头形式与可焊工件厚度(或断面尺寸)受到限制。分类电阻焊分为点焊、缝焊和对焊三种形式。 一、点焊点焊是利用柱状电极加压通电 在搭接工件接触面之间 焊成一个个焊点的焊接方法 如图4-24所示。点焊时 先加压使两个工件紧密 接触 然后接通电流。由于两工件接 触处电阻较大 电流流过所产生的电 阻热使该处温度迅速升高 局部金属 可达熔点温度 被熔化形成液态熔核。 断电后 继续保持压力或加大压 力 使熔核在压力下凝固结晶 形成 组织致密的焊点。而电极与工件间的 接触处 所产生的热量因被导热性好 的铜(或铜合金)电极及冷却水传走 因此温升有限 不会出现焊合现象。焊完一个点后 电极将移至另一点进行焊接。当焊接下一个点时 有一部分电流会流经已焊好的焊点 称为分流现象。 分流将使焊接处电流减小 影响焊接质量。因此两个相邻 焊点之间应有一定距离。工件厚度越大 焊件导电性越好 则 分流现象越严重 故点距应加大。不同材料及不同厚度工件上焊点间最小距离如表4—7所示。影响点焊质量的主要因素有 焊接电流、通电时间、电极压力及工件表面清理情况等。 根据焊接时间的长短和电流大小 常把点焊焊接规范分为 硬规范和软规范。 硬规范 硬规范是指在较短时间内通以大电流的规范。 它的生产率高 焊件变形小 电极磨损慢 但要求设备功 率大 规范应控制精确。适合焊接导热性能较好的金属。软规范 软规范是指在较长时间内通以较小电流的规范。它的生产率低 但可选用功率小的设备焊接较厚的工件。适合焊接有淬硬倾向的金属。电极压力的选择 点焊电极压力应保证工件紧密接触顺利通电 同时依靠压力消除熔核凝固时可能产生的缩孔和缩松。工件厚度越大 材料高温强度越大(如耐热钢) 电极压力也应越大。但压力过大时 将使焊件电阻减小 从电极散失的 热量将增加 也使电极在工件表面的压坑加深。 因此电极压力应选择合适。焊件的表面状态对焊接质量影响 如焊件表面存在氧
《焊接工程基础》知识要点复习
《焊接工程基础》知识要点复习 第一章电弧焊基础知识及 第二章焊丝的熔化和熔滴过渡 一 焊接的概念： 通过适当的物理化学过程（加热或者加压，或者两者同时进行，用或不用填充材料）使两个 分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。 二 电弧的概念：电弧是在一定条件下电荷通过电极间气体空间的一种导电过程，或者说是一种气体放电现象。 三 电弧中带电粒子的产生：电弧是由两个电极和它们之间的气体空间组成。电弧中的带电粒子主要依靠两电极 之间的气体电离和电极发射电子两个物理过程所产生的，同时也伴随着解离、激励、扩散、复合、负离子的产生 等过程。 四电离与激励 （一） 电离：在一定条件下中性气体分子或原子分离为正离子和电子的现象称为电离。 电离的种类： 1 ?热电离： 高温下气体粒子受热的作用相互碰撞而产生的电离称为热电离。 2. 离： 带电粒子从电场中获得能量，通过碰撞而产生的电离过程称为电场作用下的电离。 3.光电离： 粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。 （二） 电子发射： 金属表面接受一定的外加能量，自由电子冲破金属表面的约束而飞到电弧空间 的现象。 1、 热发射 金属表面承受热作用而产生的电子发射现象。 热阴极： W 、C 电极的最高温度不能超过沸点； 冷阴极： Fe,Cu,AI,Mg 等。 影响因素：温度、材质、表面形态 2、 电场发射： 当金属表面空间存在一定强度的正电场时，金属内的自由电子受此电场静电库伦力的作用，当 此 力达到一定程度时，电子可飞出金属表面，这种现象称电场发射。 对低沸点材料，电场发射对阴极区提供带电粒子起重要作用。 影响因素：温度、材质、电场大小 3、 光发射： 当金属表面接受光辐射时，也可使金属表面自由电子能量增加，冲破金属表面的约束飞到金属外 面 来，这种现象称为光发射。 4、 粒子碰撞发射： 高速运动的粒子（电子或离子）碰撞金属表面时，将能量传给金属表面的自由电子，使其 能量增加而跑出金属表面，这种现象称为粒子碰撞发射。 在一定条件下，粒子碰撞发射是电弧阴极区提供导电所需电子的主要途径。 （三） .负离子形成 在一定条件下，有些中性原子或分子能吸附一个电子而形成负离子，形成过程中放出热量。表征形成负离子的 能 力，用电子亲和能表示。亲和能大，电弧气氛中形成的负离子就多，电弧的导电能力就差。 负离子形成一般发生在电弧的外围温度低的区域，中性原子或分子捕获运动动能较低的电子。 五、焊接电弧的构成及其导电特性 （一）电弧的组成区域：阴极区 10-4?10-6cm ; 弧柱区：阳极区 10-2?10-3cm 六阴极区的导电机构 1. 热发射型导电机构； 2.电场发射型导电机构； 3.等离子型导电机构 七、 1.阴极斑点：阴极通过微小的斑点发射电子， 这些斑点上的电流密度很高， 称为阴极斑点。电流密度: 107A/cm 2。 形成阴极斑点的条件决定了焊接过程中一些现象的产生，即阴极表面上热发射性能强的物质有吸 引电弧的作用；阴极斑点有自动跳向温度高、热收射强的物质上的性能。如果金属表面有低逸出功的氧化膜存在 时，阴极斑点有自动寻找氧化膜的倾向。 2. 阳极斑点： 由于阳极斑点的形成条件之一是金属的蒸发，因此金属表面覆盖氧化膜时，同阴极斑点的情况相 反，阳极斑点则有避开氧化膜而去自动寻找纯金属表面的倾向。 八、 电弧力 电场电 中性 5X 105 ?
焊接的定义与分类
任务1 焊接的定义及分类 【任务目标】 了解焊接的定义及分类 【任务要点】 1、了解焊接本质含义 2、了解焊接的分类 【任务内容】 一、焊接的定义 1、引子 在机械制造工业中，使两个或两个以上零件联接在一起的方法，有螺钉连接、铆钉连接和焊接等。前两种连接都是机械连接，是可拆卸的。而焊接则是利用两个物体原子间产生的结合利用来实现连接的，连接后不能再拆卸。 为了实现焊接，必须使两个被焊物体(通常是金属)相互接近到原子间的力能够发生作用的程度，也就是说，要接近到像在金属内部原子间的距离一样。因此，焊接就需要采用加热、加压或加压同时也加热的方法来促使两个被焊金属的原子间达到能够结合的程度，以获得永久牢固的连接 2、焊接的定义 焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子间结合的一种加工方法。 二、焊接的分类 在工业生产中应用的焊接方法种类很多，根据焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接分为熔化焊、压焊和钎焊三大类（具体分类见图 1-1）。
图1-1 焊接分类图 熔化焊：利用局部加热使连接处的母材金属熔化，加入（或不加入）填充金属而结合的方法，是工业生产中应用最广泛的焊接工艺方法。熔化焊的特点是焊件间的结合为原子结合，焊接接头的力学性能较高，生产率高，缺点是产生的应力、变形较大。 压焊：在焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加热完成焊接的方法。虽然压焊件焊缝结合亦为原子间结合，但其焊接接头的力学性能较熔化焊稍差，适合于小型金属件的加工，焊接变形极小，机械化、自动化程度高。 钎焊：采用熔点比母材金属低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点温度，利用液态的钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊的特点是加热温度低，接头平整、光滑，外形美观，应力及变形小，但是钎焊接头强度较低，装配时对装配间隙要求高。 三、思考题 1、焊接的本质是什么？ 2、焊接的主要分类有哪些？
基础工业的常用焊接方法
基础工业的常用焊接方法 文章是一篇叙实性的文字，作者是焊接专业本科，后来却从焊接工艺工程师逐步走向了生产管理岗位，自从1998年来到上海这个飞速发展的大城市，我先后经历了好几家单位，除了第一家单位是国家统分的国营船厂之外，其它公司均为行业较知名的外资企业。作者在学习和工作的同时，更多的看到了如何应用先进技术和不断自我升级到世界最新工艺和管理水平的管理模式。在我的工作中，见到了多种的常用的基础工业的焊接方法和应用。以下就我的一些实际工作经历进行一个粗略的介绍。 标签：弧焊；CO2气保焊；螺柱焊SW 作者以切身工作经历来给基础工业中的焊接应用做一个快速扫描。先来讲述船厂。在这个领域我国焊接方面的专业人才非常之多，像上海八大船厂，船舶设计研究院，船级社等单位，汇集了设计，工艺，检验等各种焊接相关人才。作者曾经工作的是一家坐落在江苏省扬州市的国营船厂，主要的产品是集装箱船的分段制造，以双层底，舷侧为主。所采用的主要焊接方法是： a.埋弧自动焊SAW。主要应用在内甲板的平板拼焊上。它需要用直径3.2mm 的J422焊条打底焊接，再埋弧自动焊一次和盖面一次，焊接是当时要使用一种HJ431的焊剂，焊丝是一种H08Mn2SiA的4mm焊丝材料。当时我们还买了一种陶瓷衬垫贴在焊缝的反面，保证了反面的成型效果。总的来说，这在当时是一种高效率的焊接方法。相对来说，它的焊接热变形还是有点大的，焊完之后必须要做火工矫正，由于分段是立体的，矫正需要分几次进行，并且每次要做分段水平测量。除去16mm以上的较厚钢板，这种焊接方法正在被后文中要提到等离子焊所替代。 b.普通手工电弧焊SMAW。这个太常见了，直流焊机，酸性碱性焊条，多年变化不大除了焊接的体积比以前要小了很多，这里就不做介绍了。 c.重力铁粉焊条立焊。当时由于立焊运条效率低下，船厂的工艺部门引进了这种焊接方式，它可以自上而下的焊接，由于自身含铁量高，带有一定的重力下堆敷效果。后来就再没见过这种焊接方法。 d.CO2气保焊GMAW（MIG）。90年代焊接技校生从进船厂实习开始，就是从事梁体，工字钢的焊接。当时算是比较先进的焊接工艺了，正在大面积推广和取代手工电弧焊。 第二讲集装箱厂。集装箱的制造见证了我国外贸的突飞猛进，很有代表意义。作者所工作的这家集装箱公司在中集（CIMC）发达以前曾是世界上最大的集装箱制造商，有着经多年设计和完善的焊接流水线。它的主要产品包括20’/40’普箱，高箱，45’，48’，53’特种箱，及开顶，侧开门，框架箱等多种结构特种箱，也制作集装箱底盘。它的焊接方法有：
熔焊方法及设备考试复习
熔焊方法及设备 绪论 1、焊接定义及焊接方法分类 焊接：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。 焊接方法分为熔焊、钎焊、和压焊三大类 熔焊：熔焊是在不施加压力的情况下，将待焊处的母材加热溶化以形成焊缝的焊接方法。焊接时母材熔化而不施加压力是其基本特征。 压焊：压焊是焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）才能完成焊接的方法。焊接施加压力是其基本特征。 钎焊：钎焊是焊接事采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但是低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接的方法。其特征是焊接时母材不发生溶化，仅钎料发生溶化。 熔焊方法的物理本质：在不施加外力的情况下，利用外加热源使木材被连接处发生熔化，使液相与液相之间、液相与固相之间的原子或分子紧密地接触和充分扩散，使原子间距达 到r A，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。 熔焊方法的特点：焊接时木材局部在不承受外加压力的情况下被加热熔化；焊接时须采取更为有效的隔离空气的措施；两种被焊材料之间必须具有必要的冶金相容性；焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。 第一章焊接电弧 1、焊接电弧 焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具体一定电压的两极之间或电极与母材之间气体介质中产生的一种强烈而持久的放电现象，从其物理本质来看，它是一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。 激励：激励是当中性气体分子或原子收到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子时，而使电子从较低的能量级转移到较高的能级的现象。 2、焊接电弧中气体电离的种类 热电离——气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。其实质是气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一种电离。 场致电离——当气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当其动能增加到一定程度时，能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，这种电离称为场致电离。 光电离——中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。不是所有的光辐射都可以引发电离，气体都存在一个能产生光电离的临界波长，气体的电离电压不同，其临界波长也不同，只有当接受的光辐射波长小于临界波长时，中性气体粒子才可能被直接电离。 3、焊接电弧中气体的发射有几种 热发射——金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。 场致发射——当阴极表面空间有强电场存在时，金属电极内的电子在电场静电库仑力的作用下，从电极表面飞出的现象称为场致发射。
常见的焊接缺陷及处理办法
常见的焊接缺陷及处理办法 一、外部缺陷 一）、焊缝成型差 1、现象 焊缝波纹粗劣，焊缝不均匀、不整齐，焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平。 2、原因分析 焊缝成型差的原因有：焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀；焊口清理不干净；焊接电流过大或过小；焊接中运条（枪）速度过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度过大或过小；焊条（枪）施焊角度选择不当等。 3、防治措施 ⑴焊件的坡口角度和装配间隙必须符合图纸设计或所执行标准的要求。 ⑵焊件坡口打磨清理干净，无锈、无垢、无脂等污物杂质，露出金属光泽。 ⑶加强焊接联系，提高焊接操作水平，熟悉焊接施工环境。 ⑷根据不同的焊接位置、焊接方法、不同的对口间隙等，按照焊接工艺卡和操作技能要求，选择合理的焊接电流参数、施焊速度和焊条（枪）的角度。 4、治理措施 ⑴加强焊后自检和专检，发现问题及时处理； ⑵对于焊缝成型差的焊缝，进行打磨、补焊； ⑶达不到验收标准要求，成型太差的焊缝实行割口或换件重焊； ⑷加强焊接验收标准的学习，严格按照标准施工。 二）、焊缝余高不合格 1、现象 管道焊口和板对接焊缝余高大于 3 ㎜；局部出现负余高；余高差过大；角焊缝高度不够或 焊角尺寸过大，余高差过大。 2、原因分析 焊接电流选择不当；运条（枪）速度不均匀，过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度不均匀；焊条（枪）施焊角度选择不当等。 3、防治措施 ⑴根据不同焊接位置、焊接方法，选择合理的焊接电流参数； ⑵增强焊工责任心，焊接速度适合所选的焊接电流，运条（枪）速度均匀，避免忽快忽慢； ⑶焊条（枪）摆动幅度不一致，摆动速度合理、均匀； ⑷注意保持正确的焊条（枪）角度。 4、治理措施 ⑴加强焊工操作技能培训，提高焊缝盖面水平； ⑵对焊缝进行必要的打磨和补焊； ⑶加强焊后检查，发现问题及时处理； ⑷技术员的交底中，对焊角角度要求做详细说明。 三）、焊缝宽窄差不合格 1、现象 焊缝边缘不匀直，焊缝宽窄差大于 3 ㎜。 2、原因分析 焊条（枪）摆动幅度不一致，部分地方幅度过大，部分地方摆动过小；焊条（枪）角度不合适；焊接位置困难，妨碍焊接人员视线。
金属熔化焊基础课程标准
金属熔化焊基础课程标准 课程名称：金属熔化焊基础 适用专业：焊接技术 计划学时：270 学分：18 一、课程定位 本课程是焊接技术专业的专业课程。通过学习，使学生掌握培养目标所必备的专业基础理论，为以后学焊工识图打下坚实的基础。 本课程与焊接工艺学、焊接结构生产等课程同时开设，学生已经掌握了焊接工艺的一些基本知识，为焊接检验，焊接结构生产等后续教学环节的学习奠定基础。 二、设计思路 本课程将职业行动领域中的工作过程融合在学习情境的教与学的过程中，培养学生分析和解决生产中实际遇到问题的能力，实行行动导向的教学模式，培养学生分析问题、解决实际问题的能力，培养锻炼学生的参与意识、责任意识、协作意识和自信心。 三、课程目标 能力目标 1.能掌握金属的力学性能 2.能掌握热处理工艺 3.能认识焊接材料 4.掌握焊接缺陷及防止 知识目标 1.具备 2. 3.具备自主学习，适应职业变化的能力。 素质目标 1. 2.具有一定的团队合作与交流沟通的能力。 四、教学内容与要求
1 1. 了解焊接接头形
五、课程考核评价 根据专业特点，结合学生实际，确定该学科为考试科目。平时（包括作业、课堂提问等）成绩占40%，期末卷面成绩占60%。 六、教学实施条件 6.1．实训设备配备条件
6.2．师资配备条件 6.2.1 专任教师： 1、大学本科以上学历，讲师以上职称，具有先进的教学方法，有较强的课堂驾驭能力。 2、具备设计基于行动导向的教学法的设计应用能力。 3、具有良好的职业道德和责任心。 6.2.2 兼职教师： 具备系统的专业知识。 6.2.3 师资数量：一般专任教师师生比应是1：15，其中实习教师占30%。 6.3 教学资源条件 6.3.1．教材的组织与开发 1.教学资料选取原则 贯彻以培养专业能力、方法能力等综合素质为目标，以工作过程为主线、强调理论与实践的结合、陈述性知识和过程性知识相结合、理论实践一体化的教材。 2.推荐教材 《金属熔化焊基础赵枫英若采 机械工业出版社（第二版） 3.参考的教学资料 课程授课计划、教学课件、教学视频、企业相关标准。 6.3.2．课程资源的开发与利用 课程资源是决定课程目标是否有效达成的重要因素，课程资源应当具备开放性特点，适应于学生的自主学习、主动探究。 为适应基于工作过程的课程改革和行动导向教学模式的开展，必须大力开
焊接方法发展概述及焊接的本质及其分类
焊接方法发展概述及焊接的本质及其分类 电弧焊是指利用电弧作为热源的焊接方法，简称弧焊。它是熔焊中最重要的、应用最广泛的焊接方法。 一、焊接方法发展概况 焊接是指通过适当的物理化学过程(加热、加压或两者并用)使两个分离的固态物体产生原子(分子)间结合力而连接成一体的连接方法。被连接的两个物体可以是各种同类或不同类的金属、非金属(石墨、陶瓷、玻璃、塑料等)，也可以是一种金属与一种非金属。 早期的焊接，是把两块熟铁(钢)加热到红热状态以后用锻打的方法连接在一起的锻接；用火烙铁加热低熔点铅锡合金的软钎焊，已经有几百年甚至更长的应用历史。现代焊接方法的发展是以电弧焊和压力焊为起点的。电弧作为一种气体导电的物理现象，是在19世纪初被发现的，但只是到19世纪末电力生产得到发展以后，人们才有条件研究电弧的实际应用。． 1885年俄国人别那尔道斯发明了碳极电弧，起初主要用作强光源，可把它看作是电弧作为工业热源应用的创始。而电弧焊真正用于工业，则是在1892年发现金属极电弧后，研制出结构简单、使用方便、成本低廉的交流电弧焊机，特别是
1930年前后出现了薄皮和厚皮焊条以后才逐渐开始的。厚皮焊条的出现，使手工电弧焊技术进入成熟阶段，它熔深大、效率高、质量好、操作方便等突出优点是气焊方法无法比拟的，于是手工电弧焊很快被广泛应用于车辆、船舶、锅炉、起重设备和桥梁等金属结构的制造。钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊也是在30年代先后研究成功的，成为焊接有色金属和 不锈钢等材料的有效方法。这一时期，工业产品和生产技术的发展速度较快，迫切要求焊接过程向机械化、自动化方面发展，而且当时的机械制造、电力拖动与自动控制技术也已为实现这一目标提供了技术和物质基础。于是便在30年代 中期研究成功了变速送丝式埋弧焊机，以及与之匹配的颗粒状焊剂和光焊丝，从而实现了焊接过程自动化，显著提高 了焊接效率和焊接质量。． 进半个世纪以来，正是现代工业和科学技术迅猛发展的时代，一方面，这些工业和科学技术的发展不断提出了各种使用要求(动载、强韧性、高温、高压、低温、耐蚀、耐磨等)、各种结构形式及各种黑色和有色金属材料的焊接问题。例如，造船和海洋开发工业的发展要求解决大面积拼板大型立体 框架结构自动焊及各种低合金高强钢的焊接问题；石化工业的发展要求解决各种耐高、低温及耐各种腐蚀性介质的压力容器焊接；航空航天业则要求解决大量铝、钛等轻质合金结构的焊接；电子及精密仪表制造业则要求解决大量微型精密
常用焊接方法—焊接工艺
常用焊接方法——焊接工艺 我公司是生产自动焊接设备的大型厂家。作为公司员工，就更应该了解常用焊接方法及焊接工艺。结合设备调试，这里将常用的埋弧焊、气体保护焊、钨极氩弧焊作为简要的讲述，以供有关人员参考。 一、埋弧焊 电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法称为埋弧焊。主要优点：劳动条件好，节省焊接材料和电能，焊缝质量好，生产效率高等。但不适合薄板焊接。（当焊接电流小于100A时，电弧稳定性差，目前板厚小于1mm的薄板还无法采用埋弧焊）只限于水平或倾斜度不大的位置施焊。 埋弧焊是高效焊接常用方法之一。主要用于：焊接各种钢板结构。焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢和复合材料以及堆焊耐磨、耐蚀合金等。 焊接工艺参数对焊接质量影响较大的有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径与伸出长度、焊丝倾角、装配间隙与坡口大小等。此外焊剂层厚度及粒度对焊接质量也有影响。下面分别讲述它们对焊接质量的影响： 1.焊接电流： 焊接电流是决定熔深的主要因素。在一定范围内，焊接电流增加，焊缝的熔深和余高都增加。而焊缝的宽度增加不大。增大焊接电流能提高生产率，但在一定的焊接速度下，焊接电流过大会使热影响区过大，并产生焊瘤及焊件被烧穿等缺陷。若焊接电流过小，测熔深不足，
熔合不好、未焊透和夹渣，并使焊缝成形变坏。 2.电弧电压： 电弧电压是决定熔宽的主要因素。电弧电压增加时，弧长增加，熔深减小，焊缝宽度变宽，余高减小，电弧电压过大，溶剂熔化量增加，电弧不稳，严重时会产生咬边和气孔等。 3.焊接速度： 焊接速度增加，母材熔合比较小。焊接速度过高时，会产生咬边，未焊透，电弧偏吹和气孔等缺陷，焊缝余高大而窄成形不好。 4.焊丝直径与伸出长度： 当焊接电流不变时，减小焊丝直径，电流密度增加，熔深增大，成形系数减小。焊丝伸出长度增加时，熔深速度和余高都增加。 5.焊丝倾角： 焊丝前倾，焊缝成形系数增加，熔深变浅，焊缝宽度增加。焊丝后倾，熔深与余高增，。熔宽明显减小，焊缝成形不变。 6.装配间隙与坡口： 在其他工艺参数不变的条件下，装配间隙与坡口角度增大时，熔合比与余高减小，熔深增大，焊缝厚度基本保持不变。 7、焊机层厚度与粒度： 焊剂层太薄时，容易露弧，电弧保护不好，容易产生气孔或裂纹。焊剂层太厚，焊缝变窄，成形不好。 一般情况下，焊剂粒度对焊缝成形影响不大，但采用小直径焊丝焊薄板时，焊剂粒度对焊缝成形就有影响。若焊剂颗粒太大，电弧不
金属熔焊原理
金属熔焊原理 一．基础题： 1焊接参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等。 2焊条的平均熔化速度、熔敷速度均与电流成正比。 3短路过渡的熔滴质量和过渡周期主要取决于电弧长（电弧电压），随电弧长度的增加，熔滴质量与过渡周期增大。当电弧长度到达一定值时，熔滴质量与过渡周期突然增大，这说明熔滴的过渡形式发生了变化，如果电弧长度不变，增大电流则过渡频率增高，熔滴变细。 4一般情况下，增大焊接电流，熔宽减小，熔深增大；增大电弧电压，熔宽增大，熔深减小。5熔池的温度分布极其不均匀（熔池中部温度最高）。 6焊接方法的保护方式：手弧焊（气-渣联合保护），埋弧焊、电渣焊（熔渣保护），氩弧焊CO2焊、等离子焊（气体保护）。 7焊接化学冶金过程是分区域连续进行的。 8焊接化学冶金反应区：手工焊有药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区三个反应区；熔化极气保焊只有熔滴和熔池两个反应区；不填充金属的气焊、钨极氩弧焊和电子束焊只有熔池反应区。 9熔滴阶段的反应时间随焊接电流的增加而变短，随电弧电压的增加而变长。 10焊接材料只影响焊缝成分而不影响热影响区。 11焊接区周围的空气是气相中氮的主要来源。 12熔渣在焊接过程中的作用：机械保护、改善焊接工艺性能、冶金处理。 13分理论中酸碱性以1为界点，原子理论中，以0为界点。 14影响FeO分配系数的主要因素有：温度和熔渣的性质。 15焊缝金属的脱氧方式：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。
16脱硫比脱磷更困难。 17随焊芯中碳含量的增加，焊接时不仅焊缝中的气孔、裂纹倾向增大，并伴有较大飞溅，是焊接稳定性下降。 18焊条的冶金性能是指其脱氧、去氢、脱硫磷、掺合金、抗气孔及抗裂纹的能力，最终反映在焊缝金属的化学成分、力学性能和焊接缺陷的形成等方面。 19焊剂按制造方法分为：熔炼焊剂和非熔炼焊剂。 20焊丝的分类：实芯焊丝和药芯焊丝。 21焊接中的偏析形式：显微偏析、区域偏析、层状偏析。 22相变组织（二次结晶组织）主要取决于焊缝化学成分和冷却条件。 23焊接热循环的基本参数：加热速度、最高加热速度、相变温度以上停留的时间、冷却速度或冷却时间t8/5、t8/3、t100。 24产生冷裂纹的三要素：拘束应力、淬硬组织、氢的作用 25冷裂纹的断口组织，宏观上看冷裂纹的断口具有淬硬性断裂的特征，表面有金属光泽，呈人字形发展，从微观上看，裂纹多起源于粗大奥氏体晶粒的晶界交错处。 26冷裂纹的种类：延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹。 27熔滴过度的作用力：重力、表面张力、电磁压缩力及电弧吹力等。 二．名词解释： 1焊接温度场：焊接过程中某一瞬时间焊接接头上个点的温度分布状态。 2焊缝金属的熔合比：熔化焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比。 3药皮重量系数：单位长度药皮与焊芯的质量比。 4随温度降低黏度缓慢增加的称为长渣。随温度降低黏度迅速降低的称为短渣。 5合金元素的过度系数：指某合金元素在熔敷金属中的实际质量分数与其在焊材中的原始质
焊接工艺课程标准 - 副本
焊接工艺学课程标准 课程名称：焊接工艺学 适用专业：焊接技术专业 计划学时：418学时 学分：26 一、课程定位 本课程是焊接专业的核心课程。通过学习，使学生掌握气割与气焊原理及操作方法、弧焊电源、焊条电弧焊的原理及特点、焊接材料选用与特点、金属熔化焊过程、焊接应力与变形、埋弧焊工艺原理与操作方法、气体保护焊工艺原理与操作方法、等离子弧切割、焊接和电阻焊工艺原理与操作方法、其他焊接、切割方法与技术、常用金属材料的焊接、焊接缺陷及检验等。 本课程开设在金属熔化焊基础、机械制图、机械基础等课程后，学生已经掌握了金属熔化焊基础的部分内容，为将要学习的焊接工艺学打下坚实的基础。为焊接结构、焊工识图、焊接设备与方法、焊接检验等后续教学环节的学习奠定基础。 二、设计思路 本课程按照省教育厅教学大纲设计为418学时，开设4个学期，课程设计的总体思路为贯穿整个焊接专业教学的核心课程。主要培养学生与焊接专业相适应的知识、素质、技能、等方面。 三、课程目标 1、能力目标 培养学生掌握气焊与气割操作能力、培养学生掌握焊条电弧焊操作能力、培养学生掌握埋弧焊操作能力、培养学生掌握气体保护焊操作能力、培养学生掌握常用金属材料焊接的能力以及焊接缺陷及检验的能力。 2、知识目标 弧焊电源相关知识、焊接接头类型及焊缝形式、金属熔化焊过程相关知识、焊接应力与变形相关知识、常用金属材料焊接知识、焊接缺陷及检验相关知识等。 3、素质目标 热爱祖国，拥护党和国家的路线、方针、政策，遵纪守法，诚实守信、具有良好的社会道德；爱岗敬业，有良好的职业作风和职业道德，养成良好的自学习惯，较强的专业拓展能力；具有对职业实践的整体性把握能力；具有良好的文化素质和自主学习能力、，具备一定的写作、演讲口才和与人沟通的能力；具有良好的心理素质，能够正确地认识客观事物，具有良好的个性心理品质和自我调控能力；具有良好的身体素质，掌握一定的运动技能，达到国家规定的体育锻炼标准。 四、教学内容与要求
各种常见钢材的焊接焊条及焊接工艺选用一览表
各种常见钢材的焊接焊条及焊接工艺选用一览表 序号材质 焊接工艺及焊接材料焊接检验方法及数量 工艺方 法 焊丝焊条 光谱 检验 及复 查 无损检验 1 1Cr18Ni9Ti 对于管壁 厚度 ≤6mm 的管道， 采用全氩 焊接方 法，对于 管道壁 厚>7mm 的管道可 以才用氩 电联焊的 焊接方 法。对于 采用不锈 钢焊条的 焊缝可以 不进行热 处理，其 它焊缝根 据管道壁 厚进行选 择是否采 用预热、 热处理等 工艺。H1Cr19Ni9Ti、 H0Cr18Ni9Ti A137、A132 合金 焊缝 需要 进行 100 %光 谱复 查检 验 根据温度与 压力两个参 数定 2 0Cr19Ni9 H1Cr19Ni9、 H0Cr20Ni10 A102、 A107、132 3 0Cr18Ni11Nb H1Cr19Ni10Nb、 H1Cr19Ni9Ti A137、A132 4 0Cr18Ni11Ti H1Cr19Ni10Nb、 H1Cr19Ni9Ti A137、A132 5 0Cr23Ni13 H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A407 6 1Cr20Ni14Si2 H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A407 7 0Cr25Ni20 H1Cr25Ni20、 H0Cr25Ni13 A407 8 12Cr1MoVG TIG-R31 R317 9 12Cr2Mo TIG-R40 R407 10 10CrMo910 TIG-R40 R407 11 SA335P22 TIG-R40 R407 12 15CrMo (WC6) TIG-R30 R307 13 SA335P11、SA182F11、 SA335P12 TIG-R30 R307 14 15CrMo+12Cr1MoVG TIG-R30 R307 15 20+12Cr1MoVG TIG-J50 J507 16 20+SA335P22 TIG-J50 J507 17 20+15CrMoG TIG-J50 J507 18 SA335P22+15CrMo TIG-R30 R307 19 SA335P22+12Cr1MoV TIG-R31 R317 20 12Cr1MoV+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 A335P11+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 #20+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 21 12Cr1MoV+12Cr1MoV TIG-R31 R317
金属熔焊原理
金属熔焊原理考点 一．基础题： 1 焊接参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等。（参照课本P15图1-6） 2 焊条的平均熔化速度、熔敷速度均与电流成正比。 3 短路过渡的熔滴质量和过渡周期主要取决于电弧长（电弧电压），随电弧长度的增加，熔滴质量与过渡周期增大。当电弧长度到达一定值时，熔滴质量与过渡周期突然增大，这说明熔滴的过渡形式发生了变化，如果电弧长度不变，增大电流则过渡频率增高，熔滴变细。 4 一般情况下，增大焊接电流，熔宽减小，熔深增大；增大电弧电压，熔宽增大，熔深减小。 5 熔池的温度分布极其不均匀（熔池中部温度最高）。 6 焊接方法的保护方式：手弧焊（气-渣联合保护），埋弧焊、电渣焊（熔渣保护），氩弧焊 CO2焊、等离子焊（气体保护）。 7 焊接化学冶金过程是分区域连续进行的。 8 焊接化学冶金反应区：手工焊有药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区三个反应区；熔化极气保焊只有熔滴和熔池两个反应区；不填充金属的气焊、钨极氩弧焊和电子束焊只有熔池反应区。 9 熔滴阶段的反应时间随焊接电流的增加而变短，随电弧电压的增加而变长。 10 焊接材料只影响焊缝成分而不影响热影响区。 11 焊接区周围的空气是气相中氮的主要来源。 12 熔渣在焊接过程中的作用：机械保护、改善焊接工艺性能、冶金处理。 13 分子理论中酸碱性以1为界点，原子理论中，以0为界点。 14影响FeO分配系数的主要因素有：温度和熔渣的性质。 15焊缝金属的脱氧方式：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。 16脱硫比脱磷更困难。 17随焊芯中碳含量的增加，焊接时不仅焊缝中的气孔、裂纹倾向增大，并伴有较大飞溅，是焊接稳定性下降。 18焊条的冶金性能是指其脱氧、去氢、脱硫磷、掺合金、抗气孔及抗裂纹的能力，最终反映在焊缝金属的化学成分、力学性能和焊接缺陷的形成等方面。 19 焊剂按制造方法分为：熔炼焊剂和非熔炼焊剂。 20 焊丝的分类：实芯焊丝和药芯焊丝。 21 焊接中的偏析形式：显微偏析、区域偏析、层状偏析。 22 相变组织（二次结晶组织）主要取决于焊缝化学成分和冷却条件。 23焊接热循环的基本参数：加热速度、最高加热速度、相变温度以上停留的时间、冷却速度或冷却时间t8/5、t8/3、t100。 24 产生冷裂纹的三要素：拘束应力、淬硬组织、氢的作用 25冷裂纹的断口组织，宏观上看冷裂纹的断口具有淬硬性断裂的特征，表面有金属光泽，呈人字形发展，从微观上看，裂纹多起源于粗大奥氏体晶粒的晶界交错处。 26 冷裂纹的种类：延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹。 27 熔滴过度的作用力：重力、表面张力、电磁压缩力及电弧吹力等。 28活性熔渣对焊缝金属的氧化形式：扩散氧化、置换氧化。 29 熔合比影响焊缝的化学成分、金属组织和机械性能。局部熔化的母材将对焊缝的成分起到稀释作用。 30 焊接过程中对金属的保护有气保护、气-渣联合保护、渣保护、自保护。 二．名词解释： 1 焊接温度场：焊接过程中某一瞬时间焊接接头上个点的温度分布状态。 2 焊缝金属的熔合比：熔化焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比。 3 药皮重量系数：单位长度药皮与焊芯的质量比。 4 随温度降低黏度缓慢增加的称为长渣。随温度降低黏度迅速降低的称为短渣。 5 合金元素的过度系数：指某合金元素在熔敷金属中的实际质量分数与其在焊材中的原始质量分数之
熔焊复习纲要
绪论 焊接：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。 焊接方法分类： 1.熔焊：利用热源加热被焊母材的连接处使之发生熔化，利用液相之间的相溶及液、固两相原子的紧密接触来实现原子间的结合。 2.压焊：对被焊母材的连接表面施加压力使两个连接表面的原子相互紧密接触，产生足够的结合力。 3.钎焊：对填充材料进行加热使之熔化，利用液态填充材料对固态母材润湿，使液、固两相的原子紧密接触，充分扩散，从而产生足够的结合力。 熔焊方法的特点： 1.焊接时母材局部在不承受外加压力的情况下被加热熔化。 2.焊接时须采取更为有效的空气隔离的措施。 3.两种被焊材料之间需具有必要的冶金相容性。 4.焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。 第一章焊接电弧 焊接电弧：由焊接电源供给能量，在具有一定的电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。 电弧放电可分为非自持放电区和自持放电区。非自持放电区内的气体导电所需要的带电粒子需要外加措施，外加措施撤除后放电停止。自持放电区内气体导电过程本身就可以产生维持导电所需要的带电粒子。 电弧放电的特点：电流最大、电压最低、温度最高、发光最强。 两电极之间产生气体放电的条件：带电粒子和一定强度的电场。带电粒子指电子和正负离子。引燃和维弧的带电粒子是电子和正离子，这两种带电粒子主要是依靠电弧中气体介质的电力和电极的电子发射两个物理现象产生。 解离：当能量足够大时，有多原子构成的气体分子就会分解为原子状态，这个过程称为解离。 电离：在外加能量的作用下，使中性气体分子或原子分离成为正离子和电子的现象称为电离。 气体电离电压：电子脱离原子或分子所需的外加能量大小，说明了某种气体电离的难易程度。 激励：当中性气体分子或原子受到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子时，而使电子从较低的能级转移到较高的能级的现象称为激励。加热、电场作用和光辐射均可产生激励现象。
常用焊接方法办法
常用焊接方法手册 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？ 钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。 依照钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 （1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。 （2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采纳搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。 二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？
利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体爱护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体爱护焊具有爱护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？ （1）焊接接头由焊缝金属和热阻碍区组成。 1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。 2）热阻碍区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
焊接技术应用专业教学计划及人才培养方案完整版
焊接技术应用专业教学计划及人才培养方案集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
2016级焊接技术应用专业人才培养方案及教学计划 一、招生对象与学制 招生对象：初中毕业生 学制：全日制三年 二、职业岗位分析 （一）焊接专业及现状 焊接是加工制造业的组成部分，应用广泛，发展也非常迅速，在加工制造业占有非常重要的位置。随着高新技术的应用和新材料、新工艺的不断出现，机械制造、安装、维修业也逐步向精、细方向发展，对焊接专业的技术要求越来越高，对焊接人员的操作技能也提出了更高的要求，且随着我国制造业的飞速发展，对焊接技能型人才的需求正日益增大。 （二）毕业生的就业范围 （1）石油和化工建设行业50％ （2）机械制造和加工行业45％ （3）其它行业5％ （三）、主要职业岗位 （1）焊接加工、焊接设备的设计与制作工作 （2）焊接设备维修工作 （3）工业设备维修 （4）其它岗位工作 三、培养目标与要求 （一）培养目标 焊接专业培养拥护中国共产党，坚持社会主义道路的德智体全面发展的、牢固掌握必须的文化基础知识和专业基础理论知识、具有较强的操作技能的中级应用人才。
培养具有创新精神和动手能力，能在各个工业、企事业单位从事与焊接技术相关的生产等方面的专业技术工作，以及其它相关领域的各种焊接加工技术人员。 （二）专业要求 1、文化知识要求 毕业生具有中等专业的文化基础知识，对专业英语具有一定的理解能力，具有一定的计算机运用能力。具有较强的汉语口语表达和文字表达能力，以及一定的综合能力（交际、公共、协同工作能力）。 2、专业知识要求 (1)掌握焊接的基本理论知识和应用知识，具有焊接施工、设备维修方面能力。 具体包括以下内容： ①焊接安全、劳动卫生、安全操作规程 ②焊条、焊丝、保护气体组成、类型、作用及常用焊接材料的选用 ③金属材料、焊接装配识图基本知识 ④焊缝符号及代号，坡口形式尺寸及坡口选用，焊接变形及预热知识 ⑤常用焊接和切割方法，如碳弧气刨、气割、焊条电弧焊、CO2焊、埋弧 焊、氩弧焊、等离子焊、电阻焊等分类、原理、工艺参数及常用设备的组成 ⑥熔化焊基础知识 ⑦低碳钢、低合金钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢的分类、焊接性及焊 接工艺 ⑧焊接检验分类，X光探伤评定标准；焊接缺陷形成原因、防止方法及修补 要求 (2)具有一定的钳工和机械设备维修与安装等相关工种的基本理论知识（三）、能力要求： 1．能正确选择的使用常用焊条、焊丝、焊剂及保护气体； 2．能进行低碳钢的平、横、立、三个位置的焊接； 3．能进行低碳钢的水平固定和垂直固定管的焊接； 4．能进行氩弧焊、CO 焊、埋弧焊、电阻焊等之一的焊接操作； 2
《金属熔化焊基础考试题.doc
2014鲁化焊接班《金属熔化焊基础》月考试题 填空（20分） 1 .根据热处理目的，加热和冷却方法不同，常用钢的热处理方法可以分为普通热处理和（） o 2.奥氏体形成的过程包括（）、） ）o 3.钢在等温冷却转变时常采用的冷却介质有液态金属（）、熔融的俏盐浴和（）等。 4.当奥氏体晶粒比较粗大，冷却速度乂较快时，先共析铁素体呈针片状析出，并与原奥氏体晶粒保持严格的取向关系，这种组织即为 ）o 5.淬火分为（）、（）、分级淬火和 （）o 6.感应加热表面淬火加热层的深度取决于电流的频率，频率越高，加热层越（）□ 7.钢的化学热处
理都由以下三个基本阶段组成（）、（ ） 和扩散。 8.回火的目的主要是为了调整（），其次是消除和降低 （）,第三是稳定组织和（）o 9.根据钢的成分和工艺目的的不同，退火的方法有很多，其中应用最 广泛的有（）、（）和去应力退火。 10.奥氏体的冷却转变方式有连续冷却转变和（）冷却转变两种。 二、选择（20分） 1.（）是碳在a-Fe中的过饱和固溶体，用符号M表示。 A奥氏体B珠光体 C铁素体D马氏体 2.将钢加热到一定温度，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡 状态组织的热处理工艺，叫做（）。 A退火B正火C淬火D回火
3.下列不是淬火的目的的是（）o A获得马氏体组织B提高钢的硬度和强度 C改善钢的力学性能和化学性能D可做最终热处理 4.淬火加热中可能产生的缺陷不包括（）o A过热与过烧B氧化与脱碳 C变形与开裂D韧性不足 5.一般各种刃具、量具的回火常采用（）□ A调质B低温回火C中温回火D高温回火 6.将淬火钢重新加热到工艺预定的某一温度（低于临界温度），经保温 后再冷却到室温的热处理工艺过程是（）。 A退火B正火C淬火D回火 7.过冷奥氏体在高温转变区的转变产物是（）o A 珠光体类型组织B贝氏体组织C马氏体组织 8.钢的淬透性与（）有关系。 A钢的含碳量B合金元素的含量
焊接方法与分类
焊接方法与分类 电焊技术就是采用在金属连接处实行局部电能加热、加压或加压的同时加热，使被焊金属局部达到液态或接近液态，来促进原子或分子间相互扩散和进行结合，以达到固定的连接。近百年来，随着科学技术的不断发展，各种焊接方法不断出现。按照焊接过程中金属所处的状态和工艺特点，可以把焊接方法简单按族系法分为三大类，即熔化焊、固相焊和钎焊。还可进一步进行细分。 (1) 熔化焊使被连的构件表面局部加热熔化成液体， 添加填充金属或不添加填充金属，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊。为了实现熔化焊，关键是要有一个能量集中、温度足够的局部加热。其次，为防止局部熔化的高温焊缝金属因跟空气接触而造成成分、性能的恶化，熔化过程一般要采取有效的隔离空气的保护措施。常见的电弧焊、气焊、气体保护焊等，都属于熔化焊范畴。 （2) 固相焊利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服
两个连接表面的不平度，除去（挤走）氧化膜及其他污染物，使两个连接面原子相互结合，在固态条件下实现连接称为固相焊。固相焊通常必须加压，所以也称为压焊。为了使固相焊容易实现，大都在加压同时伴随加热措施（但加热温度远低于焊件的熔点，因此，固相焊一般无需保护措施）。常见的锻焊、电阻对焊、扩散焊、激光焊、电子束焊、爆炸焊、闪光焊等均属于固相焊范畴。 (3) 钎焊利用某些熔点低于被焊构件材料熔点的熔化金属（钎料）作为连接的媒介物在连接界面上的流散浸润作用，然后冷却结晶形成结合面的方法称为钎焊。钎焊时被焊金属本身不熔化。火焰钎焊、盐浴钎焊、感应钎焊、电子束钎焊等属钎焊范畴。基本焊接方法及分类见表1-1。
表1-1 焊接方法族系法分类 熔化焊 基 本 焊 接 方 法 固相焊 熔化极焊 螺柱焊 焊条电弧焊 埋弧焊 氩弧焊 二氧化碳电弧焊 钨极氩弧焊 原子氢焊 等离子弧焊 气焊 氧-氢焊 氧-乙炔焊 空气-乙炔焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊 电阻点缝焊 电阻对焊 冷压焊 超声波焊 爆炸焊 锻焊 扩散焊 钎焊 火焰钎焊 感应钎焊 炉中钎焊 盐浴钎焊 电子束钎焊