焊接技术及操作规程.ppt
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1、焊接技术及操作规程 制造系统岗位课程体系建设,课程受众对象及目标学员群体 保全工和工务等维修相关人员 课程培训目标 安全操作焊接和切割设备,提高作业技术且取得安监部门所发上岗证,课程脑图,焊接 技术 操作 规程,焊接通则,电弧焊,氩弧焊,气焊气割,操作规程,焊接 设备,焊接 概述,金属焊接成 形工艺基础,金属焊接成 形/切割方法,金属材 料焊接,焊接成形 金属件的 工艺设计,焊接结构生 产工艺过程,焊接质量 控制检测,焊接设 备分类,基本要求,焊机型 号编制,常用焊接 切割设备,焊机技 术参数,设备选用,金属焊接成形,焊接成 形分类,焊接成形特点,手工电弧焊 的焊接过程,接头金属 组织性能,熔
2、化焊,压力焊,钎焊,切割,碳钢焊接,合金结构钢焊接,铸铁焊补,有色金属焊接,焊接材料选择,焊接方法选择,接头工艺设计,焊接结构步骤,生产准备 原料处理,基本元件加工,装配焊接,检验修整,生产主要 工艺过程,焊接控制,焊缝检测,焊缝返修,次要因子,主要因子,非可控因子,可控因子,课程鱼骨图链接,序言,焊工作为工业生产、国家建设、人民生活中广泛应用的技术工种,直接关系着国民经济的发展与人民生活水平的提高。随着焊接技术的发展及计算机技术在焊接中的应用,焊工技术的科技含量也越来越高,焊工也因此成为万众追求的“高薪”职业。在国民经济高速发展的今天,小到人民群众的家庭建设,大到桥梁、船舶、锅炉、机械制造等
3、无一不需要焊接技术。因此,焊工也成了工业生产、国家建设、人民群众生活中一个不可缺少的重要技术工种。,第一章 安全技术操作规程,概 述,2电弧焊,1 焊接通则,3 氩弧焊,4 气焊、气割,实例短片:电焊事件-媒体案例12min超链接,汽车油箱焊补超链接&白象内部事例:设备安装、改造维修(焊接油锅轨道)等,1. 基本要求 1.1 本工种属国家指定的特殊工种之一。从事本工种工作者,必须经过专业安全培训,并经考核取得特殊作业人员操作证,方可作业。该工种人员应定期接受安全教育,凡复训不合格者,不得继续从事该项工作。 1.2 电焊作业场所尽可能设置挡光屏蔽,以免弧光伤害周围人员的眼睛。 1.3 工作地点周
4、围5m内,不准放置易燃、易爆物品。乙炔气瓶与氧气瓶与动火作业的距离应在10m以上。 1.4 电焊机不准放在高温或潮湿的地方,所有的手把导线与地线不准与氧气、乙炔软管混放。,一、焊接安全技术操作规程通则,2. 工作前 2.1 穿戴好防护用品,如:电焊服、绝缘鞋、电焊眼镜等,严禁穿化纤服装、短袖、短裤、凉鞋。 2.2 上岗前严禁喝酒。 2.3 认真检查设备、用具是否良好安全,检查电焊机金属外壳的接地线是否符合安全要求,不得有松动或虚连。 2.4 认真检查与整理工作场地,清除易燃、易爆物品,导线、地线、手把线应分开放置,能设防护围屏的应将围屏安放好。 2.5 禁止两台电焊机同时接在一个电源开关上,不
5、准私自拆接电源线。,3. 工作中 3.1 合电源开关时,手套与鞋不得潮湿,头部要在开关的侧面。 3.2 注意保护手把线与回线不受机械损伤。 3.3 移动电焊机或往远处拉线时,先关闭电源,再行移动。 3.4 焊机发生故障或漏电时,应立即切断电源,联系电修人员修理。 3.5 工作中,不准触摸焊机内部,以免触电。 3.6 雨天或厂房漏雨时,应将焊机遮盖好,所有导线、手把线应架设在干燥或不导电的建筑物上。 3.7 在焊割大型或笨重物体时,工件必须放置平稳。 3.8 焊割有锈工作物,进行除锈或清除焊渣药皮时,必须戴好防护眼镜。,3.9 焊割完的灼热工件不准放在电线、乙炔橡胶软管及氧气瓶、氧气橡胶软管及安
6、全通道上,应放置在规定的或安全的地方。 3.10 移动电焊机时,不准用手把线或其它导线作捆绑绳索使用。 3.11 电焊机必须有可靠的接地线和接零线。电焊回线不准搭在易燃、易爆管道或机床设备上。焊钳线和回线必须接触良好。 3.12 用可燃材料作保温层、冷却层、隔音、隔热的部位或火星能飞溅到的地方,在未采取切实可靠的安全措施之前,严禁焊、割。 3.13 严禁在有压力的容器或盛有易燃、易爆、有毒物质的工作物上焊割。 3.14 如附近有与明火作业相抵触的工种在作业(如油漆等),应严禁焊割。,3.15 进行高处焊割作业时,应遵守以下规定: 3.15.1 使用的登高梯台应安全可靠。 3.15.2 登高梯台
7、应放置稳固。 3.15.3 挂好安全带。使用的工具应用绳索传递,不准随手上下抛扔。 3.15.4 高处作业处下面10m范围内,不准堆放易燃、易爆物品,必要时,应设监护人员。 3.15.5 高处作业时,焊、割具和管、线应挂在安全可靠处所,地面设监护人员。不准将管线缠在身上,上、下及作业。 3.15.6 高处作业人员应身体状况良好。 3.15.7 高处作业在采取了必要的安全措施后,必须经安全部同意,方可焊割。 3.16 焊接工作物时,接地必须良好。,4. 工作后 4.1 切断电源,盘好电线,并把它放在指定地点,将焊机擦拭干净。 4.2 清扫场地,焊割完的灼热工件应放在安全地点,工作地点溅落火星应彻
8、底熄灭。 4.3 切断气源,盘好氧气与乙炔橡胶软管,放在指定地点;未与气源脱离的氧气和乙炔软管严禁存放在工具箱内。 4.4 做好交接班,并与接班者共同检查安全。,一、焊接设备的分类,第二章 焊接设备,二、对焊接设备的基本要求,(1)符合被焊结构的技术要求被焊结构的材料特性、结构特点、尺寸、精度要求和结构的使用条件等,这些是被焊结构的技术要求。若被焊结构材料是普通低碳钢,选用弧焊变压器即可;若焊接结构要求较高,并要求用低氢型焊条焊接,则选用直流弧焊机;若是厚大件焊接,可选用电渣焊机;若是棒材对接,可选用冷压焊机和电阻对焊机。 对活性金属或合金,以及耐热合金和耐腐蚀合金,根据实际情况,可选用惰性气
9、体保护焊机、等离子弧焊机和电子束焊机。对于大批量以及结构形式和尺寸固定的被焊结构,可选用专用焊机。 (2)符合实际使用情况 不同的焊接设备,可以焊接同一焊件。因此,需根据实际使用情况选择比较合适的焊接设备。如野外焊接中缺乏电源和气源,只能选择柴(汽)油直流弧焊发电机等作焊接设备。对焊后不允许再加工或热处理的精密焊件,需选用能量集中和不需添加填充金属,以及热影响区小和精度高的电子束焊机。 (3)符合好的经济效益 焊接时,焊接设备的能耗较大。选用焊接设备时应在满足工艺要求的前提下,尽可能选用耗电少和功率高的设备。,三、电焊机型号的编制方法,交直流两用弧焊机是一种交流变压器与硅二极管整流器组合的弧焊
10、电源适用于酸性焊条和碱性焊条焊接重要的低碳钢,低合金钢结构件和一般要求的中碳钢、不锈钢等结构件;一机多用,用途宽广,在机械加工、冶金、造船等行业得到广泛的应用。,1 电弧焊机,四、常用焊接、切割设备,交直流脉冲氩弧焊机主要适用于铝、镁、铜及其合金、不锈钢、钛合金、高合金钢等金属的焊接。由于具有氩弧/焊条电弧焊、交直流两用、点焊、脉冲焊及电流缓升、缓降等众多功能,所以本系列焊机广泛适用于机械制造、压力容器、石油、化工设备、家电、轻工机械及不锈钢装修等行业。 它具有以下特点: 1、 使用脉冲焊功能实现优质焊接,容易实现不同金属、不同板厚、带间隙接头的焊接,也可用于薄板的端接头和搭接头的焊接,仰焊与
11、立焊的焊接可以达到高质量焊接效果。 2、 清理宽度可调的矩形波交流TIG焊通过对矩形波的平衡进行调节,适合铝、镁及其合金等材质的焊接,从而获得最佳的焊接效果。 3、 缓升功能可防止TIG焊接薄板起始部的烧穿,缓降功能可防止TIG焊收弧部的急速冷却所引起的收缩孔、裂纹的发生。 4、 可以方便地调节氩弧焊的点焊时间。,2 氩弧焊机,3 气焊、气割设备,气焊是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热熔化焊件和焊丝而进行金属连接的一种焊接方法。所用的可燃气体主要有乙炔气,液化石油气,天然气和氢气等,目前常用的是乙炔气,因为乙炔在纯氧中燃烧时放出的有效热量最多。 氧气气割是利用金属在高温(金属燃点)
12、下与纯氧燃烧的原理而进行气割。气割开始时,用氧乙炔焰(预热火焰)将金属预热到燃点(在纯氧中燃烧的温度),然后通过气割氧(纯氧),使金属剧烈燃烧生成氧化物(熔渣)。同时放出大量热,熔渣被氧气流吹掉,所产生的热量和预热火焰一起将下层金属加热到燃点,如此继续下去就可将整个厚度切开。,氧 气,乙 炔,五、常见电焊机技术参数名称及涵义 超链接,( 括号内为常见对应英文 ) 初级电压、初级电流、功率和相数(power supply ) 这些技术参数说明焊接电源接入网路时的要求。是单相电还是三相电等 空载电压 (No-load voltage) 表示焊接电源的空载电压,空载电源无负载时,输出端的电压称空载电
13、压 负载持续率 暂载率 (Duty cycle ) 暂载率是指负载运行持续时间对工作周期纸币的百分率。额定负载持续率规定为35%、60%、100% 三种,当焊机焊接时,会发热,温升过高会使绝缘烧坏,暂载率就是用来表示焊机连续工作状态的参数。也即焊机工作周期中有负载时间所占的百分比,六、焊接设备的选用,1.安全性:所有工业生产中使用的焊接设备必须完全符合相应国家标准和行业标准中有关安全技术的规定。 2.经济性:经济性为一种综合性指标应考虑设备的性价比在技术特性和质量与价格之间作出选择时首先应服从前者。其次考虑设备的可靠性、使用寿命和可维修性。 3.先进性:选购技术先进自动化程度高的焊接设备不仅可
14、提高焊接生产率改善焊接质量而且可降低生产成本产生相当高的经济效益虽然先进焊接设备的投资额较高但设备投运后所产生的效益将成倍翻番。 4.适用性:应当从焊接工程生产实际的需要和施工条件出发按对焊接接头的质量要求、拟采用的焊接方法和焊接工艺合理选用焊接设备使其在焊接生产中充分发挥应有的效能。,第三章 焊接概述,一、金属焊接成形,用加热、加压等工艺措施,使两分离表面产生原子间的结 合与扩散作用,从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。,二、焊接成形的分类,1熔化焊:,2压力焊:,3钎焊:,电弧焊(手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊)、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等,电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊
15、、爆炸焊、高频焊、扩散焊等,软钎焊、硬钎焊,三、焊接成形的特点,1接头 牢固、密封性好。,2可化大为小、以小拼大。,3可实现异种金属的连接。,4重量轻、加工装配简单。,5焊接应力变形大,接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。,1 手工电弧焊的焊接过程 10min超链接,第四章 金属焊接成形工艺基础,一、手工电弧焊的特点,1 . 设备简单、应用灵活方便。,2 . 劳动条件差、生产率低、质量不稳定。,二、手工电弧焊焊接过程 超链接,引弧,三、焊接电弧,1 . 焊接电弧的概念,具备两个条件,使气体电离,阴极发射电子,电阻热:Q=I2Rt,在焊条末端和工件两极之间的气体介 质中,产生强烈而持久的放电现象。
16、,焊接电弧的稳定燃烧 就是带点粒子产生、运动、复合所产生的动态平衡过程。,2 . 电弧的构造及热量分布,2400k 36%,2600k 42%,50008000k 21%,3 . 电弧的极性,直流电源正接极:,直流电源反接极:,工件正极(阳极);焊条负极(阴极)。,工件负极(阴极);焊条正极(阳极)。,用于薄板金属的焊接,2 焊接接头金属的组织与性能,一、熔焊过程冶金特点,1 . 熔池金属温度高于一般冶金温度,2 . 熔池金属冷却快,处于液态的时间短,2000k,使金属元素强烈蒸发、烧损。,10s,化学成分不均匀;焊缝区易产生气孔、夹渣等缺陷。,3 .空气对焊缝的影响严重,1) O2 :,氧化
17、的结果,合金元素被烧损;,焊缝产生夹渣的缺陷;,形成CO气孔。,2)N2 :,使接头的塑性、韧性下降。,3)H2 :,氢气孔,二、熔焊冶金过程中必须采取的工艺措施,1. 减少有害气体进入熔池;,2. 渗入合金元素;,3. 清除已进入熔池的有害元素。,三、电焊条,1. 电焊条的组成及作用,电焊条,焊条芯,药皮,焊缝的填充材料 填充焊缝,电极传导电流 导电,机械保护的作用,冶金的作用,稳定电弧的作用,药皮的种类:, 氧化钛型;氧化钛钙型; 钛铁矿型;氧化钛型;纤维素型;,低氢钾型;低氢钠型; 石墨型;盐基型。,2. 电焊条的分类,结构钢焊条J; 钼和铬耐热钢焊条R; 低温钢焊条W; 不锈钢焊条A;
18、 堆焊焊条D; 铸铁焊条Z; 镍及镍合金焊条Ni ; 铜及铜合金焊条T; 铝及铝合金焊条L; 特殊用途焊条TS,在熔渣中以酸性氧化物为主 (TiO2、SiO2、Fe2O3),在熔渣中以碱性氧化物为主 (K2O、Na2O、CaO、MnO),3. 电焊条的选用,1. 根据被焊工件的强度选用,2. 根据被焊工件的化学成分选用,3. 根据被焊工件工作条件和结构选用,4. 根据实际生产状况选用,4. 焊条直径和焊件厚度的关系,5. 碳钢焊条的焊接电流和焊条直径的关系,6. 多层焊法(厚板、开坡口),7. 断弧焊法(薄板、小直径管60mm、小间隙1.52.5mm),8. 运条方法,1)直线形运条法 焊接时
19、焊条不作横向摆动,沿焊接方向作直线形运动,常用于开I形坡口的对接平焊、多层焊的第一层焊道或多层多道焊。,2)直线往复运条法 焊接时焊条末端沿焊缝的纵向作来回直线形摆动,特点是焊接速度快、焊缝窄、散热快,适于薄板和接头间隙较大的多层焊的第一层焊道。,3)锯齿形运条法 焊接时焊条末端作锯齿形连续摆动及向前移动,并在两边稍停片刻,摆动焊条是为了控制熔化金属的流动和得到必要的焊缝宽度,特点是操作容易掌握,各种焊接位置基本上均可采用。,4)月牙形运条法 焊接时焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左、右摆动,特点是金属熔化良好,有较长的保温时间,气体容易析出,熔渣易上浮,焊缝质量较高。,5)三角形运条法 焊接时
20、焊条末端分别作连续的斜三角形或正三角形运动,并向前移动。 斜三角形运条法适于焊接平、仰位置的T形接头焊缝和有坡口的横焊缝,特点是能够借焊条的摆动不定来控制熔化金属,焊缝成形良好。正三角形运条法只适于开坡口的对接接头和T形接头焊缝的立焊,特点是一次就能焊出较厚的焊缝断面,焊缝不明产生夹潭,生产效率较高。,6)圆圈形运条法 焊接时焊条末端作圆圈形运动,并不断地前移。特点是熔池存在时间长,熔池金属温度高,气体和熔渣容易上浮,适用于焊接较厚焊件的平焊缝。,四、焊接接头金属组织与性能,1. 焊接热循环,焊接接头,焊缝区,焊接热影响区,1) 焊缝区,熔池金属冷却结晶所形成的铸态组织。,2) 焊接热影响区,
21、2. 焊接接头金属组织与性能的变化,焊缝两侧的母材,由于焊接热的作用,其组织和性能发生变化的区域。, 熔合区,是焊缝和母材金属的交界区。(0.1-1mm),加热温度:,T液T固,强度、塑性、韧性极差,是裂纹和局部脆断的发源地。, 过热区,加热温度:,T固1100 ,塑性和韧性很低,是裂纹的发源地。,在热影响区内具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。(1-3mm), 正火区,加热温度:,1100 AC3,在热影响区内相当于受到正火处理的区域。(1.2-4mm),力学性能优于母材。, 部分相变区,在热影响区内发生部分相变的区域。,加热温度:,AC3AC1,力学性能较母材稍差。,力学性能最差的区域:,熔
22、合区和过热区,减小和消除焊接热影响区的方法:, 小电流、快速焊接;, 采用先进的焊接方法;, 焊前预热、焊后热处理(正火),五、焊接应力与变形,(一)焊接应力与变形产生的原因,焊接应力与变形产生的根本原因是: 焊件(工件)在焊接过程中受到局部加热和快速冷却。,应力的形成过程,焊接应力与变形,(二)焊接变形的基本形式,1 . 收缩变形,2 . 角变形,3 . 弯曲变形,4 . 扭曲变形,5 . 波浪形变形,(三)焊接应力与变形的防止,1 . 焊接应力的防止及消除措施,1)设计时,焊缝不要密集交叉,截面和长度也应尽可能小。,2)合理选择焊接顺序。,(),(),(),3)锤击或碾压焊缝,4)采用小能
23、量、多层焊,5)焊前预热(150 350 ),6)焊后热处理(去应力退火),可消除应力80%左右,2 . 焊接变形的防止及矫正措施,1)设计时,焊缝不要密集交叉,截面和长度也应尽可能小。,2)合理选择焊接顺序。,1 4 3 2,3)反变形法。,1,2,3,4,5,6,1 4 2 5 33,1 2 3 4,4)采用焊前刚性固定法。,5)采用合理的焊接规范(小电流、快速焊接)。,6)焊接变形的矫正, 机械矫正, 火焰矫正,7 )分段退焊的应用,六、金属材料的焊接性,1. 金属材料的焊接性,指被焊金属采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下,获得优质焊接接头的难易程度。,焊接性, 工艺
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