[信息与通信]12227-焊接综合实训-教学指南.doc

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1、职业教育行业规划教材焊接综合实训教学指南王云鹏 主编Publishing House of Electronics Industry北京 BEIJING前 言为了配合焊接综合实训课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写了此教学资料。教学资料内容有两个部分：第一部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配等。第二部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。编 者2011年1月 一、课程性质与任务本课程是中等职业学校焊接专业的一门基础实训

2、课程。其任务是：使学生掌握必备的金属焊接加工工艺的知识和技能；培养学生分析问题和解决问题的能力，使其形成良好的学习习惯，具备学习和掌握后续专业技术的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，使其形成严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。二、教学提要、课程内容、教学要求绪论教学目的 认识各种焊接方法的过程及主要的焊接操作技能。 明确学习本课程的目的与要求。教学内容（知识、技能）1金属的连接1）金属连接的方法2）焊接的特点2焊接的应用与发展焊接生产几乎渗透到国民经济的各个领域，焊接技术突出地反映了整个国家的工业生产水平和机械制造水平。3本教材的主要内容本教材针对初

3、级焊工的教学，编入了焊接安全与环保生产、气焊与气割技能、焊条电弧焊初级工的技能要求与考核。针对中级焊工的技能要求，编入了焊条电弧焊技能训练、二氧化碳焊技能训练、钨极氩弧焊技能训练、埋弧自动焊技能训练等内容的技能要求与考核。4学习本课程应达到的能力目标通过本课程的学习，应使学生达到以下要求： 掌握气焊、气割、焊条电弧焊的劳动保护及安全方面的基本知识。 能正确使用气焊、气割、焊条电弧焊常用的工具及量具。 初步掌握气焊、气割的基本操作技能。 掌握常用的焊条电弧焊设备的选择和使用方法。 掌握焊条的性能及选用和使用原则。 掌握焊条电弧焊的基本操作技能。 掌握二氧化碳焊、钨极氩弧焊、埋弧自动焊的基本操作技

4、能。 了解焊接缺陷的种类。 能够制定筒体结构零件的焊接工艺。5教学法建议焊工实训是一门实践性较强的专业课程，应注意理论联系实际，善于综合运用专业知识去认识和分析焊条电弧焊及其他焊接方法实习中的实际问题。学习本课程前，应使学生对焊接生产的全过程有一定程度的感性认识，通过组织学生进行现场参观和教学，加深对理论知识与实际操作关系的正确认识；也可结合电教教学的方式开阔学生的视野，培养学生分析问题和解决问题的能力。教学准备/工具/仪器 多媒体教学手段的应用。 技能训练的场地的完备。教学考核 焊接的特点。 重视本课程的学习要求与方法。第一章 气焊与气割第一节 气焊与气割基础气焊是利用气体火焰所产生的热量，

5、将被焊材料局部加热到熔化状态，另加填充金属而进行金属连接的一种焊接方法。气割是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧气流，使其燃烧并放出燃烧热实现切割的方法。教学目的 认识气焊与气割的特点、原理和气割的条件。 认识气焊与气割火焰的产生和应用。 认识气焊与气割所用的 设备和工具。教学内容（知识、技能）一、气焊与气割原理及应用1气体火焰气焊与气割所使用的气体火焰目前应用最多的是由可燃气体乙炔（C2H2）和助燃气体氧气（O2）混合而产生的。氧乙炔焰按氧乙炔混合比值(指氧气与乙炔气的混合比例)的不同可分为中性焰、碳化焰和氧化焰3种。2气焊原理 气焊最常用的是氧乙炔焊，氧乙炔焊是

6、指利用乙炔和氧气混合燃烧所形成的火焰(氧乙炔焰)进行焊接的方法。乙炔与纯氧混合燃烧的火焰温度高达30003300，燃烧时放出的热量大，且热量较集中，用该气体火焰加热并熔化焊件和填充金属形成熔池。3气焊特点及应用 气焊比其他焊接方法加热温度低、速度慢，特别适用于板厚为0.53.5mm的薄钢板、薄壁管、熔点较低的非铁金属合金、铸铁件的焊接及硬质合金的堆焊，并广泛用于被磨损零件的焊补。同时气焊设备简单轻便，不需要电源，适用于野外施工及修理工作，因此气焊技术在现代工业上有一定的应用。4气割原理气割时，开启割炬上的切割氧气调节阀，使金属产生剧烈燃烧而形成的氧化物和少量熔化了的金属组成液态熔渣，同时放出大

7、量的热量，并能借助于高压氧气流把熔渣吹出，形成切口，从而达到金属被切割的目的。氧气切割过程由4个步骤组成。 预热。氧乙炔混合气火焰从割嘴外圈喷出，将切割部位的金属表层预热至燃点以上。 氧化。切割用氧气从割嘴中心喷出，已达到燃点的金属急剧氧化燃烧，并形成氧化物渣。 吹渣。液态的氧化物渣被高速切割氧气气流吹走，将未被氧化的金属暴露在氧气流中。 前进。暴露在氧气气流中的金属，在上面的金属被氧化时放出的热量的作用下温度升高到燃点，继续被氧气气流氧化燃烧成渣并被吹走，最后金属在整个厚度方向被氧化割穿。随着氧气气流按切割方向前进，则新接触的金属将重复预热、氧化、吹渣的过程，最后形成切口。5气割的条件气割是

8、金属的燃烧过程，因此并不是所有的金属都能进行气割，只有符合下述条件的金属材料才能进行气割。 金属材料的燃点应低于其熔点。 金属氧化物熔点要低于金属的熔点。 金属在氧气中燃烧释放热量要大。 阻碍气割的元素和杂质少。 6气割的应用气割可以切割较厚的工件，可以气割曲线割缝，但必须满足上述气割条件才能进行气割。因此，低碳钢、中碳钢和低合金钢气割性能良好而广泛采用气割。而铸铁、铝和铜及其合金、不锈钢不具备气割条件，均不能用一般气割方法进行切割。二、气焊与气割设备1氧气瓶氧气瓶属于压缩气瓶，主要由瓶体、瓶阀、瓶帽和防振圈等组成。氧气瓶的工作压力为15MPa，容积一般为40L，重量约55kg，瓶体为天蓝色，

9、并标有黑色“氧”字样。2乙炔瓶乙炔瓶主要由瓶体、瓶阀、瓶帽和多孔性填料等组成，瓶体外有防振圈。乙炔瓶内装满了浸满丙酮的多孔性填料(如硅酸钙、活性炭等)，丙酮溶解了大量的乙炔，因此乙炔瓶又称为溶解乙炔瓶。乙炔瓶的工作压力为0.147MPa，容积一般为40L，每瓶溶解乙炔67kg，瓶重约60kg，瓶体白色，并漆有红色“乙炔”和“不可近火”字样。3减压器减压器是将高压气体转换为低压气体的调节装置，减压器可起到调压和稳压的作用，此外，还可以防止氧气逆向流入可燃气瓶引起爆炸。气焊气割用减压器有氧气减压器、乙炔减压器。4回火防止器回火防止器用于防止气焊气割时发生回火现象。5焊炬焊炬是气焊时用于控制气体混合

10、比、流量及火焰强度并进行焊接的工具。常用的焊炬是射吸式的，主要适用于低压乙炔，也可用于中压乙炔。国产射吸式焊炬的型号用H016来表示。6割炬割炬是气割时用于安装或更换割嘴，调节预热火焰、气体流量和控制切割氧流量并进行气割的工具。常用的割炬也是射吸式的。国产射吸式割炬的型号表示方法如：GO130。三、焊接材料及其选用1气体 气体性质气体种类气体性质氧 气乙 炔 气液 化 石 油 气分子式O2C2H2主要成分丙烷C3H8物理性质无色、无味、无毒，在空气中的含量为21。当温度降低到-183时，氧气由气态转化为液态无色、比空气轻，工业乙炔有强烈臭味，易溶于丙酮，且随乙炔压力增大，溶解度增大；随温度升高

11、，溶解度降低无色、有毒，比空气重。常温下以气态存在，施加0.81.5 MPa压力即变为液态化学性质1)氧气与可燃气体混和燃烧比在空气中燃烧更为激烈，燃烧温度高2)压缩纯氧与油脂等可燃物接触，能发生自燃，引起火灾和爆炸3)氧气几乎能与所有的可燃气体混和形成爆炸性混和物。1)乙炔属易燃气体，自燃点低，易受热升温而自燃。2)乙炔发生爆炸的危险性随压力和温度增加而增大。当乙炔压力超过0147 MPa或温度超过300时，遇火就会爆炸或自行爆炸。3)乙炔与空气或氧气混合爆炸性大为增加。4) 乙炔溶解在液体里会大大降低爆炸性1)液化石油气是可燃气体，与纯氧燃烧的温度为21002700但燃烧热比乙炔多。2)液

12、化石油气与氧气混合爆炸极限范围和爆炸危险性比乙炔小。3)液化石油气燃烧时需氧量多，燃烧速度比乙炔慢，不易回火。爆炸极限与氧气混和的爆炸极限2.8933.264与空气混合的爆炸极限2.281 2.3952焊丝气焊时焊丝只用做填充金属。焊接不同金属时，采用与被焊金属成分相近或相同的焊丝。如气焊低碳钢采用焊丝H08A，灰铸铁采用铸铁焊丝RZC1或RZC2，黄铜采用HS224，纯铝采用HS301，铝合金(铝镁合金除外)采用HS311等。3熔剂气焊溶剂的作用是防止氧化，清除氧化物和增加熔池金属的流动性，改善润湿性能，利于熔合。气焊低碳钢和普通低合金钢时不必使用溶剂，而在焊接铸铁、耐热钢与不锈钢、铜及铜合

13、金、铝及铝合金等时，都需要使用气焊溶剂。一般气焊耐热钢与不锈钢选用溶剂CJ101(气剂101)，气焊铸铁选用溶剂CJ201(气剂201)、气焊铜选用溶剂CJ301(气剂301)、气焊铝选用溶剂CJ401(气剂401)。四、气焊与气割工艺氧乙炔火焰的调节包括火焰性质的调节和火焰能率的调节。五、气焊与气割安全操作技术 气焊与气割场地周围应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离。 氧气瓶与乙炔瓶储存和使用时的距离不得少于10米，氧气瓶、乙炔瓶与明火或割炬（焊炬）间距离不得小于10米。 氧气瓶、乙炔瓶应有防震胶圈，旋紧安全帽，避免碰撞和剧烈震动，并防止曝晒。 胶管或防止回火的安全装置冻结时，应用热水加热解

14、冻，不准用火烤。 不得将胶管放在高温管道和电线上，或将重物或热的物件压在胶管上，更不得将胶管与电焊用的导线敷设在一起。 点火时，焊枪口不准对人，正在燃烧的焊炬或割炬不得放在工件或地面上。 严禁在带压的容器或管道上施焊，带电设备应先切断电源。 在贮存过易燃易爆及有毒物品的容器或管道上施焊时，应先清除干净，并将所有孔、口打开。 氧气瓶、乙炔瓶的阀、表均应齐全有效，紧固牢靠，不得松动、破损和漏气。氧气瓶及其附件、胶管和开闭阀门的扳手上均不得沾染油污。 工作中如发现氧气瓶阀门失灵或损坏，不能关闭时，应让瓶内的氧气自动跑尽后再行拆卸修理。教学准备/工具/仪器 气焊与气割设备。 焊件的备料。 焊丝的选择。

15、 气焊与气割设备的调试。 教学考核 气焊与气割设备的连接和使用要领。 完成复习与思考题。第二节 气焊技能训练教学目的 气焊平敷焊技能训练 气焊平对接焊技能训练 钢管气焊技能训练教学内容（知识、技能）一、平敷焊技能训练1开启气瓶 用活络扳手打开气瓶，注意乙炔瓶只开启3/4圈。调节气瓶压力，氧气压力一般为0.20.4MPa，乙炔压力一般不超过0.1MPa。2点火与灭火 使用射吸式焊炬，应先稍开氧气调节阀，再开乙炔调节阀，用明火(打火机或火柴)点燃。点火后调节氧气和乙炔阀门，观察火焰特征，分别调出中性焰、氧化焰和碳化焰。灭火时，应先关闭乙炔调节阀，再关氧气调节阀。如果火焰比较小，还可以先加大点氧气流

16、量，再关乙炔调节阀，最后关氧气调节阀，以避免鸣爆现象(俗称放炮) ,图1-14是握炬和点火的姿势。右手握焊炬（图1），用大拇指和食指稍开氧气调节阀（图2），左手开乙炔调节阀（图3），点火（图4），调节火焰（图5）。3氧乙炔火焰的调节氧乙炔火焰的调节包括火焰性质的调节和火焰能率的调节。4焊接焊接时采用左焊法。左焊法是指焊接热源从接头右端向左端移动，并指向待焊部分的操作法，适于焊接5mm以下的薄板和低熔点的金属。二、平对接焊技能训练将厚度和尺寸相同的两块钢板水平放置，摆放整齐，为了使背面焊透，需要留约0.5mm的间隙。1定位焊定位焊的作用是装配和固定焊件接头的位置。定位焊缝的长度和间距视焊件的厚度

17、和焊缝长短而定。焊件越薄，定位焊缝的长度和间距应越小。一般情况下，薄板的定位焊是从中间向两边进行，定位焊焊缝长为57mm，间距为50100mm2焊件的反变形反变形法是根据焊件的变形规律，焊前预先将焊件向着与焊接变形的相反方向进行人为变形（反变形量与焊接变形量相等），使之达到抵消焊接变形的目的。平板定位焊后，为了防止角变形，并使焊缝背面均匀焊透，可将焊件沿接缝向下折成一定角度进行预先反变形。3焊接气焊开始时，一定要把工件加热到熔化，形成熔池后再添加焊丝；焊丝应插入熔池，随即提起，再插入，如此反复，这种操作方法的目的是调节熔池温度，使得焊缝熔化良好，并控制液体金属的流动，使焊缝成形美观。在焊件没有

18、熔化形成熔池时，不能用火焰将焊丝熔化滴下去，这样会产生未熔合。采用左焊法时，焊接速度要随焊件熔化情况而变化。在焊接过程中，如果发现熔池不清晰、有气泡、火花飞溅或熔池沸腾现象时，说明火焰性质发生了变化，这时应及时将火焰调节为中性焰，然后进行焊接。焊接中断后继续焊接时，应用火焰将熔池周围充分加热，待原熔池及附近焊缝金属中心熔化形成熔池时方可添加焊丝，并注意所焊焊缝与原焊缝金属应充分熔合。在焊接结束收尾时，将焊炬火焰缓慢提起，使焊缝熔池逐渐减小。为了防止收尾时产生气孔、裂纹或熔池没填满产生弧坑等缺陷，可在收尾时多加一点焊丝，以填满弧坑。三、钢管气焊技能训练钢管气焊时的主要操作方法有钢管水平转动对接气

19、焊、垂直固定对接气焊和水平固定对接气焊。钢管水平转动对接气焊可以将管子转到比较容易操作的位置进行焊接；垂直固定管对接气焊的对接接头为横焊缝；水平固定管对接气焊的操作难度较大，它包括平焊、立焊和仰焊3种焊接位置。1试件装配要求装配平整；钝边0.5mm，无毛刺，根部间隙为1.52mm，错边量0.5mm；采用单面焊双面成形技术。2定位焊一般只需定位焊2处，且位置要均匀对称分布，焊接时的起焊点应在两个定位焊点中间。3水平转动管焊接水平转动管焊接时由于管子可以自由转动，焊缝熔池始终可以控制在平焊位置施焊，但管壁较厚及开坡口的管子不应在水平位置焊接。这是因为管壁厚，填充金属多，加热时间长，若采用平焊，不易

20、得到较大的熔深，不利于焊缝金属的堆高，同时焊缝表面成形也不美观。故通常采用爬坡位置，即半立焊位置施焊。4垂直固定管焊接 火焰性质及焊接参数。采用中性焰或轻微碳化焰，焊炬倾角与管子轴线夹角约80，焊丝角度与管子轴线的夹角约为90。 焊炬倾角与管子切线方向的夹角约为60，焊丝与焊炬之间的夹角约为30。 起焊时，先将被焊处适当加热，然后将熔池烧穿，形成一个熔孔。 熔孔形成后，开始填充焊丝。由于焊缝需要一次焊成，所以焊接速度不可太快，必须将焊缝填满，并有一定的余高。对开有坡口的管子若采用左焊法，须进行多层焊。若采用右焊法，对于壁厚在7mm以下垂直管子的横缝，可以做到单面焊双面成形并一次焊成，这样可以大

21、大提高工作效率。教学准备/工具/仪器 焊接板料和管料的准备。 气焊设备和焊接材料的准备。 劳动保护用品。教学考核 能够进行气焊对接和管材的对焊。 按气焊工技能标准考评。第三节 气割技能训练教学目的 训练焊工气割成形的能力。 通过训练要求焊工能进行低碳钢中厚板的气割。教学内容（知识、技能）一、低碳钢手工气割技能训练1操作姿势 气割时要蹲在工件的一侧，双脚成外八字，右臂靠住右膝盖，左臂放在两腿之间，以便于切割时移动，右手握住割炬手把，并以右手的大拇指和食指握住预热氧调节阀，以便于调整预热火焰，并且一旦发生回火还可及时切断预热用氧气。左手大拇指和食指握住切割氧调节阀，便于对切割氧的调节，其余3个手指

22、托住射吸管，以掌握方向并使割炬与工件保持垂直。2调整火焰点火后调整好火焰的性质(中性焰)及长度，然后试开切割氧调节阀，观察切割氧流(风线)的形状。风线应为挺直而清晰的圆柱体，并要有适当的长度，这样才能使切口表面光滑、干净、宽窄一致。如果风线形状不规则，应关闭所有的阀门，用通针修整割嘴的内表面，使之光滑。 3操作要领 切割过程中应注意以下几点。 点燃割炬后，调整预热火焰。开始气割时，先将割件划线处边缘预热到燃烧温度(工件发红)，然后缓慢开启切割氧调节阀。当看到熔化的金属被氧气气流吹动时，加大切割氧；当听到工件下面发出“啪、啪”的声音时，说明工件已被割穿，这时可以移动割炬进行正常切割。 气割时应始

23、终保持火焰焰心距工件表面24mm，注意上身不要弯得太低，呼吸要平稳，两眼注视切割线和割嘴，并着重注视切口前面的切割线，沿切割线从右向左进行切割。 割炬运行速度要均匀，割炬与割件表面的距离要保持不变。在切割较长的工件时，每割300500mm时需移动操作位置。这时应先关闭切割氧调节阀，将割炬火焰离开割件，移动身体位置后再将割嘴对准切割处并适当预热，然后缓慢打开切割氧继续向前切割。 气割过程中，若发生回火（割嘴过热或氧化铁熔渣飞溅堵住割嘴）时，应迅速关闭乙炔调节阀和氧气调节阀，使回火熄灭。剔除黏在割嘴上的熔渣，用通针通切割氧喷射孔及预热火焰的氧气和乙炔的出气孔，并将割嘴放在水中冷却，使其恢复正常后再

24、继续使用。 气割接近终点时，割炬应沿气割方向后倾一定角度使割缝下部的钢板先烧穿，同时要注意余料的下落位置，然后将钢板全部割穿。这样割缝的表面较平整。 气割结束后，应先关闭切割氧气调节阀，再关闭乙炔调节阀和预热氧气调节阀。如果停止工作时间较长，应旋松氧气减压器，再关闭氧气瓶阀和乙炔输送阀。 气割质量在很大程度上与切割速度有关。从熔渣的流动方向可以判断切割速度是否合适。若熔渣的流动方向基本上与割件表面垂直，此时切割速度正常，可继续切割。二、机械气割技能训练1CGl30型气割机CGl30型气割机能气割板厚为560mm的割件和直径为2002000mm的圆周割件。切割速度为50750mmmin(无级调速

25、)。2气割机的使用要求 将电源(220V交流电)插头插入控制板上的插座内。电源接通后，指示灯亮。 将氧气、乙炔胶管接到气体分配器上，并调节好氧气和乙炔的使用压力后再进行供气。 直线气割时，将导轨放在气割钢板上，然后将气割机轻放在导轨上，使有割炬的一侧向着气焊工，并校正导轨，调节好割炬与切口间的距离。气割圆形工件时，应装上半径架，调好气割半径，抬高定位针，并使靠近定位针的滚轮悬空。 根据割件厚度选用割嘴，并将其固定在割炬架上。 当采用双割炬气割时，应将氧气胶管和乙炔胶管与两组调节阀接通。 将火点燃后，应检查切割氧流的挺直度。3气割机的操作方法 将离合器手柄推上后，开启压力开关，使切割氧与压力开关

26、的气路相通，同时将起割开关扳在停止位置。 把倒顺开关扳到使小车向切割方向前进的位置。 根据割件厚度，调节速度调节器的旋钮，使之达到所需的切割速度。 先后开启预热氧调节阀和乙炔调节阀，将火点燃，并调整好预热火焰。 将起割点预热到呈亮红色时，开启切割氧调节阀，将割件割穿。同时由于压力开关的作用，使电动机的电源接通，气割机开始行走，气割工作开始。气割时，若不使用压力开关阀，也可直接用起割开关来接通或切断电源。 气割过程中，应随时调节预热火焰，使其成为中性焰，并旋转升降架上的调节手轮，以调节割嘴到割件间的距离。 气割结束后，应先关闭切割氧调节阀，此时，压力开关失去作用，使电动机的电源切断，接着关闭压力

27、开关，关闭乙炔及预热氧调节阀，将火焰熄灭。此时应注意，不能先关闭压力开关，否则由于高压氧气被封闭在管路内，使压力开关不能关闭，这样电动机的电源就不能被切断。整个工作结束后，应切断控制板上的电源，停止氧气及乙炔的供应。教学准备/工具/仪器 割件的准备 12mm厚Q235低碳钢板l块，尺寸为450mm250mm，在割件上画好直线。将割件架空。 气割设备 气割机、氧气瓶、乙炔瓶(或乙炔发生器)、回火防止器、氧气减压器、乙炔减压器、氧气胶管(蓝色)、乙炔胶管(红色)、割炬等。 气割工具及劳动保护教学考核 参照气割的评分标准进行技能考评 完成复习与思考第二章 熔化焊基础第一节 初级焊工基础教学目的 认识

28、焊接电弧产生的实质。 电弧的结构与温度和热量的分布规律 焊接设备的应用范围。 焊接缺陷产生的原因。教学内容（知识、技能）一、焊接过程原理与焊接方法分类 1焊接过程原理焊接是通过加热或加压，或者两者并用（有些需要使用填充材料，有些则不需要），使焊件间达到原子结合的一种金属加工方法，焊接与其他的金属连接方法的根本区别在于：通过焊接，两个焊件不仅在宏观上建立了永久性的连接，而且在微观上形成了原子间的结合。2焊接方法分类为使金属接触表面达到原子间结合的目的，必须从外部给被连接的金属以很大的能量，按焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊3大类。二、焊接电弧1电弧的产生焊接电弧是

29、由焊接电源供电的，具有一定电压的电极与工件间，气体介质产生的强烈而持久的放电现象。电弧产生的实质是气体导电，为使气体导电和电弧的持续燃烧必须满足两个条件，其一是气体电离；其二是有电源对电极和工件供电使阴极发射电子。引燃电弧时，电极与工件先接触短路，电极与工件接触表面迅速被加热，然后拉开一定距离，热阴极发射出电子，电子在电场作用下加速并撞击气体原子，发生气体电离，形成电弧。2电弧的结构与温度和热量的分布焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱三部分组成。一般情况下，阳极区的温度和热量比阴极区要高。工件和电极（焊条）表面即阴极区或阳极区的温度，受材料沸点的限制，不能升得很高，一般在材料的熔点和沸点之间，焊条

30、电弧焊电弧温度约为50008000K之间。三、电弧焊机与工具1电弧焊机电弧焊机按照输出电流的性质可分为交流焊机和直流焊机两大类，按焊机的结构不同又可分为弧焊变压器、硅整流焊机和逆变电源等几种类型。1）弧焊变压器弧焊变压器是一种焊接用的特殊降压变压器，专门提供焊接用的交流电且具有调节和指示电流的装置。根据弧焊变压器内部结构和电流调节的方式不同分为动铁（芯）式、动圈（绕组）式和抽头式焊机。BX1300型弧焊变压器是目前较为常用的一种。型号中“B”表示弧焊变压器，“X”表示下降外特性(输出端电压与输出电流的关系称为电源外特性)，“1”为品种系列代号，表示动铁（芯）式，“300”为弧焊变压器额定焊接电

31、流300A。2）弧焊整流器 弧焊整流器用以提供焊接用的直流电，其结构相当于在弧焊变压器中加上整流装置，把输出的交流电变成直流电。ZX5-300是目前生产中应用较多的直流弧焊电源。型号中“Z”表示弧焊整流器，“X”表示下降外特性，“5”表示弧焊整流器采用晶闸管式系列，“300”为弧焊整流器额定焊接电流300A。因弧焊整流器输出端有正极和负极之分，因此用弧焊整流器焊接时有两种不同的接线法。将焊件接正极，焊条接负极，称为正接法；反之称为反接法。一般电弧正极的温度和热量比负极高，所以焊接厚板时用正接法，焊接薄板时用反接法。3）逆变式弧焊电源逆变式弧焊电源是近年来发展起来的一种新型的弧焊电源，由于这种电

32、源具有工作频率高，动特性好、体积小、重量轻及高效、节能等优点。逆变式弧焊电源也称为弧焊逆变器，它的基本原理就是将电网输入的50HE工频交流电通过整流、滤波后，经逆变器将得到的直流逆变为几十几百千赫兹的中频电压，并经中频焊接变压器降至适合于焊接用的低电压。如果需要直流弧焊，可再整流和滤波，将中频交流电变成稳定的直流输出。其基本原理可归纳为：工频交流直流逆变为中频交流直流输出。2常用工具焊条电弧焊常用的工具有电焊钳、焊接电缆、面罩、清渣工具等。四、电焊条及选用1焊条的组成 焊条由焊芯和药皮组成，焊芯是焊条内的金属丝，具有一定直径和长度。焊芯有两个作用：一是作电极传导电流，产生电弧；二是熔化后作填充

33、金属，形成焊缝。焊芯由专门冶炼的优质低碳钢丝制成。药皮是压涂在焊芯上的涂料层，由矿石粉、有机物粉、铁合金粉和粘结剂等原料按一定比例配制而成，主要作用是： 改善焊接工艺性，稳定电弧，减少飞溅，使焊缝成形美观。 造渣、造气，隔离空气，保护熔化金属。 去除熔池金属中的有害杂质(氧、氢、硫、磷等)。 渗入合金元素，调节焊缝化学成分，改善焊缝金属性能。2焊条的分类、型号及牌号1）焊条的分类 酸性焊条。酸性焊条的焊条药皮中含有较多的酸性氧化物(如二氧化钛、二氧化硅等)，氧化钛型、钛钙型、钛铁矿型和纤维素型焊条都属于酸性焊条。 碱性焊条。碱性焊条的焊条药皮中含有较多的碱性氧化物(如氧化钙、氧化镁)，同时含有

34、较多的氟化钙。氟化钙有较强的去氢作用，使焊缝金属的含氢量很低，因此碱性焊条又称为低氢焊条。2）焊条的型号 焊条型号是以国家标准为依据，反映焊条主要特性的一种焊条表示方法。E 43 0 3表示焊条药皮为钛钙型，采用交、直流电流焊接。表示焊条熔敷金属抗拉强度最小值为420 MPa。表示焊条适用于全位置焊。表示焊条。E 50 1 5表示焊条药皮为低氢钠型，采用交、直流反接焊接表示焊条适用于全位置焊表示焊条熔敷金属抗拉强度最小值为490 MPa表示焊条 3）焊条的牌号焊条牌号是根据焊条的主要用途、性能特点对产品的具体命名。J 42 2药皮为钛钙型，可交、直流两用熔敷金属抗拉强度为420 MPa结构钢焊

35、条3焊条的选用 焊接低碳钢和低合金钢时，一般按等强原则选用焊条，即选用熔敷金属抗拉强度最低值等于或接近于焊件钢材抗拉强度的焊条，如焊接Q235、20钢可选用E4303(J422)焊条；焊接16Mn钢可选用E5015(J507)或E5016(J506)焊条。 焊接不锈钢、耐热钢时，一般按同成分原则选用焊条，即选用焊缝金属化学成分与焊件钢材成分相同或相近的焊条。 选用焊条时，还应考虑焊件的受力状况和重要性，对受力复杂或承受动载的焊件以及压力容器等，应选用抗裂性好的相同强度等级的碱性焊条。五、焊接缺陷与检验质量是产品的生命线，焊接接头的质量是指其能满足一定使用要求的能力。由于接头部位往往成为整个焊接

36、结构的薄弱环节，所以焊接接头的质量决定了焊接结构的质量。（一）焊接缺陷焊接缺陷系指焊接过程中，产生于焊接接头中的不符合设计或工艺文件要求的缺陷。一般来说，焊接接头中存在的缺陷性质、分布、数量和危害程度，是确定焊接质量的主要依据。按照形成原因与特征，常见的缺陷可分为以下几类。1焊缝形状和尺寸缺陷 焊缝表面高低不平，焊波粗劣，焊缝宽度不一，焊缝余高过大或过小，角焊缝焊脚尺寸过大或过小，均属于焊缝形状和尺寸不符合要求。焊缝形状和尺寸缺陷不仅影响外观，还因焊缝截面积变化而削弱其承载能力，对受动载荷或冲击载荷的构件影响尤为明显。2咬边 咬边是由于焊接参数选用不当或操作工艺不正确，沿焊趾或焊根产生的沟槽或

37、凹陷。咬边可能是连续或间断的，咬边的产生减小了母材厚度，而且会成为开裂起点，在拉力作用下扩展而断裂。3未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象叫做未焊透。未焊透可使焊缝截面减小，而且未焊透部位往往形成尖锐的缺口，在拉力作用下极易扩展为宏观裂纹或整体断裂。4. 未熔合 焊缝金属与母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合的部分叫做未熔合。未熔合一般间隙很窄，相当于裂纹，在外力作用下很容易扩展到焊缝或母材，形成开裂。5. 弧坑 弧坑是指由于断弧或收弧不当在焊缝末端形成的凹陷，而在后续焊道焊接之前或焊接过程中又未被消除。弧坑通常出现在焊缝尾部。 弧坑不仅削弱焊缝截面，而且由于冷速较高，杂质易于集聚

38、，而伴随产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷。6. 烧穿 烧穿是指焊接过程中熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的现象，多发生在第一层焊道或薄板的对接接头中。烧穿不仅影响焊缝外观，减小焊缝截面，破坏焊缝致密性，而且烧穿部位附近往往伴随有夹渣、焊瘤、气孔等缺陷。7焊瘤 焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外末熔化的母材上所形成的金属瘤叫焊瘤。焊瘤不仅有碍外观，而且往往造成接头尺寸突变，恶化了构件的使用性能。管壁内的焊瘤还会影响管内流体的畅通。此外，焊瘤下面往往存在未焊透、未熔合等缺陷。8夹渣焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。夹渣常见于坡口边缘及多层焊焊道之间的非圆滑过渡的部位。由于夹渣的存在减少了焊缝的有效工作截面

39、，降低了焊缝金属的力学性能，同时还会引起应力集中，导致焊接结构的破坏。尺寸过大的夹渣还会降低焊缝的致密性。9. 气孔 焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。气孔不仅减小焊缝截面积，降低结构的致密性，而且形成应力集中，受拉力后会扩展。连续的气孔则往往是造成断裂的重要原因。10. 焊接裂纹 在焊接应力与其它致脆因素的共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的缝隙，通称为焊接裂纹。焊接过程中致脆因素来自于多方面，如结晶中的低熔点物质偏聚、氢的溶解和组织变化等。因此，裂纹按成因及产生部位不同，形成了不的分类方法。(1)按裂纹位置 通常分为焊缝裂纹和热影

40、响区裂纹。其中后者又可细分为焊趾裂纹、焊道下裂纹和根部裂纹。(2)接裂纹走向 裂纹走向与焊缝平行的称为纵向裂纹；走向与焊缝垂直的称为横向裂纹。(3)按裂纹产生的条件 焊接过程中焊缝及热影响区金属冷却到固相线附近高温时产生的焊接裂纹，叫做热裂纹；冷却到较低温度 (一般为 300以下)时产生的裂纹，叫做冷裂纹；焊后焊件在一定温度范围内再次加热时 (如焊后热处理或其它热加工)产生的裂纹，叫做再热裂纹。（二）焊接检验焊件焊完后，应根据产品技术要求进行检验。常用的检验方法有：外观检验、无损探伤(包括渗透探伤、磁粉探伤、射线探伤和超声探伤等)和水压试验等。教学准备/工具/仪器 焊接电源各种工具的配备。 采

41、用多媒体教学手段。 现场教学。教学考核 能够进行电闸盘、缆线、焊接电源、焊钳的线路的连接。 能够对焊接缺陷进行简单的分析。 电焊条的选用原则。第二节 基本技能训练教学目的 焊钳的握持及焊接的姿势。 训练引弧与稳弧的基本操作技能。 掌握运条路线及操作要领。 锻炼焊工臂力，培养焊工质量意识。教学内容（知识、技能）一、焊条电弧焊引弧焊条电弧焊时，在焊条与焊件之间加上一定的电压（交流或直流），先使焊条与工件接触形成短路，然后迅速拉开以产生电弧，这种产生电弧的过程称为引弧。1焊接姿势双脚跟着地蹲稳，上半身稍向前倾但不能扶靠大腿，手臂不能搁靠腿旁，右臂应能自由移动。焊件在人体正前方，右手正握焊钳，焊条与焊

42、钳垂直。钳口与焊件保持水平，手腕向右侧倾斜，焊钳位置在视线右侧以便观察熔池。握持焊钳的方法应能够让手臂的活动自由度达到最大。2引弧方法常用的引弧方法有划擦法和直击法两种。 划擦法引弧。先将焊条末端对准焊件，并使焊条向焊接方向倾斜约30，然后象划火柴一样，手腕向右旋转划擦工件（划擦长度1015mm为宜），出现弧光的同时将焊条提起24mm引燃电弧，之后使弧长保持在与所使用的焊条直径相应的范围内，保持电弧稳定燃烧并调整焊接姿势，如图2-29所示。 直击法引弧。先将焊条末端对准焊件，手腕向下放使焊条末端与工件垂直接触，然后迅速将焊条提起24mm引燃电弧，之后使弧长保持在与所使用的焊条直径相应的范围内，

43、保持电弧稳定燃烧并调整焊接姿势，如图2-30所示。上述两种引弧方法相比，划擦法比较容易掌握，初学者宜使用该法练习引弧，但容易划伤工件表面。二、焊条电弧焊运条焊接过程中，焊条相对焊缝的各种运动的总称叫做运条。运条对焊缝成形甚至焊接质量有重要影响，是初学者必须掌握的基本技能。1焊条的三个基本运动方向1）焊条向熔池方向逐渐送进2）焊条沿焊接方向移动3）焊条的横向摆动2运条方法在实际生产中，运条的方法很多。一般是根据焊工本人的操作水平和工件接头形式、焊缝位置、焊条直径、焊接电流等选择运条方法。 直线运条法 焊条沿焊接方向直线移动。 锯齿形运条法 焊条末端作锯齿形连续摆动并向前移动。 月牙形运条法 焊条

44、末端沿焊接方向作月牙形的连续摆动同时向前移动。 正三角形运条法 焊条末端沿焊接方向作正三角形的连续摆动同时向前移动。 斜三角形运条法 焊条末端沿焊接方向作斜三角形的连续摆动同时向前移动。 正圆形运条法 焊条末端沿焊接方向作正圆形的连续摆动同时向前移动。 斜圆形运条法 焊条末端沿焊接方向作斜圆形的连续摆动同时向前移动。三、焊条电弧焊起头、收尾与连接1焊缝的起头焊缝的起头是指开始焊接部分的焊缝。2焊缝的连接焊条电弧焊时，由于受焊条长度的限制，较长的焊缝是由短焊缝逐段连接起来的。 头尾连接法 头头连接法 尾尾连接法 尾头连接法3焊缝的收尾焊缝的收尾指一条焊缝完成后进行收弧的过程，不仅要熄弧还要注意填

45、满弧坑。教学准备/工具/仪器 练习工件 Q235钢板，尺寸150mm100mm6mm，表面清理。 焊接材料 E4303(J422) 酸性焊条，3.2。 焊接设备 BX1-300或ZX5-300 防护工具 电焊防护面罩、敲渣锤、钢丝刷、錾子等。教学考核 在规定时间内成功引弧的次数、引弧位置的准确性。 焊缝起头处无明显的焊缝宽度过窄、余高过高现象。 握持焊钳姿势正确。第三节 平敷焊技能训练教学目的 检验焊接引弧、焊缝起头、连接和收尾的技能 检验练习几种运条法的掌握程度。教学内容（知识、技能）1开机1）在工件上画出焊缝线，以20mm为基准。2）做好劳动防护，焊机接通电源。3）注意焊接电流合适是否合适。2焊接1）分别用直线运条法、锯齿形运条法和月牙形运条法在工件上按基准线进行平敷焊练习，每条焊缝焊完后清理飞溅，检查焊缝质量。2）操作时按前面叙述的起头、运条、连接、收尾的要领进行练习。为加强练习焊缝接头，可适当将每段焊缝长度减小。3）焊条后倾角1525，焊条与工件左右夹角为90。 教学准备/工具/仪器 练习工件 Q235低碳钢板、尺寸300mm120mm6mm，表面清理。 焊接材料 E4303(J422) 酸性焊条，3.2mm。 焊接设备 BX1-300或ZX5-300。 防护工具 电焊防