范红彬

项目二 焊接技术基础知识

项目二 焊接技术基础知识 【项目目标】 1、熟悉焊接结构生产的常用焊接方法 2、了解焊接接头及其组成 3、掌握焊缝坡口形式及其代号 项目二 焊接技术基础知识 【项目目标】 1、熟悉焊接结构生产的常用焊接方法 2、了解焊接接头及其组成 3、掌握焊缝坡口形式及其代号 4、了解焊接操作安全知识 5、了解焊接方法的分类及特点

项目二 焊接技术基础知识 【项目内容】 任务一 认识常用的焊接方法 任务二 学习焊接接头的知识 任务三 参观实训场地 任务四 知识检测

任务一 认识常用的焊接方法

任务一 认识常用的焊接方法 【任务目标】 1、了解焊接方法的分类 2、了解焊条电弧焊方法 3、了解熔化极气体保护焊方法 任务一 认识常用的焊接方法 【任务目标】 1、了解焊接方法的分类 2、了解焊条电弧焊方法 3、了解熔化极气体保护焊方法 4、了解手工钨极氩弧焊方法 5、了解埋弧焊方法 6、了解电子束焊方法

活动一 了解焊接方法的分类 一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。 1、熔化焊 活动一 了解焊接方法的分类 一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。 1、熔化焊 熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。它包括气焊、电 弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。 2、压焊 压焊是通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成焊接的方法。它包括爆炸焊、 冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、高频焊和电阻焊等。 3、钎焊 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料， 在加热温度高于钎料低于母材熔点的 情况下，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。 它包括硬钎焊、软钎焊等。

活动二 了解焊条电弧焊方法 焊条电弧焊是手工操作进行焊接的电弧焊方法。 一、焊条电弧焊的过程 活动二 了解焊条电弧焊方法 焊条电弧焊是手工操作进行焊接的电弧焊方法。 一、焊条电弧焊的过程 焊条电弧焊是利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧电弧，使焊条和焊件局部熔化，从而获得牢固接头的一种工艺方法。 图2-1

焊条电弧焊的过程 开始焊接时，将焊条与焊件接触短路，然后立即提起焊条，引燃电弧。电弧的高温将焊条与焊件局部熔化，熔化了的焊芯以熔滴的形式过渡到局部熔化的焊件表面，融合一起形成熔池。焊条药皮在熔化过程中产生一定量的气体和液态熔渣，产生的气体充满在电弧和熔池周围，起隔绝大气、保护液体金属的作用。液态熔渣密度小，在熔池中不断上浮，覆盖在液体金属上面，也起着保护液体金属的作用。同时，药皮熔化产生的气体、熔渣与熔化了的焊芯、焊件发生一系列冶金反应，保证了所形成的焊缝性能。随着电弧沿焊接方向不断移动，熔池液态金属逐步冷却结晶，形成焊缝。 图2-2

二、焊条电弧焊的优点 （1）工艺灵活、适应性强 对于不同的焊接位置、接头形式、焊件厚度的焊缝，只要焊条所能达到的任何位置，都可以进行方便的焊接。 （2）应用范围广 焊条电弧焊的焊条能够与多数的焊件金属性能相匹配，因而，接头的性能可以达到被焊金属的性能。 （3）易于分散焊接应力和控制焊接变形 采用焊条电弧焊，可以通过改变焊接工艺，如采用跳焊、分段退焊、对称焊等方法，来减少变形和改善焊接应力的分布。 （4）设备简单、成本较低 焊条电弧焊使用的交流焊机和直流焊机，其结构都比较简单，维修保养也比较方便；设备轻便，易于移动，且焊接中不需要辅助气体保护，并且有较强的抗风能力；投资少，成本相对较低。

三、焊条电弧焊的缺点 （1）焊接生产率低、劳动强度大 （2）焊缝质量依赖性强 由于采用手工操作，焊缝质量主要靠焊工的操作技术和经验来保证。

活动三 了解熔化极气体保护焊方法 一 原理 熔化极气体保护焊 （英文简称GMAW）采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。连续送进的焊丝金属不断熔化并过度到熔池，与熔化的母材金属融合形成焊缝金属，从而使工件相互连接起来。 图2-3 熔化极气体保护焊示意图

熔化极气体保护焊的分类 二 分类

熔化极气体保护焊的应用 三 应用 1．适用的材料 MAG焊适于焊接碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属。 MIG焊使用惰性气体，既可以焊接黑色金属又可以焊接有色金属，但从焊丝供应以及制造成本考虑主要用于铝、铜、钛及其合金，以及不锈钢、耐热钢的焊接。 2．焊接位置 熔化极气体保护焊适应性较好，可以进行全位置焊接，其中以平焊位置和横焊位置焊接效率最高，其他焊接位置的效率也比焊条电弧焊高。 3．可焊厚度 熔化极气体保护焊的可焊接的金属厚度很广，最薄约1mm，最厚几乎不受限制。

熔化极气体保护焊设备和组成 四 焊机设备及组成 图2-4

活动四 手工钨极氩弧焊方法 手工钨极氩弧焊是使用钨极作为电极，利用从焊枪喷嘴中喷出的氩气流，在电弧区和焊接熔池周围形成严密封闭的气流，保护钨极、焊丝和焊接熔池不被氧化的一种手工操作的气体保护电弧焊。 手工钨极氩弧焊，可分为添加焊丝和不添加焊丝两种方法。添加焊丝的方法是右手握焊枪，左手持焊丝，顺着焊接方向自右向左移动，面罩一般采用头盔式。不添加焊丝的操作方法比较简单，只要右手握住焊枪即可。 图2-5手工钨极氩弧焊示意图

活动五 了解埋弧焊方法 一、埋弧焊基本原理 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法，在焊剂层下．电弧在焊丝末端与焊件之间燃烧，使焊剂部分熔化形成熔渣、部分蒸发成气体。气体排开熔渣补电弧周围形成一个封闭的空腔，称为弧腔；电弧在这个弧腔中稳定燃烧，焊丝不断送入，熔化了的焊丝与熔化的母材金属混合形成熔池，并与熔化的焊剂发生一系列冶金反应。随着焊接过程的进行，电弧继续向前移动，熔池冷却凝出后形成焊缝，密度较轻的熔渣浮在熔池的表面，有效地保护熔池金属，冷却后形成渣壳。 图2-6埋弧焊断面示意图

活动五 了解埋弧焊方法 二、埋弧焊的焊接过程 活动五 了解埋弧焊方法 二、埋弧焊的焊接过程 焊接时电源的两极分别接在导电嘴和工件上，焊丝通过导电嘴与工件接触，在焊丝周围撤上焊剂，然后接通电源，则电流经过导电嘴、焊丝与工件构成焊接回路。焊接时，焊机的起动、引弧、送丝、机头（或焊件）移动等过程全由焊机进行机械化控制，焊工只需按动相应的按钮即可完成工作。 图2-7

活动六 了解电子束焊方法 电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件时所产生的热能进行焊接的方法。已广泛用在航空、航天、造船、石化、机械和电子等行业。 一、电子束焊接的过程 电子束焊接是一种高能量密度的熔化焊方法。它是利用空间定向高速运动的电子束，撞击工件后将部分动能转化为热能，从而使被焊工件熔化，形成焊缝。 二、电子束焊的主要特点 1）焊接速度快，焊接的热影响区小，焊接变形小。 2）穿透能力强，焊缝深宽比大，焊接时可以不开坡口。 3）真空环境下焊接，不受其它气体影响。 4）能焊接形状复杂的焊件。 5）设备复杂，成本高，维护较困难。   图2-8电子束焊原理图

任务二 学习焊接接头的知识

任务二 学习焊接接头的知识 【任务目标】 1、焊接接头的组成和基本形式 2、缝符号及其表示方法

活动一 焊接接头的组成与基本形式

活动一 焊接接头的组成与基本形式 1.焊接接头的组成 焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区所组成，如图2-1所示。焊缝金属是焊接时填充的金属材料与母材金属熔化结晶所形成的结合部分，其组织和化学成分不同于母材金属；熔合区是焊缝金属与母材金属交接的过渡区，母材金属处于半熔化状态，其组织和性能不同于母材金属；热影响区是受焊接热循环的影响，固态母材金属的组织和性能发生变化的区域。可见，焊接接头是一个成分、组织和性能都不一样的不均匀体。 影响焊接接头性能的主要因素可归纳为力学和材质两个方面，如图2-2所示。力学方面，如接头形状的改变(焊缝余高和接头错位)、焊接缺陷(如未焊透和焊接裂纹)、残余应力和残余变形等都是产生应力集中的根源。材质方面，主要是焊接热循环所引起的组织变化、焊后热处理和焊接残余变形的矫正等。此外，焊接接头因焊缝的形状和布置不同，也将会产生不同程度的应力集中。

活动一 焊接接头的组成与基本形式 2.焊接接头基本形式 决定焊接接头基本形式的因素有焊接结构的形式、几何尺寸、焊接方法、焊接位置、焊接条件等，其中，焊接方法是划分焊接接头类型的主要依据。 (1)电弧焊接头电弧焊接头是最常用的接头形式，主要类型有以下几种： 1)对接接头。两焊件表面构成135°～180°夹角的接头，见表2-1中序号1～6。对接接头受力状况较好，应力集中程度小，材料消耗少,但对接板边缘加工及装配要求较高。 2)T形(十字)接头。把互相垂直的焊件用角焊缝连接起来的接头，见表2-1中序号7～12。这种接头有多种类型(焊透或不焊透、开坡口或不开坡口)，可承受各种方向的力和力矩。

活动一 焊接接头的组成与基本形式

活动一 焊接接头的组成与基本形式

活动一 焊接接头的组成与基本形式 （2）电阻焊接头电阻焊接头是在热(电阻热)和机械力联合作用下，通过金属原子间的结合形成的熔核、焊缝或对接接头。 电阻焊接头电阻焊接头是在热(电阻热)和机械力联合作用下，通过金属原子间的结合形成的熔核、焊缝或对接接头。图2-9是电阻点焊接头形成原理示意图，将焊件3压 紧在两电极2之间，施加电极压力后，阻焊变压器1向焊接区通过强大的焊接电流，在电阻热的作用下，使两焊件接触点达到连接的目的。电阻焊接生产效率高，接头性能同样可以做到安全可靠。广泛应用于航空航天、电子、汽车、家用电器等行业。 图2-9

活动一 焊接接头的组成与基本形式 1)对焊接头用于各种杆件和板件的连接，对焊的连接面一般垂直于构件的中心线，且尽可能具有相同的形式和面积。若采用特殊的夹紧装置也可为互成一定角度的焊件，如图2-10a、b所示。图２-10a是汽车轮圈的对焊；图２-10b是锚链的对焊。 2)点焊接头通常用于两板或三板的搭接，如图2-104c所示。搭接板的板厚取决于材料的种类. 和点焊机的功率，板与板的厚度差一般小于3倍。三板搭接时，最厚板应置于中间位置，点焊接头特别适用于冲压构件的连接。 3)缝焊接头是由滚动圆盘电极与焊件作相对运动形成的密封焊缝，如图2-10d所示。缝焊接头具有水密性和气密性好的特点，所以特别适用于薄壁容器(壁厚≤2mm)的连接。

活动一 焊接接头的组成与基本形式 图2-10

活动二 了解焊缝符号及其表示方法

活动二 了解焊缝符号及其表示方法 焊缝符号是用在焊接结构的图样上，标注焊缝形式、焊缝尺寸、焊接方法等的工程语言，又是进行焊接施工的主要依据。目前焊缝符号的最新标准为GB/T 324—2008，原有的焊缝符号标准仍然沿用，本书焊缝符号仍按GB／T 324—1988规定，一般由基本符号与指引线组成，必要时还可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。 1.焊缝基本符号 焊缝基本符号是表示焊缝横截面形状的符号。焊缝基本符号有13种，见表2-2。

1.焊缝基本符号

1.焊缝基本符号

1.焊缝基本符号

2.辅助符号 辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号。焊缝辅助符号有三种(表2-3)，分别是焊缝表面平齐、焊缝表面凹陷、焊缝表面凸起。当不需要明确说明焊缝的表面形状时，可以不用标注该符号，焊缝辅助符号应用示例见表2-4。

辅助符号的应用示例

3、补充符号 补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号。 3、补充符号 补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号。  

3、补充符号 补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号。 3、补充符号 补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号。  

3、补充符号 补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号。 为了完整地表示焊缝，除了以上符号外，还应包括指引线、尺寸符号及数据。指引线由带有箭头的指引线和两条基准线(一条为实线，另外一条为虚线)两部分组成，基准线的虚线可以画在基准线实线下侧或上侧。基准线一般应与图样底边相平行，特殊条件下可以与底边垂直，当焊缝在接头的非箭头侧时，则将基本符号标在基准线的虚线侧，如图2-11所示。标注对称焊缝及双面焊缝时，可以不加虚线。 图2-11

4.焊缝尺寸符号 焊缝尺寸符号 用于代表焊缝的尺寸要求，当需要注明尺寸要求时才标注。所示为常见的焊缝尺寸符号。

活动三 电弧焊焊缝与坡口基本形式

活动三 电弧焊焊缝与坡口基本形式 1.电弧焊焊缝的基本形式 焊件经焊接后所形成的结合部分称为焊缝，焊缝是构成焊接接头的主体部分，可按工作性质或按其接头形式进行分类。 图2-12

按工作性质分，焊缝可分为 工作焊缝、联系焊缝、密封焊缝和定位焊缝四种。 1)工作焊缝是指在焊接结构中承担着传递全部载荷作用的焊缝。焊缝一旦产生断裂，结构就会立即失效，如图2-13a、b所示，对这种焊缝必须进行强度计算。 2)联系焊缝是指焊接结构中不直接承受载荷，只起连接作用的焊缝。它是将两个或更多的焊件连成一个整体，以保持其相对位置，此类焊缝通常不作强度计算，如图2-13c、d所示。 3)密封焊缝是指结构上主要用于防止流体渗漏的焊缝。密封焊缝可以同时是工作焊缝或是联系焊缝。 4)定位焊缝是为装配和固定焊件的位置而进行焊接的短焊缝。定位焊缝所用的焊接材料、对焊工的要求等均应与正式焊缝完全一样。 图2-13

按接头形式分，焊缝可分为 对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝和组合焊缝。 1)对接焊缝是在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝。对接焊缝一般情况下是指对接接头的焊缝，但有时根据结构要求，T形(十字)接头也可形成对接焊缝。 2)角焊缝是沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝。角焊缝在承受力时，其应力集中较严重，其承载能力一般比对接焊缝差。 3)端接焊缝是构成端接接头所形成的焊缝。常用于要求密封的接头中。 4)塞焊缝是两焊件相叠，其中一块开有圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝。这类焊缝主要用于搭接接头焊缝强度不够或反面无法施焊的情况。 5)组合焊缝是一条焊缝同时有两种基本焊缝形式组合成的焊缝。这类焊缝常用于压力容器的接管处或厚板与薄板的对接接头处。

2.坡口形式与选择 坡口是根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽。开坡口的目的，主要是为了保证焊接接头的质量和施焊方便，使焊缝根部焊透，同时调节母材与填充金属的比例。坡口的形式很多，常用有I形、V形、Y形、双Y形和U形等，如图2-14所示。焊接方法、焊接位置、焊件厚度、焊缝熔透要求不同坡口的选择应考虑以下几个方面： 1)相同厚度的焊接接头，采用X形坡口比V形坡口能节省较多的焊接材料、电能和工时，从而降低焊接材料的消耗量。 2)对不能翻转和内径较小的容器、转子及轴类的对接焊缝，为了避免大量的仰焊或不便从内侧施焊，宜采用V形或U形坡口，以便于施焊。 3)坡口形式不同，加工的难易程度不同。V形和X形坡口可用氧气切割或等离子弧切割，也可用机械切削加工。对于U形或双U形坡口，一般需用刨边机加工。在圆筒体上开U形坡口加工困难应尽量少采用。 4)采用不适当的坡口形状，容易产生较大的焊接变形。如平板对接的V形坡口，其角变形就大于X形坡口。

2.坡口形式与选择 图2-14

任务三 参观实训场地

任务三 参观实训场地 一、实训目的： 了解焊接实训的安全及焊接分类。

任务四 知识检测

任务四 知识检测 一、简答题 1、什么是焊接接头?它有哪几种类型? 2、试述焊缝的种类。 3、熔化极气体保护焊的优点是什么？ 4、简述熔化极气体保护焊的适用范围？ 5、如何正确识别焊缝代号？ 二．实践部分 1.参观实训场地，了解焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、手工钨极氩弧焊和埋弧焊的种类及适用范围。 2.如图所示，读懂焊接图样并解释其中焊缝代号的工程含义。

任务四 知识检测 图2-15 焊接图样