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焊接专业实习教学教案


焊接专业实习教学教案 焊接专业实习教学教案

课题编写组

二〇一〇年十一月十六日

第一学期 概述
【教学目的】 教学目的】 1.通过学习能够独立制订常用焊接材料的焊接工艺方法。 2.掌握常用焊接材料不同焊接结构的方法。 3.能够按照有关技术文件对自用焊材及试件进行工艺性实验和 检验。 4.能够达到初级工操作水平。 【重点和难点】 重点和难点】 安全操作规程 【教学内容】 教学内容】 1.焊条电弧焊简介 2.焊接实训中心简介 3.安全操作规程讲解 4.引弧、平敷焊练习 5.平对焊、平角焊练习 6.立焊练习 7.横焊、仰焊对接练习 8.气焊与气割练习

【教学过程】 教学过程】 一、焊条电弧焊简介:
焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊时,在焊 条末端和工件之间燃烧的电弧所产生的高温使焊条药皮与焊芯及工件熔化, 熔化 的焊芯端部迅速地形成细小的金属熔滴,通过弧柱过渡到局部熔化的工件表面, 融合一起形成熔池。药皮熔化过程中产生的气体和熔渣,不仅使熔池和电弧周围 的空气隔绝,而且和熔化了的焊芯、母材发生一系列冶金反应,保证所形成焊缝 的性能。随着电弧以适当的弧长和速度在工件上不断地前移,熔池液态金属逐步 冷却结晶,形成焊缝。 焊条电弧焊通常用英文简称 SMAW(Shielded Metal Arc Welding)表示。 焊条电弧焊的过程如图 1 所示。

焊条电弧焊具有以下优点: l)使用的设备比较简单,价格相对便宜并且轻便。焊条电弧焊使用的交流 和直流焊机都比较简单,焊接操作时不需要复杂的辅助设备,只需配备简单的辅 助工具。 因此, 购置设备的投资少, 而且维护方便, 这是它广泛应用的原因之一。 2)不需要辅助气体防护。焊条不但能提供填充金属,而且在焊接过程中能 够产生保护熔池和焊接处避免氧化的保护气体,并且具有较强的抗风能力。 3)操作灵活,适应性强。焊条电弧焊适用于焊接单件或小批量的产品,短 的和不规则的、空间任意位置的以及其他不易实现机械化焊接的焊缝。凡焊条能 够达到的地方都能进行焊接。 4)应用范围广,适用于大多数工业用的金属和合金的焊接。焊条电弧焊选 用合适的焊条不仅可以焊接碳素钢、低合金钢,而且还可以焊接高合金钢及有色 金属,不仅可以焊接同种金属,而且可以焊接异种金属,还可以进行铸铁焊补和 各种金属材料的堆焊等。 但是,焊条电弧焊有以下的缺点: l)对焊工操作技术要求高,焊工培训费用大。焊条电弧焊的焊接质量,除

靠选用合适的焊条、焊接工艺参数和焊接设备外,主要靠焊工的操作技术和经验 保证,即焊条电弧焊的焊接质量在一定程度上决定于焊工操作技术。因此必须经 常进行焊工培训,所需要的培训费用很大。 2)劳动条件差。焊条电弧焊主要靠焊工的手工操作和眼睛观察完成全过程, 焊工的劳动强度大,并且始终处于高温烘烤和有毒的烟尘环境中,劳动条件比较 差,因此要加强劳动保护。 3)生产效率低。焊条电弧焊主要靠手工操作,并且焊接工艺参数选择范围 较小,另外,焊接时要经常更换焊条,并要经常进行焊道熔渣的清理,与自动焊 相比,焊接生产率低。 4)不适于特殊金属以及薄板的焊接。对于活泼金属(如 Ti、Nb、Zr 等) 和难熔金属(如 Ta、Mo 等) ,由于这些金属对氧的污染非常敏感,焊条的保护作 用不足以防止这些金属氧化,保护效果不够好,焊接质量达不到要成,所以不能 采用焊条电弧焊;对于低熔点金属如 Ti、Nb、Zr 及其合金等,由于电孤的温度 对其来讲太高,所以也不能采用焊条电孤焊焊接。另外。焊条电孤焊的焊接工件 厚度一般在 1.5mm 以上,1mm 以下的薄板不适于焊条电孤焊。 由于焊条电孤焊具有设备简单、操作方便、适应性强,能在空间任意位置 焊接的特点, 所以被广泛应用于各个工业领域, 是应用得最广泛的焊接方法之一。 二、焊接实训中心简介: 焊接实训中心于 2000 年 5 月成立。中心拥有当今社会较先进的焊接设备 40 余台,包括逆变式埋弧自动焊机、逆变 CO2 气体保护焊机、逆变直流手工电弧焊 机、逆变钨极氩弧焊机和逆变等离子切割机等;普通设备 30 余台,主要包括 CO2 气体保护焊机、手工电弧焊机、仿型切割机、点焊机和半自动切割机、焊条烘干 箱等,还包括 X 射线探伤仪器、金相显微镜等 10 余台辅助设备。采用固定隔断 的形式,设立工位,同时又增设了除烟除尘设备,从而形成了具有隔离弧光、排 除烟尘作用的半封闭式实习环境。 目前实训中心已经具备了电焊工职业资格等级鉴定和特种作业上岗培训及 取证的能力,同时应社会需求,已具备了接纳外来人员进行理论和技能培训的能 力。在实训教学中,作为全院唯一的一个改革试点,采用一体化教学方式,以技 能培训为主,同时加强理论课程的学习,培养学生运用理论知识解决遇到的技能 操作问题的能力。学生主要学习电弧焊、气体保护焊(钨极氩弧焊、CO2 气保焊) 气焊与气割、埋弧自动焊、等离子切割、各种管子不同位置的焊接、各种材料的 焊接方法及技能操作。

三、安全操作规程讲解:
(一)文明生产守则 1. 上、下课有秩序地进出生产实习场地。 2. 上课前穿好工作服,女同学戴好工作帽,辫子盘在工作帽内。 3. 不准穿背心、拖鞋和戴围巾进入生产实习场地。 4. 在生产实习课上要团结互助,遵守纪律,不准随便离开生产实习场地。 5. 在生产实习中要严格遵守安全操作规程,避免出现人身和设备事故。 6. 爱护工具、量具和生产实习场地的其它设备、设施。 7. 注意防火,注意安全用电,如果电气设备出现故障,应立即关闶电源, 报告实习教师,不得擅自处理。 8. 搞好文明生产,保持工作位置的整齐和清洁。 9. 节约原材料,节约水电,节约油料和其它辅助材料。 10. 生产实习课结束后应认真清理工具、量具和其它附具,清扫工作地,关 闭电源。 (二)电焊工安全操作规程 1、工作前应认真检查工具、设备是否完好,焊机的外壳是否可靠地接地。 焊机的修理应由电气保养人员进行,其他人员不得拆修。 2、工作前应认真检查工作环境,确认为正常方可开始工作,施工前穿戴好 劳动保护用品,戴好安全帽。高空作业要戴好安全带。敲焊渣、磨砂轮戴好平光 眼镜。 3、接拆电焊机电源线或电焊机发生故障,应会同电工一起进行修理,严防 触电事故。 4、接地线要牢靠安全,不准用脚手架,钢丝缆绳、机床等作接地线。 5、在靠近易燃地方焊接,要有严格的防火措施,必要时须经安全员同意方 可工作。焊接完毕应认真检查确无火源,才能离开工作场地。

6、焊接密封容器、管子应先开好放气孔。修补已装过油的容器,应清洗干 净,打开人孔盖或放气孔,才能进行焊接。 7、在已使用过的罐体上进行焊接作业时,必须查明是否有易燃、易爆气体 或物料,严禁在未查明之前动火焊接。焊钳、电焊线应经常检查、保养,发现有 损坏应及时修好或更换, 焊接过程发现短路现象应先关好焊机, 再寻找短路原因, 防止焊机烧坏。 8、焊接吊码、加强脚手架和重要结构应有足够的强度,并敲去焊渣认真检 查是否安全、可靠。 9、在容器内焊接,应注意通风,把有害烟尘排出,以防中毒。在狭小容器 内焊接应有 2 人,以防触电等事故。 10、容器内油漆未干,有可燃体散发不准施焊。 11、工作完毕,必须断掉龙头线接头,检查现场,灭绝火种,切断电源。 (三)预防触电的安全技术 通过人体的电流大小,决定于线路中的电压和人体的电阻。人体的电阻除 人体自身的电阻外,还包括人所穿的衣服、鞋等的电阻。干燥的衣服、鞋及干燥 的工作场地,能使人体的电阻增大。人体的电阻约为 800~50000Ω。通过人体 的电流大小不同,对人体的伤害轻重程度也不同。当通过人体的电流强度超过 0.05A 时,生命就有危险;达到 0.lA 时,足以使人致命。根据欧姆定律推算可 知,40v 的电压足以对人身产生危险。而焊接工作场地所用的网路电压为 380v 或 220v,焊机的空载电压一般都在 60 v 以上。因此,焊工在工作时必须注意防 止触电。 1.焊工要熟悉和掌握有关电的基本知识, 以及预防触电和触电后的急救方法 等知识,严格遵守有关部门规定的安全措施,防止触电事故发生。 2.遇到焊工触电时,切不可赤手去拉触电者,应先迅速将电源切断。如果切 割源后触电者呈昏迷状态时,应立即对其实行人工呼吸,直至送到医院为止。 3.在光线昏暗的场地或容器内操作或夜间工作时, 使用的工作照明灯的安全 电压不大于 36Ⅴ,高空作业或特别潮湿的场所,其安全电压不超过 12v。 4.焊工的工作服、手套、绝缘鞋应保持干燥。 5.在潮湿的场地工作时,应用干燥的木板或橡胶板等绝缘物作垫板。 6.焊工在拉、合电源刀开关或接触带电物体时,必须单手进行。因为双手操 作电源刀开关或接触带电物体时,如发生触电,会通过人体心脏形成回路,造成 触电者迅速死亡。 (四)预防火灾和爆炸的安全技术 焊接时,由于电弧及气体火焰的温度很高,而且在焊接过程中有大量的金属 火花飞溅物,如稍有疏忽大意,就会引起火灾甚至爆炸。因此焊工在工作时,为 了防止火灾及爆炸事故的发生,必须采取下列安全措施: 1.焊接前要认真检查工作场地周围是否有易燃易爆物品(如棉纱、油漆、汽 油、煤油、木屑等) ,如有易燃易爆物品,应将这些物品移至距离焊接工作地 10m 以外。 2.在焊接作业时,应注意防止金属火 花飞溅而引起火灾。 3.严禁设备在带压时焊接或切割,带压设备一定要先解除压力(卸压) ,并 且焊割前必须打开所有孔盖。未卸压的设备严禁操作,常压而密闭的设备也不许 进行焊接或切割。 4.凡被化学物质或油脂污染的设备都应清洗后再进行焊接或切割。 如果是易 燃、 易爆或者有毒的污染物, 更应彻底清洗, 经有关部门检查, 并填写动火证后,

才能进行焊接或切割。 5.在进入容器内工作时,焊接或切割工具应随焊工同时进出,严禁将焊接或 切割工具放在容器内而焊工擅自离去,以防混合气体燃烧和爆炸。 6.焊条头及焊后的焊件不能随便乱扔,要妥善管理,更不能扔在易燃、易爆 物品的附近,以免发生火灾。 (五)预防有害气体和烟尘中毒的安全技术 焊接时,焊工周圄的空气常被一些有害气体及粉尘所污染,如氧化锰、氧 化锌、臭氧、氟化物、一氧化碳和金属蒸气等。焊工长期呼吸这些烟尘和气体, 对身体健康是不利的, 甚至引起焊工患上肺尘埃沉着病 (俗称尘肺) 及锰中毒等, 因此,应采取下列预防措施: 1.焊接场地应有良好的通风。 焊接区的通风是排出烟尘和有毒气体的有效措 施,通风的方式有以下几种: (1)全面机械通风 在车间内安装数台轴流式风机向外排风,使车间内经常 更换新鲜空气。 (2)局部机械通风 在焊接工位安装小型通风机械,进行送风或排风。 (3)充分利用自然通风 正确调节车间的侧窗和天窗,加强自然通风。 2.合理组织劳动布局,避免多名焊工拥挤在一起操作。 3.尽量扩大埋弧自动焊的使用范围,以代替焊条电弧焊。 4.做好个人防护工作,减少烟尘等对人体的侵害,目前多采用静电防尘口罩 (六) 预防抓光辐射的安全技术 弧光辐射主要包括可见光、红外线、紫外线三种辐射。过强的可见光耀眼炫 目;眼部受到红外线辐射,会感到强烈的灼伤和灼痛,发生闪光幻觉;紫外线对 眼睛和皮肤有较大的刺激性,它能引起电光性眼炎。电光性眼炎的症状是眼睛疼 痛、有砂粒感、多泪、畏光、怕风吹等,但电光性眼炎治愈后般不会有任何后遗 症。皮肤受到紫外线照射时,先是痒、发红、触疼,以后会变黑、脱皮。如杲工 作时注意防护,以上症状是不会发生的。因此,焊工应采取下列措施预防弧光辐 射: 1.焊工必须使用有电焊防护玻璃的面罩。 2.面罩应该轻便、成形合适、耐热、不导电、不导热、不漏光。 3.焊工工作时,应穿白色帆布工作服,以防止弧光灼伤皮肤。 4.操作引弧时,焊工应该注意周围工人,以免强烈弧光伤害他人眼睛。 5.在厂房内和人多的区域进行焊接时,尽可能地使用防护屏,避免周围人受 弧光伤害。 (七)特殊环境焊接的安全技术 所谓特殊环境焊接,是指在一般工业企业正规厂房以外的地方,例如,在高 空、野外、容器内部等进行的焊接。在这些地方焊接时,除遵守上面介绍的一般 技术要求外,还要遵守一些特殊的规定。 1.高处焊接作业 焊工在距基准面 2m 以上(包括 2m)有可能坠落的高处进 行焊接作业称为高处(登高)焊接作业。 (1)患有高血压、心脏病等疾病与酒后人员,不得进行高处焊接作业。 (2)高处焊接作业时,焊工应系安全带,地面应有人监护(或两人轮换作 业) 。 (3)在高处焊接作业时,登高工具(如脚手架等)要安全、牢固、可靠, 焊接电缆线等应扎紧在固定地方,不能缠绕在身上或搭在背上工作。不能用可燃 物(如麻绳等)作固定脚手架、焊接电缆线和气割气管的用材料。 (4)乙炔瓶、氧气瓶、焊机等焊接设备器具应尽量留在地面上。

(5)雨天、雪天、雾天或刮大风(六级以上)时,禁止高处焊接作业。 2.容器内焊接作业 (1)进入容器内部前,先要弄清容器内部的情况。 (2)把该容器和外界联系的部位,都要进行隔离和切断,如电源和附带在 设备上的水管、料管、蒸气管、压力管等均要切断并挂牌。如容器内有污染物, 应进行清洗并经检查确认无危险后,才能进人内部进行焊接。 (3)进入容器内部焊接要实行监护制,派专人进行监护。监护人不能随便 离开现场,并与容器内部的人员经常取得联系。 (4)在容器内焊接时,内部尺寸不应过小,还应注意通风排气工作。通风 应用压缩空气,严禁使用氧气作为通风。 (5)在容器内部作业时,要做好绝缘防护工作,最好垫上绝缘垫,以防止 触电等事故的发生。 3.露天或野外作业 (1)夏季在露天工作时,必须有防风雨棚或临时凉棚。 (2)露天作业时应注意风向,不要让吹散的铁液及焊渣伤人。 (3)雨天、雪天或雾天时,不准露天作业。 (4)夏季进行露天气焊、气割时,应防止氧气瓶、乙炔瓶直接受烈日暴晒, 以免气体膨胀发生爆炸。冬季如遇瓶阀或减压器冻结时,应用热水解冻,严禁火 烤。 (八)劳动保护用品的种类及要求 1.焊接护目镜 焊接弧光中合有的紫外线、可见光、红外线强度均大大超过人体眼睛所能承 受的限度,过强的可见光将对视网膜产生烧灼,造成眩晕性视网膜炎;过强的紫 外线将损伤眼角膜和结膜,造成电光性眼炎;过强的红外线将对眼睛造成慢性损 伤。因此必须采用护目滤光片来进行防护。关于滤光片颜色的选择,根据人眼对 颜色的适应性,滤光片的颜色以黄绿、蓝绿、黄褐为好。 焊工务必根据电流大小及时更换习不同遮光号的滤光片, 切实改正不论电流大小 均使用一块滤光片的陋习,否则必将损伤眼睛。 2.焊接防护面罩 常用焊接面罩见图 1-2 和图 1-3.面罩是用 1.5mm 厚钢 纸板压制而成,质轻、坚韧、绝缘性与耐热性好。 护目镜片可以启闭的 MS 型面罩见图 1-4,手持式面罩护目镜启闭按钮设在手柄 上,头戴式面罩护目镜启闭开关设在电焊钳胶木柄上。使引弧及敲渣时都不必移 开面罩,焊工操作方便,得到更好的防护。 3.防护工作服 焊工用防护工作服, 应符合国标 《焊接防护服》 GB15701-1995 规定,具有良好的隔热和屏蔽作用,以保护人体免受热辐射、弧光辐射和飞溅物 等伤害。常用白帆布工作服或铝膜防护服。用防火阻燃织物制作的工作服也已开 始应用。 4.电焊手套和工作鞋 电焊手套宜采用牛绒面革或猪绒面革制作, 以保证绝 缘性能好和耐热不易燃烧。 工作鞋应为具有耐热、不易燃、耐磨和防滑性能的绝缘鞋,现一般采用胶底 翻毛皮鞋。新研制的焊工安全鞋具有防烧、防砸性能,绝缘性好(用干法和湿法 测试,通过电压 7.5kv 保持 2min 的绝缘性试验) ,鞋底可耐热 200℃15min 的性 能。 5.防尘口罩 当采用通风除尘措施不能使烟尘浓度降到卫生标准以下时,应 配戴防尘口罩。国产自吸过滤式防尘口罩见图 1-5。

图 1-2 手持式电焊面罩 1-上弯司 2-观察窗 3-手柄 4-下弯司 5-面罩主体 窗 4-面罩主体

图 1-3 头盔式电焊面罩 1 头箍 2-上弯司 3-观察

图 1-4 MS 型电焊面罩 a)头戴式 b)手持式

图 1-5 自吸过滤式防尘口罩

四、参观实习场地 通过参观实习场地,增加学生对所学工种等方面的感性认识。 五、座谈讨论 l.谈谈对生产实习课教学的认识。 2.今后如何学好实习课及个人打算。 3.遵守实习工厂规则,遵守安全操作规程,养成文明生产习惯的意义是什 么?

课题一
【教学目的 教学目的】 教学目的

引弧、 引弧、平敷焊操作练习

能够正确运用焊接设备,调节焊接电流,掌握焊道的起头、运条、连接和收 尾的方法。无明显的焊接缺陷,焊后焊件上无引弧痕迹。 【重点和难点 重点和难点】 重点和难点 操作姿势及弧光防护,电弧的三个基本运动方向。 【注意事项】 注意事项】

1.操作姿势必须规范。 2.避免长时间短路,以免烧损设备。 3.注意弧光,防止灼伤眼睛。 4.焊条头的管理。 【教学过程】 教学过程】 Ⅰ、基础知识讲解 1. 平敷焊的特点 平敷焊是焊件处于水平位置时,在焊件上堆敷焊道的一种操作方法。在选定 焊接工艺参数和操作方法的基础上,利用电弧电压、焊接速度,达到控制熔池温 度、熔池形状来完成焊接焊缝。 平敷焊是初学者进行焊接技能训练时所必须掌握的一项基本技能,焊接技术 易掌握,焊缝无烧穿、焊瘤等缺陷,易获得良好焊缝成形和焊缝质量。 2. 基本操作姿势 焊接基本操作姿势有蹲姿、坐姿、站姿,如图 1-6 所示。

图 1-6 焊接基本操作姿势 焊钳与焊条的夹角如图 1-7 所示。

图 1-7 焊钳与焊条的夹角

辅助姿势 焊钳的握法如图 1-8 所示。 面罩的握法为左手握面罩,自然上提至内护目镜框与眼平行,向脸部靠近, 面罩与鼻尖距离 10~20mm 即可。

图 1-8

焊钳的握法

Ⅱ、实习操作练习 基本操作方法 (1)引弧 焊条电弧焊施焊时,使焊条引燃焊接电弧的过程,称为引弧。常用的引弧方 法有划擦法、直击法两种。 ①划擦法 优点:易掌握,不受焊条端部清洁情况(有无熔渣)限制。 缺点:操作不熟练时,易损伤焊件。 操作要领:类似划火柴。先将焊条端部对准焊缝,然后将手腕扭转,使焊条 在焊件表面上轻轻划擦,划的长度以 20~30mm 为佳,以减少对工件表面的损伤, 然后将手腕扭平后迅速将焊条提起, 使弧长约为所用焊条外径 1.5 倍, “预热” 作 动作(即停留片刻) ,其弧长不变,预热后将电弧压短至与所用焊条直径相符。 在始焊点作适量横向摆动,且在起焊处稳弧(即稍停片刻)以形成熔池后进行正 常焊接,如图 1-9(a)所示。

图 1-9

引弧方法

②直击法 优点: 直击法是一种理想的引弧方法。 适用于各种位置引弧, 不易碰伤工件。 缺点:受焊条端部清洁情况限制,用力过猛时药皮易大块脱落,造成暂时性 偏吹,操作不熟练时易粘于工件表面。 操作要领:焊条垂直于焊件,使焊条末端对准焊缝,然后将手腕下弯,使焊条轻 碰焊件,引燃后,手腕放平,迅速将焊条提起,使弧长约为焊条外径 1。5 倍, 稍作“预热”后,压低电弧,使弧长与焊条内径相等,且焊条横向摆动,待形成 熔池后向前移动,如图 1-9(b)所示。 影响电弧顺利引燃的因素有:工件清洁度、焊接电流、焊条质量、焊条酸碱 性、操作方法等。 (2)引弧注意事项 ①注意清理工件表面,以免影响引弧及焊缝质量。 ②引弧前应尽量使焊条端部焊芯裸露, 若不裸露可用锉刀轻锉, 或轻击地面。 ③焊条与焊件接触后提起时间应适当。 ④引弧时,若焊条与工件出现粘连,应迅速使焊钳脱离焊条,以免烧损弧焊 电源,待焊条冷却后,用手将焊条拿下。 ⑤引弧前应夹持好焊条,然后使用正确操作方法进行焊接。 ⑥初学引弧,要注意防止电弧光灼伤眼睛。对刚焊完的焊件和焊条头不要用 手触摸,也不要乱丢,以免烫伤和引起火灾。 运条方法 焊接过程中,焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。在正常焊接时, 焊条一般有三个基本运动相互配合,即沿焊条中心线向熔池送进、沿焊接方向移 动、焊条横向摆动(平敷焊练习时焊条可不摆动) ,如图 1-10 所示。

图 1-10

焊条角度与应用

(1) 焊条的送进 沿焊条的中心线向熔池送进, 主要用来维持所要求的电弧长度和向熔池添加 填充金属。焊条送进的速度应与焊条熔化速度相适应,如果焊条送进速度比焊条 熔化速度慢,电弧长度会增加;反之如果焊条送进速度太快,则电弧长度迅速缩 短,使焊条与焊件接触,造成短路,从而影响焊接过程的顺利进行。 长弧焊接时所得焊缝质量较差,因为电弧易左右飘移,使电弧不稳定,电弧

的热量散失,焊缝熔深变浅,又曲于空气侵人易产生气孔,所以在焊接时应选用 短弧。 (2)焊条纵向移动 焊条沿焊接方向移动,目的是控制焊道成形,若焊条移动速度太慢,则焊道 会过高、过宽,外形不整齐,如图 1-11(a)所示。焊接薄板时甚至会发生烧穿 等缺陷。若焊条移动太快则焊条和焊件熔化不均造成焊道较窄,甚至发生未焊透 等缺陷,如图 1-11(b)所示。只有速度适中时才能焊成表面平整,焊波细致而 均匀的焊缝,如图 1-11(c)所示。焊条沿焊接方向移动的速度由焊接电流、焊 条直径、焊件厚度、装配间隙、焊缝位置以及接头型式来决定。

图 1-11

焊条沿焊接方向移动

(3)焊条横向摆动 焊条横向摆动,主要是为了获得一定宽度的焊缝和焊道,也是对焊件输入足 够的热量,排渣、排气等。其摆动范围与焊件厚度、坡口形式、焊道层次和焊条 直径有关,摆动的范围越宽,则得到的焊缝宽度也越大。 为了控制好熔池温度,使焊缝具有一定宽度和高度及良好的熔合边缘,对焊 条的摆动可采用多种方法。 (4)焊条角度 焊接时工件表面与焊条所形成的夹角称为焊条角度。 焊条角度的选择应根据焊接位置、 工件厚度、 工作环境、 熔池温度等来选择, 如图 1-12 所示。

图 1-12 焊条角度 (5)运条时几个关键动作及作用 ①焊条角度 掌握好焊条角度是为控制铁水与熔渣很好的分离, 防止熔渣超前现象和控制 一定的熔深。立焊、横焊、仰焊时,还有防止铁水下坠的作用。 ②横摆动作 作用是保证两侧坡口根部与每个焊波之间相互很好的熔合及获得适量的焊 缝熔深与熔宽。 ③稳弧动作(电弧在某处稍加停留之意)作用是保证坡口根部很好熔合,增 加熔合面积。 ④直线动作 保证焊缝直线敷焊,并通过变化直线速度控制每道焊缝的横截面积。

⑤焊条送进动作 主要是控制弧长,添加焊缝填充金属。 (6)运条时注意事项 ①焊条运至焊缝两侧时应稍作停顿,并压低电弧。 ②三个动作运行时要有规律, 应根据焊接位置、 接头形式、 焊条直径与性能、 焊接电流大小以及技术熟练程度等因素来掌握。 ③对于碱性焊条应选用较短电弧进行操作。 ④焊条在向前移动时,应达到匀速运动,不能时快时慢。 ⑤运条方法的选择应在实习指导教师的指导下,根据实际情况确定。 接头技术 (1)焊道的连接方式 焊条电弧焊时,由于受到焊条长度的限制或操作姿势的变化,不可能一根焊 条完成一条焊缝,因而出现了焊道前后两段的连接。焊道连接一般有以下几种方 式。 ①后焊焊缝的起头与先焊焊缝结尾相接,如图 1-12(a)所示。 ②后焊焊缝的起头与先焊焊缝起头相接,如图 1-12(b)所示。 ③后焊焊缝的结尾与先焊焊缝结尾相接,如图 1-12(c)所示。 ④后焊焊缝结尾与先焊焊缝起头相接,如图 1-12(d)所示。

图 1-12

焊缝接头的四种情况

(2)焊道连接注意事项 ①接头时引弧应在弧坑前 10mm 任何一个待焊面上进行,然后迅速移至弧坑 处划圈进行正常焊。 ②接头时应对前一道焊缝端部进行认真地清理工作, 必要时可对接头处进行 修整,这样有利于保证接头的质量。 焊缝的收尾 焊接时电弧中断和焊接结束,都会产生弧坑,常出现疏松、裂纹、气孔、夹 渣等现象。为了克服弧坑缺陷,就必须采用正确的收尾方法,一般常用的收尾方 法有三种。 (1)划圈收尾法 焊条移至焊缝终点时,作圆圈运动,直到填满弧坑再拉断电弧。此法适用于 厚板收尾,如图 1-13(a)所示。 (2)反复断弧收尾法 焊条移至焊缝终点时,在弧坑处反复熄弧,引弧数次,直到填满弧坑为止。 此法一般适用于薄板和大电流焊接,不适应碱性焊条,如图 1-13(b)所示。 (3)回焊收尾法 焊条移至焊缝收尾处即停住,并虽改变焊条角度回焊一小段。此法适用于碱

性焊条,如图 1-13(c)所示。 收尾方法的选用还应根据实际情况来确定, 可单项使用, 也可多项结合使用。 无论选用何种方法都必须将弧坑填满,达到无缺陷为止。

图 1-13

焊缝的收尾方法

操作要领 手持面罩,看准引弧位置,用面罩挡着面部,将焊条端部对准引弧处,用划 擦法或直击法引弧,迅速而适当地提起焊条,形成电弧。 调试电流。 (1)看飞溅 电流过大时,电弧吹力大,可看到较大颗粒的铁水向熔池外飞溅,焊接时爆 裂声大;电流过小时,电弧吹力小,熔渣和铁水不易分清。 (2)看焊缝成形 电流过大时,熔深大,焊缝余高低,两侧易产生咬边;电流过小时,焊缝窄 而高,熔深浅,且两侧与母材金属熔合不好;电流适中时焊缝两侧与母材金属熔 合得很好,呈圆滑过渡。 (3)看焊条熔化状况 电流过大时,当焊条熔化了大半截时,其余部分均已发红;电流过小时,电 弧燃烧不稳定,焊条易粘在焊件上。 操作要求:按指导教师示范动作进行操作,教师巡查指导,主要检查焊接电 流、电弧长度、运条方法等,若出现问题,及时解决,必要时再进行个别示范。 注意事项 ①焊接时要注意对熔池的观察,熔池的亮度反映熔池的温度,熔池的大小反 映焊缝的宽窄;注意对熔渣和熔化金属的分辨。 ②焊道的起头、运条、连接和收尾的方法要正确。 ③正确使用焊接设备,调节焊接电流。 ④焊接的起头和连接处基本平滑,元局部过高、过宽现象,收尾处无缺陷。 ⑤焊波均匀,无任何焊缝缺陷。 ⑥焊后焊件无引弧痕迹。 ⑦训练时注意安全,焊后工件及焊条头应妥善保管或放好,以免烫伤。 ⑧为了延长弧焊电源的使用寿命,调节电流时应在空载状态下进行,调节极 性时应在焊接电源未闭合状态下进行。 ⑨在实习场所周围应设置有灭火器材。 ⑩操作时必须穿戴好工作服、脚盖和手套等防护用品。 ⑾必须戴防护遮光面罩,以防电弧灼伤眼睛。 ⑿弧焊电源外壳必须有良好的接地或接零,焊钳绝缘手柄必须完整无缺。

课题二

平对焊操作练习

【教学目的 教学目的】 教学目的 通过对本课题的学习,应掌握焊接工艺参数的基本选择原则。掌握这两种操 作方法的正确操作手法,及由此演变出的其它焊缝形式。 【重点和难点 重点和难点】 重点和难点 焊接工艺参数的选择,点固及咬边。 【注意事项】 注意事项】 1.焊逢几何形状符合要求。 2.定位焊的要求,电流及位置。 3.单层焊、多层多道焊、船形焊等焊逢形式的具体操作方法。 4.焊逢表面无常见缺陷。

【教学过程】 教学过程】 在平焊位置进行的焊接称为平焊。平焊是最常应用、最基本的焊接方法。平 焊根据接头形式不同,分为平对接焊、平角焊。 1. 平焊特点 ①焊接时熔滴金属主要靠自重自然过渡,操作技术比较容易掌握,允许用较 大直径的焊条和较大的焊接电流,生产效率高,但易产生焊接变形。 ②熔池形状和熔池金属容易保持。 ③若焊接工艺参数选择不对或操作不当,易在根部形成未焊透或焊瘤,运条 及焊条角度不正确时, 熔渣和铁水易出现混在一起分不清现象或熔渣超前形成夹 渣,对于平角焊尤为突出。 2. 平焊操作要点 ①焊缝处于水平位置,故允许使用较大电流,较粗直径焊条施焊,以提高劳 动生产率。 ②尽可能采用短弧焊接,可有效提高焊缝质量。 ③控制好运条速度,利用电弧的吹力和长度使熔渣与液态金属分离,有效防 止熔渣向前流动。 ④T 形、角接、塔接平焊接头,若两钢板厚度不同,则应调整焊条角度,将 电弧偏向厚板一侧,使两板受热均匀。 ⑤多层多道焊应注意选择层次及焊道顺序。

⑥根据焊接材料和实际情况选用合适的运条方法。 对于不开坡口平对接焊,正面焊缝采用直线运条法或小锯齿形运条法,熔深 可大于板厚的 2/3,背面焊缝可用直线也可用小锯齿形运条,但电流可大些, 运条速度可快些。 对于开坡口平对接焊,可采用多层焊或多层多道焊,打底焊易选用小直径焊 条施焊,运条方法采用直线形、锯齿形、月牙形均可。其余各层可选用大直径焊 条,电流也可大些,运条方法可用锯齿形、月牙形等。 对于 T 形接头、角接接头、搭接接头可根据板厚确定焊角高度,当焊角尺寸 大时宜选用多层焊或多层多道焊。对于多层单道焊,第一层选用直线运条,其余 各层选用钭环形、钭锯齿形运条。对于多层多道焊易选用直线形运条方法。 ⑦焊条角度如图 1-14 所示。

图 1-14

焊条角度

3.注意事项 ①掌握正确选择焊接工艺参数的方法。 ②操作时注意对操作要领的应用,特别是对焊接电流,焊条角度,电弧长度 的调整及协调。 ③焊接时注意对熔池观察,发现异常应及时处理,否则会出现焊缝缺陷。 ④焊前焊后要注意对焊缝清理,注意对缺陷的处理。 ⑤训练时若出现问题应及时向指导教师报告,请求帮助。 ⑥定位焊点应放在工件两端 20mm 以内,焊点长不超过 10mm。

课题三
【教学目的 教学目的】 教学目的

立焊操作练习

熟练掌握焊接工艺参数的选择,正确的操作手法及姿势,和对焊接电弧及金 属熔滴的控制,达到比较熟练的程度。 【重点和难点 重点和难点】 重点和难点 焊接工艺参数的选择和金属熔滴的控制。 【注意事项】 注意事项】 1.由于焊缝的位置,决定了在焊接时易烫伤同学,首先做好防护。 2.当板材厚度相同时,注意焊缝、焊角应对称分布。 3.正、反两种握焊钳方式,经讲解后自行掌握。 4.焊件表面无明显焊接缺陷、无引弧痕迹。 【教学过程】 教学过程】 Ⅰ、基础知识讲解 1. 立焊的特点 立焊是指与水平面相垂直的立位焊缝的焊接称为立焊。根据焊条的移动方 向,立焊焊接方法可分为二类,一类是自上向下焊,需特殊焊条才能进行施焊, 故应用少。另一类是自下向上焊,采用一般焊条即可施焊,故应用广泛。 立焊较平焊操作困难,具有下列特点。 ①铁水与熔渣因自重下坠,故易分离。但熔池温度过高时,铁水易下流形成 焊瘤、咬边。温度过低时,易产生夹渣缺陷。 ②易掌握熔透情况,但焊缝成形不良。 ③T 型接头焊缝根部易产生未焊透现象,焊缝两侧易出现咬边缺陷。 ④焊接生产效率较平焊低。 ⑤焊接时宜选用短弧焊。 ⑥操作技术难掌握。 2. 立焊操作的基本姿势 (1)基本姿势 站姿、坐姿、蹲姿,如图 1-15 所示。

图 1-15 (2)握钳方法如图 1-16 所示。

立焊操作姿势

图 1-16

立焊握钳姿势

3. 立焊操作的一般要求 (1)保证正确焊条角度 一般情况焊条角度向下倾斜 60°~80°,电弧指向熔池中心,如图 1-17 所 示。

图 1-17

立焊焊条角度图

(2)选用合适工艺参数 选用较小焊条直径(<Φ4.0mm) ,较小焊接电流(比平焊小 20%左右) ,采 用短弧焊。焊接时要特别注意对熔池温度控制,不要过高,可选用灭弧焊法来控 制温度。 (3)选用正确运条方法 一般情况可选用锯齿形、月牙形、三角形运条方法。当焊条运至坡口两侧时 应稍作停顿,以增加焊缝熔合性和减少咬边现象发生,如图 1-18 所示。

图 1-18

立对接焊运条方法

4. 焊接时注意事顼 ①焊接时注意对熔池形状观察与控制。若发现熔池呈扁平椭圆形,如图 1-19 (a)所示,说明熔池温度合适。熔池的下方出现鼓肚变圆时,如图 1-19(b) 所示则表明,熔池温度已稍高,立即调整运条方法。

图 1-19

熔池形状与温度的关系

若不能将熔池恢复到偏平状态,反而鼓肚有扩大的趋势,如图 1-19(c)所 示,则表明熔池温度己过高,不能通过运条方法来调整温度,应立即灭弧,待降 温后再继续焊接。 ②握钳方法可根据实际情况和个人习惯来确定,一般常用正握法。 ③采用跳弧焊时,为了有效地保护好熔池,跳弧长度不应超过 6mm。采用灭 弧焊时,在焊接初始阶段,因为焊件较冷,灭弧时间短些,焊接时间可长些。随 着焊接时间延长,焊仵温度增加,灭弧时间要逐渐增加,焊接时间要逐渐减短。 这样才能有效地避免出现烧穿和焊瘤。 ④立焊是一种比较难焊位置,因此在起头或更换焊条时,当电弧引燃后,应 将电弧稍微拉长,对焊缝端头起到预热作用后再压低电弧进行正式焊接。当接头 采用热接法时,因为立焊选用的焊接电流较小、更换焊条时间过长、接头时预热 不够及焊条角度不正确,造成熔池中熔渣、铁水混在一起,接头中产生夹渣和造 成焊缝过高现象。若用冷接法,则应认真清理接头处焊渣,于待焊处前方 15mm 处起弧,拉长电弧,到弧坑上 2/3 处压低电弧作划半圆形接头。立焊收尾方法较 简单,采用反复点焊法收尾即可。 5. 注意事项 ①由于立焊位置的特殊性,故在焊接时要特别注意飞溅烧伤,应穿戴好工作 服,戴好焊接皮手套及工作帽。 ②清渣时要戴好护目平光眼镜。 ③在搬运及翻转焊件时,应注意防止手脚压伤或烫伤。

④工件摆放高度应与操作者眼睛相平行。将工件夹牢固,防止倒塌伤人。 ⑤焊好的工件应妥善保管好,不能脚踩或手拿,以免烫伤。 ⑥严格按照操作规程操作,出现问题应及时报告指导教师解决。 Ⅱ、实习操作练习 实例(1) v 形坡口立对接双面焊焊接技术 (一)焊接特点 v 形坡口立对接双面焊焊接技术与 6mm 板立焊相比较操作方法较好掌握,熔 池温度较好控制,但由于焊件较厚,需采用多层多道焊,故给焊接操作带来一定 困难,特别是打底焊,若掌握不好会出现多种焊接缺陷,如夹渣、焊瘤、咬边、 未焊透、烧穿、焊缝出现尖角等。 (二)搡作淮备 ①实习工件:300mm×150mm×10mm,2 块一组。 ②弧焊设备:Bxl-315。 ③焊条:E4303,Φ3.2mm 。 ④辅助工具:清渣工具、处理缺陷工具、个人劳动保护用品等。 (三)操作步骤 清理工件→校对坡口角度→组装→定位焊→清渣→反变形→打底焊→填充 焊→盖面焊→反转 180°焊→清渣→检查。 (四)操作要领 (1)清理工件 校对坡口角度、组装、定位焊、清渣与开坡口平对接焊基本相同。组装时预 留间隙 2~3mm 为宜,反变形角度 2°~3°为宜。 (2)打底焊 v 形坡口底部较窄,焊接时若工艺参数选择不当,操作方法不正确都会出现 焊缝缺陷。为获得良好焊缝质量,应选用直径为 3.2mn 焊条,电流 90~100A, 焊条角度与焊缝成 70°~80°,运条方法选用小三角形、小月牙形、锯齿形均 可,操作方法选用跳弧焊,也可用灭弧焊。

v 形坡口立对接焊的根部焊缝 (3)填充焊 焊前应对底层焊进行彻底清理,对于高低不平处应进行修整后再焊,否则会 影响下一道焊缝质量。调整焊接工艺参数,焊接电流 95~105A,焊条角度与焊 缝成 60°~70°,运条方法与打底焊相同,但摆动幅度要比打底焊宽,操作方 法可选择跳弧焊法或稳弧焊法(焊条横摆频率要高,到坡口两侧停顿时间要稍 长) ,以免焊缝出现中间凸,两侧低,造成夹渣现象。 (4)盖面焊 焊前要彻底清理前一道焊缝及坡口上的焊渣及飞溅。 盖面前一道焊缝应低于 工件表面 0.5~1.0mm 为佳,若高出该范围值,盖面时会出现焊缝过高现象,若

低于该范围值,盖面时则会出现焊缝过低现象。盖面焊焊接电流应比填充焊要小 10A 左右,焊条角度应稍大些,运条至坡口边缘时应尽量压低电弧且稍停片刻, 中间过渡应稍快,手的运动一定要稳、准、快,只有这样才能获得良好焊缝。 翻转 180°背面焊,电流应稍大,运条方法与盖面焊相同,行走速度应稍快 些,以免焊缝过高。 实例(2)立角焊焊接技术 (一)立角焊焊接特点 T 形接头、塔形接头焊缝处于立焊位置的焊缝称为立角焊。焊接时焊缝根 部(角顶)易出现未焊透,焊缝两旁易出现咬边,焊缝中间易出现夹渣等焊缝缺 陷。 (二)操作淮备 ①实习工件:Q235,300mm×150mm×10mm,2 块一组。 ②弧焊电源:BX1-315。 ③焊条:E4303, Φ3.2mm,烘干。 ④辅助工具:清理工具,个人劳保等。 (三)操作步骤 清理工件→组装工件→定位焊→清渣→选择焊接工艺参数→焊接→清渣、检 验。 (四)操作要领 ①用清理工具将工件表面上的杂物清理干净,将待焊处矫平直。 ②组装成 T 形接头,并用 90°角尺将工件测量准确后,再进行点固焊。 ③焊接,从工件下端定位焊缝处引弧,引燃电弧后拉长电弧作预热动作,当 达到半熔化状态时,把焊条开始熔化的熔滴向外甩掉,勿使这些熔滴进入焊缝, 立即压低电弧至 2~3mm,使焊缝根部形成一个椭圆形熔池,随即迅速将电弧向 上提高 3~5mm,等熔池冷却为一个暗点,直径约 3mm 时,将电弧下降到引弧处, 重新引弧焊接,新熔池与前一个熔池重叠 2/3,然后再提高电弧,即采用跳弧 操作手法进行施焊。第二层焊接时可选用连弧焊,但焊接时要控制好熔池温度, 若出现温度过高时应随时灭弧,降低熔池温度后再起弧焊接,从而避免焊缝过高 或焊瘤的出现。 焊缝接头应采用热接法,做到快、准、稳。若采用冷接法应彻底清理接头处 焊渣,操作方法类似起头。焊后应对焊缝进行质量检查,发现问题应及时处理。 (五)注意事项 ①焊接电流可稍大些,以保证焊透。 ②焊条角度应始终保持与焊件两侧板获得温度一致为标准。 若达不到即会出 现夹渣、咬边现象。

图 1-20

立焊运条方法

③焊接时要特别注意对熔池形状、温度、大小的控制,一旦出现异样,立即 采取措施。后一个熔池与前一个熔池相重叠 2/3 为佳,接头时要注意接头位置, 避免脱节现象发生。 ④焊条摆动应有规律、均匀,当焊条摆到工件两侧时,应稍作停顿,且压低 电弧。这样一可防止夹渣产生;二可防止咬边产生;三可得到均匀的焊缝。 ⑤角焊的运条方法,如图 1-20 所示。

课题四

横焊、 横焊、仰焊对接操作练习

【教学目的 教学目的】 教学目的 在实际生产工作中,横、仰两种焊缝由于其本身其特点 ,决定了在正常生 产中应用比较少。其操作难度比较高。在操作中应充分利用电弧吹力和电磁作用 力的同时,保持最短电弧的长度,使熔滴在很短时间内过渡到熔池中,以保证焊 缝成型。 【重点和难点 重点和难点】 重点和难点 焊接工艺参数的选择、操作的姿势及焊缝成型的控制。 【注意事项】 注意事项】 1.缝成型均匀,无较大焊瘤。 2.焊缝宽度和余高应符合要求。 3.焊缝无夹渣和明显缺陷。 4.做好防护,避免烧伤或烫伤。 【教学过程】 教学过程】 Ⅰ、基础知识讲解 1. 横焊 横对接焊是指焊接方向与地面呈平行位置的操作。 (1)横焊的特点 熔池铁水因自重下坠,使焊道上低下高,若焊接电流较 大运条不当时,上部易咬边,下部易高或产生焊瘤,因此,开破口的厚件多采用 多层多道焊,较薄板焊时也常常采用多道焊。 (2)搡作淮备 ①实习工件: Q235, 300mm×150mm×4mm, 块, 2 300mm×150mm×6mm 2 块。 ②弧焊电源:BX1-315。 ③焊条:E4303,Φ3.2mm,烘干。 ④辅助工具:清理工具,个人劳保等。 ⑤装配点固焊与平、立对接焊相似。 (3)不同运条方法的焊条角度及运动轨迹如图 1-21 所示。

图 1-21(a)

直线形

直线往复形 图 1-21(b)

斜圆圈形 图 1-21(c) Ⅱ、实习操作练习 操作要领 ①起头 在板端 10~15 mm 处引弧后,立即向施焊处长弧预热 2~3s,转入 焊接,如图 1-22 所示。

图 1-22

②根据工艺参数对照表,选择适当的运条方法,保持正确的焊条角度,均匀 稍快的焊速,熔池形状保持较为明显,避免熔渣超前,同时全身也要随焊条的运 动倾斜或移动并保持稳定协调。 ③当熔渣超前,或有熔渣覆盖熔池形状倾向时,采用拨渣运条法。 ④焊接中电弧要短,严密监视熔池温度即母材熔化情况,若熔池内凹或铁水 下趟,要及时灭弧,转灭弧和连弧相结合运条,以防烧穿和咬边如图 1-23 所示。 焊道收尾处时,采用灭弧法填满弧坑。

图 1-23 ⑤接头要领参照起头。 注意事项 ①当焊缝上部凹或有咬边时,可再焊一道或两道,成为单层多道焊,见图 1-24。

图 1-24 ②若焊缝的承载力较大,可先焊一层直且低或平于母材表面的薄底,再以多

道焊盖面的方法焊接,第一道将焊条中心对准打底焊缝的底边进行施焊,焊速要 均匀,焊道控制要直,才能保证后几道焊道和整个焊缝的美观。 2.仰焊 Ⅰ、基础知识讲解 仰焊是焊条位于焊件下方,焊工仰视焊接过程,是消耗体能和操作难度最大 的焊接位置。 仰焊的特点 熔池铁水因自重下坠,铁水和熔渣不易分离,焊缝成形不好,操作时熔池情 况不易观察,还很快产生疲劳,控制运条不当时易产生夹渣等缺陷。因此,必须 苦练基本功和更大的毅力才能掌握。 T 形接头仰角焊 操作淮备 ①实习工件: Q235, 300mm×150mm×4mm, 块, 2 300mm×150mm×6mm 2 块。 ②弧焊电源:BX1-315。 ③焊条:E4303,Φ3.2mm,烘干。 ④辅助工具:清理工具,个人劳保等。 ⑤装配点固焊与平、立对接焊相似。 不同运条方法的焊条角度及运动轨迹如图 1-25 所示。

图 1-25

Ⅱ、实习操作练习 操作要领 ①起头 在板端 5~10 mm 处引弧移至板端长弧预热 2~3s,压低电弧正式焊 接。 ②采用斜圆圈运条时, 有意识的让焊条头先指向上板, 使熔滴先于上板熔合,

由于运条的作用,部分铁水会自然地被拖到立面的钢板上来,这样两边就能得到 均匀的熔合。 ③直线形运条时,保持 0.5~1mm 的短弧焊接,不要将焊条头搭在焊缝上拖 着走,以防出现窄而凸的焊道。 ④保持正确的焊条角度和均匀的焊速,保持短弧,向上送进速度要与焊条燃 烧速度一致。 ⑤施焊中,所看到的熔池表面为平或凹的为最佳,当温度较高时熔池表面会 外鼓或凸,严重时将出现焊瘤,解决的方法是加快向前摆动的速度和两侧停留时 间,必要时减小焊接电流。 ⑥接头时,换焊条要快(即热焊)在原弧坑前 5~10 mm 处引弧移向弧坑下 方长弧预热 1~2s,转入正常焊接,如图 1-26。

图 1-26 ⑦焊缝排列对称原则如图 1-27。

图 1-27 注意事项 起头和接头在预热过程中、很容易出现熔渣与铁水混在一起和熔渣超前现 象,这时应将焊条与上板夹角减小,以增大电弧吹力,这时千万不能灭弧,如起 焊处已过高或产生焊瘤应用电弧将其割掉。 仰对接焊 搡作淮备 ①实习工件:Q235,300mm×150mm×4mm,2 块。 ②弧焊电源:BX1-315。 ③焊条:E4303,Φ3.2mm,烘干。 ④辅助工具:清理工具,个人劳保等。 ⑤装配点固焊与平、立对接焊相似。 不同运条方法的焊条角度及运动轨迹如图 1-28。

图 1-28 操作要领 ①根据个人习惯,焊钳采用正握和反握均可。 ②起头和接头:要领与仰角焊相似。 ③保持正确的焊条角度,无论哪种运条、焊速都不能过慢,锯齿形运条时, 在焊缝中心处过渡要稍快,到两边要稍停。 ④尽量保持短弧和均匀的焊速。 ⑤快到收尾初时,温度要稍高,要采用连灭运条法施焊,最后一定耐心的将 弧坑填满。 注意事项 焊前要做好个人防护,避免烧伤或烫伤。

课题五

气焊与气割的操作练习

【教学目的 教学目的】 教学目的 通过本课题的学习,使大家了解火焰焊接与切割常用气体的种类,掌握可 燃气体、助燃气体的性质,火焰焊接与切割的原理。设备、工具的功能与正确使 用,常见故障产生的原因及排除方法,熟练掌握拆装方法。 【重点和难点 重点和难点】 重点和难点 氧、乙炔安全操作规程。 【注意事项】 注意事项】

1.时刻提醒大家注意易燃、易爆物品的管理。
2.熟练掌握回火的排除方法。讲解的同时,进行演示。随时观察同学们的 操作过程,及时纠正操作中不正确的地方。 3.工作完毕后,按规定及时清理工作场地。 【教学过程】 教学过程】 Ⅰ、基础知识讲解 一、气焊与气割的原理、特点及应用范围 气焊 1.气焊原理 气焊的基本原理是:利用可燃气体加上助燃气体,在焊炬里进行混合,并使 它们发生剧烈的氧化燃烧, 然后用氧化燃烧的热量去熔化工件接头部位的金属和 焊丝,使熔化金属形成熔池,冷却后形成焊缝。 2.气焊的特点 (1)优点 ①由于填充金属的焊丝是与焊接热源分离的,所以焊工能够控制热输入量、 焊接区温度、焊缝的尺寸和形状及熔池黏度。 ②由于气焊火焰种类是可调的,因此,焊接气氛的氧化性或还原性是可控制 的。 ③设备简单、价格低廉、移动方便,在无电力供应的地区可以方便地进行焊 接。 (2)缺点 ①热量分散,热影响区及变形大。 ②生产率较低,除修理外不宜焊接较厚的工件。

③因气焊火焰中氧、氢等气体化熔与金属发生作用,会降低焊缝性能。 ④不适于焊难熔金属和“活泼”金属。 ⑤难以实现自动化。 3. 气焊的应用范围 气焊目前主要应用于有色金属及铸铁的焊接和修复, 碳钢薄板的焊接及小直 径管道的制造和安装。另外,由于气焊火焰调节方便灵活,因此在弯曲、矫直、 预热、后热、堆焊、淬火及火焰钎焊等各种工艺操作中得到应用。 气割 1.气割原理 (1)气割的基本原理是:利用可燃气体加上氧气混合燃烧的预热火焰,将金 属加热到燃烧点,然后加大氧气以便将金属吹开。加热一燃烧一吹渣过程连续进 行,并随着割炬的移动而形成割缝。 2.气割的特点 (1)优点 ①切割效率高,切割钢的速度比其他机械切割方法快。 ②机械方法难以切割的截面形状和厚度,采用氧一乙炔焰切割比较经济。 ③切割设备的投资比机械切割设备的投资低,切割设备轻便,可用于野外作 业。 ④切割小圆弧时,能迅速改变切割方向。切割大型工件时,不用移动工件, 借助移动氧一乙炔火焰,便能迅速切割。 ⑤可进行手工和机械切割。 (2)缺点 ①切割的尺寸公差,劣于机械方法。 ②预热火焰和排出的赤热熔渣存在发生火灾以及烧坏设备和烧伤操作工的 危险。 ③切割时;燃气的燃烧和金属的氧化,需要采用合适的烟尘控制装置和通风 装置。 ④切割材料受到限制(如铜、铝、不锈钢、铸铁等)不能用氧一乙炔焰切割。 3. 气割的应用范围 气割的效率高,成本低,设备简单,并能在各种位置进行切割和在钢板上切 割各种外形复杂的零件,因此,广泛地用于钢板下料、开焊接坡口和铸件浇冒口 的切割,切割厚度可达 300 mm 以上。 由于金属的切割性能,目前,气割主要用于各种碳钢和低合金钢的切割。其 中淬火倾向大的高碳钢和强度等级较高的低合金钢气割时, 为避免切口淬硬或产 生裂纹,应采取适当加大预热火焰功率和放慢切割速度,甚至割前对钢材进行预 热等拖施。 二、气焊与气割所用设备及工具 1.气瓶 (1)氧气瓶 氧气瓶是储存和运输氧气的一种高压容器。 目前,工业中最常用的氧气瓶规格是:瓶体外径为 219 mm,瓶体高度约为 1 370 mm,容积为 40 L,当工作压力为 15 MPa 时,储存 6m 3 氧气。 瓶阀是控制瓶内氧气进出的阀门。使用时,如将手轮逆时针方向旋转,则可 开启瓶阀;顺时针旋转则关闭瓶阀。氧气瓶的安全是由瓶阀中的金属安全膜来实 现的。一旦瓶内压力达 18~22.5 MPa 时,安全膜即自行爆破泄压,确保瓶体安

全。 氧气瓶外表面涂淡酞蓝漆,并用黑漆写上“氧”宇。 (2)乙炔瓶 乙炔瓶是一种储存和运输乙炔的压力容器,其外形与氧气瓶相 似,比氧气瓶矮,但略粗一些。 乙炔瓶主要由瓶体、多孔性填料、丙酮,瓶阀、石棉、瓶座等组成。瓶内装 有浸满了丙酮的多孔性填料。使用时,溶解在丙酮内的乙炔就分解出来,而丙酮 仍留在瓶内。 目前,生产中最常用的乙炔瓶的规格为:瓶外径 250 mm,容积为 40L,充装丙酮 为 13.2~14.3 kg,充装乙炔量为 6.2~7.4 kg,约为 5.3~6.3 m 3 。 乙炔瓶外表面涂白色漆,并用红漆写上“乙炔不可近火”字样。 2.减压器 减压器又称为压力调节器, 它是将高压气体降为低压气体的调节装置。 例如, 把氧气瓶内的 15 MPa 高压气体减压至 0.1~0.3 MlPa 的工作压力,供焊接或切 割时使用。减压器同时还有稳压作用,使气体的工作压力不随气瓶内的压力减小 而降低。 3.焊炬与割炬 焊炬与割炬是进行气焊与气割的主要工具。 它是使可燃气体与氧气按一定比 例混合燃烧形成稳定火焰的工具。按可燃气体与助燃气体混合的方式不同,可分 为射吸式和等压式两大类。 4.橡胶软管 氧气瓶和乙炔瓶中的气体须用橡胶软管输送到焊炬或割炬。 5.辅助工具 (1)护目镜 气焊、气割时,焊工应戴护目眼镜操作,可保护焊工眼睛不受 火焰亮光的刺激,以便在焊接过程中能仔细地观察熔池金属,又可防止飞溅金属 伤害眼睛。在焊接一般材料时宜用黄绿色镜片,镜片的颜色要深浅合适,根据光 度强弱可选用 3~7 号遮光玻璃。 (2)通针 用于清理发生堵塞的火焰孔道。一般由焊工用钢性好的钢丝或黄 铜丝自制。 (3) 打火机 使用手枪式打火机点火最为安全可靠。 尽量避免使用火柴点火。 当用火柴点火时,必须把划着的火柴从焊嘴或割嘴的后面送到焊嘴或割嘴上,以 免手被烫伤。 (4)其他工具 钢丝刷、锤子、锉刀、扳手、钳子等。 6.气焊材料 (1)焊丝 焊丝是气焊时起填充作用的金属丝。焊丝的化学成分影响着焊缝质量。气焊 时正确选择焊丝非常重要。焊接低碳钢时常用焊丝牌号有 H08A、H08MnA 等,其 直径一般为 2~4mm。除此以外,还有低合金钢焊丝、不锈钢焊丝、铸铁焊丝、 铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝等。这些焊丝都有相应的国家标准。选用时可 按焊件成分查表选择。焊丝使用前应清除表面上的油、锈等污物,不允许使用不 明牌号的焊丝进行焊接。 (2)熔剂 气焊熔剂是焊接时的辅助熔剂。其作用是:保护熔池;减少有害气体浸人;去 除熔池中形成的氧化物杂质;增加熔池金属的流动性。一般低碳钢气焊不必用熔 剂。但在焊接有色金属、铸铁以及不锈钢等材料时,必须采用气焊熔剂。

Ⅱ、实习操作练习 一、氧乙炔手工切割(气割) 1.气割前的准备 (1)工作场地、设备及工具检查 气割前要认真检查工作场地是否符合安全生产和气割工艺的要求, 检查整个 气割系统的设备和工具是否正常,检查乙炔瓶、回火防止器工作状态是否正常。 使用射吸式割炬时,应将乙炔胶管拔下,检查割炬是否有射吸力,若无射吸力, 不得使用。将气割设备连接好,开启乙炔瓶阀和氧气瓶阀,调节减压器,将乙炔 和氨气压力调至需要的压力。 (2)工件的准备及其放置 去除工件表面污垢、油漆、氧化皮等。工件应垫平、垫高,距离地面一定高 度,有利于熔渣吹除。工件下的地面应为非水泥地面,以防水泥爆溅伤人、烧毁 地面,否则应在水泥地面上遮盖石棉板等。 (3)确定气割工艺参数 根据工件的厚度正确选择气割工艺参数、割炬和割嘴规格,准备好后,开始 点火并调整好火焰性质(中性焰)及火焰长度。然后试开切割氧调节阀,观察切 割氧气流(风线)的形状。切割氧气流应是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。如风线形状不规则,应关闭所 有的阀门,用通针修理割嘴内表面,使之光洁。 2.气割操作技术 (1)操作姿势 气割时,先点燃割炬,调整好预热火焰,然后进行气割。气割操作姿势因个 人习惯而不同。初学者可按基本的“抱切法”练习,如图 1-29 所示。手势如图 1-30 所示。

图 1-29 抱切法姿势

图 1-30 气割时的手势

操作时,双脚里八宇形蹲在工件一侧右臂靠住右膝,左臂空在两脚之间,以 便在切割时移动方便,右手把住割炬手把,并以大拇指和食指把住预热调节阀, 以便于调整预热火焰和当回火时及时切断预热氧气。 左手的拇指和食指把住开关 切割氧调节阀,其余三指平稳托住射吸管,掌握方向。上身不要弯得太低,呼吸 要有节奏,眼睛应注视割件和割嘴,并着重注视割曰前面割线。一般从右向左切 割。整个气割过程中,割炬运行要均匀,割炬与工件间的距离保持不变。每割一 段移动身体时要暂时关闭切割氧调节阀。 (2)气割操作

①点火 点燃火焰时,应先稍许开启氧气调节阀,再开乙炔调节阀,两种气体在割炬 内混合后,从割嘴喷出,此时将割嘴靠近火源即可点燃。点燃时,拿火源的手不 要对准割嘴,也不要将割嘴指向他人或可燃物,以防发生事故。刚开始点火时, 可能出现连续的放炮声,原因是乙炔不纯,应放出不纯的乙炔,重新点火。如果 氧气开的太大, 会导致点不着火的现象, 这时可将氧气阀关小即可。 火焰点燃后, 调节火焰性质和预热火焰能率,与气割的要求相一致。 ②起割 开始气割时,首先用预热火焰在工伴边缘预热,待呈亮红色时(既达到燃烧 温度) ,慢慢开启切割氧气调节阀。若看到铁水被氧气流吹掉时,再加大切割氧 气流,待听到工件下面发出“噗、噗”的声音时,则说明已被割透。这时应按工 件的厚度,灵活掌握气割速度,沿着割线向前切割。 ③气割过程 气割时火焰焰心离开割件表面的距离为 3~5mm,割嘴与割件的距离,在整 个气割过程中保持均匀。手工气割时,可将割嘴沿气割方向后倾 20°~30°, 以提高气割速度。气割质量与气割速度有很大关系。气割速度是否正常,可以从 熔渣的流动方向来判断,熔渣的流动方向基本上与割件表面垂直。当切割速度过 快时,熔渣将成一定角度流出,既产生较大后拖量。当气箐 J 较长的直线或曲线 割缝时,一般切割 300~500mm 后需移动操作位置。此时应先关闭切割氧调节阀, 将割炬火焰离开割件后再移动身体位置。继续气割时,割嘴一定要对准割缝的切 割处,并预热到燃点,再缓慢开启切割氧。切割薄板时,可先开启切割氧,然后 将割炬的火焰对准切割处继续气割。 ④停割 气割要结束时,割嘴应向气割方向后倾一定角度,使钢板下部提前割开,并 注意余料的下落位置,这样,可使收尾的割缝平整。气割结柬后,应迅速关闭切 割氧调节阀,并将割炬抬高,再关闭乙炔调节阀,最后关闭预热氧调节阀。 ⑤回火处理 在气割时,若发现鸣爆及回火时,应迅速关闭乙炔调节阀和切割氧调节阀, 以防氧气倒流人乙炔管内并使回火熄灭。 (3)气割安全注意事项 ①每个氧气减压器和乙炔减压器上只允许接一把焊炬或一把割炬。 ②必须分清氧气胶管和乙炔胶管,GB 9448-88 中规定,氧气胶管为黑色, 乙炔胶管为红色。新胶管使用前应将管内杂质和灰尘吹尽,以免堵塞割嘴,影响 气流流通。 ③氧气管和乙炔管如果横跨通道和轨道,应从它们下面穿过(必要时加保护 套管)或吊在空中。 ④氧气瓶集中存放的地方,10m 之内不允许有明火,更不得有弧焊电缆从瓶 下通过。 ⑤气割操作前应检查气路是否有漏气现象。检查割嘴有无堵塞现象,必要时 用通针修理割嘴。 ⑥气割工必须穿戴规定的工作服、手套和护目镜。 ⑦点火时可先开适量乙炔,后开少量氧气,避免产生丝状黑烟,点火严禁用 烟蒂,避免烧伤手。 ⑧气割储存过油类等介质的旧容器时,注意打开人孔盖,保持通风。在气割 前做必要的清理处理, 如清洗、 空气吹干, 化验缸内气体是否处于爆炸极限之内, 同时做好防火、防爆以及救护工作。

⑨在容器内作业时, 严防气路漏气, 暂时停止工作时, 应将割炬置于容器外, 防止漏气发生爆炸、火灾等事故。 ⑩气割过程中,发生回火时,应先关闭乙炔阀,再关闭氧气阀。因为氧气压 力较高,回火到氧气管内的现象极少发生,绝大多数回火倒袭是向乙炔管方向蔓 延。只有先关闭乙炔阀,切断可燃气源,再关闭氧气阀,回火才会很快熄灭。 ⑾气割结束后,应将氧气瓶和乙炔瓶阀关紧,再将调压器调节螺钉拧松。冬 季工作后应注意将回火防止器内的水放掉。 ⑿工作时,氧气瓶、乙炔瓶间距应在 3m 以上。 ⒀气割时,注意垫平、垫稳钢板等,避免工件割下时钢板突然倾斜,伤人以 及碰坏割嘴。 二、氧乙炔焊接(气焊) 1.气焊 (1)气焊工艺参数 合理地选择气焊工艺参数, 是保证焊接质量的重要条件。 应根据工件的成分、 大小、厚薄、形状及焊接位置选用不同的气焊参数,如火焰性质、火焰能率、焊 丝直径、焊嘴与工件间倾斜角度以及焊接速度等。 1)焊丝直径的选择 焊丝直径要根据工件的厚度来选择。如果焊丝过细,则 焊丝熔化太快,熔滴滴在焊缝上,容易造成熔合不良和焊波高低不平,降低焊缝 质量。如果焊丝过粗,为了熔化焊丝,则需要延长加热时间,从而使热影响区增 大,容易产生过热组织,降低接头质量。 2)火焰种类的选择 火焰种类的选择主要是根据工件的材质选用。 3)火焰能率的选择 火焰能率是以每小时混合气体的消耗量(L/h)来表示 的。火焰能率的大小要根据工件的厚度、材料的性质(熔点及导热性等) ,以及 焊件的空间位置来选择。在实际工作中,视具体情况在允许范围内尽量采取较大 一些的火焰能率,以提高生产率。 4)焊嘴的倾斜角度 焊嘴的倾斜角度(也叫焊嘴倾角)是指焊嘴与焊件间的 夹角,如图 1-31 所示。

图 1-31 焊嘴倾角示意图 焊嘴倾角的大小要根据焊件厚度、焊嘴大小及施焊位置等来确定。焊嘴倾角 大,则火焰集中,热量损失小,工件受热量大,升温快;焊嘴倾角小,则火焰分 散,热量损失大,工件受热量小,升温慢。 根据上述道理,在焊接厚度较大、熔点较高、导热性好的工件时,焊嘴倾角 就要大些厂而焊接厚度较小、熔点较低、导热性较差的工件时,焊嘴倾角就要相 应地减小。在焊接一般低碳钢时,焊嘴倾角与工件厚度的基本关系如图 1-32 所 示。

图 1-32 焊炬倾角与焊件厚度的关系

5)焊丝倾角 焊丝倾角是指在焊接过程中,焊丝与工件表面的夹角。一般这 个倾角为 30°~40°,而焊丝相对焊嘴的角度为 90°~100°,如图 1-33 所示。

图 1-33 焊炬与焊丝的位置

6)焊接速度的选择 焊接速度直接影响生产率和产品质量。根据不同产品, 必须选择相应的焊接速度。焊接速度是焊工根据自己的操作熟练程度来掌握的。 在保证质量的前提下,应尽量提高焊接速度,以提高生产率。 (2)气焊操作技术 1)左焊法和右焊法 气焊操作分左焊法和右焊法两种,如图 1-34 所示。

图 1-34 右焊法和左焊法 a)右焊法 b)左焊法 ①左焊法 焊丝和焊炬都是从焊缝的右端向左端移动,焊丝在焊炬的前方, 火焰指向焊件金属的待焊部分,这种操作方法叫左焊法。左焊法操作简单方便, 易于掌握, 适用于焊接较薄和熔点较低的工件。 左焊法是应用最普遍的气焊方法。

②右焊法 焊丝与焊炬从焊缝的左端向右端移动,焊丝在焊炬后面,火焰指 向金属已焊部分,这种操作方法叫右焊法。右焊法的特点是:在焊接过程中火焰 始终笼罩着已焊的焊缝金属,使熔池冷却缓慢,有助于改善焊缝的金属组织,减 少气孔夹渣的产生。另外,这种焊法还有热量集中、熔透深度大等优点,所以适 合焊接厚度较大、熔'点较高的工件。但是,这种方法掌握较难。 2)焊炬和焊丝的摆动 在焊接过程中,为了获得优质而美观的焊缝,焊炬与 焊丝应做均匀协调的摆动。通过摆动,既能使焊缝金属熔透、熔匀、又避免了焊 缝金属的过热和过烧。在焊接某些有色金属时,还要不断地用焊丝搅动熔池,以 促使熔池中各种氧化物及有害气体的排出。 焊炬摆动基本上有三种动作:第一种,沿焊缝向前移动,第二种,沿焊缝做 横向摆动(或做圆圈摆动) ;第三种,做上下跳动,即焊丝末端在高温区和低温 区之间做往复跳动,以调节熔池的热量,但必须均匀协调,不然就会造成焊缝高 低不平、宽窄不下等现象。 焊炬和焊丝的摆动方法与摆动幅度,同焊件的厚度、性质、空间位置及焊缝 尺寸有关。 3)焊缝的起焊、接头和收尾 一般情况下,起焊时,由于焊件温度低,焊嘴 倾角应大些,对起焊处的一定范围进行预热,同时火焰应作往复运动,使起焊处 加热均匀, 然后集中到一点加热, 当起焊处形成白亮的熔池时, 才开始填加焊丝, 使焊接过程转人正常化。 在焊接过程中,当中途停顿后再继续施焊时,应用火焰把原熔池重新加热至 熔化, 形成新的熔池后再加焊丝重新开始焊接。 接头时与前焊道要重叠 5~10 mm, 重叠焊道要少加或不加焊丝,以保证焊缝高度合适及圆滑过渡。 当焊接至焊缝的终点时,由于端部散热条件差,焊体本身温度较高,应减小 焊炬与焊件的倾角,同时要加快焊接速度并多加一些焊丝,以防止焊件件烧穿。 待终点熔池填满后,火焰才可慢慢离开熔池。


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