焊接工藝學(xué)教案

1、1§1-1 概述 概述1.金屬連接的方式在金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)器的制造中，經(jīng)常需要用一定的連接方式將兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件按一定形式和位置連接起來(lái)。金屬連接方式可分為兩大類：一類是可拆卸連接，即不必毀壞零件（連接件、被連接件）就可以拆卸，如螺栓連接、鍵和銷連接等。另一類是永久性連接，也稱不可拆卸連接，其拆卸只有在毀壞零件后才能實(shí)現(xiàn)，如鉚接、焊接和粘接等。需要注意的是，有些教材將拆卸時(shí)僅連接件毀壞而被連接件不毀壞的連接情況也歸納為可拆卸的

2、連接，如鉚接。而將連接件和被連接件全部毀壞后才能實(shí)現(xiàn)拆卸的連接方式稱為永久性連接。通?？刹鹦哆B接不用于制造金屬結(jié)構(gòu)，而用于零件的裝配和定位；永久性連接通常用于金屬結(jié)構(gòu)或零件的制造中。2．焊接的定義焊接就是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到結(jié)合的一種加工工藝方法。由此可見(jiàn)，焊接最本質(zhì)的特點(diǎn)就是通過(guò)焊接使焊件達(dá)到結(jié)合，從而將原來(lái)分開(kāi)的物體形成永久性連接的整體。要使兩部分金屬材料達(dá)到永久連接的目的，就必須使分離的金屬

3、相互非常接近，使之產(chǎn)生足夠大的結(jié)合力，才能形成牢固的接頭。這對(duì)液體來(lái)說(shuō)是很容易的，而對(duì)固體來(lái)說(shuō)則比較困難，需要外部給予很大的能量如電能、化學(xué)能、機(jī)械能、光能、超聲波能等，這就是金屬焊接時(shí)必須采用加熱、加壓或兩者并用的原因。3．焊接分類按照焊接過(guò)程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三類。熔焊是在焊接過(guò)程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。目前熔焊應(yīng)用最廣，常見(jiàn)的氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)電弧焊等

4、屬于熔焊。壓焊是在焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱） ，以完成焊接的方法。如電阻焊、摩擦焊、氣壓焊、冷壓焊、爆炸焊等屬于壓焊。釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的釬料作填充材料，焊接時(shí)將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。常見(jiàn)的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊等。4．焊接的特點(diǎn)焊接與鉚接、鑄造相比，可以節(jié)省大量金屬材料，減輕結(jié)構(gòu)的重量，成本較低；簡(jiǎn)化加工與裝

5、配工序，工序較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期較短，勞動(dòng)生產(chǎn)率高；焊接接頭不僅強(qiáng)度高，而且其他性能（如耐熱性能、耐腐蝕性能、密封性能）都能與焊件材料相匹配，焊接質(zhì)量高；勞動(dòng)強(qiáng)度低，勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)。焊接的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，焊接中存在一定數(shù)量的缺陷，產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)等。目前世界各國(guó)年平均生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)用鋼已占鋼產(chǎn)量的 45%左右，所以焊接是目前應(yīng)用極為廣泛的一種永久性連接方法。5．焊接技術(shù)發(fā)展史近代焊接技術(shù)，是從 1885 年出現(xiàn)碳弧焊開(kāi)始，

6、直到二十世紀(jì)四十年代才形成較完整的焊接工藝體系。特別是四十年代初期出現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)電焊條后，焊接技術(shù)得到了一次飛躍?，F(xiàn)在世界上已有 50 余種焊接工藝方法應(yīng)用于生產(chǎn)中。焊接方法的發(fā)展簡(jiǎn)史見(jiàn)表 1—1 所示。表 1—1 焊接方法的發(fā)展簡(jiǎn)史 焊接方法的發(fā)展簡(jiǎn)史3機(jī)的空載電壓高達(dá) 300～450V；所有焊機(jī)工作的網(wǎng)路電壓為 380V∕220V，50Hz 的交流電，都超過(guò)安全電壓（一般干燥情況為 36V、高空作業(yè)或特別潮濕

7、場(chǎng)所，為 12V） ，因此觸電危險(xiǎn)是比較大的，必須采取措施預(yù)防觸電。（1）電流對(duì)人體的危害電流對(duì)人體的危害有電擊、電傷和電磁場(chǎng)生理傷害三種類型電擊是指電流通過(guò)人體內(nèi)部，破壞心臟、肺部或神經(jīng)系統(tǒng)的功能，通常稱為觸電。觸電事故基本上是電擊，絕大部分觸電事故是由電擊造成的。電傷是指加熱工件的火星飛濺到皮膚上引起的燒傷。電磁場(chǎng)生理傷害是指在高頻電磁場(chǎng)作用下，使人產(chǎn)生頭暈、乏力、記憶力衰退、失眠多夢(mèng)等神經(jīng)系統(tǒng)的癥狀。（2）焊接操作造成觸電原因觸電

8、可分為直接觸電和間接觸電，直接觸電是直接觸及焊接設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的帶電體或靠近高壓電網(wǎng)和電氣設(shè)備而發(fā)生觸電。間接觸電是觸及意外帶電體（正常時(shí)不帶電，因絕緣損壞或電氣設(shè)備發(fā)生故障而帶電的導(dǎo)體）而發(fā)生觸電。1）直接觸電 ①在更換焊條、電極和焊接過(guò)程中，焊工的手或身體某部接觸到焊條、焊鉗或焊槍的帶電部分，而腳或身體其他部位與地或工件間無(wú)絕緣保護(hù)。但焊工在金屬容器、管道、鍋爐或金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部施工，或當(dāng)人體大量出汗，或在陰雨天、潮濕地方焊接時(shí)，特別

9、容易發(fā)生這種觸電事故。②在接線、調(diào)節(jié)焊接電流和移動(dòng)焊接設(shè)備時(shí)，手或身體某部接觸到接線柱等帶電體而觸電③在高處焊接作業(yè)時(shí)觸及低壓線路或靠近高壓網(wǎng)路引起的觸電事故。2）間接觸電①焊接設(shè)備的絕緣燒損、振動(dòng)或機(jī)械損壞傷，使絕緣損壞部位碰到機(jī)殼，而人碰到機(jī)殼引起觸電。②焊機(jī)的火線和零線接錯(cuò)，使外殼帶電而觸電。③焊接操作時(shí)人體碰上了絕緣損壞的電纜、膠木電閘帶電部分而觸電。3．預(yù)防火災(zāi)和爆炸焊接時(shí)，電弧及氣體火焰的溫度很高并有大量的金屬火花飛濺物，而

10、且在焊接過(guò)程中還會(huì)與可燃及易爆的氣體、易燃液體、可燃的粉塵或壓力容器等接觸，都有可能引起火災(zāi)甚至爆炸。因此焊工在工作時(shí)，必須防止火災(zāi)及爆炸事故的發(fā)生。（1）可燃?xì)怏w的爆炸工業(yè)上大量使用的可燃?xì)怏w，如乙炔、天然氣等，與氧氣或空氣均勻混合達(dá)到一定限度，遇到火源便會(huì)發(fā)生爆炸。這個(gè)限度稱為爆炸極限，常用可燃?xì)庠诨旌衔镏兴嫉捏w積分?jǐn)?shù)來(lái)表示。例如，乙炔與空氣混合爆炸極限為 2.2～81％, 乙炔與氧氣混合爆炸極限為2.8～93％，丙烷或丁烷與空氣