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)和機器的制造中，經(jīng)常需要用一定的連接方式將兩個或兩個以上的零件按一定形式和位置連接起來。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加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達到結(jié)合的一種加工工藝方法。由此可見，焊接最本質(zhì)的特點就是通過焊接使焊件達到結(jié)合，從而將原來分開的物體形成永久性連接的整體。要使兩部分金屬材料達到永久連接的目的，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。這對液體來說是很容易的，而對固體來說則比較困難，需要外部給予很大的能量如電能、化學(xué)能、機械能、光能、超聲波能等，這就是金屬焊接時必須采用加熱、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，常見的氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護電弧焊等

4、屬于熔焊。壓焊是在焊接過程中，必須對焊件施加壓力（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低的釬料作填充材料，焊接時將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。常見的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊等。4．焊接的特點焊接與鉚接、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；簡化加工與裝

5、配工序，工序較簡單，生產(chǎn)周期較短，勞動生產(chǎn)率高；焊接接頭不僅強度高，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；勞動強度低，勞動條件好等優(yōu)點。焊接的主要缺點是產(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)碳弧焊開始，

6、直到二十世紀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)展簡史見表 1—1 所示。表 1—1 焊接方法的發(fā)展簡史 焊接方法的發(fā)展簡史3機的空載電壓高達 300～450V；所有焊機工作的網(wǎng)路電壓為 380V∕220V，50Hz 的交流電，都超過安全電壓（一般干燥情況為 36V、高空作業(yè)或特別潮濕

7、場所，為 12V） ，因此觸電危險是比較大的，必須采取措施預(yù)防觸電。（1）電流對人體的危害電流對人體的危害有電擊、電傷和電磁場生理傷害三種類型電擊是指電流通過人體內(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。電磁場生理傷害是指在高頻電磁場作用下，使人產(chǎn)生頭暈、乏力、記憶力衰退、失眠多夢等神經(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)備正常運行時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絕緣保護。但焊工在金屬容器、管道、鍋爐或金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部施工，或當人體大量出汗，或在陰雨天、潮濕地方焊接時，特別

9、容易發(fā)生這種觸電事故。②在接線、調(diào)節(jié)焊接電流和移動焊接設(shè)備時，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、振動或機械損壞傷，使絕緣損壞部位碰到機殼，而人碰到機殼引起觸電。②焊機的火線和零線接錯，使外殼帶電而觸電。③焊接操作時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，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、且在焊接過程中還會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，必須防止火災(zāi)及爆炸事故的發(fā)生。（1）可燃氣體的爆炸工業(yè)上大量使用的可燃氣體，如乙炔、天然氣等，與氧氣或空氣均勻混合達到一定限度，遇到火源便會發(fā)生爆炸。這個限度稱為爆炸極限，常用可燃氣在混合物中所占的體積分數(shù)來表示。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