2010电焊工办证教案

1、前言：特种作业人员安全及职业道德一、特种作业：是指容易发生人员伤亡事故，对操作者（本人）、（他人）及（周围设施）的安全有重大危害的作业。国家标准GB5306-1985特种作业人员安全技术考核管理规则及1999年公布的中华人民共和国国家经济贸易委员会13号令规定：电工，金属焊接切割，登高架设，锅炉压力容器等作业为特种作业，对从事特种作业的人员，必须进行安全教育和安全技术培训。经考核合格取得操作证者，方准独立作业。二、我国安全生产方针：（安全第一），（预防为主），（综合治理）。树立安全为公的道德观念，牢记安全为天。如果理解这个天字，就是一个人承托着两重重大安全责任，一个别人的生命财产安全，一个是自

2、己的生命财产安全。特种作业的特字不仅特在工作性质上，而且特在工作要求上。安全生产法第二十三条规定：生产经营单位的特种作业人员必须按照国家有关规定经专门的安全作业培训，取得特种作业操作资格证书，方可上岗作业。国家安全生产管理局关于特种作业人员安全技术培训考核工作的意见（安监管人字2002124号）规定：“特种作业操作证每2年由原考核发证部门复审一次，复审不合格或未按期复审的，特种作业操作证失效。第一章 焊接与切割概述第一节：焊接与切割简介一、焊接与切割的基本原理及分类（一）基本原理：焊接是利用加热或加压（或两者并用），并且使用或不使用填料，使分离的两部分金属靠得足够近，原子互相扩散，形成原子间的

3、结合的连接方法。从而使工件达到原子间结合的方法。 （二）焊接方法的分类1）熔焊：利用局部加热的方法，把工件的焊接处加热到熔化状态，形成熔池，然后冷却结晶，形成焊缝，将两部分金属连接成为一个整体的工艺方法。 2）压焊：在焊接过程中需要施加一定的压力而完成的的一种焊接方法。3）钎焊：利用熔点比母材低的填充金属熔化后，填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方法。 （三）切割的分类与方法1、火焰切割：（1）气割：利用氧-乙炔预热火焰使金属在纯氧气流中剧烈燃烧，生成熔渣和放出大量热量的原理而进行的。（2）石油气切割：与气割原理相同。（3）氢氧源切割：利用水电解氢氧发生器，用直流电将水电解成

4、氢气和氧，其体积比例恰好完全燃烧。温度可达到2800-3000度，也可用于火焰加热。（4）氧熔剂切割：在切割氧流中加入纯铁粉或其它熔剂，利用它们的燃烧热和废渣实现气割的方法。2、电弧切割：（1）等离子弧切割：是利用高温高速的强劲的等离子射流，将被切割金属部分熔化并随即吹除、形成狭窄的切口而完成切割的方法。（2）碳弧气刨：是利用碳棒与工件之间产生的电弧将金属熔化，并用压缩空气将其吹掉，实现切割的方法。3、其它切割方法：（1）激光切割：是利用激光束把材料穿透，并使激光束移动而实现切割的方法。（2）水射流切割：是利用高压换能泵产生出的200-400MPa的高压水的水束动能，来实现材料的切割。二、焊接

5、与切割的发展概况及应用（一）焊接与切割技术的发展概况宋代科学家沈括所著梦溪笔谈提到了焊接方法。明代宋应星所著天工开物提到了锻焊和钎焊技术。1892年出现氢氧混合气的气焊技术，只是焊接薄件。1895年发现乙炔和氧，为气焊奠定了基础。20世纪初手工电弧焊机问世，从而开始了手工电弧焊的历程。（二）焊接与切割的应用第二章 金属结构第三章 金属材料的力学性能金属材料的性能：使用性能力学、物理、化学 工艺性能铸造、锻压、焊接、切削加工力学性能：受外力作用下所表现出的性能。不能说：机械性能判据 如： 强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等第一节 强 度 与 塑 性一、强度 strength概念：强度是指金属抵抗

6、永久变形（塑性变形）和断裂 的能力。通过拉伸试验测得大小。见教材P9强度判据：屈服点 （屈服强度）、 抗拉强度屈服点概念：力不增加仍能继续伸长时的应力。用符号：ss 表示ss屈服点的值 单位 ：MPa（兆帕）mega pascal抗拉强度概念：试样拉断前所承受的最大拉应力。用符号：sb表示补充：sbb 表示抗弯强度注：ss 、 sb 是设计与选材的重要依据另：se 表示弹性极限。在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力。二、塑性 plasticity概念：在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力。判据：断后伸长率 、断后断面收缩率断后伸长率 Percentage elongation aft

7、er fracture概念：试样断后标准的伸长量与标准的百分比。用符号 d 表示，读作 代儿特断后断面收缩率概念：断后截面处面积的最大缩减量与原始截面面积百分比。用符号 表示， 读作扑洒哎说明：伸长率和收缩率在实际应用中，一般是用d表示塑性大小。d、 越大，材料的塑性越好。通常认为d<5%脆性材料。第 二 节 硬 度 Hardness硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或 划痕的能力。硬度是衡量材料软硬程度的判据。一、布氏硬度 Brinell Hardness说明：1、压头为淬火钢球用 HBS 表示，数值450 用于测量有色金属、退火或正火钢件 、灰铸铁材料。2、压头为硬质合金

8、用 HBW 表示，数值450650生产中一般不用HBW来测量材料的硬度3、表示法：数字在前、字母在后。如 200HBS I50HBS175HBS； 标注时不要写成HBS=200，或 HBS=150175， 或500HBS ， 不要出现单位；数值差不要超过30。4、不宜测量薄件、成品件。因压痕大。二、洛氏硬度 Rockwell Hardness原理是用120°的金刚石圆锥或尺寸很小的淬火钢球作为压头，在一定的压力作用下，压入材料表面，在指示盘上显示出硬度值大小。 常用的是用符号 HRC 表示。没有单位。 注：GB/T23091规定 有九种表示硬度方法，常见的有A、B、C三种，如HRA、

9、HRB、HRC、HRD、HRE等，因施加压力和压头材料不同而出现了不同的标尺A、B、C、D、E等说明：1、数字在前、字母在后，如45HRC；35HRC38HRC 2、HRC适用范围数值2070；小于或大于这个范围均 为标注错误！如17HRC；75HRC；HRC=1519等。 3、在图纸标注时注意数值差应5，否则为标注错误。 4、适用于测量硬度较高的材料，如淬火钢件；测量成 品件或半成品件。因压痕较小。压头直径1.587mm。第 三 节 冲 击 韧 性 与 疲 劳 强 度一、韧性韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。韧性的判据通过冲击实验来测定。1. 摆锤式一次冲击实验GB22994规定：将材

10、料制成带有V型缺口标准冲击试样。用符号：AKV 表示 J/cm2 说明：韧性值与温度有关；在20左右 可不显脆性，温度 降低后韧 性值减小，易脆断。如 ：碳钢 20以下，易发生脆断。此时的温度称脆性转变温度。2.多次冲击试验注：冲击能量小时，取决于材料的强度； 冲击能量大时，取决于材料塑性。二、疲劳强度第四章、碳素钢及其牌号、用途GB/T133041991规定：钢按化学成分分：非合金钢（碳钢）、低合金钢、合金钢三类。非合金钢是指WC<2.11%，并含有少量Si、Mn、P、S等元素的铁碳合金。（一）、常存元素对碳钢性能的影响 （了解）1、锰 Mn作用：脱氧，FeO还原Fe；与S作用MnS降

11、低热脆性；提高强度、硬度。有益元素2、硅 Si作用：与钢液中FeO生成炉渣，提高钢质量；溶于F中，固溶强化。有益元素。3 、硫 S作用：形成FeS(熔点1190），在晶界 处，在1100 1200 时，压力加工，产生脆裂。“热脆”。有害元素4、磷 P作用：全部溶于F中，固溶强化；、HB，在低温下引起脆断“冷脆”。有害元素（二）、碳钢分类、牌号、用途（掌握内容）1、分类（1）按钢中含碳量多少分：低碳钢Wc < 0.25%中碳钢Wc = 0.25%0.6%高碳钢Wc > 0.6%2、按钢的质量（品质）分：（S、P含量多少）普通碳素钢: S、P较高；Ws0.05%,Wp0.045%优 质

12、 钢: Ws 0.035%, Wp 0.035%;高级优质钢: Ws 0.02%. Wp 0.03%;3、按钢的用途不同分：（1）碳素结构钢 structural steel（2）碳素工具钢 tool steel（3）特殊性能钢 special steel（4）铸 钢 casting steel（三）碳钢的牌号、用途1、碳素结构钢 GB7001988牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法四部分组成。其中质量等级分别用A、B、C、D表示。A的S、P量高，D的S、P量最低，且质量最好。2、优质碳素结构钢S、P含量较低，用于重要零件GB69988规定：牌号用两位数字表示。其中两

13、位数字表示含碳量万分之几。3、碳素工具钢GB129888规定：牌号用“碳”字汉语拼音字首“T”+数字表示。数字表示WC的千分之几。第五章 合 金 钢 alloy-steel一、分类1、按含合金元素量多少：（1）低合金钢W含量<5%（2）中合金钢W含量=5%10%（3）高合金钢W含量>10%2、按用途分：（1）合金结构钢（2）合金工具钢（3）特殊性能钢二、合金元素在钢中的作用（了解）1、与铁作用：固溶于铁素体中，固溶强化，力学性能。2、与碳作用：固溶于铁素体；形成碳化物，HB、b.第一节 合金结构钢牌号：标出 化学元素和含量，含碳量WC一、低合金高强度钢：GB/T15911994 （

14、原：低合金钢）二、合金渗碳钢 GB307799三、合金调质钢 GB/T307799四、合金弹簧钢 GB122284五、滚动轴承钢 （专用）应用在高速运转中。第二节 合金工具钢 GB129985一、合金刃具钢二、量具钢 三、模具钢 GB129985四、高速钢 GB994388 第三节 特殊性能钢 special steel 一、不锈钢 GB122092二、耐磨钢 GB568098 三、耐热钢 1Cr18Ni9Ti 4Cr9Si2 第六章 铸 铁 cast iron 一、什么是铸铁？GB561195一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称，称为铸铁。补充：生铁 ：pigiron 铁矿石在高炉中炼出来

15、的。炼铁（Ironmaking)工艺，分铸造生铁和炼钢生铁（WSi<1.25%)两种；铸造生铁与其他材料一起熔化后，获得的材料，叫铸铁；炼钢生铁通过进一步的熔炼，得到钢材，此过程称炼钢 steelmaking。特点：铸铁有良好的铸造性、耐磨性、减摩性、减振性、切削加工性等优良性能，且制造容易、价格便宜，在工业生产中应用广泛。1、白口铸铁 white cast-iron2、灰口铸铁 gray cast-iron3、麻口铸铁 mottled cast-iron一、铸铁石墨化二、石墨化影响因素第二节 灰铸铁 gray cast一、成分、组织、性能二、灰铸铁的牌号、用途三、热处理第三节 球墨铸铁

16、 nodular graphite cast-iron一、成分、组织、性能二、牌号、用途 GB134888三、热处理第四节 可锻铸铁 malleable cast-iron一、成分、生产过程二、性能、牌号、用途第七章 有色金属及其合金 第一节 铝及铝合金一、纯铝 Al aluminium二、铝合金的分类：三、变形铝合金1、分类、牌号、特点、应用四、铸造铝合金 第二节 铜及其合金一、纯铜：二、铜合金 第八章：焊接工艺基础知识一、焊接接头的种类及接头型式（一）对接接头：两焊件表面构成大于或等于135 °、小于或等于180夹角，即两板件相对端面焊接而形成的接头。对接接头从强度角度看是比较理

17、想的接头形式，也是广泛应用的接头形式之一。常见的对接接头的焊缝轴线与载荷方向相垂直，也有少数与载荷方向成斜角的斜焊缝对接接头。（一）对接接头（二）角接接头两板件端面构成30°135°夹角的焊接接头称作角接接头，角接接头多用于箱形构件。（二）角接接头（三）T形接头T形接头是典型的电弧焊接头，能承受各种方向的力和力矩，这类接头应避免采用单面角焊缝，因为这种接头的根部有很深的缺口，其承载能力低。（四）搭接接头两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接头称为搭接接头。搭接接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头形式。但由于焊前准备及装配工作较为简单，故多用于受力较小且不要求密封

18、性的结构中。搭接接头中，最常见的是角焊缝组成的搭接接头，一般用于12mm 以下的钢板焊接。除此之外，还有开槽焊、塞焊、锯齿状搭接等多种形式。（五）开槽焊搭接接头开槽焊搭接接头，先将被连接件加工成槽形孔，然后用焊缝金属填满该槽，开槽焊焊缝断面为矩形，其宽度为被连接件厚度的二倍，开槽长度应比搭接长度稍短一些。（六）塞焊接头塞焊接是在被连接的钢板上钻孔，用来代替开槽焊的槽形孔，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来。当被连接板厚小于5mm时，可以采用大功率的埋弧焊或CO2气体保护焊直接将钢板熔透而不必钻孔二、对接焊缝坡口的基本形式三、焊缝位置种类1、平焊位置2、横焊位置3、立焊位置4、仰焊位置5、平角焊位

19、置6、仰角焊位置四、焊缝的形状参数1、焊缝宽度：焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度。2、余高：超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高。3、熔深：在焊接接头横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度叫熔深。4、焊缝厚度：在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离，叫焊缝厚度。5、焊脚：角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离，叫做焊脚。6焊缝成形系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度与焊缝计算厚度的比值。7、熔合比：熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比。五、焊接工艺参数及对焊缝形状的影响为了保证焊接质量而选定各项参数，主

20、要有焊接电流，电弧电压，焊接速度，线能量等。1、线能量：指熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量。也叫热输入。单位：焦耳/厘米，焦耳/毫米。计算公式：Q=UI/V 其中：Q-线能量 I-焊接电流（A） U-电弧电压（V） V-焊接速度（cm/s）或（mm/s）例：某焊接参数如下：焊条直径4mm，焊接电流180A，电弧电压24V，焊接速度150mm/min。试计算其线能量是多少？解：线能量Q=UI/VV=150mm/min=150/60=2.5mm/sQ=UI/V=180X24/2.5=1728J/mm(一)焊接电流对焊缝的影响1、焊接电流增加时，电弧的热量增加，因此熔池体积和弧坑深度都随

21、电流而增加。所以冷却下来后，焊缝厚度就增加。2、焊接电流增加时，焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的焊接，则余高不会增加。3、焊接电流增加时，一方面是电弧截面略有增加，导致熔宽增加，另一方面是电流增加促使弧坑深度增加。由于电压没有改变，所以弧长不会改变，导致电弧潜入熔池，使电弧摆动范围缩小，则就促使熔宽减小。由于两者的共同作用，所以熔宽基本上保持不变。（二）电弧电压对焊缝的影响当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减小。因为：电弧电压增加意味着电弧长度的增加，因此电弧摆动范围扩大而导致焊缝宽度增加。其次是弧长增加后，电弧的热量损失加大，

22、所以用来熔化母材和焊丝的热量减小，相应的焊缝厚度和余高就略有减小。（三）焊接速度对焊缝的影响焊接速度对焊缝的厚度和宽度有明显的影响。当焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝宽度都大为下降。因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少。第九章：气焊与气割一、气焊的定义 气焊是利用可燃气体与助燃气体氧混合燃烧形成的火焰，将被焊材料局部加热到熔化状态，另加填充金属而进行的一种焊接方法。 二、气割的定义 气割是利用可燃气体与氧燃烧时放出的热量将金属预热到燃点，使其在纯氧气流中燃烧，并利用高压氧流将燃烧的氧化熔渣从切口中吹掉，从而达到分离金属的目的。 常用金属的熔点气焊与气割用材料一、氧气（O2 ）1.

23、氧气的性质 氧气是一种无色、无味、无毒气体，在标准状态（0，0.1MPa）下的密度是1.429kg/m3 ,比空气重（空气为1.293kg/m3 ）。当温度降到-183时可由气态变成浅蓝色的液态，当温度降到-218时液态氧就会变成浅蓝色的固态。2. 氧气的制取 (1) 化学方法 加热氯酸钾、高锰酸钾制取氧气； (2) 水电解法(3) 空气分离法3. 对氧气纯度的要求 工业用氧气分为两个等级，其中，一级纯度不低于99.2；二级纯度不低于98.5。对一些质量要求较高的气焊应采用一级纯度的氧气。气割时，延期纯度应不低于98.5。二、乙炔 (C2H2 )1. 乙炔的性质 乙炔是气焊气割中最常用的一种可

24、燃气体，它具有低热值、火焰温度高、火焰对金属无有害化学作用、制取方便等特点。乙炔燃烧的火焰温度可高达31003200。乙炔是一种易燃易爆的气体，当压力超过0.15MPa时很容易发生爆炸。如果气体温度达到580 600，乙炔就会自行爆炸。当乙炔的含量在2.281范围内与空气形成的混合气体，或乙炔的含量在2.890范围内与氧气形成的混合气体，遇明火都会立即爆炸。 工业用乙炔，主要利用水分解电石（CaC2 ）产生，其化学反应如下： CaC2+2H2O C2H2 + Ca(OH)2 +Q 气焊火焰的种类1）中性焰：最适宜气焊工作，如焊接低碳钢、中碳钢、低合金钢、紫铜、铝合金等。2）碳化焰：通常用于焊接

25、高碳钢、铸铁、硬质合金等。3）氧化焰：除焊接黄铜之外，一般很少使用。几种火焰的特点1）中性焰：是氧与乙炔体积的比值为1.1-1.2的混合气燃烧形成的气体火焰,中性焰有三个明显的区域,分别为焰芯、内焰和外焰。焰芯呈尖锥形，色白而明亮，轮廓清楚。内焰处在焰芯前2-4mm部位，燃烧激烈，温度最高，可达3100-3150度。外焰处在内焰的外部，外焰的颜色从里到外由淡紫色变为橙黄色。2）碳化焰：是氧与乙炔的体积的比值小于1.1时的混合气燃烧形成的气体火焰，碳化焰也分为三个部分，焰芯、内焰和外焰。碳化焰的火焰比中性焰的长而柔软，而且随着乙炔的供给量的增加，碳化焰就变得越长，越柔软，其挺直度越差。碳化焰的焰

26、芯较长，呈蓝白色，外焰特别长，呈橘红色。3）氧化焰：是氧与乙炔的体积的比值大于1.2时的混合气燃烧形成的气体火焰。氧化焰的焰芯呈淡紫色，轮廓不明显，外焰呈蓝色，火焰挺直，燃烧时发出急剧的嘶嘶声。氧气的比例越大，则整个火焰就越短，噪声就越大。氧化焰的温度可达到31003400度。气割时通常使用氧化焰。氧气瓶的安全使用要点1、严禁接触和靠近油品及其它易燃品，严禁与乙炔等可燃气体的气瓶混放在一起或者同车运输，必须保证安全的距离。2、夏季使用时要放在阴凉地点或采取防晒措施，不得靠近热源。3、瓶内气体不得用尽，必须留有0.10.2MPA的余压.4、瓶体要装防振圈，应轻装轻缷，避免受到剧烈震动和撞击，以防

27、止因气体膨胀而发生爆炸。5、储运时，瓶阀应戴安全帽，防止损坏瓶阀而发生安全事故。6、不得手掌满握手柄开启瓶阀，且开启速度要缓慢，开启瓶阀时，人应在瓶体一侧且人体和面部应避开出气口及减压器的表盘。7、瓶阀冻结时，可用热水或蒸气加热解冻，来禁敲击或火焰加热。8、现场使用的氧气瓶（及其它瓶体）应直立或放置在专用的瓶架上，或放在比较安全的地方，并安放牢固，防止倾倒。焊炬与割炬的安全使用1、使用前必须检查射吸能力、是否漏气及喷嘴的畅通情况。2、点火时以先少量开启氧气阀，再开启乙炔阀点火为宜。如果只开启乙炔阀点火，则会产生碳质烟灰污染环境，但氧气阀开启过大则会产生回火。3、焊接与切割过程中发生回火时，应迅

28、速关闭氧气阀。回火熄灭后，如焊、割炬过热，应等其冷却后再重新点火。4、工作结束熄灭火焰时，焊炬应先关乙炔阀，再关氧气阀，割炬应先关切割氧气阀，再依次关闭乙炔、预热氧气阀。5、焊炬、割炬均不得沾染油脂。6、输气软管与焊炬、割炬的接头，应连接牢固且不漏气。如果在焊接与切割过程中乙炔气管接头漏气或脱开，则会因乙炔气着火烧伤人员或引起火灾。7、焊炬、割炬应妥善保管，以防损伤漏气。第十章：焊条电弧焊焊接电弧：是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约36%，弧柱约21%。温度：用钢焊条焊钢材时 阳极区2600K 阴极区2400K 电弧中

29、心60008000K使用直流电源焊接时有正接、反接两种： 正接：正极接工件工件温度可稍高一些。反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K。焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为5090V，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为1635V。 焊条电弧焊焊条电弧焊（即手工电弧焊）适于高强度钢、铸钢、铸铁、和非铁合金，其焊接接头可与工件的强度相近，是焊接生产中应用最广泛的焊接方法。一、焊条电弧焊的焊接过程电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高温，电弧热使工件、焊芯同时熔化，形成熔池。同时药皮熔化和分解。 药皮熔化进入熔池发生反应形成熔渣保

30、护熔化金属。 药皮分解CO2,CO,H2等气体围绕在电弧周围保护熔化金属。焊缝质量有很多因素决定，如母材 金属和焊条质量、焊前的清理程度、 焊时电弧的稳定情况、焊接参数、 焊接操作技术、焊后冷却速度、以 及焊后热处理等。对手工弧焊电源的基本要求1、弧焊电源的外特性：在稳定状态下，弧焊电源的输出电压与输出电流的关系，称为弧焊电源的外特性。（解释）P67。2、弧焊电源的动特性：指弧焊电源对有陡降外特性焊接电弧的工作状态发生变化时适应的能力。P67。3、弧焊电源的空载电压：交流手工弧焊机为6585V，直流手工电弧焊机为5590V。4、弧焊电源的调节特性：要求弧焊电源所提供的焊接电流具有一定的调节范围

31、，并能方便、灵活、可靠的进行调节。对电弧焊机的安全要求1、电焊机各导电部位之间要有良好的绝缘。2、电焊机的电源输入线及二次输出线的接线柱必须要有完好的隔离防护罩等，且接线柱应牢固不松动。3、电焊机外壳应有良好的保护接地装置，并有明显的接地标志。4、调节焊接电流、电压表的手柄或旋钮等，必须与焊机的带电体有可靠的绝缘，且调节方便、灵活。焊条的介绍涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极叫做焊条。一、焊条的作用及对焊条的要求 1. 焊条的作用 （1）作为电极传导电流而产生电弧，为焊接提供所需热量； （2）熔化后作为填充金属过渡到熔池，与熔化的焊件金属熔合，凝固后形成焊缝。2. 对焊条的要求（1）容易引弧并保持

32、电弧稳定，在焊接过程中不应有过多的烟雾和过大的飞溅，并尽可能适合交、直流电源两用和各种位置的焊接。 （2）药皮熔化速度应均匀，无整块脱落现象，且稍慢于焊条芯的熔化速度。 （3）熔渣的密度应小于液体金属的密度，凝固温度也应比液体金属稍低。 （4）具有向焊缝过渡合金和冶金处理作用。二、焊条的组成 焊条是由焊芯与药皮两部分组成的，其构造如图212所示。1. 焊芯焊芯的作用：（1）传导电流维持电弧；（2）熔化后作为填充金属进入焊缝。 常用的碳钢与低合金钢焊条一般采用低碳钢焊丝做焊芯，分为H08、H08A和H08E三个质量等级。三种焊丝的化学成分分列与表2-2，其中在焊条制造中H08A应用最多。2. 药

33、皮焊条药皮是指压涂在焊芯表面上的涂料层。 （1）焊条药皮的作用 a、机械保护的作用； b、冶金处理的作用； c、使焊条具有良好的工艺性能。 （2）药皮的组成 稳弧剂、脱氧剂、造渣剂、造气剂、合金剂、稀释剂、粘结剂与成形剂八类。 （3）焊条药皮的类型 氧化钛型、氧化钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型、石墨型、盐基型。三、焊条的分类、型号及牌号1. 焊条的分类（1）按焊条的用途分 a、结构钢焊条 b、钼和铬钼型 c、不锈钢焊条 d、堆焊焊条 e、低温钢焊条 f、铸铁焊条 g、镍及镍合金焊条 h、铜及铜合金焊条 i、铝及铝合金焊条 j、特殊用途焊条 （2）按焊接熔渣的碱度分 a、酸性焊条

34、b、碱性焊条 （3）按焊条药皮的类型分 可分为：氧化钛型焊条、钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条和低氢型焊条等。2. 碳钢焊条型号的编制方法 焊条型号是指国家标准中规定的焊条代号。GB511785碳钢焊条中，规定焊条型号编制方法是（E××××）： 字母“E” 表示焊条；第一、二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位kg/mm2； 第三位数字表示焊条的焊接位置； a、“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接 b、“2”表示焊条适用于平焊及横角焊 c、“4”表示焊条适用于向下立焊 第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。完整的焊

35、条型号举例（幻灯片117片）。 3. 焊条的牌号 焊条牌号是对于焊条产品的具体命名，是由焊条生产厂家制定的。 焊条牌号的编制方法是： 牌号最前面的字母表示焊条各大类；第一、二位数字表示各大类焊条中的若干小类，例如对于结构钢焊条则表示焊缝金属的不同强度级别； 第三位数字表示焊条药皮类型和焊接电源种类。 举例，通常所使用的“J507”就是焊条牌号（符合GB5117-85E5015型）其含义如下： J 50 7 低氢型药皮、直流 表示焊缝金属的抗拉强度不低于 490MPa（50kgf/mm2） 表示结构钢焊条四、常用碳钢焊条碳钢焊条是指用于焊接低碳或中碳结构钢的焊条，生产中应用的最多。碳钢焊条的药皮

36、类型虽然很多，但生产中常用的是钛钙型与低氢型两种。 1. 钛钙型焊条（酸性焊条） a、药皮组成：氧化钛、硅酸盐及大理石等。 b、熔渣组成：TiO2、SiO2、和CaO组成。 常用钛钙型碳钢焊条型号：E4303、E5003。 c、 优点：电弧稳定、可交直流两用；脱渣容易、熔池适中，飞溅少，焊接时产生的有害气体少，适用于全位置焊接。 d、缺点：焊缝金属的力学性能（主要是塑性、韧性）和抗裂能力较差2. 低氢型焊条（碱性焊条） a、药皮组成：大理石、萤石及铁合金等。 b、熔渣组成：CaO和CaF2组成。 常用低氢型碳钢焊条型号：E××15、E××16。 c、特点

37、： 熔渣的氧化性很弱，又具有一定的脱硫能力，因此焊缝中的含氧量、含硫量也都较低，这就保证了其焊缝力学性能及抗裂能力均优于酸性焊条。 d、缺点：工艺性能差，表现在电弧不够稳定，必须用直流电源；飞溅较大，焊缝表面纹路粗糙，脱渣亦较困难；焊接时会产生有害气体，在通风不良的环境中施焊对焊工健康有一定的影响。五、焊条的选用与保管1. 焊条的选用（1）低碳钢、低合金结构钢主要用于制造各种受力构件，选择焊条时主要考虑焊缝的力学性能不低于被焊材料。这个原则称为等强度原则。（2）根据结构的重要性，尺寸及复杂程度确定焊条药皮类型。（3）焊条选定后，使用前必须按说明书规定的温度与时间进行焙烘。2. 焊条的贮存与管理

38、完整的焊条型号举例： E 50 1 5 表示焊条药皮为低氢钠型，适用直 流反接焊接 表示焊条适用于全位置焊接 表示熔敷金属的抗拉强度最小值为 50kgf/mm2 表示焊条六、焊条电弧焊操作技术一、引弧和运条：1、引弧：焊接电弧是在焊条与工件之间产生的强烈、持久又稳定的气体放电现象。焊接引弧时，焊条和工件瞬间接触形成短路，强大的电流产生强烈电阻热使接触点熔化甚至蒸发，当焊条提起时，在电场作用下，热的金属发射大量电子，电子碰撞气体使之电离，正、负离子和电子构成电弧。焊条电弧焊采用接触法引弧，主要有划擦法和撞击法两种。划擦法是将焊条引弧端对准待焊部位的焊缝或坡口面，利用腕力轻轻划擦一下（划擦距离10

39、15mm），并将焊条提起24mm，电弧即可引燃，此法特别适用于碱性焊条。撞击法是将焊条引弧端对准待焊部位，轻轻触击并将焊条适时提起24mm，即可引燃电弧。2、运条：主要有三个方向的运动，一是朝熔池方向逐渐送进焊条，二是沿焊缝方向均匀移动，三是横向摆动。在焊接过程中有多种不同的运条方法，主要有以下七种。（1）直线型运条法：（2）直线往返运条法：（3）锯齿形运条法：（4）月牙形运条法（5）三角形运条法（6）圆圈形运条法（7）八字形运条法二、焊缝的起头、收尾和接头1、焊缝的起头P792、焊缝的收尾3、焊缝的接头P80（1）中间接头（2）相背接头（3）相向接头（4）分段退焊接头手工电弧焊的安全操作技术

40、要求1、电弧焊机必须有良好的绝缘和可靠的保护接地或接零装置。2、焊机的电源线必须有足够的导电截面积和良好的绝缘，且不宜过长。铁壳开关的外壳和焊机的接地线均要有足够的截面积。3、焊接回路线应用焊接电缆线，绝缘应良好。焊钳的绝缘部分必须良好、完整。4、操作行灯电压应采用36V以下的安全电压。5、在狭小的容器内焊接，应加强绝缘措施，采用有效通风，防止有害气体和烟尘对人体侵害，焊接作业的现场应有人监护。6、焊接现场应距离易燃易爆物品10米以上。雨天禁止露天作业。7、严禁在有压力的容器、管道上进行焊接作业。8、正确合理的使用劳动防护用品。上装不应束在裤腰里，清除焊渣应戴防护镜。9、高处作业，脚手架应牢固

41、，应使用合格的安全带，焊接作业点一下方及一定的范围内不应有人员和易燃易爆物品。10、焊接作业结束后，应将焊钳放在不会发生短路的地方，并及时切断电源，检查焊接现场周围是否存在不安全的因素等。第十一章：各种金属的焊接碳钢的焊接1.低碳钢：焊接性能优良，可采用任何一种焊接方法。低碳钢含碳量0.25没有淬硬、冷裂倾向，焊接性良好；通常无须热处理。（1）需预热焊件（100150）； （2）或用大电流多层焊； （3）焊后进行去应力退火或正火。 低碳钢适宜各种焊接方法。应用较广有：焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、电渣焊和电阻焊。中、高碳钢W c>0.25以上，属淬硬钢，含碳量增加，淬硬、裂纹倾向增

42、加，焊接性明显变差。 为此措施有： 1.选用合适的焊条(选用细焊条)； 2.焊前预热；开坡口；小电流； 3.多层焊及焊后缓冷等。高碳钢：焊接性能差，采用焊条电弧焊对其补焊，应预热。合金结构钢的焊接合金结构钢分为机械制造用合金结构钢和低合金高强度钢（工程:桥梁、建筑、车辆、船舶等用钢） 低合金高强度钢焊接特点： 淬硬和裂纹倾向增大！ 焊接方法与工艺： 一般按（屈服）强度分等级，常用焊条电弧焊和埋弧焊焊接，其焊接材料选用如下表：不锈钢的焊接不锈钢按空冷后室温组织不同可分为： （1）马氏体型（M）不锈钢（3Cr13）； （2）铁素体型(F)不锈钢（1Cr17）； (3)奥氏体型(A)铬镍不锈钢（1C

43、r18Ni9或Cr25Ni20） 但应用最广的是奥氏体型铬镍不锈钢。 奥氏体型不锈钢焊接性良好，一般不需要采取特殊的工艺措施，通常应用焊条电弧焊、钨极氩弧焊或埋弧焊。关键焊条（丝）要对应于被焊母材化学成分类型相同。铸铁的焊补(！) 铸铁含碳高，塑性差，属于焊接性很差的材料。 生产中对于铸铁主要是焊补铸铁在焊补中的表现：（三易特点）易生白口、易生裂纹、易生气孔 根据铸铁的焊接表现，铸铁的焊补常采用方法有： 气焊、焊条电弧焊（个别大件可用电渣焊）。 铸铁焊补按焊前是否预热可分为：热焊法和冷焊法一、热焊法 焊前预热（600700），焊后缓冷。能防止白口和裂纹，焊质好；焊后可切削。但成本高，劳动条件差

44、。 对铸铁进行热焊补使用气焊比较方便。专用铸铁棒焊条，配以CJ201气焊焊剂。二、冷焊法 焊补前工件不预热（或<400）。冷焊法方便、灵活、效率高、成本低、劳动条件好。冷焊法关键：焊条的选用。 冷焊法以焊条电弧焊为多。关于冷焊法焊条选用： 1.一般非加工面焊补，选钢芯或铸铁芯铸铁焊条； 如： E5016、高钒Z116； 2.重要铸件加工面的焊补，选镍基铸铁焊条； 如 EZNi (Z308)； 3.焊后须加工的灰铁件的 焊补，选铜基铸铁焊条； 如： EZNiCu (Z508)。有色（非铁）金属焊接一、铜及铜合金的焊接 铜及铜合金的焊接比低碳钢困难的多， 其特点： （1）难熔合；（2）易变形

45、。原因：铜导热性很高（纯铜为低碳钢的8倍）， 散热快，难焊透；液态铜易氧化生成Cu2O与铜的低熔点共晶体，是造成开裂的原因； 液态铜易吸气生成气孔；等等。 铜及铜合金的焊接常采用氩弧焊、气焊、焊条电弧焊、埋弧焊和钎焊等。其中氩弧焊主要用于焊接紫铜和青铜；气焊用于焊接黄铜件多。铝及铝合金的焊接 铝及铝合金的焊接主要问题是： （1）氧化； （2）气孔。还有：铝合金焊接加热时从固相到液相无颜色的变化！又易软化塌陷！焊铝难！一般用气焊，须经验丰富焊铝的理想 方法是氩弧焊。第十二章：氩弧焊1. 氩弧焊 保护气体有氩气（Ar）和氦气（He），或其混合气体，分别称为氩弧焊和氦弧焊及混合气体保护焊。 氩弧焊分

46、为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊，如图4-8所示。（1）钨极氩弧焊：电极材料可用纯钨或钨合金，一般采用铈钨极，其在焊接过程中不熔化，故需采用焊丝。焊接电流较小，适于薄板焊接。钨极氩弧焊一般采用直流正接，以减少钨极烧损，但焊接铝、镁金属时，为去除氧化物而利用“阴极破碎”可采用直流反接。（2）熔化极氩弧焊采用焊丝作为电极，可使用大电流，适于中厚板焊接。熔化极氩弧焊一般采用直流反接。氩弧焊适于焊接铝、镁、钛及其合金，稀有金属锆、钼，不锈钢，耐热钢，低合金钢等。 2氩弧焊的特点（1）焊缝质量较高 由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护层，使高温下被焊金属中的合金

47、元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。（2）焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。（3）可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊。（4）操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。3氩弧焊的分类钨极氩弧焊设备手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系统、控制系统和冷却系统等部分组成 1-焊件 2-焊枪 3-遥控盒 4-冷却水 5-电源与控制系统 6-电源开关 7-流量调节器 8-氩气瓶焊枪焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统。焊枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分为气冷式和水冷式。当所用焊接电流小于150A时，可选择气冷式

48、焊枪 见下图。 1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-枪体 4-短帽 5-手把 6-电缆 7-气体开关手轮 8-通气接头 9-通电接头 焊接电流大于150A时，必须采用水冷式焊枪见下图：1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-导流件 4、8-密封圈 5-枪体 6-钨极夹头 7-盖帽 9-船形开关 10-扎线 11-手把 12-插圈 13-进气皮管 14-出水皮管 15-水冷缆管 16-活动接头 17水电接头常见的焊枪喷嘴形状示意图氩气流量调节器 起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流量调节器的外形如右图。 冷却系统 用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时

49、，必须通水冷却，并以水压开关控制。 钨极氩弧焊的焊接材料钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝1）纯钨极 其牌号是Wl、W2，纯度99.85%以上。纯钨极要求焊机空载电压较高，使用交流电时，承载电流能力较差，故目前很少采用。为了便于识别常将其涂成绿色。2)钍钨极 其牌号是WTh-10、WTh-15，是在纯钨中加入12%的氧化钍(ThO2)而成。钍钨极电子发射率提高，增大了许用电流范围，降低了空载电压，改善引弧和稳弧性能，但是具有微量放射性。为了便于识别常将其涂成红色。3)铈钨极 其牌号是Wce-20，是在纯钨中加入2%的氧化铈(CeO)而成。铈钨极比钍钨极更容易引弧，使用寿命长，放射性极低

50、，是目前推荐使用的电极材料。为了便于识别常将其涂成灰色。钨极的规格：长度范围供给，在76610mm之间；常用的直径为0.5、1.0、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、 6.3、8.0、10mm多种。钨极端部的形状 a) 圆锥形b)圆台形 c)球形氩气氩气 惰性气体，氩气的密度比空气大，可形成稳定的气流层，覆盖在熔池周围，对焊接区有良好的保护作用。氩弧焊对氩气的纯度要求很高，按我国现行标准规定，其纯度应达到99.99% 焊接用氩气以瓶装供应，其外表涂成灰色，并且标注有绿色“氩气”字样。氩气瓶的容积一般为40L，最高工作压力为15MPa。使用时，一般应直立放置。 焊丝氩弧焊用焊丝主要

51、分钢焊丝和有色金属焊丝两大类。焊丝可按GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳、低合金钢焊丝和YB/T5092-1996焊接用不锈钢焊丝选用。焊接有色金属一般采用与母材相当的焊丝。氩弧焊用焊丝直径主要有0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.4、2.5、4.0、5.0、6.0mm等十余种规格，多选用直径2.04.0mm的焊丝。焊接电源的种类和极性钨极氩弧焊可以采用交流或直流两种焊接电源，采用哪种电源与所焊金属或合金种类有关；采用直流电源时还要考虑极性的选择。a）直流反接 b）直流正接 采用直流反接时，焊件是阴极，质量较大的氩正离子流向焊件，撞击金属熔池表面，可将铝、镁等

52、金属表面致密难熔的氧化膜击碎，这种现象称为“阴极破碎”作用。但是直流反接时，钨极因接正极温度较高，容易过热或烧损。所以，铝、镁及其合金一般不采用直流反接，而应尽可能使用交流电进行焊接。采用直流正接，没有“阴极破碎”作用，故适用于焊接不锈钢、耐热钢、钛、铜及其合金。 钨极直径与焊接电流钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流通常根据焊件的材质、厚度来选择。不锈钢和耐热钢手工氩弧焊焊接电流电弧电压电弧电压主要由弧长决定。电弧长度增加，容易产生未焊透的缺陷，并使保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量控制电弧长度，一般弧长近似等于钨极直径。焊接速度通常是由焊工根据熔池的大小、形状和焊件熔合情况随时调节。过快的焊接速度会使气体保护氛围破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔；焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。 氩气流量与喷嘴直径喷嘴直径的大小，直接影响保护区的范围，一般根据钨极直径来选择。按生产经验：2倍的钨极直径再加上4mm即为选择的喷嘴直径。 流量合适时，熔池平稳，表面