手工电弧焊教案

1、手工电弧焊教案 课程名称：焊接课程类型课时数2.5天 授课教师：万木春 授课专业：机电一体化、机械CAD、模具设计与制造、数控技术 教学大纲： 编写单位机电工程系编写时间2009.08 教学方式： 现场教学法 引导示范法 录象辅助法 教学手段： 理实结合，手脑结合 互动式教学法 教学目的与要求：了解常见的焊接设备的名称和功用，焊接材料的名称、牌号和作用。掌握焊条电弧焊（手弧焊）工艺，焊条角度和运条方法对焊接质量的影响，焊接缺陷和变形，以及安全技术。 了解常用焊接接头型式、坡口型式，了解不同空间位置的焊接特点。 熟悉气焊设备的组成及作用。 能初步进行焊条电弧焊（手弧焊）的平焊操作。 了解焊接生产

2、的安全规范、环境保护措施以及简单的经济成本分析。 教学内容： 一、焊接概述： 1 基本概念： 焊接是通过加热或加压，或者两者并用，用或不用填充材料，使焊件形成原子间结合的一种加工方法。 目前，焊接的种类非常多，按照被焊金属和工艺特点的不同，可以分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。 1）熔化焊：是将焊件连接处加热至熔化状态（有时另加填充材料）形成共同熔池，然后冷却凝固连接成一个整体。常见的熔焊方法有气焊、电焊、高能焊等。 2）压力焊：是对焊件连接处施加压力，或者既加热又加压，使接头处紧密接触并产生塑性变形，通过原子间结合而使之形成一个整体。如摩擦焊、扩散焊、电阻焊等。 3）钎焊：是采用比母材熔点低的

3、金属材料作钎料，加热到高于钎料熔点而低于母材熔点的温度，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焊接。 电弧焊也叫电弧熔化焊，由于焊接时是手持焊具、利用电弧作为热源来熔化金属，实现焊接，所以也叫手工电弧焊”，简称为手弧焊。 2 电弧焊原理： 电弧焊是利用电弧放电发热的原理，将焊条和工件局部加热熔化，使两块分离金属的结合面实现原子间结合和扩散，冷凝后使其连成为一体。电极可以是金属丝、钨极、碳棒或焊条，手弧焊使用焊条作电极。 经测定，电弧的放热可分为三个温度不同的区域：阳极区、阴极区和弧拄区（见挂图）；其中阳极区的温度约为2600，阴极区温度约为2400，而弧拄区的温度最高可达500

4、08000，在此高温下，足以瞬间溶化任何熔点的金属材料，实现焊接。 3手弧焊工作过程： 手弧焊的工作过程如右图所示。焊接前，要先把工件和焊钳分别接到焊机的两个电极上，并用焊钳夹住焊条；焊接时先将焊条与工件瞬时接触，随即将其轻轻提起，在焊条和工件之间便会产生电弧；电弧热将焊条和工件接头处熔化，形成一个熔池，随着焊条沿焊缝的方向向前移动，新的熔池不断产生，先熔化的金属迅速冷却、凝固，形成一条牢固的焊缝，最终使两快分离的金属连成一个整体，完成焊接。 4手弧焊的特点及应用： 手弧焊的特点是：设备简单、操作灵活、适用于焊接2毫米以上的工件及各种焊缝位置的焊接，广泛应用于机械、电子、冶金、化工、交通等各种

5、工业领域。 二、电焊条： 焊条在焊接时，既要传导电流，使焊条和工件局部熔化，熔化后又要与液态金属进行一系列冶金反应，随后冷却凝固成焊缝金属和熔渣。所以，焊条的质量对焊缝的质量影响很大。 1焊条的组成及功用： 焊条主要由条芯和药皮两部分组成。其作用分别为： 条芯：传导电流，填充金属焊缝。 药皮：稳弧、制气、造渣、脱氧，对熔化金属起保护作用。 由于药皮在焊接过程中起到引燃、稳燃和防止焊接表面氧化等重要作用，所以希望大家在使用电焊条时要保护好药皮，不要出现损坏、浪费焊条的现象。 2焊条的分类： 按用途可分为：结构钢、耐热钢、低温钢、铸铁、不锈钢、铜合金、铝合金等多个品种的电焊条。条芯为专业冶炼轧制后

6、经拉拔而成，其材质应符合国家标准。 按药皮的成分可分为：酸性焊条和碱性焊条。其成分主要有：矿石；金属合金；化工制品；有机物等。 3常用焊条的牌号及含义： 例1：J 422 代表含义如下： 2-表示钛钙型药皮（酸性），交直流两用。 42-表示焊缝的抗拉强度最低值为42公斤毫米2。 J-表示结构钢用途的电焊条。 例2：J 507 代表含义如下： 7-表示低氢型药皮（碱性），直流用。 50-表示焊缝的抗拉强度最低值50公斤毫米2。 J-表示结构钢用途的电焊条。 4焊条的规格： 焊条的规格由条芯直径大小决定，常见的有1.5、2、2.5、3、3.2、4、5、6毫米等，长度为250450毫米；表示方法为“

7、直径长度”，例如：3.2350。 5焊条型号： 焊条型号是按熔敷金属的抗拉强度，焊接位置和焊接电流种类划分，以英文字母E后面加四个数字表示。如E4303，E是指焊条；43是指熔敷金属的抗拉强度最小值为43kgf/mm2(430Mpa)；0是指焊接位置为全位置焊接，包括平焊，立焊，仰焊，横焊均可；3是指电源种类为交流弧焊机和直流弧焊机均可。三、手弧焊设备及工具： 1 焊机种类： 手工电弧焊机按电流特性分为交流和直流两大类；按构造不同可分：变压降压器式、直流发电机式和整流式弧焊机三种。不管那种手弧焊机都应具有：下降的外特性、良好的电弧静特性和较灵活的电流调节性等特点。 2 焊机型号： ZX5-31

8、5-2整流式直流焊机 2-代表第几代产品 315-额定电流 5-表示产品序号 X-表示下降的外特性 Z-表示整流式直流焊机 焊机的型号一般用“字母 + 数字”来表示，其代表含义见下表所示： 3直流焊机的接线方法： BX3-315-2交流弧焊机 2-代表第几代产品 315-表示额定电流(A) 3产品序号 X-表示下降的外特性 B-表示变压器式 直流焊机的接线方法主要有两种：当工件接正极，焊条接负极时为正接法；若工件接负极，焊条接正极则为反接法。由于电弧正极区的温度高，负极区的温度低，因此正接时，可用于焊接黑色金属；反接法用于焊接有色金属和薄钢板。但当使用碱性焊条时，只能采用反接法。 4焊钳和面罩

9、： 焊钳是用于夹持焊条和传递电流的；面罩则是用于观察焊接情况及保护眼睛和面部，以免被弧光烧伤，其结构见实物。 四、焊接工艺知识： 1接头形式：常用的焊接接头形式有对接，搭接，角接，T形接头。实例：工字钢的拼接。 2坡口形式：为了保证焊接强度，焊接接头处必须熔透。因此对于厚板必须将接口边缘加工成一定形状的坡口以保证焊透。如V型、U型、X型坡口等。坡口底部留有钝边的作用。 3焊接位置：分为平焊，立焊，横焊和仰焊。 4焊接规范：焊接参数，如焊接电流、焊条直径等 实际手弧焊操作时的焊接工艺主要为：平焊对接、不开坡口；焊接参数：焊接电流100130A，焊条型号E4303 （J 422），焊条直径3.2m

10、m。 6应用：手弧焊操作灵活方便，设备简单。适于焊接各种碳钢，低合金钢，不锈钢，耐热钢，高强钢，铸钢，铸铁等。是焊接生产中应用最广泛的一种焊接方法。 五、操作安全事项： 由于电焊属带电、高温、强光、产生有害气体的工种；因此，操作时必须刻注意安全，防止出现伤害事故。其注意要点如下： 1防触电：焊机电源为220伏或380伏，未经有关部人员同意，不准随意拆卸电源或焊机。出现异常，应停止使用，并及时报告。 2防爆、防燃：在焊接现场禁止放置易燃易爆的油类和可燃气体，如汽油、酒精、油漆、乙块、氧气等。 3防弧光：焊接时产生的强光、紫外线对人体皮肤、眼睛都有伤害，因此必须穿戴劳保用品。 4防有害气体：焊接过

11、程中产生的金属粉尘和气体，对人体有害,因此，焊接必须在通风的环境下进行。 六、操作技术： 焊接操作时要首先了解相关安全规范，熟悉操作规程，正确使用接线法，选择合适的焊条和电流，准备好劳保和安全防护用品后，方可进入工位进行操作。具体操作方法为： 1引弧：引弧有两种方法：摩擦引弧法-焊条在工件表面迅速划动，即可产生电弧；接触引弧法-焊条在工件表面敲击也会产生电弧。引弧后应控制好电弧长度，一般为2-3毫米，注意防止焊条与工件粘连。 2运条：电弧稳定后，焊条应朝焊缝方向均速移动，移动时一般不摆动；但若焊缝较宽或较深，可按“之”字形或“螺旋”形运弧。 3收弧：一根焊条焊完后，或一条焊缝焊完后，要及时断掉电弧，因此收弧也叫断弧。需要收弧时，只要抬高手臂，让焊条到工件的高度超过电弧的放电距离，电弧就会自然熄灭，焊接操作也就随之结束。 七、常见焊接缺陷： 焊接缺陷是指焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良等各种现象。熔焊常见的焊接缺陷有： 焊缝尺寸不合格：焊缝表面高低不平、焊缝宽窄不齐、尺寸过大或过小、角焊缝单边以及焊角尺寸不合格等。 夹渣：夹渣是指残留在焊缝中的熔渣。