金属焊接切割作业复审课件

金属焊接切割作业（复训）戴文雄金属焊接切割作业（复训）戴文雄1§⒈知识回顾1.焊接的定义：被焊工件(同材质或者不同材质)通过加热或加压(或两者并用),采用或不用填充金属,使被焊工件达到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程。2.焊接的特点：优点：连接性能好；省工省料；重量轻；可简化工艺；不可拆卸。缺点：焊接接头组织和性能发生变化；产生焊接应力、变形和缺陷。§⒈知识回顾1.焊接的定义：23.焊接的分类按焊接过程中金属所处的状态不同可分为：熔化焊、压力焊、钎焊三大类。熔化焊主要有：电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。压力焊主要有：爆炸焊、摩擦焊、高频电阻焊、超声波焊、锻焊等。钎焊主要有：火焰钎焊、盐浴钎焊等。3.焊接的分类按焊接过程中金属所处的状态不同可分为：34.焊接的应用焊接在机械制造中是一种十分重要的加工工艺。据工业发达国家统计，每年用于制造焊接结构的钢材占钢总产量的70％左右。焊接不仅能解决各种钢材的连接，而且还能解决有色金属和钛、锆等特种金属材料的连接。焊接既能连接异种金属，又能连接厚薄相差悬殊的金属。因而已广泛地应用于机械、汽车、船舶、石油化工、电力、建筑、核能、海洋工程、航空航天、电子等工业领域。随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术进步很快,到现在焊接方法已发展到数十种之多。4.焊接的应用焊接在机械制造中是一种十分重要的加工工艺。据45.焊接的应用实例①5.焊接的应用实例①5①“鸟巢”，北京奥运会主体育场——国家体育场“鸟巢”总重达4.2万吨的钢结构，全部要通过焊接完成。为此，在工地上流传着一个形象的比喻，叫做“焊绣鸟巢”，即“鸟巢”是用焊接绣出来的“窝”。在全国范围内精挑细选了500名焊工精英。“鸟巢”是当今世界上跨度最大的钢结构体，南北轴长为333米，长轴方向外立面最高点为41米，呈上弦状；东西宽298米，宽轴外立面最高点为68米，呈下弦状；内圆长为182米，宽为124米。焊接的Q460E板厚达到110mm，这在世界上是首次大板厚、大规模使用。一个柱脚需要12个焊工24小时不停的焊，焊两天两夜才焊好一条缝。①“鸟巢”，北京奥运会主体育场——国家体育场“鸟巢”总重达6②长江三峡水利枢纽工程②长江三峡水利枢纽工程71.世界最大的电站。三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量846．8亿千瓦时2.其不锈钢水轮机转轮直径达到了10.07米，重量达500吨，上冠、下环和叶片不仅需要大容量的不锈钢冶炼3.三峡机组部件结构尺寸大(转轮直径为10.07m，主轴直径3815mm)，材料厚度大(转轮叶片最大厚度为320mm，座环与蜗壳过渡板厚度为100mm，主轴焊缝厚度185mm)，结构刚度大，焊接难度大4.三峡转轮叶片(包括坡口)全部采用数控加工，坡口规则，所有焊缝均采用熔化极混合气体保护焊。

5.永久船闸有南北两线上下五级24扇闸门，每扇门高37.5米，宽20.5米，为世界上最大的闸门。焊接成功。1.世界最大的电站。三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量8世界最大的闸门——三峡工程永久船闸焊接成功世界最大的闸门——三峡工程永久船闸焊接成功9世界上最大的混流式水轮机世界上最大的混流式水轮机10③“神七”③“神七”11金属焊接切割作业复审课件12“神七”上的零件部分是靠焊接上去的，其焊接精度要求特别高。由一个成都公司研制的微速等离子焊接机，焊接精度为0.01安，主要用来焊接飞船舱和压力传感器。激光焊接技术还应用于“神七”的壳体焊接和宇航员出舱服的精密焊接。激光焊接加工具有强度高、密闭性好的优点，加工的零部件可以在十分恶劣的环境下正常使用。“神七”上的零件部分是靠焊接上去的，其焊接精度要求特别高。由136.焊接作业的危害及防护措施（1）触电事故原因：①焊机绝缘老化，无接地或接零保护，接线错误。②焊工大量出汗，焊机空载电压触电。③电动工具触电。防护措施：①接线找电工②焊机要有保护性接地或接零。③不要将身体靠在被焊工件上。④在容器内作业，要采用绝缘垫，两人轮换作业，要监护。⑤焊接完毕，应将焊钳挂在可靠地方后再切断电源。6.焊接作业的危害及防护措施（1）触电事故14更换焊条时手触及焊钳口遭电击死亡某船厂一位焊工,在船舱内焊接,因气温高而且通风不良,身上大量出汗,帆布工作服和手套已湿透,在更换焊条时手触及焊钳口,因痉挛后仰跌到,焊钳落在颈部未能摆脱,造成电击死亡。焊机的空载电压已超过安全电压,在焊工浑身出汗,帆布工作服和手套湿透的不利条件下,手一旦触及焊钳口,此时通过人体的电流可达到44毫安,能使人电击死亡。其次,在触电后,未能及时发现,电流通过人体的持续时间较长,使心脏﹑肺部等重要器官受到严重损伤,所以经抢救无效死亡。更换焊条时手触及焊钳口遭电击死亡某船厂一位焊工,在船舱内焊接15（2）火灾爆炸事故原因：①飞溅的火星遇到易燃易爆物品。②焊接未清洗彻底的油灌和油筒、带压锅炉、储气罐。③焊机等设备绝缘破坏发生短路而发生火灾事故。防护措施：①焊前检查周围10米有无易燃易爆物品。②禁火区焊接要办理动火证，采取有效的安全防护措施后施焊。③化学物质或油脂污染的设备应清洗彻底。④严禁在带压的设备上动火。⑤焊接设备等绝缘应保持完好。（2）火灾爆炸事故原因：①飞溅的火星遇到易燃易爆物品。16（3）灼伤事故原因：飞溅的金属熔滴、高温的焊件、红热的焊条头易造成灼伤事故。防护措施：①穿好完整的劳保用品。②严禁乱扔焊条头。③清渣时要戴好防护眼镜。（3）灼伤事故原因：飞溅的金属熔滴、高温的焊件、红热的焊条头17（4）中毒原因：电焊产生有毒气体和粉尘。防护措施：加强通风排尘。加强个人防护。（4）中毒原因：18（5）高空坠落原因：脚手架不牢固。未系安全带和未戴安全帽。防护措施：戴好安全帽，系好安全带。（5）高空坠落原因：197.气焊、气割作业的危害及防护措施同电焊作业一样易造成爆炸、火灾、烫伤、中毒、高空坠落等。还有因使用易燃易爆气体易造成气瓶的爆炸事故。各种气瓶必须根据【气瓶安全监察规程】的有关规定及介质性能和工艺规程，制订出管理制度和操作制度7.气焊、气割作业的危害及防护措施同电焊作业一样易造成爆炸、20①氧气瓶的安全使用规则(1)严禁接触和靠近油物及其它易燃易爆物品,禁止各种气瓶混放。(2)不得靠近热源和在阳光下曝晒,与明火操作间距应大于10米;气瓶间间距应大于5米。(3)瓶内气体不得用尽,必须留有0.1～0.2MPa的表压余气,避免气体倒灌及抽检。(4)瓶体及瓶阀应装防震圈和安全帽,避免剧烈震动和撞击,防止因气体膨胀而发生事故。①氧气瓶的安全使用规则(1)严禁接触和靠近油物及其它易燃易爆21(5)在安装减压器之前，应稍打开瓶阀，吹除出气口杂质；装上减压器后，开启瓶阀时速度应缓慢,人体应站在瓶体一侧并且面部应避开出气口及减压器的表盘。(6)瓶阀发生冻结时,可用热水或蒸汽加热解冻,严禁敲击或用明火烘烤解冻。(7)严禁将氧气代替压缩空气或把氧气用作通风使用。

向正在施焊的容器内用氧气

通风换气,起火将焊工烧死(5)在安装减压器之前，应稍打开瓶阀，吹除出气口杂质；装上减22②乙炔气瓶的安全使用规则(1)乙炔气瓶禁止卧放使用,如卧放在使用前必须直立静置20分钟后方可投入使用，防止瓶内丙酮流出而发生事故。(2)气瓶不得靠近热源和在阳光下曝晒,环境温度不得超过40℃，远离明火10米以上。(3)气瓶与减压器之间的连接必须可靠、严密,如发生漏气,则严禁使用。②乙炔气瓶的安全使用规则(1)乙炔气瓶禁止卧放使用,如卧放在23(4)瓶内气体不得用尽,必须留有0.1～0.2MPa的表压余气,避免气体倒灌及抽检。(5)瓶体及瓶阀之间应装防震圈和安全帽,防止因剧烈震动和撞击引起气体膨胀发生爆炸。(6)瓶阀发生时冻结,严禁敲击或火焰加热,只可用热水或蒸汽加热瓶阀,禁止用热水或蒸汽加热瓶体。

(4)瓶内气体不得用尽,必须留有0.1～0.2MPa的表压24③气焊、气割作业安全要求先稍开氧气再开乙炔点火，熄火时先关乙炔再关氧气。工作前检查焊、割炬的射吸能力。当氧气皮管烧着时，应迅速关闭气瓶阀门，不能用折弯皮管的方法来处理。工作中断或停止时，不能将焊割炬放在地面上。不能在压力或密闭的容器和管道上焊割，易燃物品的容器和管道，经彻底清洗后方可切割，必要时可充氮气保护。在狭小舱室容器内工作时，应注意通风和专人保护，割炬最好在外点燃送进去，作业中断和结束时，应将割炬取出。③气焊、气割作业安全要求先稍开氧气再开乙炔点火，熄火时先关乙258.焊割作业前的检查和安全措施一般在焊割作业动火前常采用一嗅、二看、三测爆的检查方法。1、一嗅:就是嗅气味。因大部分危险品有气味，这就要求焊割人员对实际工作经验加以总结。如遇到有气味可疑的物品，应重新进行清洗。2、二看:就是对作业地点和周围环境及设施的安全状况进行查看，如查看设备防护用品是否完好，绝缘是否良好，清洁程度如何等。3、三测爆:就是在焊割作业场所，特别是在容器内抽取一定的试样，用测爆仪对易燃、易爆、有毒气体进行测定，在确认无火灾、爆炸、中毒或窒息的危险后方可动火作业。8.焊割作业前的检查和安全措施一般在焊割作业动火前常采用一嗅26休息15分钟休息15分钟27§2新技术、新设备一、电渣焊二、电子束焊三、热喷涂四、高频焊五、爆炸焊六、摩擦焊§2新技术、新设备一、电渣焊28一、电渣焊定义：利用电流通过液态熔渣产生的电阻热进行焊接的方法。应用：电渣焊适用于焊接厚度30mm以上的厚板或大截面结构，可焊接碳钢、合金钢、铝等金属材料，在重型机械、船舶、压力容器等制造业中应用普遍。20世纪50年代初，乌克兰的巴顿电焊研究所发明一、电渣焊定义：利用电流通过液态熔渣产生的电阻热进行焊接的方29金属焊接切割作业复审课件301电渣焊过程可分为三个阶段：⑴引弧造渣阶段⑵正常焊接阶段焊接电流通过渣池产生的热使渣池温度升至1600～2000℃渣池将电极和焊件边缘熔化⑶引出阶段

将渣池和在停止焊接时容易产生缩孔和裂纹的那部分焊缝金属引出焊件1电渣焊过程可分为三个阶段：⑴引弧造渣阶段312电渣焊的特点1）电渣焊一次能焊接很厚的焊件，焊接生产率很高。2）焊件均为I形坡口，因此节约大量焊接材料和坡口加工的时间。3）通过调节焊接电流和电压，可以在较大范围内调节焊缝成形系数，有利于防止产生热裂纹。4）渣池对焊件有预热作用，焊接碳当量较高的金属不易出现淬硬组织，冷裂倾向较小，焊接中碳钢、低合金钢时均可不预热。5）焊缝金属和热影响区金属在高温（1000℃以上）停留时间长，引起晶粒粗大，使冲击韧度下降，所以焊后应进行正火和回火热处理。2电渣焊的特点1）电渣焊一次能焊接很厚的焊件，焊接生产率323电渣焊的种类⑴丝极电渣焊

电极为焊丝，通过不熔化的导电嘴送入渣池。安装导电嘴的焊接机头随金属熔池的上升而向上移动。⑵熔嘴电渣焊

其电极为固定在接头间隙中的熔嘴（由钢板和钢管点焊成）和由送丝机构不断向熔池中送进的焊丝构成⑶板极电渣焊

用板极作为电极，通过送进机构不断向熔池中送进的电渣焊方法称为板极电渣焊3电渣焊的种类⑴丝极电渣焊

电极为焊丝，通过不熔化的导电33金属焊接切割作业复审课件34二、电子束焊利用高速、聚焦的电子流轰击金属工件表面，使其在瞬间熔化并形成焊缝的方法，称作电子束焊。热阴极(或灯丝)发射的电子﹐在真空中被高压静电场加速﹐经磁透镜產生的电磁场聚集成功率密度高的电子束(束径为0.25～1毫米)﹐轰击到工件表面上﹐释放的动能转变为热能﹐熔化金属﹐焊出既深又窄的焊缝(深/宽比可达10﹕1～50﹕1)﹐工件的热影响区和变形量都很小所

所二、电子束焊利用高速、聚焦的电子流轰击金属工件表面，使其在351电子束焊的特点优点：深宽比大速度快、热影响区小、变形小焊缝质量高（真空作用）适应性强（材料，板厚）可控性好缺点设备贵装配严格真空室限制电磁干扰射线1电子束焊的特点优点：缺点362电子束焊的分类（1）高真空电子束焊工作室与电子枪同在一室，真空度为0.0001～0.1Pa，适用于难熔、活性、高纯金属及小零件的精密焊接。（2）低真空电子束焊工作室与电子枪被分为两个真空室，工作室的真空度为0.1～10Pa，适用于较大型的结构件，和对氧、氮不太敏感的难熔金属。（3）非真空电子束焊需另加惰性气体保护罩或喷嘴，焊件与电子束流出口的距离应控制在10mm左右，以减少电子束与气体分子碰撞造成的散射。非真空电子束焊适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、难熔金属及铜、铝合金等的焊接，焊件尺寸不受限制。2电子束焊的分类（1）高真空电子束焊工作室与电子枪同在一373电子束焊机由电子枪、高压电源、真空机组、真空焊接室、电气控制系统、工装夹具与工作台行走系统等部分组成

3电子束焊机由电子枪、高压电源、真空机组、真空焊接室、电气控38三、热喷涂

热喷涂技术最早于1910年由瑞士肖普博士发明。我国热喷涂技术是从五十年代开始的，只是到了近几年才获得了较快的发展。定义：将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上，形成喷涂层的一种金属表面加工方法。应用：热喷涂不仅可以喷涂金属，而且可以喷涂塑料和陶瓷的混合物。广泛应用于各种工业领域，以延长产品寿命，增强性能，降低生产及维修成本。是保护工件机体表面不受磨损、腐蚀的最佳选择。三、热喷涂

热喷涂技术最早于1910年由瑞士肖普博士发明391.喷涂层的结合机理①微观机械“夹持”作用熔化的颗粒喷射到工件后，填满表面凹的部分，冷却后喷涂材料被机械“夹持”在工件表面。②微观“焊接”作用温度高的熔液打到工件表面一些尖角部分，会造成尖角局部的熔化，从而实现微观“焊接”③扩散作用温度的提高扩散效果相应提高。1.喷涂层的结合机理①微观机械“夹持”作用402.热喷涂方法①火焰热喷涂粉末喷涂材料（粉斗）氧乙炔火焰（加热熔化）喷射②电弧热喷涂：利用通电的金属丝产生的电弧将金属丝熔化，送入喷枪，经压缩空气喷射到工件。③等离子焰热喷涂：利用等离子焰为热源，将粉末材料加热加速，喷射到工件。→→2.热喷涂方法①火焰热喷涂→→413·热喷涂材料①耐磨喷涂材料高碳钢、马氏体不锈钢、钼、镍基合金等②耐腐蚀喷涂材料锌、铝、奥氏体不锈钢、铝青铜、钴基和镍基合金等3·热喷涂材料①耐磨喷涂材料42四、高频焊高频焊是在50年代初发明并应用于生产的。定义：它是用流经工件连接面的高频电流所产生的电阻热加热，并在施加（或不施加）顶锻力的情况下，使工件金属间实现相互连接的一类焊接方法。它类似普通电阻焊,但存在着许多重要差别。高频焊时，焊接电流仅在工件上平行于接头连接面流动，而不象普通电阻焊那样，垂直于接头界面流动四、高频焊高频焊是在50年代初发明并应用于生产的。431.基本原理利用高频电流的两大效应：①集肤效应（控制电流密度）是指向导体通以频率为300～450kHz交流电时，导体断面上出现的电流分布不均，电流密度由导体表面向中心逐渐减小、电流中的大部分仅沿着导体表面流动的一种现象。②邻近效应（控制位置、路径）是指电流集中流动于导体邻近侧的一种奇异现象。1.基本原理利用高频电流的两大效应：44金属焊接切割作业复审课件452.高频焊特点

优点：（1）焊接速度高

由于电流能高度集中于焊接区，加热速度极快，而且在高速焊接时并不产生“跳焊”现象，因而焊束可高达150甚至200m/min。（2）热影响区小

因焊速高，工件自冷作用强，故不仅热影响区小，而且还不易发生氧化，从而可获得具有良好组织与性能的焊缝。（3）焊前可不清除工件待焊处表面氧化膜及污物

对热轧母材表面的氧化膜、污物等，高频电流是能够导通的，因而省掉焊前清理工序也能焊接。

（4）能焊的金属种类广，产品的形状规格多不但能焊碳钢、合金钢，而且还能焊通常难以焊接的不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金，以及镍、钛、锆等金属。用高频焊制作时，型材和管材的尺寸规格远比普通轧制或挤压法的为多，且可制造出异种材料的结构件。

缺点主要在于电源回路的高压部分对人身与设备的安全有威胁，因而对绝缘有较高的要求；另外，回路中振荡管等元件的工作寿命较短，而且维修费用也较高。2.高频焊特点

优点：（1）焊接速度高

由于电流能高度463.高频焊分类1）根据高频电能导入方式

，可分为接触高频焊和感应高频焊；

2）根据焊接时接头金属加热、加压状态不同，可分为高频闪光焊、高频锻压焊和高频熔化焊；

3）根据焊接所得焊缝的长度不同，可分为高频连续缝焊、高频短缝对接焊和高频熔点焊等3.高频焊分类1）根据高频电能导入方式

，可分为接触高47五、爆炸焊爆炸焊是利用炸药爆炸产生的巨大冲击波能量，使界面在大的接触压力下焊接在一起。1957年，美国的费利普捷克实现了铝钢爆炸焊

炸药引爆后的衝击波压力高达几百万兆帕﹐使覆板撞向基板﹐两板接触面產生塑性流动和高速射流﹐结合面的氧化膜在高速射流作用下喷射出来﹐同时使工件连接在一起

爆炸焊分点焊﹑线焊和面焊。接头有板和板﹑管和管﹑管和管板等形式。适合於焊接异种金属﹐如铝﹑铜﹑鈦﹑镍﹑鉭﹑不锈钢与碳钢的焊接﹐铝与铜的焊接等五、爆炸焊爆炸焊是利用炸药爆炸产生的巨大冲击波能量，使界面在48示意图

示意图

49六、摩擦焊

摩擦焊是利用工件接触端面相对旋转运动中相互摩擦所产生的热使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻实现的一种固相压焊过程自1956年以来，摩擦焊在国内外得到了迅速的发展摩擦焊通常由如下四个步骤构成：1、机械能转化为热能；2、材料塑性变形；3、热塑性下的锻压力；4、分子间扩散再结晶。应用：异种金属和异种钢产品，如电力工业中的铜-铝过渡接头，金属切削用的高速钢-结构钢刀具等；结构钢产品，如电站锅炉蛇形管、阀门、拖拉机轴瓦等。六、摩擦焊

摩擦焊是利用工件接触端面相对旋转运动中相互摩50金属焊接切割作业复审课件51摩擦焊具有以下优点1）焊接质量稳定，焊件尺寸精度高，接头废品率低于电阻对焊和闪光对焊。（2）焊接生产率高，比闪光对焊高5～6倍。（3）适于焊接异种金属，如碳素钢、低合金钢与不锈钢、高速钢之间的连接，铜-不锈钢、铜-铝、铝-钢、钢-锆等之间连接。（4）加工费用低，省电，焊件无需特殊清理。（5）易实现机械化和自动化，操作简单，焊接工作场地无火花，弧光及有害气体。摩擦焊具有以下优点1）焊接质量稳定，焊件尺寸精度高，接头废52摩擦焊缺点靠工件旋转实现，焊接非圆截面较困难。盘状工件及薄壁管件，由于不易夹持也很难焊接。受焊机主轴电机功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面为20000mm2。摩擦焊机一次性投资费用大，适于大批量生产。摩擦焊缺点靠工件旋转实现，焊接非圆截面较困难。盘状工件及薄53搅拌摩擦焊接技术

利用一种特殊的摩擦头接触在待焊的部位，通过摩擦头在一定压力下旋转，使焊接部位摩擦生热处于塑性状态，从而实现焊接。搅拌摩擦焊（FrictionStirWelding）是由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种固相连接技术搅拌摩擦焊工艺在飞行器铝合金结构制造中的推广应用搅拌摩擦焊接技术

利用一种特殊的摩擦头接触在待焊的部位，54金属焊接切割作业复审课件55搅拌摩擦焊焊接铝合金散热器搅拌摩擦焊焊接铝合金散热器56在挪威，已用该技术焊接快艇的长为20米的铝合金结构件；美国洛克希德.马丁航空航天公司用该技术焊接了航天飞机外部储存液态氧的低温容器；在马歇尔航天飞行中心，也已用该技术焊接了大型圆筒形容器。FSW技术在船舶制造与海洋工业和宇航工业中有广泛的应用前景，在铁路运输、公路运输、建筑工业、电器行业中也有很大的应用潜力在挪威，已用该技术焊接快艇的长为20米的铝合金结构件；57金属焊接切割作业复审课件58逆变式焊机的应用与发展弧焊逆变器，有着广泛的应用前景，是当前国际焊接电源设备发展的主流和方向。第一代是以SCR为主开关器件的弧焊逆变器，其逆变频率为2000-5000Hz。第二代是以GTR或MOSFET为主开关器件的弧焊逆变器，其逆变频率为20kHz-50kHz。第三代为IGBT弧焊逆变器，逆变频率为20kHz-30kHz晶闸管（SCR）功率晶体管（GTR），功率场效应管（MOSFET），绝缘栅晶体管（IGBT），可关断晶闸管（GTO）等相继出现逆变式焊机的应用与发展弧焊逆变器，有着广泛的应用前景，是当前59弧焊逆变技术正朝以下方向发展

（1）沿20kHz的技术路线开发研制50kHz，100kHz级的弧焊逆变器。

（2）探讨旨在降低电力电子器件开关功耗，提高开关频率的零电压，零电流开关（软开关）技术，其中包括电路拓扑结构和工程实现。

（3）研制和生产大容量的逆变式焊机。

（4）研制和生产智能控制的逆变式焊机。

（5）研究功率因数校正和减少电网谐振干扰

弧焊逆变技术正朝以下方向发展

（1）沿20kHz的技术路线60谢谢大家谢谢大家61金属焊接切割作业（复训）戴文雄金属焊接切割作业（复训）戴文雄62§⒈知识回顾1.焊接的定义：被焊工件(同材质或者不同材质)通过加热或加压(或两者并用),采用或不用填充金属,使被焊工件达到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程。2.焊接的特点：优点：连接性能好；省工省料；重量轻；可简化工艺；不可拆卸。缺点：焊接接头组织和性能发生变化；产生焊接应力、变形和缺陷。§⒈知识回顾1.焊接的定义：633.焊接的分类按焊接过程中金属所处的状态不同可分为：熔化焊、压力焊、钎焊三大类。熔化焊主要有：电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。压力焊主要有：爆炸焊、摩擦焊、高频电阻焊、超声波焊、锻焊等。钎焊主要有：火焰钎焊、盐浴钎焊等。3.焊接的分类按焊接过程中金属所处的状态不同可分为：644.焊接的应用焊接在机械制造中是一种十分重要的加工工艺。据工业发达国家统计，每年用于制造焊接结构的钢材占钢总产量的70％左右。焊接不仅能解决各种钢材的连接，而且还能解决有色金属和钛、锆等特种金属材料的连接。焊接既能连接异种金属，又能连接厚薄相差悬殊的金属。因而已广泛地应用于机械、汽车、船舶、石油化工、电力、建筑、核能、海洋工程、航空航天、电子等工业领域。随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术进步很快,到现在焊接方法已发展到数十种之多。4.焊接的应用焊接在机械制造中是一种十分重要的加工工艺。据655.焊接的应用实例①5.焊接的应用实例①66①“鸟巢”，北京奥运会主体育场——国家体育场“鸟巢”总重达4.2万吨的钢结构，全部要通过焊接完成。为此，在工地上流传着一个形象的比喻，叫做“焊绣鸟巢”，即“鸟巢”是用焊接绣出来的“窝”。在全国范围内精挑细选了500名焊工精英。“鸟巢”是当今世界上跨度最大的钢结构体，南北轴长为333米，长轴方向外立面最高点为41米，呈上弦状；东西宽298米，宽轴外立面最高点为68米，呈下弦状；内圆长为182米，宽为124米。焊接的Q460E板厚达到110mm，这在世界上是首次大板厚、大规模使用。一个柱脚需要12个焊工24小时不停的焊，焊两天两夜才焊好一条缝。①“鸟巢”，北京奥运会主体育场——国家体育场“鸟巢”总重达67②长江三峡水利枢纽工程②长江三峡水利枢纽工程681.世界最大的电站。三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量846．8亿千瓦时2.其不锈钢水轮机转轮直径达到了10.07米，重量达500吨，上冠、下环和叶片不仅需要大容量的不锈钢冶炼3.三峡机组部件结构尺寸大(转轮直径为10.07m，主轴直径3815mm)，材料厚度大(转轮叶片最大厚度为320mm，座环与蜗壳过渡板厚度为100mm，主轴焊缝厚度185mm)，结构刚度大，焊接难度大4.三峡转轮叶片(包括坡口)全部采用数控加工，坡口规则，所有焊缝均采用熔化极混合气体保护焊。

5.永久船闸有南北两线上下五级24扇闸门，每扇门高37.5米，宽20.5米，为世界上最大的闸门。焊接成功。1.世界最大的电站。三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量69世界最大的闸门——三峡工程永久船闸焊接成功世界最大的闸门——三峡工程永久船闸焊接成功70世界上最大的混流式水轮机世界上最大的混流式水轮机71③“神七”③“神七”72金属焊接切割作业复审课件73“神七”上的零件部分是靠焊接上去的，其焊接精度要求特别高。由一个成都公司研制的微速等离子焊接机，焊接精度为0.01安，主要用来焊接飞船舱和压力传感器。激光焊接技术还应用于“神七”的壳体焊接和宇航员出舱服的精密焊接。激光焊接加工具有强度高、密闭性好的优点，加工的零部件可以在十分恶劣的环境下正常使用。“神七”上的零件部分是靠焊接上去的，其焊接精度要求特别高。由746.焊接作业的危害及防护措施（1）触电事故原因：①焊机绝缘老化，无接地或接零保护，接线错误。②焊工大量出汗，焊机空载电压触电。③电动工具触电。防护措施：①接线找电工②焊机要有保护性接地或接零。③不要将身体靠在被焊工件上。④在容器内作业，要采用绝缘垫，两人轮换作业，要监护。⑤焊接完毕，应将焊钳挂在可靠地方后再切断电源。6.焊接作业的危害及防护措施（1）触电事故75更换焊条时手触及焊钳口遭电击死亡某船厂一位焊工,在船舱内焊接,因气温高而且通风不良,身上大量出汗,帆布工作服和手套已湿透,在更换焊条时手触及焊钳口,因痉挛后仰跌到,焊钳落在颈部未能摆脱,造成电击死亡。焊机的空载电压已超过安全电压,在焊工浑身出汗,帆布工作服和手套湿透的不利条件下,手一旦触及焊钳口,此时通过人体的电流可达到44毫安,能使人电击死亡。其次,在触电后,未能及时发现,电流通过人体的持续时间较长,使心脏﹑肺部等重要器官受到严重损伤,所以经抢救无效死亡。更换焊条时手触及焊钳口遭电击死亡某船厂一位焊工,在船舱内焊接76（2）火灾爆炸事故原因：①飞溅的火星遇到易燃易爆物品。②焊接未清洗彻底的油灌和油筒、带压锅炉、储气罐。③焊机等设备绝缘破坏发生短路而发生火灾事故。防护措施：①焊前检查周围10米有无易燃易爆物品。②禁火区焊接要办理动火证，采取有效的安全防护措施后施焊。③化学物质或油脂污染的设备应清洗彻底。④严禁在带压的设备上动火。⑤焊接设备等绝缘应保持完好。（2）火灾爆炸事故原因：①飞溅的火星遇到易燃易爆物品。77（3）灼伤事故原因：飞溅的金属熔滴、高温的焊件、红热的焊条头易造成灼伤事故。防护措施：①穿好完整的劳保用品。②严禁乱扔焊条头。③清渣时要戴好防护眼镜。（3）灼伤事故原因：飞溅的金属熔滴、高温的焊件、红热的焊条头78（4）中毒原因：电焊产生有毒气体和粉尘。防护措施：加强通风排尘。加强个人防护。（4）中毒原因：79（5）高空坠落原因：脚手架不牢固。未系安全带和未戴安全帽。防护措施：戴好安全帽，系好安全带。（5）高空坠落原因：807.气焊、气割作业的危害及防护措施同电焊作业一样易造成爆炸、火灾、烫伤、中毒、高空坠落等。还有因使用易燃易爆气体易造成气瓶的爆炸事故。各种气瓶必须根据【气瓶安全监察规程】的有关规定及介质性能和工艺规程，制订出管理制度和操作制度7.气焊、气割作业的危害及防护措施同电焊作业一样易造成爆炸、81①氧气瓶的安全使用规则(1)严禁接触和靠近油物及其它易燃易爆物品,禁止各种气瓶混放。(2)不得靠近热源和在阳光下曝晒,与明火操作间距应大于10米;气瓶间间距应大于5米。(3)瓶内气体不得用尽,必须留有0.1～0.2MPa的表压余气,避免气体倒灌及抽检。(4)瓶体及瓶阀应装防震圈和安全帽,避免剧烈震动和撞击,防止因气体膨胀而发生事故。①氧气瓶的安全使用规则(1)严禁接触和靠近油物及其它易燃易爆82(5)在安装减压器之前，应稍打开瓶阀，吹除出气口杂质；装上减压器后，开启瓶阀时速度应缓慢,人体应站在瓶体一侧并且面部应避开出气口及减压器的表盘。(6)瓶阀发生冻结时,可用热水或蒸汽加热解冻,严禁敲击或用明火烘烤解冻。(7)严禁将氧气代替压缩空气或把氧气用作通风使用。

向正在施焊的容器内用氧气

通风换气,起火将焊工烧死(5)在安装减压器之前，应稍打开瓶阀，吹除出气口杂质；装上减83②乙炔气瓶的安全使用规则(1)乙炔气瓶禁止卧放使用,如卧放在使用前必须直立静置20分钟后方可投入使用，防止瓶内丙酮流出而发生事故。(2)气瓶不得靠近热源和在阳光下曝晒,环境温度不得超过40℃，远离明火10米以上。(3)气瓶与减压器之间的连接必须可靠、严密,如发生漏气,则严禁使用。②乙炔气瓶的安全使用规则(1)乙炔气瓶禁止卧放使用,如卧放在84(4)瓶内气体不得用尽,必须留有0.1～0.2MPa的表压余气,避免气体倒灌及抽检。(5)瓶体及瓶阀之间应装防震圈和安全帽,防止因剧烈震动和撞击引起气体膨胀发生爆炸。(6)瓶阀发生时冻结,严禁敲击或火焰加热,只可用热水或蒸汽加热瓶阀,禁止用热水或蒸汽加热瓶体。

(4)瓶内气体不得用尽,必须留有0.1～0.2MPa的表压85③气焊、气割作业安全要求先稍开氧气再开乙炔点火，熄火时先关乙炔再关氧气。工作前检查焊、割炬的射吸能力。当氧气皮管烧着时，应迅速关闭气瓶阀门，不能用折弯皮管的方法来处理。工作中断或停止时，不能将焊割炬放在地面上。不能在压力或密闭的容器和管道上焊割，易燃物品的容器和管道，经彻底清洗后方可切割，必要时可充氮气保护。在狭小舱室容器内工作时，应注意通风和专人保护，割炬最好在外点燃送进去，作业中断和结束时，应将割炬取出。③气焊、气割作业安全要求先稍开氧气再开乙炔点火，熄火时先关乙868.焊割作业前的检查和安全措施一般在焊割作业动火前常采用一嗅、二看、三测爆的检查方法。1、一嗅:就是嗅气味。因大部分危险品有气味，这就要求焊割人员对实际工作经验加以总结。如遇到有气味可疑的物品，应重新进行清洗。2、二看:就是对作业地点和周围环境及设施的安全状况进行查看，如查看设备防护用品是否完好，绝缘是否良好，清洁程度如何等。3、三测爆:就是在焊割作业场所，特别是在容器内抽取一定的试样，用测爆仪对易燃、易爆、有毒气体进行测定，在确认无火灾、爆炸、中毒或窒息的危险后方可动火作业。8.焊割作业前的检查和安全措施一般在焊割作业动火前常采用一嗅87休息15分钟休息15分钟88§2新技术、新设备一、电渣焊二、电子束焊三、热喷涂四、高频焊五、爆炸焊六、摩擦焊§2新技术、新设备一、电渣焊89一、电渣焊定义：利用电流通过液态熔渣产生的电阻热进行焊接的方法。应用：电渣焊适用于焊接厚度30mm以上的厚板或大截面结构，可焊接碳钢、合金钢、铝等金属材料，在重型机械、船舶、压力容器等制造业中应用普遍。20世纪50年代初，乌克兰的巴顿电焊研究所发明一、电渣焊定义：利用电流通过液态熔渣产生的电阻热进行焊接的方90金属焊接切割作业复审课件911电渣焊过程可分为三个阶段：⑴引弧造渣阶段⑵正常焊接阶段焊接电流通过渣池产生的热使渣池温度升至1600～2000℃渣池将电极和焊件边缘熔化⑶引出阶段

将渣池和在停止焊接时容易产生缩孔和裂纹的那部分焊缝金属引出焊件1电渣焊过程可分为三个阶段：⑴引弧造渣阶段922电渣焊的特点1）电渣焊一次能焊接很厚的焊件，焊接生产率很高。2）焊件均为I形坡口，因此节约大量焊接材料和坡口加工的时间。3）通过调节焊接电流和电压，可以在较大范围内调节焊缝成形系数，有利于防止产生热裂纹。4）渣池对焊件有预热作用，焊接碳当量较高的金属不易出现淬硬组织，冷裂倾向较小，焊接中碳钢、低合金钢时均可不预热。5）焊缝金属和热影响区金属在高温（1000℃以上）停留时间长，引起晶粒粗大，使冲击韧度下降，所以焊后应进行正火和回火热处理。2电渣焊的特点1）电渣焊一次能焊接很厚的焊件，焊接生产率933电渣焊的种类⑴丝极电渣焊

电极为焊丝，通过不熔化的导电嘴送入渣池。安装导电嘴的焊接机头随金属熔池的上升而向上移动。⑵熔嘴电渣焊

其电极为固定在接头间隙中的熔嘴（由钢板和钢管点焊成）和由送丝机构不断向熔池中送进的焊丝构成⑶板极电渣焊

用板极作为电极，通过送进机构不断向熔池中送进的电渣焊方法称为板极电渣焊3电渣焊的种类⑴丝极电渣焊

电极为焊丝，通过不熔化的导电94金属焊接切割作业复审课件95二、电子束焊利用高速、聚焦的电子流轰击金属工件表面，使其在瞬间熔化并形成焊缝的方法，称作电子束焊。热阴极(或灯丝)发射的电子﹐在真空中被高压静电场加速﹐经磁透镜產生的电磁场聚集成功率密度高的电子束(束径为0.25～1毫米)﹐轰击到工件表面上﹐释放的动能转变为热能﹐熔化金属﹐焊出既深又窄的焊缝(深/宽比可达10﹕1～50﹕1)﹐工件的热影响区和变形量都很小所

所二、电子束焊利用高速、聚焦的电子流轰击金属工件表面，使其在961电子束焊的特点优点：深宽比大速度快、热影响区小、变形小焊缝质量高（真空作用）适应性强（材料，板厚）可控性好缺点设备贵装配严格真空室限制电磁干扰射线1电子束焊的特点优点：缺点972电子束焊的分类（1）高真空电子束焊工作室与电子枪同在一室，真空度为0.0001～0.1Pa，适用于难熔、活性、高纯金属及小零件的精密焊接。（2）低真空电子束焊工作室与电子枪被分为两个真空室，工作室的真空度为0.1～10Pa，适用于较大型的结构件，和对氧、氮不太敏感的难熔金属。（3）非真空电子束焊需另加惰性气体保护罩或喷嘴，焊件与电子束流出口的距离应控制在10mm左右，以减少电子束与气体分子碰撞造成的散射。非真空电子束焊适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、难熔金属及铜、铝合金等的焊接，焊件尺寸不受限制。2电子束焊的分类（1）高真空电子束焊工作室与电子枪同在一983电子束焊机由电子枪、高压电源、真空机组、真空焊接室、电气控制系统、工装夹具与工作台行走系统等部分组成

3电子束焊机由电子枪、高压电源、真空机组、真空焊接室、电气控99三、热喷涂

热喷涂技术最早于1910年由瑞士肖普博士发明。我国热喷涂技术是从五十年代开始的，只是到了近几年才获得了较快的发展。定义：将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上，形成喷涂层的一种金属表面加工方法。应用：热喷涂不仅可以喷涂金属，而且可以喷涂塑料和陶瓷的混合物。广泛应用于各种工业领域，以延长产品寿命，增强性能，降低生产及维修成本。是保护工件机体表面不受磨损、腐蚀的最佳选择。三、热喷涂

热喷涂技术最早于1910年由瑞士肖普博士发明1001.喷涂层的结合机理①微观机械“夹持”作用熔化的颗粒喷射到工件后，填满表面凹的部分，冷却后喷涂材料被机械“夹持”在工件表面。②微观“焊接”作用温度高的熔液打到工件表面一些尖角部分，会造成尖角局部的熔化，从而实现微观“焊接”③扩散作用温度的提高扩散效果相应提高。1.喷涂层的结合机理①微观机械“夹持”作用1012.热喷涂方法①火焰热喷涂粉末喷涂材料（粉斗）氧乙炔火焰（加热熔化）喷射②电弧热喷涂：利用通电的金属丝产生的电弧将金属丝熔化，送入喷枪，经压缩空气喷射到工件。③等离子焰热喷涂：利用等离子焰为热源，将粉末材料加热加速，喷射到工件。→→2.热喷涂方法①火焰热喷涂→→1023·热喷涂材料①耐磨喷涂材料高碳钢、马氏体不锈钢、钼、镍基合金等②耐腐蚀喷涂材料锌、铝、奥氏体不锈钢、铝青铜、钴基和镍基合金等3·热喷涂材料①耐磨喷涂材料103四、高频焊高频焊是在50年代初发明并应用于生产的。定义：它是用流经工件连接面的高频电流所产生的电阻热加热，并在施加（或不施加）顶锻力的情况下，使工件金属间实现相互连接的一类焊接方法。它类似普通电阻焊,但存在着许多重要差别。高频焊时，焊接电流仅在工件上平行于接头连接面流动，而不象普通电阻焊那样，垂直于接头界面流动四、高频焊高频焊是在50年代初发明并应用于生产的。1041.基本原理利用高频电流的两大效应：①集肤效应（控制电流密度）是指向导体通以频率为300～450kHz交流电时，导体断面上出现的电流分布不均，电流密度由导体表面向中心逐渐减小、电流中的大部分仅沿着导体表面流动的一种现象。②邻近效应（控制位置、路径）是指电流集中流动于导体邻近侧的一种奇异现象。1.基本原理利用高频电流的两大效应：105金属焊接切割作业复审课件1062.高频焊特点

优点：（1）焊接速度高

由于电流能高度集中于焊接区，加热速度极快，而且在高速焊接时并不产生“跳焊”现象，因而焊束可高达150甚至200m/min。（2）热影响区小

因焊速高，工件自冷作用强，故不仅热影响区小，而且还不易发生氧化，从而可获得具有良好组织与性能的焊缝。（3）焊前可不清除工件待焊处表面氧化膜及污物

对热轧母材表面的氧化膜、污物等，高频电流是能够导通的，因而省掉焊前清理工序也能焊接。

（4）能焊的金属种类广，产品的形状规格多不但能焊碳钢、合金钢，而且还能焊通常难以焊接的不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金，以及镍、钛、锆等金属。用高频焊制作时，型材和管材的尺寸规格远比普通轧制或挤压法的为多，且可制造出异种材料的结构件。

缺点主要在于电源回路的高压部分对人身与设备的安全有威胁，因而对绝缘有较高的要求；另外，回路中振荡管等元件的工作寿命较短，而且维修费用也较高。2.高频焊特点

优点：（1）焊接速度高

由于电流能高度1073.高频焊分类1）根据高频电能导入方式

，可分为接触高频焊和感应高频焊；

2）根据焊接时接头金属加热、加压状态不同，可分为高频闪光焊、高频锻压焊和高频熔化焊；

3）根据焊接所得焊缝的长度不同，可分为高频连续缝焊、高频短缝对接焊和高频熔点焊等3.高频焊分类1）根据高频电能导入方式

，可分为接触高108五、爆炸焊爆炸焊是利用炸药爆炸产生的巨大冲击波能量，使界面在大的接触压