《焊接技术概论》课件

焊接技术概论焊接是一种金属加工工艺,通过局部加热和融化以及再凝固的方式,将金属部件牢固地连接在一起。这种技术广泛应用于各个工业领域,是制造业不可或缺的重要技术。M什么是焊接焊接的定义焊接是将两个或多个金属部件通过加热、压力或二者的作用，使其表面熔融或软化，然后凝固而产生牢固连接的工艺过程。焊接的目的通过焊接可以实现金属零件的永久性连接,用于制造各种机械设备和结构件。焊接是现代工业生产中不可或缺的重要工艺。焊接的特点连接方式灵活,适用于各种形状尺寸的金属构件连接强度高,能承受较大的外载荷能实现材料异种金属的连接焊接的发展历程1起源焊接技术可以追溯到公元前的铁器时代2早期发展20世纪初,电焊技术开始出现并应用3现代进步二战后,焊接技术高速发展,成为关键制造工艺4未来趋势焊接技术将向自动化、智能化和清洁化方向发展焊接技术起源于远古时期的铁器制造,随着工业革命和科技进步不断发展。从手工焊接到电弧焊、气焊,到如今的激光焊、机器人焊等先进技术,焊接在工业制造中扮演着越来越重要的角色,正朝着自动化、智能化和清洁化的方向不断前进。焊接的特点1高效焊接工艺总体上效率较高,可快速完成连接,大大提高了生产效率。2牢固通过焊接形成的接头质量较好,具有很强的机械强度和使用寿命。3美观焊接接头可以做到外观整洁,通过合理的工艺设计可以提升产品外观。4经济焊接工艺相对来说成本较低,不需要过多的辅助材料,可以大幅降低成本。焊接的基本原理热能的产生焊接过程中通过电弧或燃料燃烧产生高温热能,使工件局部熔融并凝固形成焊缝。表面张力的作用熔融金属表面张力的作用可促进熔池形状的变化和熔渣的排出。冷却过程焊缝区域的冷却速度决定了焊缝的性能,需要合理控制冷却过程。焊接金属学焊接过程中的金属相变、强化机制等焊接金属学原理决定了焊缝性能。焊接材料的分类基本材料包括基材和焊材。基材通常为钢铁、铝合金等金属材料，焊材包括熔化型焊材和非熔化型焊材。辅助材料包括焊剂、保护气体等。焊剂能够清洁基材表面，促进熔池流动;保护气体则可以防止焊缝氧化。专用材料适用于特殊焊接工艺,如钎料、粉末冶金材料。它们具有特殊的性能,满足特定的焊接需求。检测材料用于焊件质量检测,如渗透探伤剂、磁粉探伤剂等。确保焊接质量达标。焊材的选择焊材选择根据焊接部件的材质、厚度、使用环境等因素合理选择焊材。焊材应具有足够的强度、韧性和耐腐蚀性。焊接工艺选择与焊接工艺相匹配的焊材,如手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等。确保焊材与工艺相适应。焊接质量仔细检查焊材的成分、力学性能、尺寸公差等,确保焊接质量符合要求。选用合格的焊材很关键。焊剂的作用保护电弧焊剂可以产生保护性气体，隔绝空气,防止焊渣和熔融金属与空气接触。控制流动性焊剂能调节焊渣的粘度和表面张力,使熔融金属流动性良好。清除氧化物焊剂含有还原性成分,可以清除焊接过程中产生的氧化物和其他杂质。改善金属性能焊剂还能促进合金元素的合理分布,提高焊接金属的强度和塑性。焊接设备介绍焊接过程需要各种专业设备的配合,包括焊机、焊枪、辅助装置等。焊机是焊接的核心动力设备,提供电流和电压。焊枪则用于控制电弧、输送焊材,保护焊区免受空气氧化。辅助装置如送丝机、气体保护装置等则提高焊接质量和效率。焊接电源分类1交流电焊机使用交流电作为动力来源,产生焊接电弧,适用于各种焊接工艺。广泛应用于工厂车间及建筑施工现场。2直流电焊机使用直流电作为动力来源,产生稳定的焊接电弧,适用于精密薄板焊接。常见于维修、加工、自动化生产线等领域。3逆变式焊机采用高频逆变技术,体积小、重量轻、能效高,可以实现自动化和机器人焊接。广泛应用于各类焊接工艺。4双电源焊机集交流电和直流电两种电源于一体,可满足各种焊接工艺的需求,适用范围广泛。焊接电源的参数输入电压决定焊机的电能输入，通常为交流电压110V或220V输出电压焊机在焊接过程中输出给焊弧的电压，通常在15-60伏之间输出电流焊机输出给焊弧的电流强度，决定焊接热量和焊缝形状负载特性描述焊机在不同负载条件下的输出电压和电流的变化关系效率反映焊机电能转换效率，决定了能耗和散热情况焊接接头的种类对接焊接两个板面直线对接焊接，是最基本和常用的焊接接头。角焊接使用勾形或三角形的焊缝将两块板焊接在垂直或倾斜位置。重叠焊接将两块板材重叠在一起并焊接在接触面上。边缘焊接在板材的边缘上进行焊接，用于加强边缘并形成密封。焊道形态及其控制1横截面形状凸面、平面、凹面等多种焊道外观形状2焊道尺寸焊长、焊宽、焊深等参数的控制3焊缝质量无气孔、无裂纹、无夹渣等指标焊道形态是评价焊接质量的重要指标之一。通过调整焊接电流、电压、焊速等参数，可以控制焊道的横截面形状、尺寸大小以及焊缝质量。合理的焊道形态有利于提高焊接结构的强度和美观度。熔滴转移方式短路熔滴转移短路熔滴转移是最常见的熔滴转移方式。焊丝尖端与工件短路时会产生一个小熔滴,断开后被电弧拉长并转移到工件上。这种方式电流低、焊渣少、溅渣少,适用于薄板焊接。喷溅熔滴转移喷溅熔滴转移是用高电流和电压产生的电弧将熔融金属以细小尖锐的熔滴形式喷溅到工件上。这种方式能够实现高熔融效率和深熔透,适用于厚板的焊接。脉冲熔滴转移脉冲熔滴转移是将焊机输出电流调制成脉冲波形,利用电流脉冲控制熔滴的转移。这种方式能兼顾低电流和低溅渣,适用于薄板和精密焊接。焊接电弧现象焊接电弧是一种高温电离气体放电现象。焊接电弧可以产生高达几万度的温度,能够熔融金属并完成焊接。电弧的稳定性、功率密度、热量输入等特性直接影响焊接质量。合理控制电弧参数对于实现优质焊缝至关重要。焊接过程中的热输入热量分布焊接过程中会产生大量热量,热量的分布和传播会影响焊缝质量和变形。热量主要集中在焊道附近,随距离衰减。热输入参数影响焊接热输入的主要参数有焊接电流、电压、焊速以及焊材等。通过合理控制这些参数可以调节热输入量。热输入控制合理控制热输入是确保焊缝质量和降低变形的关键。通过科学选择焊接参数,可以精准控制热输入量,从而优化焊接工艺。残余应力和变形1残余应力焊接过程中产生的热量使金属局部加热膨胀,在冷却时会引起焊缝区域和附近的金属发生内部应力,即残余应力。这些残余应力会影响焊件的使用性能。2焊接变形焊接时金属受热膨胀和冷却收缩,会导致焊件发生各种形式的变形,如弯曲、扭曲、收缩等。需要采取适当的工艺措施来控制变形。3应力和变形的控制通过适当的焊接工艺参数设计、焊件预热、焊道控制、焊后热处理等措施,可以有效地降低焊接残余应力和变形的程度。焊缝质量评定外观检查对焊缝的表面形态、尺寸、色泽、裂纹等进行视觉检查,评估焊接质量。无损检测采用超声波、X射线等技术,对焊缝内部缺陷进行检测,全面评估焊接质量。力学性能测试进行拉伸、冲击等力学试验,评估焊缝的抗拉强度、韧性等性能指标。焊接工艺参数的确定1材料性质分析根据工件材料的物理化学特性,确定焊接方法和材料。2焊接工艺选择根据工件形状、尺寸、位置等因素,选择合适的焊接方法。3工艺参数调整通过试焊实验,优化电流、电压、焊接速度等关键参数。焊接工艺规程编制明确焊接目的确定即将完成的焊接任务的具体目标和要求。确定焊接工艺参数根据所用材料、焊接方法等选择合适的焊接电流、电压、速度等参数。编制焊接步骤详细列出焊接操作的各个步骤,确保工艺顺序合理,操作流程标准化。制定质量控制措施制定焊缝外观检查、力学性能测试等方法,保证焊接质量。记录并优化工艺对实际焊接情况进行记录,持续改进优化焊接工艺,确保焊接稳定可靠。焊接质量控制过程监控通过实时监测焊接参数和工艺状况,及时发现和纠正偏差,确保焊接质量稳定。检测手段采用X射线、超声波等非破坏性检测技术,对焊缝进行全面检查,识别内部缺陷。质量评估依据相关标准,对焊缝外观、尺寸、力学性能等指标进行评估,确保达到设计要求。持续改进收集焊接质量数据,分析问题原因,采取措施持续优化工艺,提升焊接质量。焊接工艺的选择分析工艺需求根据工件材料、结构、生产条件等因素,选择合适的焊接工艺。比较焊接方法考虑焊接质量、效率、成本等指标,选择最适合的焊接技术。优化工艺参数调整焊接电流、电压、速度等参数,确保焊接质量满足要求。进行焊接检验采用无损检测等方法,对焊接质量进行全面评估和监控。不同焊接方法的比较焊接速度电弧焊和气体焊焊接速度较快,而钎焊和点焊的速度较慢。选择合适的焊接方法可以提高生产效率。焊接质量电弧焊和钎焊可以获得较好的焊缝质量,而点焊和气体焊焊缝质量相对较差。对于关键部位需要选用质量更高的焊接方法。操作难度电弧焊和气体焊需要较高的技术水平,而点焊和钎焊相对比较简单。选择合适的焊接方法可以降低工人培训成本。焊接成本点焊和钎焊的设备投资和材料成本较低,而电弧焊和气体焊的成本相对较高。需要权衡成本和质量要求。特种焊接工艺介绍除了常规的焊接工艺,还有一些特殊的焊接技术,如电子束焊、激光焊、超声波焊等。这些工艺能够在特定情况下提供更高的焊接质量和效率。它们通常应用于高端制造领域,如航空航天、精密机械等。特种焊接工艺往往需要更专业的设备和技术,操作也更加复杂,需要经过系统培训和实践。但它们能够突破常规焊接的局限,实现创新性的应用。焊接装置与机器人焊接装置包括各种专用焊机、送丝机、焊枪等焊接设备,可实现高效自动化焊接。焊接机器人则结合机械臂、传感器等技术,实现复杂焊缝的自适应跟踪和精准控制,广泛应用于汽车制造、航空航天等领域。先进的焊接装置和机器人大幅提升了焊接效率和质量,同时也降低了劳动强度、改善了作业环境,是焊接技术发展的重要方向。焊接安全与防护个人防护装备焊接工人必须穿戴合适的防护服、手套、防护眼镜等,保护身体免受高温、烫伤和电击的伤害。环境防护措施工作区域应做好通风排烟,避免产生有害气体。周围应保持干净整洁,远离易燃易爆物品。安全设备使用焊机和辅助设备必须接地并定期检查。焊工应熟练掌握各种工艺操作,遵守安全操作规程。紧急应急预案制定完整的应急预案,配备必要的消防设施和急救设备,确保事故发生时能及时有效应对。焊接工艺实例分析1案例1：管道焊接高压管道焊接,对强度和密封性要求极高。2案例2：航空结构焊接航空零件焊接,需要极高的精度和可靠性。3案例3：汽车车身焊接汽车焊接工艺要求快速、精确并保证焊缝质量。焊接工艺应用广泛,从管道、航天到汽车等行业都有广泛应用。每个行业对焊接质量、强度和可靠性都有特殊的要求,需要采用针对性的焊接工艺和设备。我们将通过具体案例分析不同行业的焊接应用及其特点。焊接技术的未来发展智能焊接技术利用机器人和自动化技术实现智能化焊接工艺,提高生产效率和质量。先进焊接工艺采用激光焊接、电子束焊接等新型焊接方法,实现更精准、高效的焊接。焊材研发创新开发新型焊材和母材,提升焊缝性能,满足特殊工况下的焊接需求。焊接过程仿真利用数字化模拟技术进行焊接工艺优化,降低产品开发成本和时间。焊接行业职业展望1工程师未来焊接行业对专业技术人才的需求将日益增加,焊接工程师将在设计、施工和质量管控中发挥重要作用。2操作工随着焊接技术的不断进步,熟练的焊工将长期受到行业青睐,他们的工资待遇和职业发展前景良好。3研发人员焊接材料、设备以及工艺的研发,将成为行业内重点关注的领域,对相关研发人员的需求将不断增加。4管理人员高素质的焊接管理人员将成为企业发展的关键,能够协调生产、质量和安全等各环节的管理人才备受青睐。焊接知识学习方法实践操作掌握焊接知识需要大量实际操作练习,通过反复尝试和不断总