《电弧焊接基本概念》课件

电弧焊接基本概念电弧焊接是使用电弧燃烧产生的高温热量来熔化工件和焊条,并形成焊缝的一种焊接方法。它通过产生电弧并控制电弧的热量来实现金属零件的成功连接。M课程目标1掌握焊接基础知识了解焊接的定义、特点及主要分类,了解电弧焊接的基本原理。2掌握焊接工艺参数学习如何选择合适的电压、电流和焊接速度,确定焊缝尺寸。3学习焊接质量控制了解焊接变形及其控制措施,掌握常见焊接缺陷及预防方法。4熟悉焊接安全与环保学习焊工劳动防护知识,了解焊接对环境的影响及相关措施。焊接概述焊接是一种连接工艺焊接是一种将金属材料通过加热、压力或两者结合的方式永久连接的工艺。它被广泛应用于工业制造、建筑、维修等领域。焊接应用广泛焊接工艺可用于车辆制造、船舶建造、管道系统、建筑工程等各个行业,是一种非常重要的连接技术。焊接工艺发展历程焊接工艺可以追溯到几千年前,从最初的人工点焊发展到现代的各种自动焊接技术,历经长期发展和进步。焊接的定义和特点定义焊接是利用热量或压力使金属或非金属材料在局部区域达到熔融或塑性状态，然后通过凝固而达到永久连接的过程。特点焊接具有可靠性强、连接效率高、结构紧凑等特点,广泛应用于机械制造、建筑、电子等领域。优势焊接能够实现金属与金属的强有力连接,可以制造出各种复杂的结构件,具有成本低、效率高等优势。焊接的分类按焊接方法分类包括电弧焊、CO2焊、氩弧焊、等离子焊等多种焊接方法。每种方法适用于不同的焊接材料和焊接要求。按焊接位置分类包括平焊、横焊、立焊和仰焊等多个焊接位置。不同位置的焊接要求和操作技巧有所不同。按焊接接头分类常见的接头有对接接头、T型接头、角接头和重叠接头等。接头形式直接影响焊缝的结构和质量。焊接的主要工艺熔融焊接通过局部高温使母材和填充材料熔化连接的工艺,如电弧焊、气体焊、电阻焊等。压力焊接借助压力使母材在固态或粘塑性状态下连接的工艺,如点焊、搭接焊、对接焊等。固相焊接不经过熔融状态,在固相状态下利用扩散、冶金反应等方式进行连接的工艺。焊接辅助工艺配合主要焊接工艺使用的一些附加工艺,如切割、钳边、装配等。电弧焊接概述电弧焊接是一种利用电弧热量熔融金属完成焊接的工艺。它以电流通过电弧产生的高温熔化焊材和工件表面金属,并在熔融金属冷却凝固后形成焊缝的方式实现焊接。该工艺广泛应用于机械制造、建筑、船舶等领域。电弧焊接的基本原理电极与工件接触电极与工件通过电源连接成回路,工件上产生电压差,引发电弧点燃。电弧形成与维持电弧由正极迁移至负极,温度高达4000摄氏度,产生持续的热量。金属的熔融与凝固电弧高温将工件和焊丝局部熔融,后凝固成焊缝,实现工件的连接。电弧的形成和性质电弧焊接依靠电弧的形成和稳定燃烧来实现。电弧是由焊机输出的电流在焊枪与工件之间形成的高温电离气体通道。电弧的形成和稳定燃烧直接影响焊接过程，决定着焊接质量。电弧具有高温、高能量密度、等离子态等特点,能够快速熔化金属,使工件局部区域达到熔融状态。电弧的性质和特征直接决定着焊接过程中的热量输入、熔融金属的形态及焊缝的外观和内部质量。电弧的电压和功率电弧电压和电弧功率是影响电弧焊接质量的重要参数。根据焊接工艺的不同,电弧电压和功率范围也有差异。手工电弧焊的电压和功率较低,而自动电弧焊和埋弧焊的电压和功率要高得多。合理选择这两个参数对于获得良好的焊缝质量非常关键。焊接电源概述焊接变压器焊接变压器通过降压和电压转换为焊接电流和焊接电压提供电源。其结构简单、重量轻、效率高，是常见的焊接电源。焊接发电机焊接发电机直接将机械能转化为焊接电流和焊接电压提供电源。其可以在无电网的环境中使用，适用于现场焊接。焊接整流器焊接整流器通过将交流电转换为直流电来提供焊接电源。其具有体积小、重量轻、效率高等优点。焊接变压器的结构和特点结构特点焊接变压器由主变压器和次变压器组成,通过磁场耦合实现电压转换。常见结构为外壳、铁芯、线圈等。功能特点焊接变压器可根据需求调整输出电压,提供稳定的电流供焊机使用,确保焊接质量。适用于交流电弧焊接。性能优势相比传统焊机,焊接变压器体积小、重量轻、效率高、损耗低,适用范围广泛,是工业焊接的首选电源。焊接发电机的结构和特点发电机结构焊接发电机由转子、定子、励磁系统等部件组成,可直接为焊机提供高电流输出。紧凑设计焊接发电机采用了紧凑的设计,体积小巧,便于现场搬运和操作。优异性能焊接发电机具有输出电流大、稳定性好、效率高等特点,满足各种焊接工艺的需求。焊接整流器的结构和特点整流管结构焊接整流器采用整流管作为主要组件，通过控制电流流向实现自动调节。稳定输出电流整流器可将交流电转换为直流电，并提供稳定恒定的焊接电流输出。电压调节范围广整流器可根据焊接工艺需求，灵活调节输出电压，满足不同焊接应用。体积小重量轻新型整流器采用先进材料和结构设计，体积小巧重量轻便于移动。焊接电源的选择1评估焊接需求考虑焊接工艺、材料厚度、焊接速度等因素,选择合适的电流强度和电压。2型号选择根据焊机的种类、输出能力和其他技术参数进行对比,选择满足需求的焊机型号。3使用环境评估考虑焊机使用的场地条件,如电源供给、周围温度等,选择适合的焊机。焊丝和焊剂的基本概念焊丝焊丝是焊接过程中用来填充焊缝的金属材料。焊丝的成分和尺寸会影响焊接的性能和质量。常见的焊丝包括碳钢焊丝、不锈钢焊丝和铝合金焊丝等。焊剂焊剂是在焊接过程中加入的辅助材料,主要作用是清除焊材和母材表面的氧化物、保护熔池、稳定电弧、改善熔池流动性等。常见的焊剂有酸性焊剂、碱性焊剂和中性焊剂。焊丝的种类和性能焊丝种类常见的焊丝包括碳钢焊丝、合金钢焊丝、不锈钢焊丝等,根据不同的焊接工艺和材料选择适合的焊丝。焊丝性能焊丝的性能包括熔滴性、耐热性、抗氧化性以及机械性能等,满足不同应用场景的需求。焊丝编号焊丝一般有JIS、AWS等编号标准,可以根据编号了解焊丝的化学成分、机械性能等。焊剂的作用和种类促进金属熔化焊剂能够降低金属的熔点,提高熔融金属的流动性,促进基材的熔解。形成焊缝保护层焊剂在熔敷时产生的熔渣能形成一层保护层,防止焊缝被空气氧化。改善焊接环境焊剂能够稳定电弧,降低飞溅,改善焊接操作的安全性和舒适性。焊接工艺参数焊缝尺寸焊缝的尺寸,包括深度、宽度和高度,是确定焊接质量的关键参数。合理控制焊缝尺寸可以避免焊接缺陷。焊接电压和电流焊接电压和电流是影响熔池形状、焊渣形成、气孔和裂纹等的重要参数。需要根据材料和工艺要求选择合适的电压和电流。焊接速度适当的焊接速度可以确保焊缝和热影响区的性能。过快的速度会导致焊缝质量下降,过慢的速度则会造成过度熔化。预热和后热处理合理的预热和后热处理有助于管理焊接残余应力,防止焊接变形和裂纹。这些参数需要根据工件材料和厚度进行调整。电压、电流和焊接速度的选择1调整电压根据焊件材质和厚度选择合适的焊接电压2设置电流根据焊丝直径和焊材厚度选择合适的焊接电流3控制焊接速度匹配电压电流参数,保证适中的焊接速度在电弧焊接过程中,合理调整电压、电流和焊接速度非常关键。电压决定了电弧的热量输入,电流则影响熔池大小和熔化速度,而焊接速度又决定了焊缝形状和尺寸。三者需要协调配合,根据焊件材质和厚度选择最佳参数,才能确保焊接质量。焊接缝形状和尺寸的确定1考虑工艺要求根据不同的焊接工艺,确定适合的焊缝形状和尺寸,确保焊件满足使用条件。2控制焊缝尺寸合理选择焊缝的宽度、深度和高度,既要满足强度要求,又要控制变形。3优化焊缝形状通过调整焊缝形状,可以提高焊接质量,减少焊接变形和应力集中。4充分利用焊机性能根据焊机的功率和焊接速度,确定合适的焊缝尺寸,发挥焊机的最大效率。金属的熔化和传热过程1局部加热焊接时通过电弧能量局部加热金属。2熔融金属加热使金属部分或全部熔化形成熔池。3热量传递熔融金属通过导热、对流和辐射传递热量。4凝固冷却熔融金属逐渐凝固并冷却至原始温度。焊接过程中金属的熔化和传热是一个复杂的动态过程。电弧能量首先将局部区域加热至熔点,形成熔融金属池。熔池内部和周围的热量传递过程包括导热、对流和辐射,最终使金属逐渐凝固冷却。这些复杂的物理化学过程决定了焊缝的外观和性能。焊接变形及其控制措施热膨胀效应焊接过程中局部heating会导致金属的热膨胀,冷却后发生收缩,从而造成焊接变形。预热和后热合理的预热和后热处理可以减小温度梯度,缓解焊接应力,降低变形程度。夹具和支架使用夹具和支架可以限制工件在焊接过程中的自由变形,控制变形量到可接受范围。焊接顺序合理的焊接顺序,如从中心向外等,可以降低局部热量输入,减小温度梯度。焊接质量及其检验焊接质量标准焊接质量必须符合既定的标准和规范,如尺寸精度、外观、强度等方面的具体要求。制定完善的质量检验制度至关重要。焊缝检验方法采用可视、探伤等检测手段,对焊缝进行外观、内部缺陷的全面检查,及时发现并纠正存在的问题。质量管理流程制定焊接工艺规程严格控制焊接过程参数定期培训焊工技能实施全面质量检查焊接安全与环境保护安全第一焊接作业存在诸多安全隐患,如高温、火灾、中毒等,必须采取严格的安全防护措施,确保作业人员的人身安全。环境友好焊接过程会产生有害气体和烟尘,应采取有效控制措施,以最大限度地减少对环境的污染,保护周围居民的健康。法规规范焊接作业应严格遵守国家相关法律法规,确保安全生产和环境保护的要求得到落实。个人防护焊工必须穿戴阻燃防护服、防护面罩、手套等,减少高温、辐射等危害因素的伤害。焊工的劳动防护1个人防护装备焊工必须佩戴防护眼镜、手套、防护服等装备,确保身体各部位得到保护。2工作环境安全确保电源线路、通风设备和工作台等状况良好,避免发生意外事故。3健康检查与培训定期进行身体检查,了解自身健康状况,并接受专业的焊工技能培训。4合理安排工作适当调整工作时间和强度,预防因过度劳累而引起的身体疾病。常见焊接缺陷及其预防裂纹焊接过程中温度变化过大或焊接工艺不当导致的裂纹，可通过预热、合理控制焊接参数等措施预防。气孔焊接材料或环境条件不佳导致的气孔缺陷，可通过选用合适的焊材和调节焊接电流电压来避免。咬边焊接电弧不稳定或焊接速度过快导致的咬边缺陷，应调整焊接参数、提高焊工技能来预防。烧穿焊接电流过大或焊枪移动过快导致的表面烧穿，可通过降低电流强度或增加焊接速度来预防。课程小结掌握基本概念学习了电弧焊接的定义、特点、分类和主要工艺,为后续的深入学习打下基础。理解基本原理了解了电弧焊接的形成机理、电压、功率等基本原理,为正确操作提供理论支持。熟悉相关设备掌握了焊接电源的种类、结构和特点,为设备的选择和使用提供指导。学习焊接工艺认知了焊丝、焊剂的作用