《焊工工艺学教学》课件

《焊工工艺学》课程简介本课程旨在为学生提供焊接工艺基础知识和技能。通过学习焊接原理、工艺参数选择、焊接质量控制等内容，帮助学生掌握焊接技术和实践能力，为从事焊接相关工作奠定基础。11焊接的基础知识焊接原理焊接过程涉及材料熔化、金属原子结合等过程，形成牢固连接。焊接材料焊接金属材料种类繁多，不同的材料有不同的焊接工艺参数和要求。焊接安全焊接过程中产生高温、电弧辐射、烟尘等，需要采取相应的安全防护措施。焊接工具各种焊接工具和设备，如焊钳、焊枪、焊丝、焊条等，都是焊接必不可少的工具。焊接热源的类型及特点电弧焊利用电弧产生的高温热量，将焊件熔化。激光焊利用高能激光束，将焊件熔化。等离子弧焊利用等离子弧产生的高温热量，将焊件熔化。电子束焊利用高能电子束，将焊件熔化。金属的焊接性11.熔化温度焊接时，金属必须达到熔化温度才能形成熔池，熔化温度越低，焊接越容易。22.液态金属的流动性液态金属的流动性决定了焊缝的形状和尺寸，流动性越好，焊缝越均匀。33.金属的蒸汽压金属的蒸汽压决定了焊接过程中金属的挥发程度，蒸汽压越高，挥发越严重。44.金属的化学活性金属的化学活性决定了其与焊接材料的反应程度，活性越高，反应越剧烈。焊接变形及其控制1热应力焊接过程中，热量集中导致金属材料膨胀，冷却后产生收缩，造成焊接应力，最终导致焊接变形。2焊接变形类型角变形弯曲变形纵向变形扭曲变形3控制焊接变形合理选择焊接工艺参数，采用对称焊接，预热和后热处理，以及使用变形补偿技术，有效控制焊接变形。焊缝的组成及其特点焊缝根部焊缝根部是焊缝与母材连接的部位，通常是焊缝中最薄弱的部位。根部质量直接影响焊缝的强度和密封性。焊缝熔合区熔合区是焊缝金属与母材金属相互熔化、混合而成的区域。熔合区通常具有不同的金属成分和晶粒结构，需要仔细控制。焊缝过渡区过渡区是焊缝熔合区与母材之间的过渡区域，过渡区通常存在应力集中，需要采取措施减少应力集中。焊缝表面焊缝表面是焊缝直接暴露于环境中的部位，表面质量直接影响焊缝的抗腐蚀性和外观。基础焊接工艺熔化焊利用电弧、等离子弧或激光等热源使焊件熔化，形成熔池，并通过填充金属或不熔化金属进行焊接。压焊利用压力和热量或仅用压力使焊件金属原子发生相互扩散，形成连接。钎焊采用熔点低于母材的填充金属（钎料）在较低的温度下进行连接。冷焊通过特殊的压力和摩擦或超声波等能量，使焊件金属发生塑性变形和原子扩散，形成连接。熔化焊接工艺分类按焊接方法分类熔化焊接工艺主要包括气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊等。每种焊接方法都具有不同的特点和应用范围，需要根据具体情况选择合适的焊接工艺。按保护气体分类熔化焊接工艺还可以根据保护气体的类型进行分类，例如氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、混合气体保护焊等。保护气体可以有效防止焊接过程中金属的氧化和气孔，提高焊接质量。钨极惰性气体保护焊简介钨极惰性气体保护焊（TIG）是采用钨极作为电极，用惰性气体（氩气或氦气）作为保护气体，以直流电作为电源进行焊接的一种方法。特点TIG焊接具有焊缝质量高、焊接范围广、适应性强等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造等领域。工艺TIG焊接过程中，钨极发射电子流，加热工件，熔化焊丝，形成熔池，保护气体则隔离空气，防止熔池氧化。应用TIG焊接可用于焊接各种金属材料，包括不锈钢、铝合金、铜合金等，也可用于各种焊接接头，包括对接、搭接、角接等。金属手工电弧焊工艺电极电极由金属芯线和药皮组成。焊接电源提供焊接所需的直流电。焊接防护用品保护焊工眼睛和皮肤不受高温金属和弧光伤害。自动二氧化碳气体保护焊工艺设备组成自动二氧化碳气体保护焊设备主要包括焊接电源、送丝机构、气体保护装置、焊接枪等，它们协同工作，实现焊接过程的自动化。工艺原理二氧化碳气体保护焊利用二氧化碳气体作为保护气体，在电弧燃烧过程中形成保护气层，防止熔池氧化和氮化，确保焊接质量。操作步骤自动二氧化碳气体保护焊操作步骤包括准备工作、焊接过程、清理焊缝等，需要根据具体情况调整焊接参数和操作方法。特点自动二氧化碳气体保护焊的特点包括焊接速度快、效率高、焊缝成形美观、成本低等，适用于大批量生产中的金属材料焊接。焊接质量控制11.焊缝外观检查焊缝表面应光滑平整，无裂纹、气孔等缺陷。22.尺寸和形状焊接尺寸和形状应符合设计要求，保证焊接质量和结构强度。33.机械性能测试进行拉伸试验、弯曲试验等测试，验证焊接接头的强度和韧性。44.无损检测采用超声波探伤、射线探伤等技术，检查焊接内部是否存在缺陷。常见焊接缺陷及其成因裂纹焊接裂纹是焊接中最常见的缺陷之一，通常是由焊接应力集中和金属冷却速度过快引起的。气孔焊接气孔是焊接过程中产生的空洞，通常是由焊接材料中的气体或焊接过程中的气体引起的。夹渣焊接夹渣是指焊接过程中焊缝中残留的熔渣，通常是由焊接工艺参数不当或熔渣粘度过高引起的。未熔合焊接未熔合是指焊接接头处母材和焊缝之间没有完全熔合，通常是由焊接电流过小或焊接速度过快引起的。焊接缺陷的检测方法目视检测目视检测是最基本也是最常用的检测方法。主要依靠肉眼观察，通过肉眼识别焊缝表面缺陷，如裂纹、气孔、未熔合等。目视检测的优点是简单易行，成本低廉，但缺点是灵敏度低，容易受到主观因素影响。渗透检测渗透检测利用液体渗透剂进入缺陷，再用显色剂显现缺陷，适用于表面缺陷的检测。渗透检测的优点是灵敏度高，操作简单，适用于各种金属材料，缺点是不能检测内部缺陷。磁粉检测磁粉检测利用磁粉聚集在缺陷处，显现缺陷，适用于铁磁性材料表面缺陷的检测。磁粉检测的优点是灵敏度高，检测速度快，缺点是只能检测表面缺陷，且只能检测铁磁性材料。超声波检测超声波检测利用超声波在材料中的传播特性，通过分析超声波信号，检测材料内部的缺陷。超声波检测的优点是灵敏度高，可以检测内部缺陷，适用于各种材料，缺点是设备昂贵，操作复杂。焊缝的热处理1消除应力热处理可消除焊接过程产生的残余应力，避免裂纹产生。2改善性能通过热处理改变焊缝金属的晶粒结构，提高焊接接头的强度和韧性。3稳定结构热处理可以稳定焊缝金属的组织结构，提高焊接接头的稳定性。4恢复性能部分金属材料在焊接后，机械性能会下降，热处理可恢复其性能。焊接工艺参数的确定1材料特性材质、厚度、强度、硬度。2焊接方法TIG，MIG，GTAW等。3焊接电流根据材料、焊丝直径和焊缝厚度调整。4焊接电压电压影响焊接电流和热量。焊接工艺参数的确定至关重要，需要根据具体焊接材料、焊接方法、焊接环境等因素综合考虑。焊接工艺规程的编制制定焊接工艺规程的目的焊接工艺规程是规范焊接操作的指导文件，确保焊接质量和安全。焊接工艺规程的内容包括焊接材料、焊接方法、焊接参数、检验标准、安全措施等。编制焊接工艺规程的步骤确定焊接任务、选择焊接方法、确定焊接参数、进行工艺试验、编写规程文档。焊接工艺规程的审核和批准确保焊接工艺规程符合相关标准，并经过审核和批准才能正式生效。焊接工艺的优化焊接工艺优化是提高焊接质量、降低成本、提高生产效率的关键环节。通过对焊接参数、材料、工艺方法、设备等因素进行科学的调整，可以实现焊接过程的最佳化。1焊接参数优化电流、电压、速度、焊接时间等2材料选择优化母材、焊丝、保护气体等3工艺方法优化焊接方法、焊缝形状等4设备优化焊接机、焊枪、夹具等焊接工艺优化是一个不断探索和改进的过程。通过不断分析和总结经验，可以不断提升焊接工艺水平，创造更高的经济效益和社会效益。焊接机械化与自动化焊接机器人焊接机器人可实现自动焊接，提高效率和质量。自动焊接设备自动焊接设备采用自动控制技术，提高焊接速度和精度。焊接自动化焊接自动化是指将焊接过程自动化的技术，可提高生产效率，降低成本。焊接机器人技术焊接机器人技术焊接机器人技术是将机器人应用于焊接生产的一种先进技术，它具有高效率、高精度、高稳定性等优点。应用范围焊接机器人广泛应用于汽车制造、航空航天、机械制造、电子制造等领域，提高生产效率和产品质量。主要特点焊接机器人技术具有以下特点：自动化程度高、焊接质量稳定、劳动强度低、工作环境恶劣等。发展趋势随着人工智能技术的发展，焊接机器人技术将朝着智能化、柔性化、集成化方向发展。焊接质量保证体系质量管理体系建立完善的质量管理体系，确保焊接产品质量。焊接工艺制定严格的焊接工艺规程，控制焊接过程。质量检验对焊接过程和产品进行严格的检验，发现缺陷及时处理。认证体系通过第三方认证机构认证，提升焊接质量信誉度。焊工技能考核标准理论知识考核焊接工艺学、金属材料、焊接设备等理论知识。实际操作考核焊接操作技能，包括焊接速度、熔深、焊缝形状等。安全意识考核焊工的安全意识和操作规范，包括安全操作规程、安全防护措施等。焊工常见安全防护措施安全帽保护头部免受坠落物、冲击、飞溅物和电击的伤害。防毒面具用于防止有害气体和烟雾的吸入。焊接服保护皮肤免受高温、火花和金属飞溅的灼伤。防护手套保护双手免受高温、火花和金属飞溅的伤害。焊工健康防护知识呼吸系统防护焊接作业会产生有害气体和烟尘，会对呼吸系统造成损害。佩戴防毒面具、防尘口罩，保持通风，避免吸入有害气体和烟尘。眼睛防护焊接产生的强光会对眼睛造成灼伤，甚至失明。焊接时必须佩戴防强光眼镜或焊接面罩。皮肤防护焊接火花会灼伤皮肤，焊接烟尘会对皮肤造成刺激。佩戴耐高温、防灼伤的手套和工作服。其他防护焊接时应注意安全操作，避免触电，防止被焊接材料或工具灼伤。定期进行体检，保持良好的身体状态。焊工环境保护1减少焊接烟尘使用通风设备或抽风装置，收集焊接烟尘，防止其扩散到周围环境中。2控制噪声污染采用低噪音的焊接设备，并做好降噪处理，减少噪音对焊工和周围环境的影响。3处理焊接废气收集焊接产生的有害气体，并进行净化处理，防止排放到大气中。4回收利用焊接废料对焊接产生的废料进行分类收集，并进行回收利用，减少资源浪费。焊工职业培训和教育理论知识掌握焊接原理、焊接工艺、材料知识等实操训练进行实际焊接操作，积累经验技能认证取得相关职业资格证书持续学习不断提升技能水平，适应技术发展焊工行业发展趋势1自动化与智能化焊接机器人和自动化系统越来越广泛应用，提高效率和精度。2绿色环保环保焊接材料和工艺不断发展，减少污染物排放，保护环境。3专业化与精细化焊接工艺越来越复杂，对焊工技能要求更高，更加注重专业化和精细化。4国际化中国焊接行业与国际接轨，参与国际标准制定，积极拓展国际市场。本课程总结学习目标学生应掌握焊接基础知识、工艺原理及常见焊接方法，并具备焊接操作技能和质量控制能力。课程重点重点介绍了焊接工艺原理、焊接方法分类、焊接质量控制、安全操作等。课程难点焊接参数的选择焊接质量控制焊接安全操作课程意义为学生未来从事焊接相关工作打下坚实基础。本课程思考题焊接工艺焊接方法的选择？如何控制焊接变形？如何提高焊接质量？焊接工艺参数如何确定？焊接安全