《焊接技术第讲》课件

焊接技术焊接是一种利用热量在金属表面或金属内部产生熔融或凝固连接的工艺。它广泛应用于机械制造、航空航天、船舶制造等行业。掌握焊接技术对提高产品质量和生产效率有重要意义。讲课目标掌握焊接基础知识了解焊接过程中的物理变化和金属材料的性能特点,为后续学习奠定基础。熟悉主要焊接工艺系统学习电弧焊、电子束焊、激光焊等常见焊接工艺的原理和应用。掌握焊接工艺参数了解焊接电源、保护气体、焊材等因素的选择,并能设置合适的工艺参数。提高焊接质量控制学习焊缝检验、焊接变形及残余应力的控制等,确保焊接质量。焊接基础知识焊接概念焊接是利用热量将工件的表面或边缘熔融或软化,并在压力作用下使其互相结合的一种金属连接方法。焊缝类型根据焊缝的形状和位置,主要有搭接焊缝、角焊缝、T形焊缝等多种类型。焊接原理焊接过程中,通过加热将工件表面熔融,并在压力作用下使两个工件表面紧密结合形成焊缝。焊接设备焊接所需的主要设备包括焊机、焊枪、焊接金属材料等,需根据不同焊接工艺进行选择。焊接过程中的物理变化熔化焊接过程中,金属在高温下熔化,形成熔池。熔池表面形成液态金属。凝固液态金属在冷却过程中逐渐凝固,形成焊缝。凝固过程中伴有晶粒长大和相变。相变焊接过程中,金属会发生相变,从而改变其组织结构和性能。这是焊接变形和残余应力产生的重要原因。热影响焊接时高温对焊件周围区域也会产生热影响,导致金属组织和性能发生变化。焊接金属材料的性能熔点和热传导性不同金属材料具有不同的熔点和热传导性,这将影响焊接过程中的温度分布和热量输入。化学反应性金属材料在高温下会发生化学反应,产生氧化物或其他化合物,影响焊缝质量。热膨胀系数热膨胀系数不同的材料在焊接过程中会产生不同的热变形和残余应力。机械性能焊后金属的硬度、强度、韧性等性能会发生变化,需要通过合理的工艺参数控制。焊接工艺的分类电弧焊通过电弧产生的高温来熔化金属,是最常见和应用最广泛的焊接工艺。包括手工电弧焊、自动/半自动焊等多种方式。电子束焊利用高能电子束聚焦加热金属达到熔化的工艺。可实现深熔和精确控制,适用于航空航天等高端制造。激光焊利用激光束的高能量密度来熔化金属的焊接工艺。能量集中、热影响区小、焊接精度高,广泛应用于汽车、电子等行业。气体保护焊在焊接过程中使用惰性气体或活性气体保护焊缝,可获得高质量的焊缝。包括MIG焊、TIG焊等工艺。电弧焊工艺电弧形成通过电源产生的电流在焊枪和工件之间形成稳定的电弧,为焊接提供所需的热量。焊枪操控焊工需熟练掌握焊枪的操控技巧,控制焊枪的移动速度和方向以获得优质焊缝。填充材料在焊接过程中,适当加入焊丝或焊条以填充焊缝,确保焊缝强度和美观。保护气体焊接时需要使用保护气体,如氩气或二氧化碳,以防止焊池氧化和提高焊缝质量。电子束焊工艺电子束焊设备电子束焊机利用高能电子束作为热源,能够实现精细和高效的焊接,适用于需要高精度的工件。电子束焊接过程电子束焊接过程中,高能电子束聚焦在工件表面,产生大量热量,使金属快速熔融并完成焊接。电子束焊缝特点小焊缝宽度深穿透焊缝较小的热影响区焊接速度快激光焊工艺高能量集中激光焊利用高度集中的能量束可在短时间内迅速熔化金属表面,从而实现快速焊接。精细控制激光焊具有良好的可控性,可精细调控焊接能量、焊道形状等参数,实现高质量焊接。无污染激光焊属于无接触焊接,不会产生焊渣和废气,环境友好。同时能大幅减少焊接变形。气体保护焊工艺简介气体保护焊是利用惰性或半惰性气体保护焊缝的一种焊接工艺,可有效避免焊接过程中金属被氧化或污染。优势气体保护焊工艺焊缝质量高、机械性能好、适用范围广泛,广泛应用于建筑、交通、机械制造等领域。主要种类主要包括CO2气体保护焊、TIG焊和MIG焊等,根据不同工艺选用不同保护气体。CO2气体保护焊气体保护CO2气体保护焊使用纯二氧化碳作为保护气体,能够有效地防止焊接过程中的氧化反应。稳定弧焰CO2气体能够提供高质量的电弧稳定性,确保焊接过程中电弧保持恒定平稳。较高熔深CO2气体保护焊对于制造深熔焊缝和填充焊缝有着独特优势,提高了焊接生产率。经济实惠相比其他气体保护焊工艺,CO2气体保护焊的材料和设备投入较低,具有良好的经济性。TIG焊工艺稳定弧长TIG焊利用钨电极产生稳定电弧,可实现精准控制弧长,焊缝光洁美观。高纯保护气体TIG焊采用高纯净的氩气或氦气作为保护气体,可有效防止焊接金属被氧化。单独加丝TIG焊可单独使用焊丝,操作灵活、焊缝质量高。适用于焊接薄板和需要高精度的工件。MIG焊工艺原理概述MIG焊接也称熔化极气体保护焊，利用连续送丝的焊丝电极在惰性保护气体中产生稳定的电弧，熔化焊丝金属填充焊接接头的过程。优点与应用MIG焊具有焊接速度快、焊缝外观美观、适合自动化和机械化操作等优点，广泛应用于船舶、桥梁、管道等领域。工艺特点MIG焊接通过调节焊丝送速度、电流、电压和保护气体流量来控制焊接过程，适合焊接各种金属材料。操作要点焊机参数设置、焊丝角度、枪头与工件距离、焊缝形状和清洁状态等都是影响MIG焊质量的关键因素。焊接电源的选择匹配焊接工艺要求选择电源时需考虑焊接方式、材料厚度以及焊接位置等因素,确保电源输出参数能满足焊接工艺需求。保证焊接质量电源性能稳定、输出电流可控是确保焊缝质量的关键,电弧稳定性好有助于避免气孔和夹渣等缺陷。提升工作效率电源响应速度快、输出功率大可缩短焊接时间,提高焊接生产效率,节约人力和能源消耗。确保使用安全电源应具有过载保护、短路保护等安全装置,确保焊机操作人员和设备安全。焊接保护气体的选择保护气体特点保护气体需具备高纯度、稳定性、防止氧化等特点,常用的有CO2、Ar、He等。气体与焊材相匹配选择的保护气体要与焊材的性质和焊接工艺相匹配,以达到最佳焊接效果。性价比考虑在确保焊接质量的前提下,还应考虑保护气体的价格和使用成本。焊材的选择焊条材质焊条的成分和机械性能需与母材保持高度匹配,确保焊缝质量和强度。常用焊条材质包括低合金钢、不锈钢等。焊丝直径焊丝直径需根据焊接电流、焊接位置等因素选择合适尺寸,以确保熔透效果和操作性。常见范围为0.8-2.4毫米。焊剂选用焊剂应根据焊接工艺、母材成分等因素选用适当类型,以减少焊接过程中的夹渣、气孔等缺陷。焊接工艺参数的设置1焊接电流决定焊接熔池深度和宽度2焊接电压影响弧长和熔池流动性3焊接速度决定每单位时间内的热输入量4保护气体成分确保焊缝质量并保护熔池5焊材直径决定熔池的尺寸和成型效果焊接过程中需要精确控制各种工艺参数,以确保焊接质量。这些参数包括焊接电流、电压、焊接速度、保护气体成分以及焊材直径等。只有适当调节这些参数,才能保证焊缝形状美观、尺寸精确,并最大限度地减少焊接变形和残余应力。焊缝的检验与质量控制视觉检查观察焊缝的外观,包括尺寸、形状、颜色等,及时发现并解决焊接缺陷。渗透检测利用渗透剂渗入焊缝表面,通过指示剂显示焊缝内部的缺陷。超声波检测使用超声波探伤仪扫描焊缝,可以发现内部的气孔、裂纹等缺陷。X射线检测利用X射线透过焊缝,可以发现内部结构缺陷,如气孔、夹渣等。焊接变形的控制预先校正在焊接前合理设置具有引导变形的结构设计和夹具设计,可以有效预防焊接变形。后期矫正通过机械拉伸、机械压缩、热处理等方式,可以校正焊接件产生的变形。适当热输入合理控制焊接热输入量,可以降低焊接过程中局部过度加热造成的变形。对称焊接采用对称的焊接顺序和焊缝形式,可以平衡内部应力,减少焊接变形。焊接残余应力及其消除焊接残余应力焊接过程中会产生局部加热和急冷,从而导致金属材料内部出现不均匀的热膨胀和收缩,进而产生内部残余应力。这些残余应力会影响焊接件的使用性能和使用寿命。消除方法通过合理的焊接设计和工艺,可以有效降低或消除焊接残余应力。常用方法包括预热、后热处理、力学调整等。选择合适的工艺可以确保焊接件的可靠性和使用安全。焊接后热处理应力消除焊接后的热处理可以有效消除焊接残余应力,提高焊缝的抗裂性和抗疲劳性。组织调整适当的热处理可以调整焊接区域的金属组织结构,改善焊接件的强度和韧性。温度控制焊接后热处理的温度需要根据材料特性精确控制,以确保达到预期的优化效果。焊接工艺质量的保证1过程控制严格控制焊接参数,如电流、电压、焊速等,确保焊接过程稳定和可重复。2质量检查采用无损检测技术,如超声波、X射线等,对焊缝进行全面检查,及时发现并修正缺陷。3材料管控严格选用符合标准的焊材,确保焊缝性能与母材一致,杜绝使用劣质材料。4工艺优化根据实际情况不断改进焊接工艺,提高效率和质量,满足客户需求。常见焊接缺陷及其成因裂纹焊接金属收缩过大或应力集中导致的裂缝。常见于焊缝及其周围区域。气孔气体包裹在金属内部形成的孔洞。常由焊材不纯洁、焊接速度过快等导致。未完全熔合焊材未与基材完全融合。可能由于焊接电流、速度或焊缝形状不合适导致。咬边焊缝与基材之间出现凹陷。可能由于焊接电流过大或焊接速度过快造成。焊接安全注意事项适当使用防护装备要穿戴防护服、手套、面罩等,保护身体免受高温、熔渣和有毒气体的伤害。注意作业环境安全选择通风良好的环境进行焊接,远离易燃易爆物品,防止触电和火灾事故发生。接受专业培训要接受正规的焊接操作培训,掌握焊接安全知识和技能,以确保自身和他人的安全。焊接工艺实例演示在课程中，我们将展示几种常见的焊接工艺在实际生产中的应用案例。通过观察这些工艺在不同材料和结构上的具体操作过程，学生可以更好地理解焊接技术的应用要点和难点。每个工艺演示都将详细展示关键步骤、关键参数设置，以及如何应对可能出现的问题。通过生动形象的演示，学生将对焊接工艺的实际操作有更深入的认知。焊工技能培训理论培训系统学习焊接原理、焊接方法、焊接材料等焊接基础知识。实操培训在实训车间进行熟练操作练习,提高焊接技能和操作水平。安全培训学习焊接安全作业规程,掌握个人防护知识,确保施工安全。考核认证通过理论和实操考核,获得相应焊工操作资格证书。焊接工艺发展趋势智能化與自動化焊接工艺正快速向智能化和自动化方向发展,利用机器人、感應器和人工智能等技術提高焊接效率和质量。綠色環保與節能新型焊接技术注重環境保護,降低能耗和污染,實現更加環保和可持续的焊接工艺。技術融合與創新焊接技術正与先進制造技術如3D打印、激光加工等深度融合,推動焊接工艺不斷創新發展。个性化與高端化焊接工艺正朝著個性化定制和高端精密領域進發,滿足日益多樣化的用戶需求。焊接行业前景展望行业发展迅速随着制造业的不断发展,焊接行业正处于高速增长阶段,前景广阔。技术创新驱动焊接技术正不断进步,自动化、智能化水平不断提高,满足更高要求。人才需求强烈焊接工人的培养和引进备受重视,行业对专业人才的需求日益增加。应用领域广泛焊接技术在航空、航天、汽车等多个领域广泛应用,应用前景广阔。课程总结1综合技能提升本课程全面系统地介绍了焊接技术的基础知识、工艺流程和质量控制等关键内容,为学生奠定了扎实的焊接理论基础。2实践能力培养通过理论讲解和现场操作演示相结合的教学方式,学生的焊接实践技能得