焊工工艺学全教案

导入新课：举生活中常见的用焊接方法连接的物体的实例（铁大门、四轮车斗），使学生对焊接感兴趣

一、焊接的定义及分类

1.焊接的定义

分类：一类是可拆卸连接  如螺栓连接、键连接

      另一类是永久性连接  如焊接、铆接（举桥梁焊接实例做对比说明铆接）

定义：通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到结合的一种加工工艺方法。

 2.焊接的分类

   按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类。

   熔焊：在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。

   压焊：在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。

   钎焊：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

二、焊接技术的特点

优点：

  1.焊接与铆接相比，首先可以节省大量金属材料，减少结构的质量。

  2.与铸造相比，首先它不需要制作木模和砂型，也不需要专门熔炼、浇铸，工序简单，生产周期短，对于单件和小批生产特别明显。其次，焊接结构比铸件能节省材料。

  3.可以根据受力情况和工作环境在不同的结构部位选用不同强度和不同耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的材料。

缺点：产生焊接变形与应力，焊接变形会影响结构形状和尺寸精度，焊接应力会削弱结构的承载能力。焊接中还会产生有毒有害的物质。（举例结合热胀冷缩对焊接变形进行讲解）

三、焊接技术发展概况

结合课本，在网上搜一些焊接发展的例子，在19世纪初用的还是铆接，到19世纪末焊接技术逐渐发展成为了一套完整的焊接体系，随着焊接技术的不断发展，我们国家的钢材有70％左右都是通过焊接来完成的，由此可以看出焊接的应用范围是如此广泛，几乎各行各业都会用到焊接，所以焊接专业的前景是非常好，同时也是一个高收入职业。

布置课后作业：习题册填空题1—9题，判断题1—10题，问答题1—2题

总结：本节课重点：焊接的定义、分类

难点：焊接的特点

课尾师生互动：学生问一些与焊接有关的感兴趣的问题，教师举例进行解答

第二节  焊接安全技术与劳动保护

课前提问：1) 焊接的定义

          2）焊接的分类

导入新课：举例一些工厂的安全事故引入新课、注意加强个人防护

一、焊接安全技术

1.预防触电的安全技术

人体的电阻约为800~50000Ω当通过人体的电流强度超过0.05A时，生命就有危险；达到0.1A时，足以使人致命。（用U=IR计算，与人体能承受的安全电压36V相比）

预防触电的安全技术：共六点，重点掌握（3）在光线昏暗的场地或容器内操作或夜间工作时，使用的工作照明灯的安全电压应不大于36V，高空作业或特别潮湿的场所，其安全电压不超过12V。（4）焊工的工作服、手套、绝缘鞋应保持干燥。（6）焊工在拉、合电源刀开关或接触带电物体时，必须单手进行。

2.预防火灾和爆炸的安全技术

为了防止火灾及爆炸事故的发生，必须采取安全措施：（共七点） 

（查资料举工厂引起火灾及爆炸的实际案例）使学生增加安全意识使易燃易爆物品远离焊接工作场地，离开工作场地应立即关闭电源及火种。到工厂及实训车间要时刻想着安全。

3. 预防有害气体和烟尘中毒的安全技术

（1）焊接场地应有良好的通风。焊接区的通风是排出烟尘和有毒气体的有效措施。

（2）做好个人防护工作，减少烟尘等对人体的侵害，目前多采用静电防尘口罩。

4．预防弧光辐射的安全技术

   弧光辐射的分类：可见光，红外线，紫外线三种

  紫外线会引起电光性眼炎（打眼睛）讲一下打眼睛后的缓解方法※

   焊工应采取下列措施预防弧光辐射：

（1）焊工必须使用有电焊防护玻璃的面罩，焊工工作时，应穿白色帆布工作服，以防止弧光灼伤皮肤。

（2）操作引弧时，以免强烈的弧光伤害他人及自己眼睛。

（3）在厂房内和人多区域进行焊接时，尽可能地使用防护屏，避免周围人受弧光伤害。

5．特殊环境焊接的安全技术

   所谓特殊环境焊接，是指在一般工业企业正规厂房外的地方进行焊接

（1）高处焊接作业（大于2m）

1）患有高血压，心脏病等疾病与酒后人员，不得进行高处焊接作业。

2）高处焊接作业时，焊工应该系安全带，地面应有人监护。

3）在高处焊接作业时，焊接电缆线等应扎进在固定地方，不能缠绕在身上或搭在背上工作。

4）乙炔瓶、氧气瓶，焊机等设备器具应尽量留在地面上。

5）雨天，雪天，雾天或刮大风（六级以上）时，禁止高处作业。

（2）容器内焊接作业

1）进入容器内部前，线要弄清容器内部的情况。

2）把该容器和外界联系的部位，都要进行 隔离和切断。如容器内部有污染物应进行清洗并经检查确认无危险后，才能进入内部进行焊接。

3）进入容器内部焊接要实行监护制，派专人进行监护。

4）在容器内焊接时，内部尺寸不应过小，还应注意通风排气工作。

5）在容器内部作业时，要做好绝缘防护工作，最好垫上绝缘垫，以防止触电等事故的发生

（3）露天或野外作业

1）夏季在露天工作时，必须有防风雨棚或临时凉棚。

2）露天作业时应该注意风向，不要让吹散的铁液及焊渣伤人。

3）雨天、雪天、或雾天时，不准露天作业。

4）夏季进行露天气焊，气割时，应防止氧气瓶，乙炔瓶职业受烈日暴晒，以免气体膨胀发生爆炸。

二、焊接劳动的保护

         所谓的劳动保护是指为保障职工在生产劳动过程中的安全和健康所采取的措施。

         加强焊接劳动保护的措施很多，主要从两方面开控制：

采用安全卫生性能良好的焊接技术及焊接设备、加强焊工的个人防护

课后总结：本节课重点及难点和必须掌握的：焊接安全技术

布置课后作业：习题册填空题10—19题，判断题11—24题，选择题1—6题，问答题3—10

课尾师生互动：积极鼓励学生多问有关焊接方面的问题

          2）打眼睛之后的缓解方法

导入新课：根据喷灯的例子引出火焰，再根据火焰引出将金属分离

一、气割的原理和条件。

气割的概念

1.气割的原理和过程：

原理：（用割炬边演示边讲解加深印象）

氧气切割的过程：

1）气割开始时，用预热火焰将起割处的金属预热到燃烧温度（燃点）。

2）向被加热到燃点的金属喷射切割氧气。使金属剧烈的燃烧。

3）金属燃烧氧化后生成熔渣和产生反应热，熔渣被切割氧吹除。

     过程是预热---燃烧---吹渣过程，其实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。

2.气割的条件：

1）金属在氧气中的燃点应低于熔点。

2）金属气割时形成氧化物的熔点应低于金属本身

3）金属在切割氧流中燃烧应该是放热反应。

4）金属的导热性不应太高

5）金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。

碳钢的气割性能与含碳量有关，钢的含碳量增加，熔点降低，燃点升高，气割性能变差。

二、气割的特点及应用（扩充内容：厚板直线气割的规程）

1.气割的优点

与切割机和剪板机相对比进行讲解气割的优点

2.切割的缺点

1）切割尺寸精度低。

2）预热火焰和排除的炽热熔渣存在发生火灾以及烧坏设备和烧伤才做宫的危险。

3）切割时，燃气的燃烧和金属的氧化，需要采用合适的烟尘控制装置和通风装置。

4）切割材料受到，如铜、铝、不锈钢不能切割。

3.气割的应用

气割的效率高，成本低，设备简单，并能在各种位置进行切割和在钢板上切割各种外形复杂的零件，因此广泛地用于钢板下料，开焊接破口和铸件浇冒口的切割，切割厚度可达300mm以上。

二  气割设备及工具

气割设备及工具主要有：氧气瓶，乙炔瓶，液化石油气瓶，减压器，割炬（或气割机）等。

割炬的型号表示法：割炬的型号是由汉语拼音字母G，表示结构形式和才做方法的序号及规格组成。

例如：G01—30 表示手工操作的，可切割的最大厚度为30mm的射吸式的割炬。

三  气割工艺参数：

1.气割氧压力：

2.切割速度：割件越厚切割速度越慢； 

3.预热火焰性质及能率：气割时，预热火焰采用中性焰采用中性焰或轻微氧化焰，不能使用碳化焰，因为使用碳化焰会产生增碳现象。

4． 割嘴与割件的倾斜角：（总结：随着割件厚度的增加角度逐渐增大）

5. 割嘴离割件表面的距离：割嘴离割件表面的距离应根据预热火焰长度和割件厚度来确定，一般为3—5mm。因为这样的加热条件好，切割面渗碳的可能性最小。

五、 回火现象：

定义：在气焊，气割工作哦中有时会发生气体火焰进入喷嘴内逆向燃烧的现象，这种现象称为回火。

发生回火的具体原因有以下几个方面：（举例发生回火的实际例子，发生回火应正确处理，不要慌乱应先关闭切割氧气阀再同时关闭乙炔、预热氧气调节阀，千万不要扔下气割就跑）

1.输送气体的软管太长，太细，或者曲折太多，引起回火。

2.焊割时间过长或者焊（割）嘴离工件太近，割嘴温度升高，割炬内的气体压力增大，增大了混合气体的流动阻力，降低了气体的流速而引起回火。

3.割嘴端面粘附了过多的飞溅出来的熔化金属微粒，这些微粒阻碍了（塞）了喷射孔，引起回火。

4.输送气体的软管内壁或割炬内部的气体通道上粘附了固体碳质微粒或其他物质，增加了气体的流动阻力，降低了气体的流速引起回火。

课后总结：本节课的重点：气割的原理及基本操作、发生回火的解决办法

                  难点：气割的条件

布置作业：习题册第二章气割部分习题

课尾师生互动：鼓励学生积极问问题引出学生对气割的好奇，增加学习的兴趣

课前提问：1）简述气割的原理

          2）发生回火后应如何采取应急措施？

导入新课：焊接的热量是哪来的呢？热量又是什么条件下产生和维持的呢？

焊接电弧：由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。（与闪电和拉合电源刀开关对比进行讲解）

一   焊接电弧的产生。

1.焊接电弧产生的条件。（举例：一扇门和人的例子讲两个必要条件）

气体电离和阴极电子发射是焊接电弧产生和维持的两个必要条件。

2.焊接电弧的引燃。

定义：把造成两电极间气体发生电离和阴极发射电子而引起电弧燃烧的过程成为焊接电弧的引燃（引弧）。

焊接电弧的引燃一般有两种方式：接触引弧和非接触引弧。

1）接触引弧：（举划火柴的例子）

2）非接触引弧：引弧时点击与工件之间保持一定间隙，然后在点击和弓箭之间放电高电压击穿间隙使电弧引燃，由于引弧时不需和工件接触，这样不仅不会污染工件上的引弧点，而且也不会损坏电极端部的几何形状，有利于电弧燃烧的稳定。

二  焊接电弧的构造及静特性

1.焊接电弧的构造

 可分为：阴极区，阳极区，和弧柱区三个部分。

 注意的问题：一是不同的焊接方法，其阳极区，阴极区温度的高低并不一致，二是以上分析的是直流电弧的热量和温度分布情况，而交流电弧由于电源的极性是周期改变的，所以两个点击去的温度趋于一致，近似于平均值。

2.电弧的静特性

电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系成为电弧静特性，一般也成为伏---安特性，表示他们的曲线叫做电弧的静特性曲线。

电弧静特性曲线分为三个不同的区域，下降特性区，即随着电流增加电压减小，上升特性区，电压随电流的增加而升高。平特性区，电压不随电流变化。

一  焊接电弧的稳定性

电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧，漂移，偏吹灯）的程度，电弧不稳定的原因除焊工操作技术不熟练外，还与下列因素有关：1弧焊电源的影响

2 焊接电流的影响    3 焊条药皮或焊剂的影   4 焊接电弧偏吹的影响

电弧偏吹:在实际焊接中，由于气流的干扰，磁场的作用或焊条偏心的影响，会使电弧中心偏离电极轴线的方向，这种现象称为电弧偏吹。

       焊接电弧偏吹产生的原因：

1）焊条偏心产生的偏吹：（拿偏心的焊条给学生演示）

2）电弧诸位的气流产生的偏吹：电弧周围的气体的流动会吧电弧吹向一侧而造成偏吹。

3）焊接电弧的磁偏吹：直流电弧焊时，因受到焊接回路所产生的电磁力的作用而产生的电弧偏吹称为磁偏吹。

造成电弧的磁偏吹的因素主要有下列几种：

1）导线接线位置引起的磁偏吹。

2）铁磁物质引起的磁偏吹。

3）电弧运动至焊件端部时引起的磁偏吹。

防止或减少焊接电弧偏吹的措施:

1)焊接时，在条件许可情况下尽量使用交流电源焊接。

2)调整焊条角度

3)采用短弧焊接

4)改变焊件上导线接线部位或在焊接两侧同时接地线，可减少因导线接线位置引起的偏吹

5)在焊缝两侧各加一小块附加钢板，使电弧两侧的磁力线分布均匀并减少热对流的影响，以克服电弧偏吹。

6)在露天操作时，如果有大风则必须用挡板遮挡，对电弧进行保护。

7)采用小电流焊接，这是因为磁偏吹的大小与焊接电流有直接关系，焊接电流越大，磁偏吹越严重。

课后总结：本节课的重点：焊接电弧偏吹的原因及防止措施

                  难点：焊接电弧产生和维持的两个必要条件

布置作业：习题册填空题1—10题，判断题1—15题，名词解释1—4题，简答1—4题

课尾师生互动：激励学生问问题，积极解答

第二节对弧焊电流的基本要求

课前提问：1)焊接电弧引燃的两个必要条件

2)焊接电弧偏吹的解决办法

导入新课：任何一种焊接方法的主要焊接设备是什么呢？大家想一想

保证获得优质焊接接头的主要因素之一是电弧能够稳定燃烧，而决定电弧稳定燃烧的首要因素是弧焊电源。

一、弧焊电源外特性的要求

1.弧焊电源外特性的概念。

弧焊电源输出电压与输出电源之间的关系称为弧焊电源的外特性，这条曲线称为弧焊电源的外特性曲线。

         弧焊电源的外特性基本上有三种类型：一 下降外特性

                                           二 平外特性

                                           三  上升外特性

2.弧焊电源外特性曲线形状的选择。

1）焊条电弧焊：

2）钨极氩弧焊，等离子弧焊：

3）二氧化碳气体保护焊：

4）埋弧焊：

5）对弧焊电源空载电压的要求。

当弧焊电源接近电网而焊接回路为开路时，弧焊电源输入端电压称为空载电压。

空载电压应遵循以下几个原则：

1）为保证引弧容易，需要较高的空载电压

2）从保证焊工人身安全角度出发，空载电压低些好。

3）从降低制造成本的角度，应采用较低的空载电压。

二、对弧焊电源稳定短路电流的要求

三、对弧焊电源调节特性的要求

四、对弧焊电源动特性的要求

课后总结：重、难点：电源外特性曲线的确定

布置作业：习题册填空题10—15题，判断题16—25题，名词解释6，简答5

课尾师生互动：共同讨论空载电压过高对焊接操作者的危害

常用弧焊电源

课前提问：1）弧焊电源外特性有几种类型？

2）焊条电弧焊为什么选用陡降的外特性曲线？

导入新课：咱同学所说的电焊机学名叫什么呢？那它又有多少种型号呢？

一、弧焊变压器。

弧焊变压器一般也称交流弧焊电源，他在所有弧焊电源中应用最广。

1.动圈式弧焊变压器

2.动铁芯式弧焊变压器

弧焊变压器常见故障分析及处理方法。

二、弧焊整流器

弧焊整流器是一种将交流电变压，交流转换成直流电的弧焊电源。弧焊整流器有硅弧焊整流器，晶闸管弧焊整流器，晶体管弧焊整流器等。晶闸管弧焊整流器以其优异的性能已逐步代替了弧焊发电机和硅弧焊整流器，称为一种主要的直流弧焊电源。

三、弧焊逆变器

将直流电变换成交流电称为逆变，实现这种变换的装置叫做逆变器，为焊接电弧提供电能，并具有弧焊方法所要求性能的逆变器，即为弧焊逆变器或成为逆变式弧焊电源。

  弧焊逆变器的特点。

  1）高效节能      2）质量轻，体积小

  3）具有良好的动特性和弧焊工艺性能，如引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观。飞溅少等。

  4） 调节速度快，所有焊接工艺参数均可无级调整。

  5）据有多种外特性，能适应各种弧焊方法，并适合于机器人结合组成自动焊接生产线。

课后总结：本节课重、难点：区分、掌握交、直流弧焊电源的型号

布置作业：习题册本章剩余习题全部做完

课尾师生互动：讨论交、直流弧焊电源的焊后焊接质量

课前提问：1）常用的弧焊电源有哪几种？

2）弧焊整流器的电源极性？

导入新课：举例四轮车斗的焊接过程，引入焊条电弧焊

焊接回路是由：弧焊电源、电缆、焊钳、焊条、电弧和焊件组成。

主要设备：弧焊电源。作用：提供所需要的合适的电流和电压。

一、焊条电弧焊原理

短路-------引弧------焊条与焊件熔化-------液态熔渣上浮-------液态金属冷却结晶-------形成焊缝。（教室自己总结给学生串成线，以便于记忆深刻）

二、焊条电弧焊的特点

  1、优点：

   1）、工艺灵活，适应性强

   2）、应用范围广

   3）、易于分散焊接应力和控制焊接变形

   4）、设备简单，成本比较低

  2、焊条电弧焊的缺点：

   1）、焊接成本率低，劳动强度大

   2）、焊缝质量依赖性强

课后总结：本节课的重点：焊条电弧焊的焊接回路

                  难点：焊条电弧焊的原理

布置作业：习题册填空题1，判断题1—5题，选择题1，问答题1

课尾师生互动：讨论焊条电弧焊的有关实践知识

焊 条

课前提问：1）焊条电弧焊的概念

          2）焊条电弧焊的原理（简述）

导入新课：产生电弧的那根带铁芯的物体咱们同学知道它的学名么？这节课我们就来研究

一、焊条的组成及作用

焊条由焊芯和药皮组成（拿实训车间的J422和J507焊条进行讲解）

1.焊芯

  1）、焊芯的作用：

      焊芯金属约占整个焊缝金属的50%~70%。（开坡口和不开坡口）

  2）、焊芯中各合金元素对焊接质量的影响见表4—1.

  3）、焊芯的分类及牌号：用于焊芯的专用钢丝可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢。

 牌号：字母“H”表示焊丝；“H”后的一位或两位数字表示含碳量；化学元素后面的数字表示该元素的近似含量，当某种合金元素的含量低于1%时，可省略只记元素符号。

2．药皮

压涂在焊芯表面上的涂料层称为药皮。

（1）、焊条药皮的作用

 （2）、焊条药皮的组成：稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘结剂及增塑、增弹、增滑剂等。

 （3）、焊条药皮的类型：见表4—3.

二、焊条的分类及型号

  （1）、按用途分：碳钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金、镍基镍合金焊条。

  （2）、按熔化后的熔渣特性分类：酸性和碱性焊条。

     1）、酸性焊条：熔渣成分主要是酸性氧化物。

     2）、碱性焊条：熔渣成分主要是碱性氧化物或氟化物。

三、焊条的选用及保管

  1.焊条的选用

在选用焊条时应遵循下列原则：（举例：焊条选用不当造成的事故）

（1）、按焊件的力学性能，化学成分选用。

（2）、酸性焊条和碱性焊条的选用。

（3）、按简化工艺，生产率和经济性来选用。

  2.焊条的保管及使用

（1）、焊条的烘干

酸性焊条由于药皮中含有结晶水物质和有机物，烘干温度不能太高，一般规定为75~150℃，保温1~2小时。

碱性焊条一般为350~400℃，保温1~2小时，焊条累计烘干次数一般不宜超过3次。

（2）、焊条的储存、保管

课后总结：重点：焊条的组成及作用

          难点：焊条的分类

布置作业：习题册填空题2—10题

课尾师生互动：讨论大家都见过那种焊条，都是什么样的，什么件

第二节 焊接接头类型及焊缝形式

课前提问：1）焊条的组成

          2）焊条的焊芯和药皮的作用

导入新课：板材之间焊接完成后有不同的形式，这节课我们就来给这些形式起个名

一、焊接坡口的类型与尺寸

  坡口：

  开坡口的目的：保证电弧能深入接头根部，便于清渣，调节焊缝金属在母材与填充金属比例的作用。

1、坡口类型

  1）、基本型：I形坡口、V形坡口、单边V形坡口、U形坡口、J形坡口。

  2）、组合型：Y形、双Y形、带钝边U形、双单边V形、带钝边单边V形坡口。

2、坡口尺寸及符号

  1）、坡口面角度（β）和坡口角度（α）

  2)、根部间隙（b）

  3）、钝边（p）

  4）、根部半径（R）

  5）、坡口深度（H）

3、坡口的选择原则：

  选择坡口时应考虑以下几条原则：

  1）、保证焊接质量

  2）、便于焊接施工

  3）、坡口加工简单

  4）、坡口的断面面积尽可能小

  5)、便于控制焊接变形

二、焊接接头的类型及特点

   接头类型可归纳为对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头和端接接头。（画图说明）

三、焊缝形式及形状尺寸

1.焊缝形式

 按焊缝结合式可分为：

 按施焊时焊缝在空间所处位置分为：

 按焊缝断续情况分为：

2.焊缝的形状尺寸

  1）、焊缝宽度（c）

  2)、余高（h）

  3）、熔深

  4）、焊缝厚度(δ)

  5)、焊脚尺寸（K）

  6）、焊缝成形系数（φ=c/H）

四、焊接位置

   焊接位置可用焊缝倾角和焊缝转角来表示，有平焊，立焊，横焊和仰焊

课后总结：重点：焊接接头的类型

难点：坡口的类型及焊接位置

布置作业：习题册填空题1—20题，判断题6—20题，选择题2—20题，名词解释1--4

课尾师生互动：讨论大家见过的坡口形式

焊缝符号和焊接方法代号

一、焊缝符号

焊缝符号一般由基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和指引线组成。见表4—13，表4—14，表4—15，表4—16，表4—17，表4—18.

二、焊接方法代号

     常用焊接方法代号见表4—19.

三、焊缝符号和焊接方法代号在图样上的标注位置。

1、指引线的标注位置

2、基本符号的标注位置

3、辅助符号、补充符号的标注位置：见表4—15，表4—17.

4、尺寸符号的标注位置

5、焊接方法代号的标注位置

第三节  焊接工艺参数

课前提问：1）焊接坡口的类型有哪些？

2）焊缝的形状尺寸符号有哪些？

     导入新课：在焊接过程中我们怎样来确定焊接电流和焊条直径呢？我们这节课就来研究

焊接工艺参数，是指焊接时为保证焊接质量而选定的各物理量的总称

一、焊条直径

  直径大小与下列因素有关：

 1、焊件的厚度

3、焊接层次

4、接头形式

   搭接接头、T形接头因不存在全焊透问题，所以应选用较大的焊条直径以提高生产率。

  二、电源种类和极性

      1、电源种类

       直流电源、交流电源

      2、极性

      直流电源（直流正接、直流反接）

三、焊接电流

选择焊接电流应从以下几个方面考虑：

1、焊条直径

可根据经验公式来选择     Ih=（35~55）d            Ih：焊接电流（A）   d：焊条直径（mm）

2、焊缝位置

3、焊条类型

4、焊接层次

  可根据下列几点来判断电流是否合适：

 1）、看飞溅

 2）、看焊缝成形

 3）、看焊条熔化状况

四、电弧电压

 在焊接时应力求使用短弧焊接，相应的电弧电压为16—25V。所谓短弧一般认为电弧长度是焊条直径的0.5~1.0倍。

五、焊接速度

六、焊接层次

   每层厚度约等于焊条直径的0.8~1.2倍时，生产率较高，并且比较容易保证质量和便于操作。

焊条电弧堆焊

一、堆焊及其特点

目的：不是为了连接焊件，而且在焊件表面获得耐磨，耐热，耐蚀等特殊性能的熔敷金属层，或是为了修复磨损或增加焊件尺寸。

二、堆焊工艺

课后总结：本节课的重、难点：是焊接电流与焊条直径的选择

布置课后作业：习题册本章剩余习题全部做完

课尾师生互动：共同讨论焊条直径和焊接电流选配不当造成的焊接缺陷

第五章教案

课前提问：1）焊条电弧焊的焊接工艺参数有哪些？

          2）怎样选配合适的焊接工艺参数？

导入新课：焊条与焊件都被电弧给融化了，那它变成焊缝这一过程又是怎样的呢？

一、焊缝金属一次结晶

   一次结晶包括生核和长大两个基本过程。

   焊接熔池结晶过程（举例：一盆水冻成冰的例子）。

二、焊缝结晶过程中的偏析

   焊缝金属中化学成分分布布均匀的现象称为偏析。偏析也是产生裂纹、气孔、夹杂物等焊接去缺陷的主要原因之一。

   1、显微偏析（包括：晶内偏析和晶间偏析）

   2、区域偏析 ：结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，把杂质推向熔池中心，这样熔池中心的杂质含量要比其他部位高，这种现象称为区域偏析。

      焊缝成形系数：φ=熔宽/熔深=C/H；    C：焊缝宽度；  H：焊缝有效厚度

   焊缝成形系数小，焊缝窄而深。焊缝成形系数大，焊缝宽而浅。

  3、层状偏析

三、焊缝金属的二次结晶

  高温的焊缝金属冷却到室温时，要经过一系列的相变过程，这种相变过程称为焊缝金属的二次结晶。

  冷却速度越快，珠光体含量越多，焊缝的硬度和强度随之增加，而塑性和韧性则随之降低。

四、焊缝中夹杂物

  焊缝金属中的夹杂物主要有硫化物和氧化物。

  硫化物是使焊缝产生热裂纹的主要愿意之一。

课后总结：本节课的重点：焊缝结晶过程中的偏析

                  难点：焊缝金属的一、二次结晶

布置作业：习题册填空题7—15题，判断题1—10题，选择题1—10题，名词解释1—5题

课尾师生互动：讨论水结成冰与焊缝金属结晶过程有哪些相似之处

第二节 焊接热影响区的组织和性能

焊接接头的组成：焊缝、熔合区、热影响区。

一、熔合区的组织和性能

  熔合区是指在焊接接头中，焊缝向热影响区过渡的区域。熔合区温度处于固相线和液相线之间。晶粒非常粗大，韧性、塑性很差，是焊接接头中性能最差的区域。

二、焊接热循环

  概念：在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程称为焊接热循环。

三、焊接热影响区的组织和性能

  概念：在焊接过程中，母材因受热影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。

  1、过热区

     塑性。韧性很低，是热影响区中性能最差的区域。

  2、正火区

     其力学性能略高于母材，是热影响区中综合力学性能最好的区域。

  3、不完全重结晶区

由于晶粒大小不同，所以力学性能也不均匀。

  4、再结晶区

     经过再结晶，塑性、韧性提高了，但强度却降低了。

  一般来说，热影响区越窄，则焊接接头中内应力越大，越容易出现裂纹；热影响区越宽，则变形越大。

控制和改善焊接接头性能的方法

课前提问：1）焊缝金属的结晶包括几个过程？

2）焊缝金属的一次结晶包括哪两个基本过程

导入新课：我们怎样能控制好焊接接头的各项性能以保证焊缝的质量呢？

一、材料的匹配

为提高焊缝的塑性和韧性，一般在焊接材料中加入碳化物或氮化物的形成元素。

 对于耐热钢和不锈钢，其焊接材料的化学成分应与母材大致相同。

 对于奥氏体不锈钢，为提高抗裂性，防止热裂纹，常在焊接材料中获得双相组织。

二、控制熔合比

  被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比，称为熔合比。

  不开坡口，熔合比最大。坡口越大，熔合比越小。

三、焊接工艺方法的选用

  1、气焊

  2、焊条电弧焊

  3、埋弧焊

  4、手工钨极氩弧焊

  5、CO2气体保护焊

四、焊接热输入及焊接工艺参数的选用

  1、焊接工艺参数对焊接接头性能的影响控制2、焊接热输入对焊接接头性能的影响控制

五、焊接工艺措施

课后总结：本节课的重点是焊接热循环     难点：焊缝的熔合比

布置课后作业：习题册剩余部分全部做完

课尾师生互动：讨论熔合比大好还是小好？

第一节 焊接应力和焊接变形的形成

课前提问：1）什么叫做焊缝金属的融合比？

          2）什么叫焊接热循环？

导入新课：由于热胀冷缩焊件会变形，那这种变形时什么原理呢？它的分类有哪些呢？

一、焊接应力与焊接变形

内力的概念→应力的概念→内应力→焊接应力→焊接残余应力

变形的概念→弹性变形→塑性变形→焊接变形→焊接残余变形

二、焊接应力与变形的产生

 1、均匀加热引起应力与变形的原因（列举钢杆的均匀加热过程）

 2、焊接过程引起应力与变形的原因

焊接残余变形

一、焊接残余变形的分类。

按焊接变形对整个结构的影响程度，可将其分为两大类：

一类是局部变形，另一类是整体变形

1．收缩变形。

2．弯曲变形。

3．角变形。    在焊接对接接头、T形接头、搭接接头及堆焊时，都可能产生角变形。

4．波浪变形。  又称失稳变形，常在板厚小于6mm的薄板焊接结构中产生。

5．扭曲变形。

6．错边变形。

二、影响焊接残余变形的因素

1.焊缝在结构中的位置

2.焊接结构的刚度。

3.焊接结构的装配及焊接顺序。

4.其他因素。

1）结构材料的线膨胀系数：线膨胀系数大，焊后变形大。

2）焊接方法：一般气焊焊后变形壁电弧焊的焊后变形大。

3）焊接工艺参数：主要是指焊接电流和焊接速度，俩者直接影响热输入的大小。

4）焊接方向：其焊缝越长，焊后变形也越大。

5）焊接坡口形式  双V形或双Y形坡口焊缝比V形或Y形的坡口焊缝的角变形小。

三、控制焊接残余变形的措施。

一是从设计上考虑，二是从工艺方面考虑。

1.采用合理的装配焊接顺序。

1）对称焊缝采用对称焊接法。

2）不对称焊缝先焊焊缝较少的一侧。

3）采用不同的焊接顺序控制焊接变形。

2. 反变形法   反变形主要用来控制角变形和弯曲变形。

3. 刚度固定法 

4. 散热法

5. 热平衡法

四、残余变形的矫正

1、机械矫正法。  机械矫正法适用于低碳钢等塑性较好的金属材料焊接变形的矫正。

2、火焰矫正法    火焰矫正法的加热方法有点状加热，线状加热和三角形加热三种。

   1）点状加热矫正    

   2）线状加热矫正     

   3） 三角形加热矫正  

课后总结：本节课重点：焊接残余变形的分类   难点：焊接残余变形的矫正

布置作业：习题册填空题1—10题，判断题1—15题，选择题1—10题

                名词解释1—5题，问答题1—4题

课尾师生互动：积极鼓励学生问问题讨论焊接变形的矫正

第二节  焊接残余应力

课前提问：1）焊接残余变形的分类有哪些？

2）焊接残余变形的矫正有几种方式？

导入新课：根据受力和产生的力的方向不同那又是怎样分类的呢？

一、焊接残余应力的分类

1.按引起应力的基本原因分类：

2.按应力的作用方向分类：

3.按应力空间的方向分类：

二、控制残余应力的措施   

一是从设计上考虑  二是从工艺上考虑 

1.选择合理的焊接顺序。

1）尽可能考虑焊缝能自由收缩。

2）线焊收缩量最大的焊缝。

3）保证交叉点部位不易产生缺陷且刚度拘束较小的焊接顺序。

2.选择合理的焊接工艺采纳数

应尽量采用小的焊接热输入，选用小直径焊条，较小的焊接电流和快速焊等

3.采用预热的方法

4.加热减应区法

5.捶击法

三、消除残余应力的方法

    1. 消除应力退火

       消除应力退火有整体消除应力退火和局部消除应力退火两种

2.动时效：

        是将焊接结构在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，以消除其残余应力，获得稳定尺寸精度的一种方法。

课后总结：本节课的重点：焊接残余应力的分类

                  难点：消除残余应力的方法

布置作业：习题册填空题11—25，判断题16—37，选择题11—20，名词解释6—10，问答题5—9题

课尾师生互动：讨论消除残余应力的方法，增加知识的深度

课前提问：1）焊接残余应力的分类怎么分？

      2）消除残余应力的方法有哪几种？

导入新课：焊条电弧焊的弧光非常刺眼，那么能不能有一种焊接方法把电弧给盖住呢？

一、埋弧焊过程

 焊丝送进→焊剂流出→焊件焊丝被熔化→液态熔渣上浮→液态金属凝固形成焊缝→液态熔渣形成渣壳（教室自己总结，以便于学生加深记忆）

二、埋弧焊的特点

 1、埋弧焊的优点

  1）、焊接生产率高

  2）、焊接质量好

  3）、改变焊工的劳动条件

  4）、节约焊接材料及电能

  5）、焊接范围广

 2、埋弧焊的缺点

  1）、埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，焊接位置受到

 2）、焊接时，容易产生焊偏及未焊透

 3）、埋弧焊使用电流较大，不适宜焊接厚度小于1mm薄件。

 4）、焊接设备比较复杂，对于一些形状不规则的焊缝无法焊接。

三、埋弧焊自动调节

  当电弧长度发生变化时，为了恢复弧长，可通过两种方法来实现：一是调节焊丝送丝速度；二是调节焊丝熔化速度。

  埋弧焊有两种形式：一是等速送丝式，焊机型号有MZ1—1000型；

                    二是变速送丝式，焊机型号有MZ—1000型；

埋 弧 焊 机

一、埋弧焊机的分类

   按用途可分为专用焊机和通用焊机两种。

   按焊丝送丝方式可分为等速送丝式和变速送丝式埋弧焊机两种。

   按焊丝的数目和形状可分为单丝埋弧焊机、多丝埋弧焊机及带状电极埋弧焊机。

   按焊机的结构形式可分为小车式、悬臂式、车床式、门架式、悬挂式。目前，小车式和悬臂式用的较多。

二、等速送丝式埋弧焊机

   MZ1—1000型是典型的等速送丝式埋弧焊机，主要用于焊接水平位置及倾斜小于15°的对接和角接焊缝，也可以焊接直径较大的环焊缝。

三、变速送丝式埋弧焊机

课后总结：本节课的重点：埋弧焊的特点

                  难点：埋弧焊的过程（简述）

布置作业：习题册填空题1—5题，判断题1—5题，选择题1—5题，问答题1、2题

第二节   埋弧焊的焊接材料

课前提问：1）埋弧焊的特点有哪些？

          2）埋弧焊的过程（简述）

导入新课：埋弧焊需要哪些焊接需要用的焊接材料呢？把电弧盖住的物质叫什么呢？

埋弧焊的焊接材料有焊丝和焊剂，他它们相当于焊条电弧焊的焊芯和药皮。

一、焊丝

  按照焊丝的成分和用途，主要有碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢等焊丝。

  焊丝在使用时表面要清洁，不应有氧化皮、铁锈及有误等杂质。

二、焊剂

  1、焊剂的作用

     1)、有效地保护电弧和熔池，防止空气中氮、氧等有害气体侵入熔池，改善焊缝的结晶状况及气体逸出条件。

     2）、对焊缝金属渗合金，提高其力学性能。

     3）、使电弧稳定燃烧，脱渣容易，焊缝成形美观。

  2、焊剂的分类

     1）、焊剂按制造方法不同主要有熔炼焊剂和烧结焊剂。

     2）、焊剂按化学成分不同有高锰焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂等。

  3、焊剂牌号

   1）、熔炼焊剂牌号的表示方法

     （1）、第一位数字表示焊剂中氧化锰的平均含量。

     （2）、第二位数字表示焊剂中二氧化锰、氟化钙的平均含量。

     （3）、第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号。

      对于同一牌号，焊剂生产有两种颗粒度，在细颗粒产品后面加——“x”。

   2）、烧结焊剂的牌号表示方法

     （1）、第一位数字表示焊剂熔渣的渣系类型。

     （2）、第二、三数字表示同一渣系类型焊剂中的不同牌号。

  4、焊剂的型号

三、焊剂与焊丝的选配

常用焊剂与焊丝的选配及用途见表7—5。

布置作业：填空题6—19，判断题6—25，选择题6—15，名词解释1—3，问答1—5题

第三节   埋弧焊工艺

课前提问：1）埋弧焊的焊接材料有哪些？

          2）焊剂对埋弧焊来说有哪些作用？

导入新课：怎样根据板厚来确定焊接电流呢？这是我们这节课所要研究的内容

一、埋弧焊焊接工艺参数

  有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、焊丝倾角、焊件倾斜等。其中对焊缝成形和焊接质量影响最大的是：焊接电流、电弧电压和焊接速度。

1、焊接电流

   若其他因素不变，电流增加，则吹力增强，焊缝厚度增大。同时焊丝的速度也相应加快。余高稍有增加，焊缝宽度变化不大。

2、电弧电压

  若其他因素不变的条件下，增加电弧长度，则电弧电压增加，随着电压增加，焊缝宽度显著增大，而焊缝厚度和余高减小。

3、焊接速度

5、焊丝伸出长度

  伸出长度，随焊丝直径的增加而增大，一般在15—40mm之间。

6、焊丝倾角

  焊丝后倾时，焊缝厚度和余高增大，而焊缝宽度明显减小。

  焊丝前倾时，焊缝宽度增加，而焊缝有效厚度减小

7、焊件倾斜

8、装配间隙与坡口角度

二、埋弧焊技术

1、对接焊缝焊接技术

   对接焊缝的焊接方法有两种基本类型，即单面焊合双面焊。

   又可分为有坡口和无坡口两种形式。

   根据钢板厚度不同，又可分为单层焊合多层焊。

   防止熔池金属泄露的不同情况，有有各种衬垫法和无衬垫法。

 1）、I形坡口预留间隙双面埋弧焊

   为保证焊透，必须预留间隙，钢板厚度越大，其间隙也应越大。

 2）、开坡口预留间隙双面埋弧焊

   焊接内环缝时，焊丝的偏移是使焊丝处于“上坡焊”的位置。

   焊接外环缝时，焊丝的偏移是使焊丝处于下坡焊的位置。

   一般直径越大，焊接速度越大，焊丝偏移距离越大。

2、角焊缝焊接技术

   角焊缝的自动焊一般可采取船位焊和平角焊两种形式。

  （1）、船位焊

  （2）、平角焊  缺点是单道焊缝的焊脚最大不能超过8mm。所以当要求焊脚大于8mm时，只能采用多道焊。

布置课后作业：习题册剩余部分习题全部做完

课后总结：本节课的重、难点埋弧焊的焊接工艺参数

课前提问：1）埋弧焊的主要焊接工艺参数有哪些？

          2）角焊缝的自动焊一般采取哪两种形式进行焊接呢？

一、气体保护电弧焊的原理及分类

  1、气体保护电弧焊的原理

气体保护电弧焊：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊方法。

  2、气体保护电弧焊的分类

1）按电极材料不同：非熔化极和熔化极气体保护电弧焊。

 非熔化极是：钨极惰性气体保护焊。

 熔化极可分分为：熔化极惰性、熔化极活性、CO2气体保护焊。

2）按保护气体种类不同：氩弧焊、氦弧焊、氮弧焊、氢原子焊、CO2气体保护焊等。

3）按操作方式不同：手工、半自动、自动气体保护电弧焊。

二、气体保护电弧焊的特点

三、保护气体的种类及应用

可采用的保护气体主要有：氩气、氦气、氮气、氢气、二氧化碳气体及混合气体。

布置作业：填空题1—10题，判断题1—10题，

二氧化碳气体保护电弧焊

课前提问：气体保护电弧焊是怎样分类的呢？

导入新课：举船厂的例子引出二氧化碳气体保护焊这种焊接方法

一、原理及特点

 1、原理及分类

  1）、原理：二氧化碳气体保护焊时利用CO2作为保护气体的一种熔化极保护电弧焊方法。

2）、分类：按焊丝直径：

          按操作方式：

2、二氧化碳气体保护焊的特点

（1）优点

  1）、焊接成本低

  2）、生产率高

  3）、焊接质量高

  4）、焊接应力和变形小

  5）、操作性能好

  6）、适用范围广

（2）缺点

  1）、使用大电流焊接时，焊缝表面成形较差，飞溅较多。

  2）、不能焊接容易氧化的有色金属材料。

  3）、很难用交流电源焊接及在有风的地方焊接。

  4）、弧光较强，特别是大电流焊接时，电弧的光热辐射均较强。

二、CO2气体保护焊的冶金特点

  二氧化碳气体高温分解后具有很强的氧化性，烧损合金元素，降低焊缝金属的力学性能，产生气孔和飞溅。

1、合金元素的氧化与脱氧

 主要采用锰、硅联合脱氧的方法脱氧

2、CO2焊的气孔问题

气孔是熔池金属中的气体在冷却结晶过程中来不及逸出造成的。

 CO2焊时可能产生的气孔有以下三种：

（1）一氧化碳气孔

  FeO+C→Fe+CO↑

（2）氢气孔

  氢的来源：焊丝、焊件表面的铁锈、水分和油污及CO2气体中含有的水分。

（3）氮气孔

  最常发生的是氮气孔，而氮主要来自于空气。

三、CO2气体保护焊的熔滴过渡

  主要有两种形式：短路过渡和滴状过渡

四、CO2气体保护焊的飞溅问题

    飞溅是二氧化碳焊的主要缺点。

 1、CO2焊飞溅对焊接造成的有害影响

2、产生飞溅的原因及防止飞溅的措施

   （1）、由冶金反应引起的飞溅：

   （2）、由斑点压力产生的飞溅：。

   （3）、熔滴短路时引起的飞溅：

   （4）、非轴向颗粒过渡造成的飞溅

   （5）、焊接工艺参数选择不当引起的飞溅

   （6）、从焊接技术上采取措施：采用潜弧焊。      

五、CO2气体保护焊的焊接材料

  1、二氧化碳气体

  2、焊丝

六、焊接设备

 CO2焊设备有半自动设备和自动设备。其中半自动设备在生产中应用较广，常用设备由焊接电源、焊及送丝系统、CO2供气系统、控制系统等组成。

焊： 按送丝方式不同：。

       按结构可分为：

       按冷却方式不同：

七、二氧化碳焊的焊接工艺参数

 1、焊丝直径

 2、焊接电流：。

 3、电弧电压：短路过渡时16~24V。细滴过渡时25~36V。

 4、焊接速度：一般半自动焊时的焊接速度在15~30m/h。

 5、焊丝伸出长度：一般等于焊丝直径的10倍，且不超过15mm。

 6、CO2气体的流量：细丝时流量约为8~15L/min；粗丝时流量约为15~25L/min。

 7、电源极性与回路电感

 8、装配间隙及坡口尺寸

布置课后作业：习题册填空题11—20，判断题11—20，选择题1—10，简答1—5 

第二节  氩弧焊

课前提问：1）简述二氧化碳气体保护焊的原理？

          2）简述二氧化碳气体保护焊的主要焊接工艺参数有哪些？

导入新课：举例楼梯扶手和啤酒管道的实例来引出氩弧焊

一、氩弧焊的原理、特点和分类

1、氩弧焊的原理

   使用氩气作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法。

2、氩弧焊的特点

  （1）、焊缝质量高

  （2）、焊接应力与焊接变形

  （3）、焊接范围很广

 3、氩弧焊的分类

 按电极材料不同：

 按操作方式不同：

按采用的电源种类：

二、钨极氩弧焊

 使用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨）为电极的氩气保护焊，简称TIG焊。钨极只起发射电子产生电弧的作用。

1、钨极氩弧焊的焊接材料

（1）钨极：常用的有纯钨极、钍钨极和铈钨极三种。    应用最广的是铈钨极。 

           纯钨为绿色、钍钨为红色、铈钨为灰色。

（2）、氩气：

（3）、焊丝：熔敷金属化学成分或力学性能与被焊材料相当。

2、钨极氩弧焊设备

（1）、焊机：。

（2）、焊：  

（3）、供气系统：

（4）、冷却系统：

（5）、控制系统：

3、钨极氩弧焊工艺

（1）、焊前清理：

（2）焊接工艺参数的选择

1）、电源种类和极性

①直流反接： “阴极破碎”：电弧空间的正离子，由钨极的阴极区飞向焊件的阴极区，撞击金属熔池表面，将致密的氧化膜击碎，以达到清理氧化膜的目的，称为阴极破碎。

②直流正接：

③交流钨极氩弧焊：在交流正极性的半周波中，钨极可以得到冷却，以减小烧损。负极性的半周波中有“阴极破碎”作用，可以清除氧化膜。是焊接铝镁及其合金的最佳方法。

2）钨极直径及端部形状

 交流时，一般磨成圆珠形。

 直流小电流时，磨成尖锥角。

 直流大电流时，磨成钝角。

3）、焊接电流：主要根据焊件厚度，钨极直径和焊缝空间位置来选择。

4）、氩气流量和喷嘴直径：流量在3~20L/min。    喷嘴直径一般在5~14mm。

5）、焊接速度：

6）、电弧电压：

7）、其他因素：

三、熔化极氩弧焊

  1、熔化极氩弧焊的原理及特点

   1）、原理：采用焊丝作电极，在氩气的保护下，电弧在焊丝与焊件之间燃烧。

   2）、熔化极氩弧焊的特点

  2、熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式

  3、设备

  4、焊接工艺参数：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、喷嘴直径、氩气流量等。

     直流反接易实现喷射过渡，飞溅少，并且还可以发挥“阴极破碎”作用。

四、脉冲氩弧焊

与氩弧焊的主要区别主要在于它能提供周期性脉冲式的焊接电流。

基值电流：

脉冲电流：

1、钨极脉冲氩弧焊的原理

2、特点

  1）、接头质量好。

  2）、扩大了氩弧焊的使用范围。

  3）、适用于全位置焊接。

3、钨极脉冲氩弧焊的工艺参数

  1）、脉冲电流和脉冲电流时间

  2）、基值电流和基值电流时间

  3）、脉冲频率

布置课后作业：习题册填空题、判断题全部做完

第三节 熔化极活性混合气体保护焊

课前提问：1）氩弧焊的原理简述一下

          2)氩弧焊的分类是怎养分的，分几类？

导入新课：

此方法简称MAG焊，现在常用Ar与CO2混合气体来焊接碳钢及低合金钢。

一、富氩混合气体保护焊的特点

1、与纯氩气体保护焊相比

2、与纯CO2气体保护焊相比

二、富氩混合气体保护焊气体组分的配比

在短路过渡垂直焊和仰焊时，Ar和CO2比例最好是50%：50%。常用Ar和CO2比例为80%：20%焊接碳钢和低合金钢。

四、富氩混合气体保护焊设备

五、富氩混合气体保护焊的焊接工艺参数：焊丝的选择、焊接电流、电弧电压、焊丝伸出长度、气体流量、焊接速度、电源种类和极性。

药芯焊丝气体保护电弧焊

一、药芯焊丝气体保护电弧焊的原理及特点

  1、实质：这种焊接方法是一种气—渣联合保护的方法。

  2、特点

  其主要优点是：

1、采用气渣联合保护，保护效果好

2、焊丝熔敷速度快，熔敷效率和生产率都较高

3、焊接各种钢材的适应性强

4、对焊接电源无特殊要求，交、直流，平缓外特性均可

不足：送丝较实心焊丝困难，需采用降低送丝压力的送丝机构。

     二、药芯焊丝

       1、药芯焊丝的组成

          由金属外皮和心部药粉组成，即由薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时，填满一定成分后经拉制而成，药粉的成分与焊条的药皮类似。

三、药芯焊丝CO2气体保护焊的焊接工艺参数

主要有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、伸出长度。

电源一般采用直流反接。   焊丝伸出长度一般为15~25mm。   焊接速度通常为30~50cm/min范围内。

其余工艺参数的选定见表8—12、表8—13。

布置课后作业：习题册剩余习题全部做完

总结：本节课的重点是MAG焊的原理

              难点：药芯焊丝气体保护焊的原理及实质

课前提问：1）简述一下MAG焊的原理

          2）药芯焊丝气体保护焊的原理及实质是什么？

一、等离子弧焊接的形成及特性、

1.等离子弧的形成。

（1）等离子弧：

（2）等离子弧的形成：

（3）电弧的三种压缩作用

1）机械压缩作用

2）热收缩作用

3）磁收缩作用

2.等离子弧的特点

1）温度高，能量高度集中

2）电弧挺度好，燃烧稳定

3）具有很强的机械冲刷力

3.等离子弧的类型及应用

非转移弧、转移弧、联合型弧三种

二、等离子弧切割

1、等离子弧切割的原理及特点。

具有以下特点：

1）应用范围广

2）切割速度快，生产率高

3）切割质量高

2、等离子弧切割的设备

1）电源

2）控制箱

3）水路交流

4）气路交流

5）割炬

3、等离子弧切割工艺。

1）等离子弧切割的点极与工作气体

空气等离子弧切割一般采用纯锆或纯电极

2）等离子弧切割等工艺参数

主要有切割电流，切割电压，气体流量，切割速度，喷嘴与割件的距离，电极端部与喷嘴的距离

4、空气等离子弧切割

尤其适合切割厚度在30mm以下的碳钢及低合金钢。

空气等离子弧切割的特点

三、等离子弧焊接

特点：

    2. 等离子弧焊电源，电极及工作气体

       电极材料一般采用铈钨极和钍钨极

3.等离子弧的焊接方法

（1）穿透型等离子弧焊

（2）熔透型等离子弧焊

（3）微束型等离子弧焊

四、等离子弧焊接切割的双弧问题

由于某些原因往往还会在钨极和喷嘴及喷嘴和工件之间产生与主弧并列的电弧，这种现象称为双弧现象。

1、形成双弧的原因

2、双弧的危害性

3、防止双弧产生的措施

布置课后作业：习题册填空题1—15题，判断题1—15题，名词解释1—7，简答题1—7题

课后总结：本节课主要重点：等离子弧焊的方法

                    难点：等离子弧的形成过程

第二节  电阻焊

课前提问：1）等离子弧焊的方法有哪三种？

2）简述等离子弧的形成过程

导入新课：在焊接汽车车门的时候我们为什么在车门表面看不见焊缝呢？这是一种什么焊接方法呢？

一、电阻焊的原理。

二、电阻焊的特点。

1、热量集中，加热时间短，冶金过程简单，热影响区小，变形小，易获得质量较好的接头

2、焊接速度快，生产率高

3、电阻焊不需要消耗焊条、焊丝、乙炔、焊剂等。可节省材料，成本较低

4、操作简便，易于实现机械化，自动化

5、产生的烟尘，有害气体少，改善了劳动条件

6、价格比一般弧焊机贵数倍

7、电阻焊机大多工作固定，不如焊条电弧焊等灵活方便

8、缺乏简单而可靠的无损检验方法

三、电阻焊的分类及应用

分为：点焊，缝焊，凸焊合对焊

按加压和通电方式分为：电阻对焊和闪光对焊

四、电阻焊设备

1、点焊机：主要部分是假牙机构，焊接回路和控制装置

2、对焊机：主要由机架，导轨，固定座板，夹紧机构，支点（顶座），变压器

控制系统几部分完成

3、电阻焊电源：常用工频变压器作为电源，由于变压器外特性采用下降的外特性，所以有以下几个特点：

特点：1 电流大，电压低    2功率大 可调节   3 断续工作状态，无空载运行

4、电弧焊电极

电极材料、形状、工作端面尺寸和冷却条件对焊接质量及生产率都有很大影响

五、电阻焊工艺

1.点焊工艺

（1）点焊接头的设计

（2）熔核偏移及其防止

（3）焊前表面清理

2.  对焊工艺

（4）焊件准备：闪光对焊的焊件准备包括;端面几何形状，毛坯端头的加工和表面清理

（5）闪光对焊过程

闪光对焊可分为连续闪光对焊和预热闪光对焊

（6）闪光对焊工艺参数：主要有：伸出长度，闪光电流，闪光留量，闪光速度，顶金段电流，夹钳加持力等。

布置课后作业：习题册剩余部分习题全部做完

总结：本节课的重点：电阻焊的分类及应用

                 难点：电阻焊的原理

课前提问：1）电阻焊是怎样分类的，分为哪几类？

3）简述一下电阻焊的基本原理

导入新课：举例电烙铁和老式铁轨对接的例子引出钎焊

一、钎焊原理。

二、钎焊的分类及特点

1、钎焊的分类

按钎料熔点不同：钎料熔点低于450℃时，称为软钎焊

                钎料熔点高于450℃时，称为硬钎焊

2、钎焊的特点。

1）钎焊后焊件的应力与变形较少，可用于焊接尺寸精度要求较高的焊件。

2）生产率高，可以焊接用其他方法无法焊接的结构形状复杂的工件

3）不仅可以焊接同种金属，也适宜焊接异种金属，甚至可以焊接金属与非金属。

4）接头的强度和耐热性能较基本金属地，装配要求比熔焊高，以搭接接头为主，使结构质量增加。

3、钎料与钎剂

1、钎料

钎焊时用作形成钎缝金属的填充金属，称为钎料

(1) 钎料的分类

   根据钎料的熔点不同：熔点低于450℃的成为软钎料，熔点低，强度也低

                       熔点高于450℃的称为硬钎料，具有较高的强度，应用广

（2） 钎料型号：

（3）钎料的牌号

2、钎剂

是钎焊时使用的焊接。作用：清楚钎料和汉奸表面的氧化膜，并保护汉奸和液态钎料在钎焊过程中免于氧化，以改善液态钎料对焊件的润湿性

四、钎焊工艺

1、钎焊接头形式

2、焊前准备

   焊前应使用机械方法或化学方法，

装配间隙

钎焊间隙应适当，间隙过小，钎料流入困难，在钎缝内形成夹渣或未钎透，导致接头强度下降。

间隙过大，毛细作用减弱，钎料不能填满间隙，使钎缝强度降低，同时钎缝过大也使钎料消耗过多。

3、钎焊工艺参数

主要是钎焊温度和保温时间。

钎焊温度一般高于钎料熔点25—60℃，温度过高，过低都不利于保证钎缝质量。

4、钎焊后清洗

钎剂残渣大多数对钎焊接头起腐蚀作用，同时，也妨碍对钎缝的检查，所以焊后常需要清除干净。

布置作业：习题册P70  1—4  ；P71  22  23  11  12  15  16

总结：本节课的重点：钎焊的分类与钎料的分类

              难点：钎焊的原理及钎焊的工艺参数

课尾师生互动：共同讨论研究大家所见过的钎焊方法，积极鼓励学生多问

第二节电渣焊 

课前提问：1）钎焊和钎料是怎样分类的，具体分为哪几类？

          2）简述钎焊的基本原理

导入新课：回顾埋弧焊，假设把埋弧焊立起来那是一种什么焊接方法呢？

一、电渣焊的基本原理及特点。

1、基本原理

2、电渣焊的特点

1、生产率高   2、经济效益好     3、宜在垂直位置焊接   4、焊缝缺陷少

5、焊接接头晶粒粗大

二、电渣焊的类型

1、丝极电渣焊

2、板极电渣焊

3、熔嘴电渣焊

三、电渣焊材料

1、电渣焊焊剂：主要有HJ360、HJ170

2、电渣焊的电极材料

   电极有焊丝，熔嘴，板极等。

   在生产中多采用低合金结构钢焊丝或材料作为电极。

   常用焊丝有H08MnA   H08Mn2SiA   H10Mn2

   板极和熔嘴板的材料通常为Q295（09Mn2）等，熔嘴管为20号无缝钢管。

四、电渣焊焊接工艺参数

对于焊缝成形影响比较大的主要是：焊接电流，焊接电压，装配间隙，渣池深度。

    布置课后作业：习题册P70  5—8     P71 1—6 13   P72 名词1     P74  3

    课后总节：本节课的重点：电渣焊的分类及电渣焊的材料

                      难点：电渣焊的原理

    课尾师生互动：

第三节碳弧气刨

课前提问：1）简述电渣焊的基本原理

          2）电渣焊的分类及电渣焊的材料

导入新课：我们在工厂或焊接车间里开焊接坡口处理用火焰外我们还有一种方法那就是我们这节课所要讲的

一、碳弧气刨原理及特点

原理：使用石墨棒与刨件间产生电弧将金属熔化，并用压缩空气将其吹掉，视线在金属表面上加工沟槽的方法。

二、碳弧气刨的设备

由电源、气刨、碳棒、电缆气管和空气压缩机组成。一般采用陡降的外特性直流电源。

气刨的具体工具是碳弧气刨，它有侧面送风或和周围送风式气刨两种。

气刨的电极材料一般都采用镀铜实心碳棒，其断面形状有圆形和扇形，其中圆形碳棒应用最广。

三、碳弧气刨工艺

主要工艺参数：电源极性、电流与碳棒直径、刨削速度、压缩空气压力、碳棒的伸出长度、碳棒与工件的倾角、电弧长度等。

1、极性：一般都采用直流反极性，（铸铁和铜及铜合金采用极性）

2、碳棒直径与电流

根据下面的实验公式选择刨削电流

I=(30~50)d      I    ：刨削电流   d：碳棒直径（mm）

碳棒直径应比刨槽的宽度小2~4mm

3、刨削速度

速度大快会造成所谓“夹碳”的缺陷。刨削速度增大，刨削深度减小，一般刨削速度为0.5~1.2m/min较适合。

4、压缩空气和压力

压缩空气的压力高，能迅速的吹走液体金属，使碳弧气刨顺利进行。一般压力为0.4~0.6Mpa

5、电弧长度

电弧过长，引起操作不稳，甚至息弧。但电弧太短，又容易不起“夹碳”缺陷，因此，碳弧气刨的长度一般在1~2mm为宜。

6、碳棒倾角

倾角的大小影响刨槽的深度。倾角增大槽深增加，碳棒的倾角一般为：25°~45°。

7、碳棒伸出长度

从导电嘴到电弧端的长度为伸出长度，以80~100mm为宜。

布置课后作业：习题册p70  .9~13. 21.   p73. 2    p74.  4

总结：本节课的重点：碳弧气刨的工艺参数

              难点：碳弧气刨的基本原理

师生互动：共同讨论碳弧气刨的应用范围

第四节  先进焊接方法与技术简介

课前提问：1）简述碳弧气刨的基本原理

2）碳弧气刨的工艺参数有哪些？

一、真空电子束焊

电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空成非真空的焊件所产生的热能进行焊接的方法。真空电子束焊是将焊件置于真空焊接室内进行焊接。

 特点：（1）电子束功率密度很高

      （2）电子束穿透能力强，焊缝深宽比大，深宽比可达50：1

      （3）真空环境下焊接，不仅可防止熔化金属受到氢、氧、氮气体的污染，而且有利于焊缝金属的除去和净化。

      （4）真空电子束焊能焊接用其他焊接工艺难于完成根本不能焊接的形状复杂的焊件。

二、激光焊与切割

激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热能进行焊接的方法。

  特点：1、能准确聚焦为很小的光束（直径10uM），焊缝极为窄小，变形极小，热影响区击穿。

        2、功率密度高，加热集中，不开坡口单道焊接钢板的厚度已达50mm。

        3、焊接过程非常快，焊件不宜氧化。

        4、设备的一次性投资大，设备较复杂，对高反射率的金属直接进行焊接较困难。

三、扩散焊

   焊件在高温下加压，但不产生可见变形和相对移动的固态焊接方法，称为扩散焊，是焊中的一种。

      根据被焊材料的组合形式可分为无中间层扩散焊合中间层扩散焊两种。

     特点：1、接头质量好

           2、零部件变形小

           3、可焊接其他焊接方法难于焊接的工件和材料。

四、焊接机器人及应用

     优点：1、焊接质量的稳定和提高易于实现，并保证其均一性。

2、提高生产率，在一天内可24小时连续焊接生产。

3、改善劳动条件，可在有害环境下长期工作

4、降低对工人操作技术难度要求

5、缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。

6、可实现小批量产品焊接自动化。   

7、为焊接柔性生产线提供基础。

布置课后作业：习题册剩余不分习题全部做完

总结：本节课了解和掌握一下比较先进的焊接技术

师生互动：共同更深一层次的讨论同学感兴趣的先进焊接技术