考点6 焊接技术及应用《金属加工与实训》四川省（对口招生）智能制造类 知识点讲解

四川省智能制造类对口高考复习讲义 《金加工与实训》 考点6 焊接技术及应用 ■考纲要求 1.了解金属材料焊接的分类、特点及应用范围。 2.了解焊条电弧焊的工艺方法及应用，常用的焊接方式。 ■知识网络 一、知识树 图3-6-1 焊接技术知识树 图3-6-2 焊接分类知识树 图3-6-3 焊条电弧焊知识树 二、重点知识梳理 （一）焊接技术及应用相关术语 常用焊接技术及应用相关概念及术语见表3-6-1所示。 表3-6-1 焊接技术相关概念及术语汇总表 序号 名称 概念 1 焊接 指通过加热或加压或同时加热加压，并且用或不用填充材料使工件达到接合的一种工艺方法。 2 熔焊 将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。 3 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。 4 钎焊 采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，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的焊接方法。 5 焊条电弧焊 指用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。 6 焊接电弧 指在电极与焊件之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象， 7 电弧电压 把电弧稳定燃烧时，焊件与焊条之间所保持的一定电压 8 坡口 根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的具有一定几何形状的沟槽。 9 焊接参数 焊接时，为了保证焊接质量而选定的有关物理量的总称。 10 引弧 是指在焊接开始时引燃焊接电弧的过程。分为敲击法和划擦法 11 运条 是在焊接过程中，焊条相对于焊缝所做的各种动作的总称。一般有三个基本动作。 12 焊道收尾 是指一条焊道结束时收尾的过程。分为画圈收尾法和后移收尾法 13 气焊 是利用可燃性气体火焰作为热源来熔化母材和填充金属，实现金属焊接的一种方法。 14 氧化焰 是指火焰中有过量的氧，在尖形焰芯外面形成一个具有氧化性富氧区的火焰。 15 中性焰 是指在燃烧区内即无过量氧由无游离碳的火焰。 16 碳化焰 是指火焰中含有游离碳，具有较强的还原作用，也具有一定渗碳作用的火焰。 17 埋弧焊 是指电弧在焊剂层下燃烧并进行焊接的方法。 18 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， 称为气体保护电弧焊。 19 氩弧焊 以氩气作为保护气体的气体保护电弧焊。 20 二氧化碳气体保护焊 用二氧化碳气体作为保护气体的气体保护电弧焊。 21 等离子弧焊 借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。 22 电阻焊 工件组合后通过电极施加压力，利用电流流过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。 23 电渣焊 利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热而进行焊接的方法。 （二）焊接技术基础知识 1.焊接的分类 焊接是指通过加热或加压或同时加热加压，并且用或不用填充材料使工件达到接合的一种工艺方法。焊件经焊接后形成的接合部分称为焊缝；被焊的焊件称为母材；两个焊件的连接处称为焊接接头。焊接通常分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 2.焊接的特点 （1）焊接能够减轻结构重量，节省金属材料。 （2）焊接能够制造双金属结构。 （3）焊接能够化大为小，也能实现以小拼大。 （4）焊接结构强度高。 （5）焊接过程产生的噪声较小，工人劳动强度较低，生产率较高，易于实现机械化与自动化。 （6）由于焊接是一个不均匀的加热过程，因此焊接后会产生焊接应力与焊接变形。 3.焊接的应用 焊接是一种金属成形加工工艺，在车辆、桥梁、容器、船舰、锅炉、起重机械及金属桁架等制造中广泛应用。随着科学技术的发展和计算机技术在焊接中的应用，焊接质量和生产率不断提高。 （三）焊条电弧焊 用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊是目前生产中应用最多、最普遍的一种金属焊接方法。它是利用焊条与焊件之间产生的电弧热，熔化焊件与焊条而进行焊接。 1.焊接电弧 焊接电弧的产生一般有接触引弧和非接触引弧两种方式，手工电弧焊采用接触引弧。 熔池的形成：在焊条与焊件之间形成的电弧热，使焊件局部和焊条端部同时熔化成熔池，焊条金属熔化后成为熔滴，并借助重力和电弧气体的吹力作用过渡到焊件熔池中。 电弧的组成：焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。阴极区温度大约为2400K；阳极区温度大约为2600K；弧柱区中心的温度最高，为6000—8000K。 电弧电压：通常把电弧稳定燃烧时，焊件与焊条之间所保持的一定电压，称为电弧电压。电弧热量与焊接电流和电压的乘积成正比；为保证安全一般电弧电压为20—35V，在生产中主要通过调节焊接电流来调节电弧热量。 2.焊条电弧焊设备及工具 （1）弧焊电源 电焊机为焊条电弧焊提供电源的专用设备，它是焊条电弧焊的主要设备。生产中按焊接电流的种类不同，分为直流弧焊机和交流弧焊机两类。 ①直流弧焊机有直流弧焊发电机和弧焊整流器两类。直流弧焊机的输出端有正极和负极之分，又分为正接法和反接法。直流弧焊机具有燃烧稳定，成本高，维修不便，噪声大，能耗大，适用于焊接较重要的焊接，如不锈钢、薄板、铜合金等。 正接法是将焊件接正极，焊条接负极；热量大部分集中在焊件上，熔池深度大，适合焊接较厚的焊件。 反接法是将焊件接负极，焊条接正极；热量大部分集中在焊条上，熔池深度浅，适合焊接较薄的焊件或不需要热量多的焊件。 ②交流弧焊机无正、反接说法。具有生产效率较高，结构简单，使用可靠，成本较低，噪声较小，维护与保养也很容易，电弧燃烧时稳定性较差，适用于一般焊件的焊接。 （2）焊条电弧焊的工具 焊条电弧焊的主要工具包括焊钳、焊接电缆、面罩与护目玻璃等。 焊钳的作用是夹持焊条和传导电流。一般要求焊钳导电性能好、重量轻、焊条夹持稳固、换装焊条方便等。 焊接电缆作用是传导电流。一般用多股紫铜软线制成，要求绝缘性要好，而且要有足够的导电截面积，截面积大小应根据焊接电流大小而定。 面罩与护目玻璃面罩的作用是在焊接时保护操作人员的面部免受强烈的电弧光照射和飞溅金属的灼伤。 3.焊条 （1）焊条的组成与作用 焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊条质量的优劣对焊缝金属的力学性能有直接影响。 （2）焊条的分类 按用途分：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、堆焊焊条、镍和镍合金焊条、铜和铜合金焊条、铝和铝合金焊条等。 按焊条药皮熔化后的酸碱度分：酸性焊条和碱性焊条两类。酸性焊条适用于焊接一般结构件；碱性焊条适用于焊接要求高塑性和高韧性的重要结构件。 （3）焊条选用的原则 焊条的选用主要考虑的因素：①考虑母材的力学性能和化学成分。②考虑焊件结构的复杂程度和刚性。③考虑焊件的工作条件。④考虑生产率、焊接工艺、焊接成本和焊接质量等因素。 4.焊条电弧焊的工艺 （1）焊缝的空间位置 焊接时，按焊缝在空间位置的不同分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种。焊接时尽可能采用平焊。 （2）焊接接头的基本形式和坡口的基本形式 对于焊条电弧焊，由于焊件结构形状、焊件厚度以及对焊接质量的要求不同，焊件的接头形式和坡口形式有所不同。 焊接接头形式：有对接接头、角接接头、T形接头和搭接接头等。 坡口的基本形式：有卷边坡口、I形坡口（不开坡口）、V形坡口、X形坡口、U形坡口、K形坡口、J形坡口和塞焊坡口等。 （3）焊接工艺参数的选择 焊接时，为了保证焊接质量而选定的有关物理量的总称称为焊接工艺参数。它主要包括焊条直径、焊接电流、焊接层数、电弧长度和焊接速度等。 焊条直径的选择。与焊件厚度、焊接位置及焊接层数有关。 焊接电流的选择。主要由焊接厚度和焊条直径来确定。 电弧长度和焊接速度的选择。主要靠手工操作来控制。 （4）焊接基本操作技术 引弧。是指在弧焊开始时，引燃焊接电弧的过程。引弧方法有敲击法和划擦法两种。 运条。是在焊接过程中，焊条相对于焊缝所做的各种动作的总称。 焊道收尾。一条焊道结束时收尾的过程。有画圈收尾法和后移收尾法等。 （四）其它焊接方法 1.气焊 气焊是利用可燃性气体火焰作为热源来熔化母材和填充金属，实现金属焊接的一种方法。可燃性气体主要有乙炔、液化气或丙烷燃气等，其中最常用的是乙炔。 （1）气焊的主要设备和工具 气焊主要设备和工具包括氧气瓶、氧气减压器、乙炔气瓶、乙炔减压器、回火保险器、焊炬、胶皮管等。 氧气瓶是一种储存和运输氧气的高压容器。按规定，氧气瓶外表涂成天蓝色并用黑色字标明“氧气”字样。氧气瓶不许曝晒、火烤、震荡及敲打，也不许被油脂沾污。使用的氧气瓶必须定期进行压力试验。 乙炔气瓶是一种储存和运输乙炔气的高压容器。瓶口装有阀门并套有瓶帽保护。按规定乙炔气瓶外表涂成白色并用红色字标明“乙炔，火不可近”字样。 氧气减压器是将氧气瓶内的高压氧气调节成工作所需要的低压氧气，并在工作过程中保持压力与流量稳定不变。 乙炔气减压器是将乙炔气瓶内的高压乙炔气调节成工作所需要的低压乙炔气，并保持工作过程中的压力与流量稳定不变。 回火保险器在气焊过程中，由于气体供应不足，或管道与焊嘴阻塞等原因，均会导致火焰沿乙炔导管向内逆燃，这种现象称为回火。回火会引起乙炔气瓶或乙炔发生器的爆炸。为了防止这种严重事故的发生，必须在导管与发生器之间装上回火保险器。 焊炬的作用是将可燃气体与氧气按一定比例混合，并以一定的速度喷出，点燃后形成稳定燃烧并具有较高热能的焊接火焰。 （2）气焊工艺 气焊具有火焰容易控制、适应性强、不需电源、能够焊接多种金属材料等优点。但气焊存在火焰温度较低、加热缓慢、热影响区较宽、焊件易变形及难以实现机械化等缺点。气焊适合焊接在3mm以下的薄钢板、非铁金属及其厚度合金，钎焊刀具及铸铁的补焊等。 2.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，称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊或气电焊。根据所用保护气体的不同，气体保护焊可分为氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、氦弧焊等。 （1）氩弧焊 以氩气作为保护气体的气体保护电弧焊称为氩弧焊。按所用的电极不同，氩弧焊分为非熔化极(钨极)氯弧焊和熔化极氩弧焊两种。 （2）二氧化碳气体保护焊 用二氧化碳气体作为保护气体的气体保护电弧焊称为二氧化碳气体保护焊。 3.钎焊 钎焊与熔化焊相比，焊件加热温度低、组织和力学性能变化较小，接头光滑平整；某些钎焊方法可以一次焊接多个工件和多个接头，生产率高。钎焊接头强度较低，工作温度不能太高。硬钎焊适合焊接受力较大的焊件及工具的焊接；软钎焊常用于仪表、导电元件等的焊接。 （1）硬钎焊常用的钎料。铜基钎料（1080℃）、铝基钎料（660℃）、银基钎料（960℃）、镍基钎料（1455℃）及锰基钎料（1245℃）等 （2）软钎焊常用的钎料。锡铅钎料（230℃）、锡银钎料（227-232℃）、铅基钎料（325℃）及镉基钎料（320℃）等。 ■真题练习 一、单选题（下列选项中只有一个答案是正确的，每题2分） 1.焊接方法很多，将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法是( )。 A.熔焊 B.压焊 C.钎焊 D.气体保护焊 2.利用焊条与焊件之间产生的电弧热熔化焊件与焊条进行焊接的方法是( )。 A.气体保护焊 B.焊条电弧焊 C.埋弧焊 D.钎焊 3.直流弧焊机的输出端有正极和负极之分，焊件接负极，焊条接正极称为( )。 A.正接法 B.反接法 C.正接或反接 D.以上都不是 4.下列焊接方法中属于熔焊的是( )。 A.摩擦焊 B.电阻焊 C.激光焊 D.高频焊 5.根据GB/T5117-2012规定，非合金钢及细晶粒钢焊条型号以字母( )打头表示电极焊条。 A.F B.G C.H D.E 6.焊接电缆的主要作用是传导电流，其截面积大小根据( )选择。 A.焊接电流 B.电弧长度 C.焊接层数 D.焊接速度 7.焊接时，向焊缝添加有益元素，有益元素来源于( )。 A.焊芯 B.药皮 C.空气 D.工件 8.电渣焊适合于板材厚度在( )以上的结构件，如厚壁压力容器纵向焊缝的焊接。 A.10mm B.20mm C.30mm D.40mm 9.钎焊的熔点不同，所用钎料在( )以上的钎焊称为硬钎焊。 A.450℃ B.550℃ C.350℃ D.650℃ 10.超声波焊适合焊接厚度小于( )的焊件，特别适合焊接异种材料。 A.1mm B.0.5mm C.2mm D.3mm 二、多选题（下列选项中有两个以上答案是正确的，每题2分） 1.下列选项中，属于焊接特点的是( )。 A.节省金属材料 B.制造双金属结构 C.实现一小拼大 D.结构强度高 2.焊接电弧的产生一般有( )两种方式。 A.接触式引弧 B.点火式引弧 C.非接触式引弧 D.自动式引弧 3.焊接电弧由( )三部分组成。 A.阴极区 B.阳极区 C.弧柱区 D.电弧区 4.焊条电弧焊的主要工具包括( )。 A.焊钳 B.焊接电缆 C.面罩 D.护目镜 5.下列选项中，药皮作用正确的是( )。 A.传导焊接电流 B.保证焊接电弧稳定燃烧 C.保护熔池与熔滴不被空气侵入 D.填充金属材料组成焊缝 6.对于焊条电弧焊，焊接接头形式有( )。 A.对接接头 B.角接接头 C.T型接头 D.搭接接头 7.下列选项中，属于焊条电弧焊基本操作的是( )。 A.开电源 B.引弧 C.运条 D.焊道收尾 8.电阻焊根据接头形式的不同分为( )。 A.点焊 B.缝焊 C.对焊 D.钎焊 9.在焊条电弧焊中，焊接工艺参数包括( )和焊接速度。 A.焊条直径 B.焊接电流 C.焊接层数 D.电弧长度 10.氩弧焊应用范围广泛，几乎所有的金属都能进行焊接，通常多用于在焊接过程中易于氧化的( )等金属材料。 A.铝 B.镁 C.钛及钛合金 D.不锈钢 三、判断题（正确的填“A”，错误的填“B”） 1.( )在焊接过程中，必须对焊接件施加压力以完成焊接的方法称为压焊。 2.( )电弧热量与焊接电流和电压的乘积不成正比。 3.( )交流弧焊机实际上是一种特殊的降压变压器。 4.( )焊条质量的优劣对焊缝金属的力学性能没有直接影响。 5.( )碱性焊条又称为低氢型焊条，焊接后焊缝的质量较好。 6.( )E4303表示焊缝金属的Rm≤430MPa，适用于全位置焊接。 7.( )为了防止回火造成事故的发生，必须在胶管与乙炔瓶或乙炔发生器之间安装上回火保险器。 8.( )气焊适合焊接厚度在3mm以下的薄钢板、非铁金属及其合金，钎焊刀具及铸铁的补焊等。 9.( )改变氧气和乙炔的体积比可得到三种不同性质的气焊火焰。 10.( )焊接工作场地应符合安全标准，否则容易造成火灾、爆炸、触电事故。 11.( )在对接接头中，当焊件厚度小于5mm时，可以不开坡口，不留间隙。 12.( )焊接速度与焊件熔点和厚度有关，一般当焊件的熔点高、厚度大时，焊接速度应快些。 13.( )二氧化碳气体保护焊焊接速度快，生产率比焊条电弧焊高2-4倍。 14.( )软钎焊常用于受力不大的仪表、导电原件等的焊接。 15.( )利用5-500kHZ的高频电流进行焊接的电阻焊方法称为高频电阻焊。 四、填空题（将最适当的词语或答案填写在横线上，每题2分） 1.焊件经焊接后形成的结合部分称为 。 2.通常把电弧稳定燃烧时，焊件与焊条之间所保持的一定电压称为 。 3.火焰中含有游离碳，具有较强的还原作用，也具有一定渗碳作用的火焰称为 。 4.根据设计和工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成具有一定几何形状的沟槽称为 。 5.在电弧焊过程中主要通过调节 来控制电弧热量，以保证焊接要求。 6. 是利用可燃性气体火焰作为热源熔化母材的填充金属，实现金属焊接的一种方法。 7.用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为 。 8.电弧在焊剂层下燃烧并进行焊接的方法称为 。 9.借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法是 。 10.以聚焦的 作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法称为激光焊。 11.焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行的焊接方法称为 。 12.在焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种运动称为 。 13.焊接时，焊接电流主要是依据 和焊条直径来选择。 14.焊条电弧焊阳极区温度大约是 。 15.气焊操作中当焊炬倾斜角度为80-85°左右时，其焊件厚度应大于 mm。 考点6 焊接技术及应用 真题练习答案 一、单选题 1-5：ABBCD 6-10：ABDAB 二、多选题 1.ABCD 2.AC 3.ABC 4.ABCD 5.BCD 6.ABCD 7.BCD 8.ABC 9.ABCD 10.ABCD 三、判断题 1-5：对错对错对 6-10：错对对对对 11-15：错错对对错 四、填空题 1.焊缝 2.电弧电压 3.碳化焰 4.坡口 5.焊接电流 6.气焊 7.气体保护焊 8.埋弧焊 9.等离子电弧焊 10.激光束 11.电阻焊 12.运条 13.焊件厚度 14.2600K 15.15 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $