3-2 常用焊接方法《机械制造工艺基础》（劳动版·第八版）河南省（对口招生）装备制造类 知识点讲解

河南省（对口招生）装备制造类《机械制造工艺基础》 知识点讲解 3-2 常用焊接方法 【课程要求】 1.能说出焊条电弧焊的定义、原理及常用设备。 2.能识别酸性焊条与碱性焊条的特点及选用原则。 3.能描述氩弧焊和二氧化碳气体保护焊的特点及应用。 4.能简述气焊与气割的原理及主要工具。 5.通过图示分析，理解焊接回路、电弧形成及焊接过程。 6.通过对比分析，区分不同焊接方法的优缺点。 【知识网络】 【知识要点】 知识点1 焊条电弧焊 1.定义与应用 ￮焊条电弧焊是通过焊条引发电弧，用电弧热来熔化焊件而实现焊接的一种熔焊方法，它是目前焊接生产中使用最广泛的焊接方法。 2. 原理 ￮焊接回路（图3-3） ￮焊接原理（图3-4）：焊接时，将焊条与焊件接触短路后立即提起焊条，引燃电弧。电弧的高温将焊条与焊件局部熔化，熔化了的焊芯以熔滴的形式过渡到局部熔化的焊件表面，熔合在一起后形成熔池。 3. 弧焊电源：弧焊电源是焊条电弧焊的供电装置，即通常所说的电焊机。 ￮弧焊变压器（图3-5） ￮弧焊整流器（图3-6） ￮逆变弧焊电源（图3-7） 4. 焊接工具 ￮焊钳（图3-8）、电缆、面罩（图3-9手持式/头盔式）、辅助工具（敲渣锤、锤子、锉刀、钢丝刷、焊条烘干箱、焊条保温筒） 5. 焊条组成 ￮焊芯+药皮（图3-10） ￮焊芯：规格（表3-1：直径1.6~8.0mm，长度200~450mm），作用：焊芯的作用是在焊接时传导电流产生电弧并熔化，成为焊缝的填充金属。 ￮药皮：压涂在焊芯表面上的涂料层称为药皮。涂料层由各种矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品等原料，按一定比例配制后压涂在焊芯表面上。 6. 焊条分类 ￮按用途：非合金钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铸铁、铜及铝合金、铝及铝合金、镍及镍合金 ￮按熔渣特性：酸性焊条、碱性焊条 7. 酸性焊条特点 ￮氧化物为主，工艺性好，力学性能较低 8. 碱性焊条特点 ￮氧化物+氟化物，脱氧好，抗裂性强，工艺性差，需直流反接 9. 焊条选用原则 ￮力学性能、化学成分、工作条件、成本 10. 工艺参数： ￮焊条直径（表3-2，按厚度、位置、层次） 焊缝空间位置（图3-11：平、立、横、仰） ￮焊接电流（经验公式I=10d²，按位置、层次调整） ￮电弧电压（由弧长决定，短弧焊接） ￮焊接速度 ￮接头形式（图3-12、3-13：对接、角接、T形、搭接） ￮坡口形式（图3-14：I形、Y形、X形、U形、双U形） ￮电源种类和极性（图3-15：直流正接、直流反接、交流） 知识点2 气体保护电弧焊 1. 定义 ￮气体保护电弧焊是利用外加气体作为电弧介质并保护焊接区的电弧焊，简称气体保护焊。根据所用保护气体的不同，常用的气体保护焊有氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。 2. 氩弧焊 ￮特点（电弧稳定、飞溅小、无熔渣、焊缝美观、适应性强、成本高） ￮分类：熔化极氩弧焊、不熔化极氩弧焊（钨极）（图3-16） ￮应用范围（低合金钢、耐热钢、不锈钢、铝合金、镁合金、钛合金等） 3. 二氧化碳气体保护焊 ￮用CO2作为保护气体，依靠焊丝与焊件之间产生的电弧热来熔化金属的气体保护焊方法。 ￮原理（图3-17）：焊接电源的两输出端分别接在焊枪与焊件上。盘状焊丝由送丝机带动，经软管与导电嘴不断向电弧区域送给，同时CO2气体以一定的压力和流量送入焊枪，通过喷嘴后，形成一股保护气流，使熔池和电弧与空气隔绝。随着焊枪的移动，熔池内液态金属冷却凝固形成焊缝，从而将焊件连接成一体。 ￮优点（成本低、焊缝质量好、生产效率高、焊接变形小、适用范围广） ￮不足（大电流时焊缝粗糙、飞溅多、难用交流电源、不宜有风、不能焊有色金属、电弧辐射强、CO₂影响健康） ￮应用（各种厚度的低碳钢及低合金钢，车辆、化工机械、农业机械、矿山机械等）知识点3 气焊与气割 1. 气焊： ￮原理：可燃气体+助燃气体燃烧加热，图3-18 ￮设备及工具：氧气瓶、乙炔瓶、减压器、焊炬、氧气胶管、乙炔胶管、护目镜、点火枪、钢丝刷等，图3-19 ￮焊炬：低压焊炬/射吸式焊炬，图3-20：焊嘴、混合气管、手柄、氧气调节阀、乙炔调节阀、氧气/乙炔管接头 2. 气割： ￮原理：气体火焰预热→喷切割氧→燃烧→吹渣，图3-21： ￮三阶段：预热到燃点→喷射切割氧使金属燃烧→熔渣被吹除并继续预热下层金属 ￮实质：金属在纯氧中的燃烧过程，不是熔化过程 ￮设备及工具：与气焊基本相同，焊炬换成割炬 ￮割炬：射吸式割炬，图3-22：割嘴、混合管、切割氧管、预热氧调节阀、切割氧调节阀、乙炔调节阀、手柄、氧气/乙炔管接头 【练习题】 一、单项选择题 1.焊条电弧焊中，用来夹持焊条并传输焊接电流的工具是（ ） A.电缆 B.焊钳 C.面罩 D.焊条保温筒 2.下列哪种弧焊电源输出的焊接电流为交流电（ ） A.弧焊变压器 B.弧焊整流器 C.逆变弧焊电源 D.直流弧焊发电机 3.焊条直径的选择主要依据不包括（ ） A.焊件厚度 B.焊缝空间位置 C.焊接层次 D.焊条药皮颜色 4.下列哪种焊接方法适用于焊接1mm以下的薄板（ ） A.焊条电弧焊 B.埋弧焊 C.氩弧焊 D.气焊 5.焊条电弧焊中，焊接电流的经验公式为I=10d²，其中d表示（ ） A.焊件厚度 B.焊条直径 C.焊接速度 D.电弧长度 6.下列哪种接头形式不属于焊条电弧焊中常用的焊接接头（ ） A.对接接头 B.角接接头 C.十字接头 D.搭接接头 7.二氧化碳气体保护焊中，起保护作用的气体是（ ） A.氩气 B.氧气 C.二氧化碳 D.氢气 8.气割过程中，切割氧的作用是（ ） A.预热金属 B.保护熔池 C.使金属燃烧并吹除熔渣 D.防止金属氧化 9.下列哪种材料不适合用二氧化碳气体保护焊焊接（ ） A.低碳钢 B.低合金钢 C.铝合金 D.普通碳素钢 10.焊条电弧焊中，采用直流电源焊接时，焊件接电源输出端正极、焊枪接负极称为（ ） A.直流正接 B.直流反接 C.交流正接 D.交流反接 二、判断题 1.焊条电弧焊是目前焊接生产中使用最广泛的焊接方法。（ ） 2.弧焊整流器输出的焊接电流为交流电。（ ） 3.立焊位置的焊接条件比平焊位置好。（ ） 4.碱性焊条对铁锈和水分不敏感，焊前不需要烘干。（ ） 5.氩气是一种惰性气体，不易与金属发生化学反应。（ ） 6.二氧化碳气体保护焊可以在有风的地方正常施焊。（ ） 7.气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧所放出的热量作为热源进行焊接的方法。（ ） 8.气割的实质是金属的熔化过程。（ ） 三、名词解释 1.焊接电弧 2.焊芯 3.熔化极氩弧焊 4.割炬 四、简答题 简述焊条电弧焊中焊接电流的选择依据。 【答案】 一、单项选择题 1.B 2.A 3.D 4.C 5.B 6.C 7.C 8.C 9.C 10.A 二、判断题 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.√ 8.× 三、名词解释 1.焊接电弧：焊接电源为弧焊电源，焊接电弧是负载，用于连接电源与焊件和焊件。 2.焊芯：涂有药皮供焊条电弧焊用的熔化电极称为焊条，焊条由焊芯和药皮组成，焊芯是焊条中心的金属丝。 3.熔化极氩弧焊：氩弧焊的一种，电极是焊丝，在焊接过程中焊丝本身作为填充金属被不断熔化。 4.割炬：手工气割的主要工具，作用是将可燃气体与氧气以一定比例混合形成预热火焰，并在预热火焰中心喷射切割氧气进行气割。 四、简答题 焊条电弧焊中焊接电流的选择主要依据焊条直径和焊缝空间位置，其次是工件厚度、接头形式、焊接层次等。焊条直径越大，焊接电流越大；横、立、仰焊位置时焊接电流应比平焊位置小10%～20%；打底焊使用较小电流，填充焊使用较大电流，盖面焊电流稍小；碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右，不锈钢焊条比非合金钢焊条小20%左右。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $