焊接方法及工艺

课程名称 学习情境 焊接方法及工艺 绪论 1．了解焊接在现代工业中的地位，焊接方法的发展概况； 知识目标 2．理解本课程的学习方法； 3．掌握焊接及其本质，焊接方法的分类及特点。 能力目标 1．理解本课程的学习方法； 2．掌握焊接及其本质，焊接方法的分类及特点。 焊接及其本质 教学重点 焊接方法的分类及特点 班级 计划学时 2 [任务导入]： 目前你所见的焊接有哪些？出现在哪些行业中？ 是否知道目前国内外先进的焊接方法和焊接技术？ [知识链接]： 一．焊接及其本质 焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体(工件)产生原子间或分子间结合力而连接成一体的连接方法。 焊接过程的本质：就是通过适当的物理化学过程克服这两个困难，使两个分离焊件表面的原子接近到晶格距离而形成结合力。这些物理化学过程，归结起来不外乎是用各种能量加热和用各种方法加压两类。 二．焊接方法的分类及特点 根据它们的焊接过程特点可将其分为：熔焊、压焊和钎焊三大类。 (1) 熔焊定义 将两被焊工件局部加热并熔化，以克服固体间阻碍结合的障碍，然后冷却结晶成为一体接头的方法称为熔焊。 熔焊分为：电弧焊、气焊、铝热焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等若干种。 (2) 压焊定义 将被焊工件在固态下通过加压(加热或不加热)措施，克服其连接表面的不平度和氧化物等杂质的影响，使其分子或原子间接近到晶格之间的距离，从而形成不可拆连接接头的一类焊接方法称为压焊，也称为固相焊接。为了降低加压时材料的变形抗力，增加材料的塑性，压焊时在加压的同时常伴随加热措施。 压焊分为：电阻焊、摩擦焊、超声波焊、扩散焊、冷压焊、爆炸焊和锻焊等。 (3) 钎焊定义 用某些熔点低于被连接物体材料熔点的金属(即钎料)作为连接的媒介，利用钎料与母材间的扩散将两被焊工件连接在一起的焊接方法称为钎焊。 钎焊分为：火焰钎焊、感应钎焊、电阻炉钎焊、盐浴钎焊和电子束钎焊等。 钎焊又分为：硬钎焊(熔点450℃以上)和软钎焊(熔点在450℃以下)两类。 三. 教材的内容 本教材讲述的主要内容为： 1 ) 各类基本焊接方法的过程本质、特点、接头形成条件以及合理的使用范围。 2 ) 各类基本焊接方法中影响焊接质量的工艺参数及其合理选择和控制。 3 ) 常用典型焊接设备的构成、工作原理及操作使用方法。 四. 学生在学完本教材后，应达到以下要求： 1）了解电弧的物理本质和电弧的工艺特性，了解焊丝和母材的熔化特性，掌握熔 滴过渡的主要形式和焊缝成形的基本规律。 2）掌握各种常用电弧焊方法的特点、过程实质和应用范围，熟悉其影响质量的因素和保证质量的措施。 3）深入了解电阻焊、钎焊的特点和过程实质及其应用范围。 4）能正确确选择焊接方法和工艺参数，正确分析常见缺陷产生的工艺原因，并能提出解决的方法。 5）了解常用电弧焊设备的特点、电气原理和应用范围；具有正确选择和合理使用电弧焊设备的能力。 6）了解焊接新方法、新设备的发展情况，具有进一步自学和应用这些新方法、新设备的能力。 概括地说，就是通过本教材的学习应该掌握主要焊接方法的原理、焊接质量的控制以及常用设备的使用维护这三个方面的有关知识，以达到正确应用的目的。 [教学总结]： 焊接方法的概念 焊接方法的分类 焊接方法分类是重点、难点，必须掌握。 [作 业]： 1．什么是焊接?实现焊接的适当的物理化学过程指的是什么? 2．焊接方法怎样分类?熔焊、压焊、钎焊各有什么特点， 3．熔焊时，为什么要实施保护?常用的保护方法主要应用在哪些焊接方法中。 教学后记 焊接技术在现代工业中占有重要的地位，学生必须牢固掌握。 学习情境一 电弧焊基础知识

课程名称 学习情境 焊接方法及工艺 电弧焊基础知识 班级 计划学时 8 1．了解焊接电弧的物理基础，理解焊接电弧的导电特性，掌握焊接电弧的工艺特性； 知识目标 2．了解熔滴上的作用力，掌握熔滴过渡的主要形式； 3． 掌握焊缝的形成过程。 能力目标 1．能够分析焊缝形状与焊缝质量的关系、焊接工艺参数对焊缝成型的影响；； 2．能够分析焊接过程中常见工艺缺陷的产生原因，提出解决问题的方法。 焊接电弧的物理基础，熔滴过渡的主要形式焊缝的形成及主要缺陷。 教学重点 [工作任务]： 任务一 焊接电弧 任务二 焊丝的熔化与熔滴过渡 任务三 母材熔化与焊缝成形 课程名称 教学内容 焊接方法及工艺 任务一 焊接电弧 班级 授课方法 讲授法 授课时间 计划学时 4 了解焊接电弧的物理基础 教学目的 理解焊接电弧的导电特性 掌握焊接电弧的工艺特性 教学重点 焊接电弧的工艺特性 解决措施 示频演示 焊接电弧的导电特性 教学难点 [任务导入]： 什么叫做焊接电弧？它是怎样产生的？ [知识链接]： 一、焊接电弧的物理基础 （一）电弧及其电场强度分布 定义:电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。带电粒子在电场作用下运动形成电流，从而使两电极之间的气体空间成为导体，也就形成了电弧。 要使两电极之间的气体导电必须具备两个条件： ① 两电极之间有带电粒子；②两电极之间有电场。 （二）电弧中带电粒子的产生 气体电离和阴极发射电子是电弧中产生带电粒子的两个基本物理过程。 1．电离种类 根据外加能量来源的不同，气体电离种类可分为以下几种： 热电离 、 场致电离 、光电离 2．阴极电子发射 教 学 过 程 在电弧焊中，电弧气氛中的带电粒子一方面由电离产生，另一方面则由阴极电子发射获得。两者都是电弧产生和维持不可缺少的必要条件。 电子发射与逸出功 阴极中的自由电子受到一定的外加能量作用时，从阴极表面逸出的过程称为电子发射。 电子发射的类型 根据外加能量形式的不同，电子发射可分为以下四种类型：热发射、场致发射、光发射、粒子碰撞发射 （三）带电粒子的消失 电弧导电过程中，在产生带电粒子的同时，伴随着带电粒子的消失过程。在电弧稳定燃烧时，二者是处于动平衡状态的。带电粒子在电弧空间的消失主要有扩散、复合两种形式和电子结合成负离子等过程。 二、焊接电弧的导电特性 焊接电弧的导电特性是指由于电荷的运动并形成电流的带电粒子在电弧中产生、运动和消失的过程。 (一) 弧柱区的导电特性 (二)阴极区的导电特性 （三）阳极区的导电特性 三、焊接电弧的工艺特性 电弧焊以电弧为能源，主要利用其热能及机械能。焊接电弧与热能及机械能有关的工艺特性，主要包括电弧的热能特性、电弧的力学特性、电弧的稳定性等。 [教学总结]： 解决措施 示频演示 接电弧的物理基础 焊接电弧的导电特性 焊接电弧的工艺特性 [作 业]： 1．什么是电弧? 2．气体电离的种类有哪些？它们各有什么特点？ 教学后记 电弧是学习焊接的基础，学生必须牢固掌握。 课程名称 教学内容 焊接方法及工艺 任务二 焊丝的熔化与熔滴过渡 理解熔滴上的作用力 教学目的 掌握焊丝的熔化情况和熔滴过渡 焊接时的熔滴过渡 解决措施 示频演示 焊接的熔滴过渡部分 教学难点 [任务导入]： 焊接时熔滴怎样形成的？它是如何滴入熔池中？ [知识链接]： 一、焊丝的加热和熔化特性 (一) 焊丝的热源 教 学 过 程 电弧焊时，用于加热、熔化焊丝的热源是电弧热和电阻热。熔化极电弧焊时，焊丝的熔化主要靠阴极区(正接)或阳极区(反接)所产生的热量及焊丝伸出长度上的电阻热，弧柱区产生的热量对焊丝的加热熔化作用较小。非熔化极电弧焊(如钨极氩弧焊或等离子弧焊)的填充焊丝主要靠弧柱区产生的热量熔化。 （二）焊丝的熔化特性 焊丝在电弧热和电阻热的共同作用下加热熔化，焊丝的熔化速度即指在单位时间内熔化的焊丝长度。它主要与焊丝材料及直径有关。在采用熔化极电弧焊进行焊接时，必须使焊丝的熔化速度等于送丝速度，才能建立稳定的焊接过程。 二、熔滴上的作用力 电弧焊时，在电弧热作用下焊丝或焊条端部受热熔化形成熔滴。熔滴上的作用力是影响熔滴过渡及焊缝成形的主要因素。根据熔滴上的作用力来源不同，可将其分为重力、表面张力、电弧力、熔滴解决措施 示频演示 班级 授课方法 讲授法 授课时间 计划学时 2 教学重点 爆破力和电弧气体的吹力。 1．重力 重力对熔滴过渡的影响依焊接位置的不同而不同。平焊时，熔滴上的重力促使熔滴过渡；而在立焊及仰焊位置则阻碍熔滴过渡 2．电弧力 电弧力包括电磁收缩力、等离子流力、斑点力、熔滴冲击力及短路爆破力等。电弧力只有在焊接电流较大时才对熔滴过渡起主要作用，焊接电流较小时起主要作用的往往是重力和表面张力。 3．熔滴爆破力 当熔滴内部因冶金反应而生成气体或含有易蒸发金属时，在电弧高温作用下将使气体积聚、膨胀而产生较大的内压力，致使熔滴爆破，这一内压力称为熔滴爆破力。它在促使熔滴过渡的同时也产生飞溅。 4．电弧的气体吹力 这种力出现在焊条电弧焊中。 三、熔滴过渡的主要形式及特点 熔滴过渡过程不但影响电弧的稳定性，而且对焊缝成形和冶金过程也有很大的影响，熔滴过渡过程十分复杂，主要过渡形式有自由过渡，接触过渡和渣壁过渡三种。 (一) 自由过渡 自由过渡是指熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触的过渡方式。常用的自由过渡是滴状过渡和喷射过渡。 1．滴状过渡 滴状过渡时电弧电压较高，根据电流大小、极性和保护气体的种类不同，滴状过渡又分为粗滴过渡和细滴过渡。 2．喷射过渡 喷射过渡容易出现在以氩气或富氩气体作保护气体的焊接方法，如熔化极氩弧焊、活性气体保护焊中。喷射过渡时，细小的熔滴从焊丝端部连续不断地以高速度冲向熔池，过渡频率快，飞溅少，电弧稳定，热量集中，对焊件的穿透力强，可得到焊缝中心部位熔深明显增大的指状焊缝。 (二) 接触过渡 接触过渡是指焊丝(或焊条)端部的熔滴与熔池表面通过接触而过渡的方式。 (三)渣壁过渡 渣壁过渡是熔滴沿着熔渣的壁面流入熔池的一种过渡形式。这种过渡方式只出现在埋弧焊和焊条电弧焊中。 [教学总结]： 1．各种熔滴过渡特点 2．熔滴过渡与焊接质量的关系 [作 业]： 1．什么是焊丝的熔化特性? 2．试分析熔滴过渡的主要形式及特点？ 教学后记 熔滴过渡的主要形式比较难以理解，应重点掌握。

课程名称 教学内容 焊接方法及工艺 任务三 母材熔化与焊缝成形 理解焊缝成形缺陷的产生及防止 教学目的 掌握母材熔化和焊缝成形情况 焊接时的母材熔化情况 焊缝成形中工艺及相关缺陷问题 焊接工艺参数对焊缝成形的影响 教学难点 [任务导入]： 焊接时焊缝怎样形成的？ [知识链接]： 1、焊缝形成过程 在电弧热的作用下焊丝与母材被熔化，在工件上形成一个具有一定形状和尺寸的液态熔池。随着教 学 过 程 电弧的移动熔池前端的工件不断被熔化进入熔池中，熔池后部则不断冷却结晶形成焊缝。 2、焊缝形状与焊缝质量的关系 焊缝的形状即是指焊件熔化区横截面的形状，它可用熔深H、熔宽B和余高a三个参数来描述。合理的焊缝形状要求H、B和a之间有适当的比例。 3、焊接工艺参数对焊缝成形的影响 不同的工艺参数对焊缝成形的影响也不同。通常将对焊接质量影响较大的工艺参数有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等；其它工艺参数如焊丝直径、电流种类与极性、电极和工件倾角、保护气、工件的结构因数（坡口形状、间隙、工件厚度等）也会对焊缝成形造成一定的影响。 （1）焊接电流 焊接电流主要影响焊缝熔深。 （2）电弧电压 电弧电压主要影响焊缝熔宽。 （3）焊接速度 焊接速度的快慢主要影响母材的热输入量。 （4）电流种类和极性 电流种类和极性对焊缝形状的影响与焊接方法有关。 解决措施 示频演示 解决措施 示频演示 班级 授课方法 讲授法 授课时间 计划学时 2 教学重点 （5）焊丝直径和伸出长度 焊接电流、电弧电压及焊接速度给定时，焊丝直径越细，电流密度越大，对工件加热越集中；焊丝伸出长度增加，电阻增大，电阻热增加，焊丝熔化速度加快，余高增加，熔深略有减小。 （6）结构因数 焊件的结构因数通常指工件的材料和厚度、工件的坡口和间隙等。在一定条 件下，工件的结构因数也会对焊缝成形造成影响。 总之，影响焊缝成形的因素很多，想获得良好的焊缝成形，需根据工件的材料和厚度、焊缝的空间位置、接头形式、工作条件、对接头性能和焊缝尺寸要求等，选择合适的焊接方法和焊接工艺参数。否则就可能造成焊缝的成形缺陷。 4、焊缝成形缺陷的产生及防止 电弧焊时，因受焊接方法、焊接材料及焊接工艺等因素的影响，会产生不同类型的缺陷。 1．焊缝外形尺寸不符合要求 主要有焊缝表面高低不平、焊缝波纹粗劣、纵向宽度不均匀、余高过高或过低等。 产生焊缝尺寸不符合要求的主要原因有：工件所开坡口角度不当、装配间隙不均匀、焊接参数选择不合适及操作人员技术不熟练等。为防止上述缺陷，应正确选择坡口角度、装配间隙及焊接参数，熟练掌握操作技术，严格按设计规定进行施工。 2．咬边 电弧将焊缝边缘熔化后，没有得到填充金属的补充而留下缺口的现象叫咬边(也称 咬肉)。当采用大电流高速焊接或焊角焊缝时一次焊接的焊脚过大，电压过高或焊角度不当，都可能产生咬边现象。可见，正确选择焊接参数，熟练掌握焊接操作技术是防止咬边的有效措施。 3．未焊透和未熔合 熔焊时，焊接接头根部未熔透的现象称为未焊透；焊道与母材之间、焊道与焊道 之间未能完全熔化结合的现象，称为未熔合。 为防止产生未焊透和未熔合，应正确选择焊接参数、坡口形式及装配间隙，并确 保焊丝对准焊缝中心。同时，注意坡口两侧及焊道层间的清理，使熔化金属之间及熔敷金属与母材金属之间充分熔合。 4．焊瘤 熔焊时，熔化的金属流到焊缝以外未熔化的母材上而形成金属瘤的现象称为焊瘤， 也称满溢。 防止产生焊瘤的主要措施是：尽量使焊缝处于水平位置工件，使填充金属量适当，焊速不宜过低、焊丝伸出长度不宜太长、注意坡口及弧长的选择等。 5．焊穿及塌陷 焊缝上形成穿孔的现象，称为焊穿。熔化的金属从焊缝背面漏出，使焊缝正面下凹，背面凸起的现象，称为塌陷。 为防止焊穿及塌陷，应使焊接电流与焊速适当配合。 [教学总结]： 1．焊缝成型与焊接质量的关系 2．焊接缺陷的防止 [作 业]： 1．试分析常见焊缝成形缺陷的产生原因及防止措施？ 教学后记 焊缝成形的缺陷及防止，应重点掌握。

学习情境二 焊条电弧焊

课程名称 学习情境 焊接方法及工艺 焊条电弧焊 1．掌握焊条电弧焊的原理和特点，熟悉焊条电弧焊设备的选用； 班级 计划学时 6 知识目标 2．熟悉焊条电弧焊工艺的内容、工艺的制定及操作要点；掌握工艺参数的选择。 1．能够正确安装调试、操作使用和维护保养焊条电弧焊设备； 2．能够根据实际生产条件和具体的焊接结构及其技术要求，正确选择焊条电弧焊工艺参数、工艺措施。 焊条电弧焊的原理、设备和工艺。 能力目标 教学重点 [案 例]： 手工电弧焊焊接锅炉管道 [情景分析]： 锅炉管道是由钢板经环缝焊接而成，采用手工电弧焊。 本情境首先使学生掌握手工电弧焊的特点及应用、焊条电弧焊的设备和常用工具；熟悉手工电弧焊的工艺过程。通过学习使学生能够正确安装调试、操作使用和维护保养焊条电弧焊设备；能够根据实际生产条件和具体的焊接结构及其技术要求，正确选择焊条电弧焊工艺参数、工艺措施。 [工作任务]： 任务一 焊条电弧焊的原理及特点；焊条电弧焊设备及工具 任务二 焊条电弧焊工艺 课程名称 焊接方法及工艺 班级 授课时间 教学内容 焊条电弧焊的原理及特点 焊条电弧焊设备及工具 理解焊条电弧焊接设备工具应用 授课方法 讲授法 计划学时 2 教学目的 掌握焊条电弧焊接的原理及特点 焊条电弧焊原理 解决措施 示频演示 焊条电弧焊原理 解决措施 示频演示 教学重点 教学难点 焊接设备相关问题 [任务导入]： 大家见过焊条吗？焊条是怎样熔化的？ [知识链接]： 一、焊条电弧焊的基本原理 焊条电弧焊是利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和工件熔化，从而获得牢固焊接接头的工艺方法。 二、焊条电弧焊的特点 1．操作灵活 由于焊条电弧焊设备简单、移动方便、电缆长、焊把轻，因而广泛应用于平焊、立焊、横焊、仰焊等各种空间位置和对接、搭接、角接、T形接头等各种接头形式的焊接。 2．待焊接头装配要求低 3．可焊金属材料广 4．焊接生产率低 5．焊接质量受人为因素的影响大 教 学 过 程 6. 焊接成本较高 三、对焊条电弧焊设备的要求 焊接电源是焊条电弧焊的主要设备。电源外特性、动特性及焊接参数调节特性的优劣，直接影响电弧和焊接过程的稳定性，所以焊条电弧焊电源应满足下列要求： 1．对弧焊电源外特性形状的要求 为了保证焊接参数稳定，从而获得均匀一致的焊缝，要求电源具有陡降的外特性。 2．对电源空载电压的要求 电源空载电压的确定应保证引弧容易和电弧功率稳定。电源的空载电压越高，引弧越容易，电弧燃烧的稳定性越好，电弧功率越稳定。但空载电压越高，安全性越低。 四、常用焊条电弧焊机简介 焊条电弧焊机按电源种类可分为弧焊变压器、直流弧焊机发电机和弧焊整流器三大类。 1．弧焊变压器 弧焊变压器一般称为交流弧焊机，它是一个特殊的降压变压器。这类交流弧焊变压器有动铁心式（BX1—200、BX1—300、BX1—500）、动绕组式（BX3—300、BX3—500）和抽头式（BX6—120）等类型。 2．直流弧焊发电机 旋转式直流弧焊发电机是由一台电动机和一台弧焊发电机组成的机组，由电动机带动弧焊发电机发出直流焊接电流。一般常用直流弧焊发电机根据其磁极和励磁方式的不同，可分为裂极式（AX—320）、差复励式（AX1—500、AX7—500）、换向极去磁式（AX4—300）等几种。 3．弧焊整流器 硅弧焊整流器 晶闸管式弧焊整流器 （3） 弧焊逆变器，弧焊逆变器高效节能、体积小、功率因数高、焊接性能好等独特优点，是一种最有发展前途的普及性焊条电弧焊机。 五、焊条电弧焊所用工具 1．电焊钳 2．面罩和护目镜 3．电焊条保温筒 4．焊缝接头尺寸检测器 用以测量坡口角度、间隙、错边以及余高、缝宽、角焊缝厚度等尺寸。 5．敲渣锤 用来清除焊渣的一种尖锤，可以提高清渣效率。 6．钢丝刷 用来清除工件表面的铁锈、油污等氧化物。 [教学总结]： 1．焊条电弧焊接的原理 2．焊条电弧焊接的特点 3．焊条电弧焊接设备及常用工具 4．其中设备应用是重点。 [作 业]： 教学后记 焊条电弧焊的基本原理是学习焊接的基础，学生必须牢固掌握。 课程名称 焊接方法及工艺 班级 授课时间 教学内容 焊条电弧焊工艺 掌握焊条电弧焊接工艺参数影响 授课方法 讲授法 计划学时 2 教学目的 焊条电弧焊接工艺介绍 焊接工艺参数相关问题 教学难点 [任务导入]： 我们通常见到的焊接接头是什么形状的？ [知识链接]： 一、焊接接头型式、坡口和焊缝 1．接头型式 焊条电弧焊常用的基本接头型式有对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头。 2．坡口 对接接头是焊接结构中最常见的接头型式。根据板厚不同，对接接头常用的坡口类型有I形、Y形、X形、带钝边U形等。 3．焊缝分类 按空间位置可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝及仰焊缝四种型式。 教 学 过 程 二、焊条电弧焊的基本操作技术 1．引弧 电弧焊开始时，引燃焊接电弧的过程叫引弧。 根据操作手法不同又可分为：直击引弧法和划擦引弧法。 2．运条 焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。 运条包括沿焊条轴线的送进、沿焊缝轴线方向的纵向移动和横向摆动三个动作。 3．收尾 (1)反复收尾法 (2)划圈收尾法 (3)转移收尾法 [教学总结]： 1．工艺操作方法 2．其中难点是焊条电弧焊接操作工艺方法应用 [作 业]： 1．付么是焊条电弧焊?焊条电弧焊有哪些特点? 2．对焊条电弧焊的设备有哪些要求? 3．焊接接头的基本形式有哪些? 教学后记 焊接接头种类很多，基本结构相类似，性能相差较大，应根据实际生产情况去选择。 解决措施 实物讲解，示频演示 解决措施 实物讲解，示频演示 教学重点 学习情境三 埋弧焊

课程名称 焊接方法及工艺 班级 学习情境 埋弧焊 1．掌握埋弧焊的原理、特点及应用；了解埋弧焊的自动调节原理； 计划学时 14 知识目标 2．熟悉埋弧焊设备的组成和原理、埋弧焊设备的维护保养； 3．了解埋弧焊丝、焊剂的概况、掌握其匹配选用，熟悉冶金过程； 4．熟悉埋弧焊工艺的内容和编制、埋弧焊技术要点；掌握工艺参数的选择。 1．能够正确安装调试、操作使用和维护保养埋弧焊设备； 能力目标 2．能够根据实际生产条件和具体的焊接结构及其技术要求，正确选择埋弧焊工艺参数、工艺措施； 3．能够分析焊接过程中常见工艺缺陷的产生原因，提出解决问题的方法。 埋弧焊的原理、特点及应用，埋弧焊设备的组成、埋弧焊工艺内容的制定。 教学重点 [案 例]： 带极埋弧焊焊接不锈钢 [情景分析]： 不锈钢的焊接容易出现晶间腐蚀和热裂纹，采用埋弧自动焊。 本情境首先使学生掌握埋弧焊的特点及应用、焊接材料的选用、焊接工艺参数的选择；熟悉埋弧焊的过程、冶金过程，埋弧焊设备的维护保养；了解埋弧焊其他方法。通过学习使学生能够正确安装调试、操作使用和维护保养埋弧焊设备；能够根据实际生产条件和具体的焊接结构及其技术要求，正确选择埋弧焊工艺参数、工艺措施；能够分析焊接过程中常见工艺缺陷的产生原因，提出解决问题的方法。 [工作任务]： 任务一 埋弧焊的原理及特点，埋弧焊的自动调节原理 任务二 埋弧焊设备 任务三 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 任务四 埋弧焊工艺 任务五 埋弧焊的其他方法 实训 埋弧焊工艺实训 课程名称 教学内容 焊接方法及工艺 任务一 埋弧焊的原理及特点，埋弧焊的自动调节原理 班级 授课方法 讲授法 授课时间 计划学时 2 掌握埋弧焊的原理、特点及应用 教学目的 了解埋弧焊的自动调节原理 埋弧焊接的过程和应用 埋弧焊接的过程调节 埋弧焊接的自动调节过程 教学难点 [任务导入]： 在长直焊缝的焊接中，埋弧焊要比手工电弧焊的效率高很多。 埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的适于长直、环形焊缝的机械化焊接方法。 [知识链接]： 埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法。 一、埋弧焊的焊接过程 埋弧焊是利用焊丝与工件之间在焊剂层下燃烧的电弧产生热量，熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝的熔化极电弧焊方法。由于焊接时电弧掩埋在焊剂层下燃烧，电弧光不外露，因此被称为埋弧焊。 二、埋弧焊的特点 1．埋弧焊的主要优点 （1）焊接生产率高 （2）焊缝质量好 （3）焊接成本较低 劳动条件好 2．埋弧焊的主要缺点 教 学 过 程 ⑴难以在空间位置施焊 。 ⑵工件装配质量要求高 。 ⑶不适合焊接薄板和短焊缝 ⑷不适合焊接活泼金属 解决措施 与焊条电弧焊比较 解决措施 示频演示 教学重点 三、埋弧焊的自动调节 1．埋弧焊稳定工作的基本概念 在自动焊过程中，维持电弧稳定燃烧和保持焊接工艺参数基本不变是保证焊接质量的基本要求。埋弧焊的电弧静特性曲线一般是接近于水平的线段，埋弧焊时，一般应选用具有下降外特性的焊接电源，才能保证电弧的稳定燃烧。 2．埋弧焊自动调节的必要性 为了保证获得稳定可靠的焊缝质量，要求焊接过程中工艺参数稳定，特别是焊接电流和电弧电压要能稳定不变。 埋弧焊机的自动调节按送丝方式的不同分为两种调节系统：等速送丝式焊机采用 电弧自身调节系统；变速送丝式焊机采用电弧电压反馈自动调节系统。 四、两种调节方法的比较 熔化极电弧的自身调节作用和电弧电压反馈自动调节作用的特点比较，这两种调节方法对焊接设备的要求、焊接参数的调节方法及适用场合是不相同的，选用时应予以注意。 [教学总结]： 1．埋弧焊焊接过程 2．埋弧焊焊接方法的特点 [作 业]： 1．埋弧焊有哪些特点?有哪些局限性? 2．当弧长发生变化时，电弧自身调节系统如何进行调节? 教学后记 埋弧焊作为应用广泛的焊接技术，学生必须牢固掌握。 课程名称 教学内容 焊接方法及工艺 任务二 埋弧焊设备 班级 授课方法 讲授法 授课时间 计划学时 2 熟悉埋弧焊设备的组成和原理、埋弧焊设备的维护保养 教学目的 埋弧焊设备 解决措施 实例讲解 埋弧焊接的设备应用 教学难点 [任务导入]： 埋弧焊有利于实现机械化和自动化焊接。设备如何? [知识链接]： 一、埋弧焊设备的功能和分类 1．埋弧焊设备的主要功能 一般电弧焊的焊接过程包括有起动引弧、焊接和熄弧停焊三个阶段。 焊条电弧焊时，这几个阶段都是由焊工用手工完成的；而埋弧焊时，就要将这三个阶段由机械来自动完成。为此，埋弧焊设备（焊机）应具有的主要功能是： 教 学 过 程 （l）建立焊接电弧，并向电弧供给电能。 （2）连续不断地向焊接区送进焊丝，并自动保持确定的弧长和工艺参数不变，使电弧稳定燃烧。 （3）使电弧沿接缝移动，并保持确定的行走速度。 （4）在电弧前方不断地向焊接区铺撒焊剂。 （5）控制焊机的引弧、焊接和熄弧停机的操作过程。 2．埋弧焊机的分类 常用的埋弧焊机有等速送丝式和变速送丝式两种类型。按照不同的工作需要，埋弧焊机可做成不同的型式。常见的有焊车式、悬挂式、车床式、悬臂式和门架式等。 二、埋弧焊机的使用及维护 为保证焊接过程顺利进行，提高生产效率和焊接质量，延长焊机寿命，应正确使用焊机并对焊机进行经常性的保养维护，使其处于良好的工作状态。 [教学总结]： 1．各种埋弧焊接方法的设备和使用 [作 业]： 教学后记 埋弧焊设备品牌众多，基本结构相类似，性能相差较大，应根据实际生产情况去选择。 解决措施 实例讲解 教学重点

课程名称 焊接方法及工艺 班级 授课时间 教学内容 任务三 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 了解埋弧焊丝、焊剂的概况 授课方法 讲授法 计划学时 2 教学目的 掌握其匹配选用，熟悉冶金过程 埋弧焊接的材料与冶金 解决措施 与焊条电弧焊比较 埋弧焊焊接方法的焊接材料 解决措施 示频演示 [任务导入]： 手工电弧焊的焊接材料是焊条，埋弧焊的焊接材料是什么? [知识链接]： 一、埋弧焊的焊接材料及选用 埋弧焊的焊接材料包括焊丝和焊剂，它们相当于电焊条的焊芯和药皮。 埋弧焊时焊丝和焊剂直接参与焊接过程中的冶金反应，因而它们的化学成分和物理特性都会影响焊接工艺过程，并通过焊接过程对焊缝金属的化学成分、组织和性能产生影响。 1．焊丝 焊丝在埋弧焊中是作为填充金属的，也是焊缝金属的组成部分，所以对焊缝质量有直接影响。根据焊丝的成分和用途可将其分为碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝和不锈钢焊丝三大类。 埋弧焊焊接低碳钢时，常用的焊丝牌号有H08、H08A、H15Mn等，其中以H08A的应用最为普遍。埋弧焊常用的焊丝直径有2mm、3mm、4mm、5mm和6mm五种。 2．焊剂 焊剂在埋弧焊中的主要作用是造渣，以隔绝空气对熔池金属的污染，控制焊缝金属的化学成分，保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂纹和夹渣等缺陷的产生。同时，考虑实施焊接工艺的需要，还要求焊剂具有良好的稳弧性能，形成的熔渣应具有合适的密度、粘度、熔点、颗粒度和透气性，以保证焊缝获得良好的成形，最后熔渣凝固形成的渣壳具有良好的脱渣性能。 按制造方法可将焊剂分为熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂三大类。 3．焊剂和焊丝的选用与配合 焊剂和焊丝的正确选用及二者之间的合理配合，是获得优质焊缝的关键，也是埋弧焊工艺过程的重要环节。所以必须按工件的成分、工艺特点和冶金特性、性能和要求，正确、合理地选配焊剂和焊丝。 二、埋弧焊的冶金过程 （一）冶金过程的特点 埋弧焊的冶金过程具有下列特点： 1．空气不易侵入焊接区 2．冶金反应充分 3．焊缝金属的合金成分易于控制 4．焊缝金属纯度较高且成分均匀 （二）低碳钢埋弧焊时的主要冶金反应 埋弧焊的冶金反应，主要是液态金属中某一元素被焊剂中某元素取代的反应。对于低碳钢埋弧焊来说，最主要的冶金反应有硅、锰的还原，碳的氧化（烧损）反应，以及焊缝中氢和硫、磷含量的控制等。 [教学总结]： 1． 各种埋弧焊焊接方法的焊材应用及冶金等 2． 埋弧焊工艺的焊材选用应该掌握。 [作 业]： 教学重点 教学难点 教 学 过 程 1．与焊条电弧焊相比，埋弧焊的冶金过程有哪些特点? 教学后记 埋弧焊的焊接材料是学习焊接的基础，学生必须牢固掌握。。 课程名称 焊接方法及工艺 班级 授课时间 教学内容 任务四 埋弧焊工艺 授课方法 讲授法 计划学时 2 熟悉埋弧焊工艺的内容和编制、埋弧焊技术要点 教学目的 掌握工艺参数的选择 埋弧焊接的工艺操作 解决措施 与焊条电弧焊比较 工艺参数的配合问题 教学难点 [任务导入]： 与手工电弧焊比较，埋弧焊的工艺内容是什么? [知识链接]： 一．埋弧焊工艺 （一）埋弧焊的焊前准备 埋弧焊的焊前准备包括：工件的坡口加工、工件的清理与装配、焊丝表面清理及焊剂烘干、焊机检查与调整等工作。 起动焊机前，应再次检查焊机和辅助装置的各种开关、旋钮等的位置是否正确无误，离合器是否可靠接合。检查无误后，再按焊机的操作顺序进行焊接操作。 （二）对接接头的焊接工艺 教 学 过 程 对接接头是焊接结构中应用最多的接头形式。对接接头埋弧焊时，可根据工件厚度和结构分别采用单面焊或双面焊方法。 二．埋弧焊的常见缺陷及防止方法 埋弧焊常见缺陷有焊缝成形不良、咬边、未焊透、气孔、裂纹、夹渣、焊穿等。 三．埋弧焊的其它方法 附加填充金属的埋弧焊、多丝埋弧焊、带极埋弧焊、窄间隙埋弧焊 [作 业]： 1．简要说明焊接参数对埋弧焊焊绕质量的影响? 2、双面和单面对接埋弧焊各有哪些主要方法？ 教学后记 埋弧焊的工艺是重点，学生必须牢固掌握。。 解决措施 示频演示 教学重点 课程名称 焊接方法及工艺 班级 授课时间 教学内容 任务五 埋弧焊的其他方法 简要了解高效率埋弧焊的几种方法 授课方法 讲授法 计划学时 2 教学目的 埋弧焊的几种方法 解决措施 与焊条电弧焊比较 埋弧焊的几种方法 教学难点 [任务导入]： 埋弧焊还有什么其他新方法? [知识链接]： 一．附加填充金属的埋弧焊 在坡口内预先放入一定数量的填充金属再进行埋弧焊 二．多丝埋弧焊 有双丝（单弧双弧）或三丝甚至更多。背面配合使用衬垫，在厚板焊接时可以极大地提高焊接效教 学 过 程 率（如造船时的钢板拼接）（目前最多的可达到8~12根焊丝，焊速可达120m/h以上） 三．带极埋弧焊 以钢带代替焊丝进行焊接，适于多层焊时表层焊缝的焊接和大面积的堆焊，生产效率高。 四、窄间隙埋弧焊 [作 业]： 1．窄间隙埋弧焊有何优越性? 教学后记 解决措施 示频演示 教学重点