焊工工藝學(xué)主講：劉西洋§1-1概述可拆卸連接：如螺栓、鍵連接等永久性連接：鉚接、焊接等一.金屬連接鉚接焊接§1-1概述1、基本概念：焊接就是通過加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子間結(jié)合的一種加工工藝方法。2) 依靠原子間的結(jié)合力---焊接本質(zhì)3) 要通過一定的物理、化學(xué)過程 加熱：電弧焊、釬焊 加壓：冷壓焊 加熱+加壓：電阻焊、擴(kuò)散焊二.焊接的定義1）金屬—金屬、金屬—非金屬、非金屬—非金屬三、焊接的分類焊接熔化焊： 釬焊： 壓力焊：利用摩擦、擴(kuò)散和加壓等物理作用，克服兩個連接表面的不平度，除去氧化膜及其它污染物，使兩個連接表面上的原子相互接近到晶格距離，從而在固態(tài)條件下實現(xiàn)連接的方法。利用一定的熱源，使構(gòu)件的被連接部位局部熔化成液體，然后再冷卻結(jié)晶成一體的方法稱為熔焊。采用熔點比母材低的材料作釬料，將焊件和釬料加熱至高于釬料熔點、但低于母材熔點的溫度，利用毛細(xì)作用使液態(tài)釬料充滿接頭間隙，熔化釬料潤濕母材表面，冷卻后結(jié)晶形成冶金結(jié)合。壓力焊加壓加熱熔化焊釬料釬焊加熱加壓熔化焊： 電弧焊 氣焊 鋁熱焊 電渣焊 電子束焊 激光焊 電阻點焊 電阻縫焊 根據(jù)熱源來分類 電弧焊： 熔化極電弧焊 CO2氣體保護(hù)焊 埋弧焊

熔化極氣體保護(hù)焊(MAG/MIG)

鎢極氬弧焊（TIG）等離子弧焊 非熔化極電弧焊 螺柱焊 手工電弧焊

優(yōu)點：1）焊接可將各個零部件直接連接起來，無需其他附加件，接頭強(qiáng)度一般也能達(dá)到與母材相同，因此，焊接產(chǎn)品的重量輕、成本低。2）焊接接頭是通過原子間的結(jié)合力實現(xiàn)的連接，均勻性及整體性好、剛度大，在外力作用下不像機(jī)械連接那樣產(chǎn)生較大的變形。3）焊接結(jié)構(gòu)具有良好的氣密性、水密性，這是其他連接方法無法比擬的。4）可連接不同類型的金屬材料、不同形狀及尺寸的材料，可使金屬結(jié)構(gòu)中材料的分布更合理。四、焊接的特點：5）可將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型構(gòu)件分解為許多小型零部件分別加工，然后再將這些零部件焊接起來，這樣就簡化了金屬結(jié)構(gòu)的加工工藝、縮短了加工周期。6）焊接是一種“柔性”加工工藝，既適用于大批量生產(chǎn)，又適用于小批量生產(chǎn)。焊接的主要缺點：產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，焊接中存在一定數(shù)量的缺陷，產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)等。五、焊接技術(shù)發(fā)展史焊接方法發(fā)明年代發(fā)明國家焊接方法發(fā)明年代發(fā)明國家碳弧焊1885原蘇聯(lián)冷壓焊1948英國電阻焊1886美國高頻電阻焊1951美國金屬極電弧焊1892原蘇聯(lián)電渣焊1951原蘇聯(lián)熱劑焊1895德國CO2氣體保護(hù)電弧焊1953美國氧乙炔焊1901法國超聲波焊1956美國金屬噴鍍1909瑞士電子束焊1956法國原子氫焊1927美國摩擦焊1957原蘇聯(lián)高頻感應(yīng)焊1928美國等離子弧焊1957美國惰性氣體保護(hù)電弧焊1930美國爆炸焊1963美國埋弧焊1935美國激光焊1965美國表1—1焊接方法的發(fā)展簡史隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)也在不斷進(jìn)步，焊接已從單一的加工工藝發(fā)展成為綜合性的先進(jìn)工藝技術(shù)。焊接技術(shù)的新發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）提高焊接生產(chǎn)率，進(jìn)行高效化焊接焊條電弧焊中的鐵粉焊條、重力焊條和躺焊條工藝；埋弧焊中的多絲焊、熱絲焊、窄間隙焊接；氣體保護(hù)電弧焊中的氣電立焊、熱絲MAG焊、TIME(保護(hù)氣體O2,CO2,He,Ar體積分?jǐn)?shù)分別為0.5%，8%。26.5%,65%）焊等……，是常用的高效化焊接方法。六．焊接技術(shù)的新發(fā)展（2）提高焊接過程自動化、智能化水平國外焊接過程機(jī)械化、自動化已達(dá)很高程度，而我國手工焊接所占比例卻很大。按焊絲與焊接材料的比來計算機(jī)械化、自動化比例，1999年日本為80％，西歐為74％，美國為71％，2000年我國為23％。焊接機(jī)器人的應(yīng)用是提高焊接過程自動化水平的有效途徑，應(yīng)用焊接專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等都能提高焊接過程智能化水平。（3）研究開發(fā)新的焊接熱源焊接工藝幾乎運用了世界上一切可以利用的熱源，如火焰、電弧、電阻、激光、電子束等。但新的更好的更有效的焊接熱源研發(fā)一直在進(jìn)行，例如采用兩種熱源的疊加，以獲得更強(qiáng)的能量密度，如等離子束加激光、電弧中加激光等。復(fù)習(xí)測試1.焊接實際就是通過

，或者

，用或者不用

，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。2.按照焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法分為

、

、

。3.熔焊是將焊件接頭加熱至

，不施加

，完成的焊接。4.壓焊是指對焊件加熱至

或加熱至

，但要施加

來進(jìn)行焊接。5.釬焊是加熱時，釬料融化而母材

，利用液態(tài)釬料

母材，填充間隙并與母材相互擴(kuò)散實現(xiàn)連接焊件的方法。6.焊接技術(shù)幾乎取代了

，不少過去一直采用整鑄、整鍛方法生產(chǎn)的大型毛坯也改成了

。7.電子元件與電路板是采用

的焊接方法。8.判斷（1）壓焊是在施加壓力的同時，被焊金屬接觸處可以加熱，也可以不加熱的方法。（）（2）釬焊所使用的釬料熔點應(yīng)該比母材高才能滿足使用要求。（）（3）摩擦焊是屬于熔焊的一種。（）（4）鉚接屬于可拆卸連接。（）§1-2焊接安全與勞動保護(hù)焊接操作不當(dāng)引發(fā)的事故2000年12月25日晚21時30分，河南省洛陽市東都商廈因非法施工、電焊工違章作業(yè)引燃可燃物造成火災(zāi)，致使商廈歌舞廳內(nèi)309人窒息死亡!焊接操作不當(dāng)引發(fā)的事故11月15日14時，上海市中心膠州路靠近余姚路附近的一座28層的公寓樓發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)起因是無證電焊工違章操作引起,火災(zāi)造成58人死亡，70多人嚴(yán)重?zé)齻?.預(yù)防觸電的安全技術(shù)（1）熟悉和掌握有關(guān)電的基本知識，嚴(yán)格遵守有關(guān)部門規(guī)定的安全措施。（2）觸電時急救措施（3）使用照明燈具電壓不大于36V；高空不大于12V。（4）焊工使用的工作服，手套，絕緣鞋保持干燥。（5）潮濕環(huán)境下，用干燥的木板或橡膠板做墊板。（6）拉合電閘時單手操作?！?-2焊接安全與勞動保護(hù)電流灼傷2.預(yù)防火災(zāi)的安全技術(shù)操作（1）焊接前檢查周圍環(huán)境是否有易燃易爆物。（2）焊接時防止金屬火花飛濺。（3）嚴(yán)禁設(shè)備帶壓（常壓密閉也不可）時進(jìn)行切割或者焊接。（4）被化學(xué)物質(zhì)或者油脂污染的設(shè)備都應(yīng)清洗后再焊接或者切割。（5）工具隨焊工進(jìn)出容器。（6）焊條頭及焊件不可隨意亂扔。（7）離開現(xiàn)場時，應(yīng)關(guān)閉氣源、電源，將火種熄滅。§1-2焊接安全與勞動保護(hù)1).預(yù)防有害氣體和煙塵中毒的安全技術(shù)（1）焊接區(qū)應(yīng)該有良好的通風(fēng)。（全面，局部機(jī)械通風(fēng)，自然風(fēng)）（2）合理組織勞動布局。（3）以埋弧焊代替手工電弧焊。（4）做好個人防護(hù)工作。§1-2焊接安全與勞動保護(hù)焊接過程中產(chǎn)生的有害因素是有害氣體、焊接煙塵、電弧輻射、高頻磁場、噪聲和射線等。2).預(yù)防弧光輻射的安全技術(shù)（1）焊工必須使用合適面罩。（2）面罩應(yīng)輕便，成型合適。（3）焊工工作時必須穿工作服。（4）操作引弧時，注意周圍工人，以免強(qiáng)光傷害他人眼睛。（5）在廠房，或者人多的地點施焊時，盡可能的使用防護(hù)屏。（6）重力焊或裝配定位焊要特別注意弧光傷害，因此焊工必須佩帶防光眼鏡?！?-2焊接安全與勞動保護(hù)3）、高頻電磁場當(dāng)交流電的頻率達(dá)到每秒振蕩10～30000萬次時，它的周圍形成高頻率的電場和磁場稱為高頻電磁場。等離子弧焊割、鎢極氬弧焊采用高頻振蕩器引弧時，會形成高頻電磁場。焊工長期接觸高頻電磁場，會引起神經(jīng)功能紊亂和神經(jīng)衰弱。（1）、防止高頻電磁場的常用方法是將焊槍電纜和地線用金屬編織線屏蔽。4）、射線射線主要是指等離子弧焊割、鎢極氬弧焊的釷產(chǎn)生放射線和電子束焊對的X射線。焊接過程中放射線影響不嚴(yán)重，釷鎢極一般被鈰鎢極取代，電子束焊的X射線防護(hù)主要以屏蔽以減少泄漏。5）、噪聲在焊接過程中，噪聲危害突出的焊接方法是等離子弧割、等離子噴涂以及碳弧氣刨，其噪聲聲強(qiáng)達(dá)120～130dB以上，強(qiáng)烈的噪聲可以引起聽覺障礙、耳聾等癥狀。防噪聲的常用方法是帶耳塞和耳罩。焊接方法有害因素弧光輻射高頻電磁焊接煙塵有害氣體金屬飛濺射線噪聲酸性焊條電弧焊輕微中等輕微輕微堿性焊條電弧焊輕微強(qiáng)烈輕微中等高效鐵粉焊條電弧焊輕微最強(qiáng)烈輕微輕微碳弧氣刨輕微強(qiáng)烈輕微輕微電渣焊輕微埋弧焊中等輕微實心細(xì)絲CO2焊輕微輕微輕微輕微實心粗絲CO2焊中等中等輕微中等鎢極氬弧焊（鋁、鐵、銅、鎳）中等中等輕微中等輕微輕微鎢極氬弧焊（不銹鋼）中等中等