第一章焊接技術(shù)概述1－1焊接及發(fā)展概況常用焊接熱源焊接安全技術(shù)與勞動(dòng)保護(hù)我們知道金屬材料連接成形的方法有二：一類(lèi)是可拆卸連接，如螺栓連接、鍵連接；另一類(lèi)是永久性連接，如焊接、鉚接。焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使焊件達(dá)到結(jié)合的一種加工工藝方法。焊接在工程上占有很重要的地位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上主要工業(yè)國(guó)家每年生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)約占鋼產(chǎn)量的45%左右。焊接主要用于制造金屬結(jié)構(gòu)，例如鍋爐、壓力容器、管道、汽車(chē)、飛機(jī)、船舶、橋梁、起重設(shè)備等，也用于制造機(jī)器零件或毛坯，例如機(jī)座、床身、箱體或接頭毛坯等。此外，還可以用于零件的修復(fù)。

（一）導(dǎo)入我國(guó)2024年用鋼量為1.51億噸，占全球鋼產(chǎn)量的54%，其中0.81億噸用于焊接結(jié)構(gòu)，約占用鋼量的52%。請(qǐng)看下面一組圖片：高壓鍋爐管道汽車(chē)飛機(jī)船舶橋梁

（一）導(dǎo)入金屬結(jié)構(gòu)減速器箱體水輪機(jī)蝸殼斜三通水泵葉輪刀具機(jī)修工具水輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座機(jī)床床身機(jī)器零件或毛坯

（一）導(dǎo)入焊條手工焊接設(shè)備焊接電源埋弧自動(dòng)焊機(jī)氬弧焊機(jī)電渣焊機(jī)電阻焊機(jī)釬焊機(jī)等離子焊機(jī)激光焊機(jī)填充材料和焊接設(shè)備

（一）導(dǎo)入焊接加工的定義、分類(lèi)、特點(diǎn)和應(yīng)用焊接：通常是指金屬的焊接，它是通過(guò)加熱或加壓，或兩者同時(shí)并用，用或不用填充材料，使兩個(gè)分離的物體產(chǎn)生原子間結(jié)合力而連接成一體的一種成形方法。

分類(lèi)：根據(jù)焊接過(guò)程中加熱程度和工藝特點(diǎn)的不同，焊接方法可以分為三大類(lèi)：1）熔焊將工件焊接處局部加熱到熔化狀態(tài)，形成熔池（通常還加入填充金屬），冷卻結(jié)晶后形成焊縫，被焊工件結(jié)合為不可分離的整體。常見(jiàn)的熔焊方法有手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、等離子弧焊、電渣焊、氣焊、激光焊、電子束焊等。2）壓焊在焊接過(guò)程中無(wú)論加熱與否，均需要加壓的焊接方法。常見(jiàn)的壓焊有電阻焊、摩擦焊、冷壓焊、擴(kuò)散焊、爆炸焊等。3）釬焊熔點(diǎn)低于被焊金屬的釬料（填充金屬）被熔化之后，被填充接頭間隙，其與被焊金屬相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接。釬焊過(guò)程中被焊工件不熔化，且一般沒(méi)有塑性變形。

焊接加工的定義、分類(lèi)、特點(diǎn)和應(yīng)用焊接生產(chǎn)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)節(jié)省金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕。(2)化大為小、以小拼大，制造重型、復(fù)雜的機(jī)器零部件，簡(jiǎn)化鑄造、鍛造及切削加工工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。(3)焊接接頭具有良好的力學(xué)性能和密封性。(4)能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到充分利用。

缺點(diǎn)：(1)焊接結(jié)構(gòu)不可拆卸，給維修帶來(lái)不便；(2)焊接結(jié)構(gòu)中會(huì)存在焊接應(yīng)力和變形；(3)焊接接頭的組織性能往往不均勻，并會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷等。應(yīng)用：焊接技術(shù)在機(jī)器制造、造船工業(yè)、建筑工程、電力設(shè)備生產(chǎn)、航空及航天工業(yè)等應(yīng)用十分廣泛。焊接及其他常見(jiàn)連接方法a)容器殼體的焊接b)腳手架扣件的螺紋連接c)鋼橋上鋼板的鉚接連接d)輪轂與軸的鍵連接焊接及發(fā)展概況主講人：目錄/CONTENTS焊接的原理焊接的分類(lèi)二、焊接的分類(lèi)1.熔焊熔焊是在焊接過(guò)程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，在不外加壓力的情況下，完成焊接的方法。2.釬焊釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。3.壓焊壓焊是在焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。三、焊接的特點(diǎn)焊接與鉚接a)焊接b)鉚接1.焊接與鉚接相比2.焊接與鑄造相比不需要制作木模和砂型，也不需要專(zhuān)門(mén)的熔煉、澆鑄，工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短。焊接結(jié)構(gòu)比鑄件節(jié)省材料。采用軋制材料的焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量一般比鑄件好。即使不用軋制材料，用小鑄件拼焊成大件，小鑄件的質(zhì)量也比大鑄件質(zhì)量容易保證。3.焊接的優(yōu)點(diǎn)可根據(jù)受力情況和工作環(huán)境，在不同的部位選用不同強(qiáng)度和不同耐磨、耐腐蝕、耐高溫等性能的材料，以滿(mǎn)足產(chǎn)品使用性能的要求。4.焊接的缺點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，焊接應(yīng)力會(huì)削弱結(jié)構(gòu)的承載能力，焊接變形會(huì)影響結(jié)構(gòu)形狀和尺寸精度；焊縫中會(huì)存在一定數(shù)量的缺陷；焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)等。四、焊接技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展焊接技術(shù)的應(yīng)用a）多絲埋弧焊b）焊接機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用c）

三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪d）北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”焊接用處

重型金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)汽車(chē)制造行業(yè)船舶制造業(yè)

電子制造業(yè)

常用焊接熱源主講人：一、焊接熱源由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩電極間或電極與母材間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象，稱(chēng)為焊接電弧。焊條電弧焊電弧示意圖二、焊接電?。?焊接電弧產(chǎn)生的條件氣體電離和陰極電子發(fā)射是焊接電弧產(chǎn)生和維持的兩個(gè)必要條件。２.焊接電弧的引燃方法通常，把造成兩電極間氣體發(fā)生電離和陰極發(fā)射電子而引起電弧燃燒的過(guò)程稱(chēng)為焊接電弧的引燃（引?。?。（1）接觸引弧劃擦法引弧直擊法引?。?）非接觸引弧引弧時(shí)，電極與工件之間保持一定間隙，然后在電極和工件之間施以高電壓擊穿間隙使電弧引燃，這種引弧方式稱(chēng)為非接觸引弧。非接觸引弧需利用引弧器才能實(shí)現(xiàn)，根據(jù)工作原理又分為高頻高壓引弧和高壓脈沖引弧兩種。3.焊接電弧的構(gòu)造焊接電弧的構(gòu)造焊接電弧可分為陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和弧柱三部分。焊接電弧的構(gòu)造1-焊條2-陰極區(qū)3-弧柱4-陽(yáng)極區(qū)5-焊件焊接電?。阂环N強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。正負(fù)電極間具有一定的電壓，而且兩電極間的氣體介質(zhì)處在電離狀態(tài)。引燃焊接電弧時(shí)，通常是將兩電極（一極為工件，另一極為填充金屬絲或焊條）接通電源，短暫接觸并迅速分離——兩極相互接觸時(shí)發(fā)生短路，迅速分離形成電弧。這種方式稱(chēng)為接觸引弧。電弧形成后，只要電源保持兩極之間一定的電位差，即可維持電弧的燃燒。焊接電弧特點(diǎn)：電壓低、電流大、溫度高、能量密度大、移動(dòng)性好等，一般20～30V的電壓即可維持電弧的穩(wěn)定燃燒，而電弧中的電流可以從幾十安培到幾千安培以滿(mǎn)足不同工件的焊接要求，電弧的溫度可達(dá)5000K以上，可以熔化各種金屬。3.焊接電弧的構(gòu)造焊接電弧組成：陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)、弧柱區(qū)三部分，如下圖所示。焊接電弧電弧的構(gòu)造

1-電極2-直流電源3-弧柱區(qū)4-工件5-陽(yáng)極區(qū)6-陰極區(qū)陰極區(qū)發(fā)射電子，因而要消耗一定的能量，所產(chǎn)生的熱量占電弧熱的36%左右；在陽(yáng)極區(qū)，由于高速電子撞擊陽(yáng)極表面并進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)而釋放能量，陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生的熱量較多，占電弧熱的43%左右。用鋼焊條焊接鋼材時(shí)陰極區(qū)平均溫度為2400K，陽(yáng)極區(qū)平均溫度為2600K?；≈鶇^(qū)的長(zhǎng)度幾乎等于電弧長(zhǎng)度，熱量?jī)H占電弧熱的21%，而弧柱區(qū)的溫度可達(dá)6000K～8000K。

弧焊電源：焊接電弧所使用的電源稱(chēng)為弧焊電源，通?？煞譃樗拇箢?lèi)：交流弧焊電源、直流弧焊電源、脈沖弧焊電源和逆變弧焊電源。直流正接：采用直流焊機(jī)，當(dāng)工件接陽(yáng)極，焊條接陰極時(shí)，稱(chēng)為直流正接，此時(shí)工件受熱較大，適合焊接厚大工件。如上左圖所示。直流反接：采用直流焊機(jī)，當(dāng)工件接陰極，焊條接陽(yáng)極時(shí)，稱(chēng)為直流反接，此時(shí)工件受熱較小，適合焊接薄小工件。如上右圖所示。采用交流焊機(jī)焊接時(shí)，因兩極極性不斷交替變化，故不存在正接或反接問(wèn)題。

4.焊接電弧的穩(wěn)定性焊接電弧的穩(wěn)定性是指電弧保持穩(wěn)定燃燒（不產(chǎn)生斷弧、飄移和偏吹等）的程度。（1）弧焊電源的影響（2）焊接電流的影響（3）焊條藥皮或焊劑的影響（4）焊接電弧偏吹的影響正常焊接時(shí)的電弧a)焊條與焊件垂直b)焊條與焊件傾斜磁場(chǎng)作用引起的電弧偏吹1）焊接電弧偏吹的原因①焊條偏心產(chǎn)生的偏吹焊條偏心產(chǎn)生的偏吹a)焊條藥皮偏心b)焊條藥皮偏心引起的偏吹②電弧周?chē)鷼饬鳟a(chǎn)生的偏吹③焊接電弧的磁偏吹第一，導(dǎo)線接線位置引起的磁偏吹。第二，鐵磁物質(zhì)引起的磁偏吹。第三，電弧運(yùn)動(dòng)至焊件端部時(shí)引起的磁偏吹。2）防止或減少焊接電弧偏吹的措施①焊接時(shí)，在有條件情況下盡量使用交流電源焊接。②調(diào)整焊條角度，可以使焊條偏吹的方向轉(zhuǎn)向熔池。③采用短弧焊接的方法。④改變焊件上導(dǎo)線接線部位或在焊件兩側(cè)同時(shí)接地線，可減少因?qū)Ь€接線位置引起的磁偏吹。⑤在焊縫兩端各加一小塊附加鋼板（引弧板及引出板），使電弧兩側(cè)的磁力線分布均勻并減少熱對(duì)流的影響，以克服電弧偏吹。⑥在露天操作時(shí)，如果有大風(fēng)則必須用擋板遮擋，對(duì)電弧進(jìn)行保護(hù)。在管子焊接時(shí)，必須將管口堵住，以防止氣流對(duì)電弧的影響，在焊接間隙較大的對(duì)接焊縫時(shí)，可在接縫下面加墊板。以防止熱對(duì)流引起的電弧偏吹。⑦采用小電流焊接。焊接安全技術(shù)與勞動(dòng)保護(hù)此處添加副標(biāo)題內(nèi)容一、焊接安全技術(shù)1.預(yù)防觸電的安全技術(shù)（1）焊工要熟悉和掌握有關(guān)電的基本知識(shí)，以及預(yù)防觸電和觸電后的急救方法等知識(shí)，嚴(yán)格遵守有關(guān)部門(mén)規(guī)定的安全措施，防止觸電事故發(fā)生。（2）遇到焊工觸電時(shí)，切不可赤手去拉觸電者，應(yīng)先迅速將電源切斷。（3）在光線昏暗的場(chǎng)地或容器內(nèi)操作或夜間工作時(shí)，使用的工作照明燈的安全電壓應(yīng)不大于36V，高空作業(yè)或特別潮濕的場(chǎng)所，其安全電壓不超過(guò)12V。（4）焊工的工作服、手套、絕緣鞋應(yīng)保持干燥。（5）在潮濕的場(chǎng)地工作時(shí)，應(yīng)用干燥的木板或橡膠板等絕緣物作墊板。（6）焊工在拉、合電源刀開(kāi)關(guān)或接觸帶電物體時(shí)，必須單手進(jìn)行。2.預(yù)防火災(zāi)和爆炸的安全技術(shù)（1）焊接前要認(rèn)真檢查工作場(chǎng)地周?chē)欠裼幸兹家妆锲?，如有易燃易爆物品，?yīng)將這些物品移至距離焊接工作場(chǎng)地10m以外。（2）在焊接作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意防止金屬火花飛濺而引起火災(zāi)。（3）嚴(yán)禁設(shè)備在帶壓時(shí)焊接或切割，帶壓設(shè)備一定要先解除壓力（卸壓），并且焊割前必須打開(kāi)所有孔蓋。（4）凡被化學(xué)物質(zhì)或油脂污染的設(shè)備都應(yīng)清洗后再進(jìn)行焊接或切割。（5）在進(jìn)入容器內(nèi)工作時(shí)，焊接或切割工具應(yīng)隨焊工同時(shí)進(jìn)出，嚴(yán)禁將焊接或切割工具放在容器內(nèi)而焊工擅自離去，以防混合氣體燃燒和爆炸。（6）焊條頭及焊后的焊件不能隨便亂扔，要妥善管理，更不能扔在易燃、易爆物品的附近，以免發(fā)生火災(zāi)。（7）離開(kāi)施焊現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉氣源、電源，并將火種熄滅。3.預(yù)防有害氣體和煙塵中毒的安全技術(shù)（1）焊接場(chǎng)地應(yīng)有良好的通風(fēng)1）全面機(jī)械通風(fēng)2）局部機(jī)械通風(fēng)3）充分利用自然通風(fēng)（2）合理組織勞動(dòng)布局，避免多名焊工擁擠在一起操作。（3）盡量擴(kuò)大埋弧焊的使用范圍，以代替焊條電弧焊。（4）做好個(gè)人防護(hù)工作，減少煙塵等對(duì)人體的侵害，目前多采用靜電防塵口罩。4.預(yù)防弧光輻射的安全技術(shù)（1）焊工必須使用有電焊防護(hù)玻璃的面罩。（2）面罩應(yīng)該輕便、成形合適、耐熱、不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱、不漏光。（3）焊工工作時(shí)，應(yīng)穿白色帆布工作服，以防止弧光灼傷皮膚。（4）焊工操作引弧時(shí)，應(yīng)該注意周?chē)欠裼腥?，以免?qiáng)烈弧光傷害他人眼睛。（5）在廠房?jī)?nèi)和人多的區(qū)域進(jìn)行焊接時(shí)，盡可能地使用防護(hù)屏，避免周?chē)娜耸芑」鈧??；」夥雷o(hù)屏（6）重力焊或裝配定位焊時(shí)，要特別注意避免弧光的傷害，要求焊工或裝配工佩戴防光眼鏡。5.特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)（1）高處焊接作業(yè)焊工在距基準(zhǔn)面2m以上（包括2m）有可能墜落的高處進(jìn)行的焊接作業(yè)稱(chēng)為高處（登高）焊接作業(yè)。1）患有高血壓、心臟病等疾病的人員與酒后人員，均不得進(jìn)行高處焊接作業(yè)。2）高處焊接作業(yè)時(shí)，焊工應(yīng)系安全帶，地面應(yīng)有人監(jiān)護(hù)（或兩人輪換作業(yè)）。3）高處焊接作業(yè)時(shí)，登高工具要安全、牢固、可靠，焊接電纜線等應(yīng)扎緊在固定的地方，不能纏繞在身上，或搭在背上工作。不能用可燃物作固定腳手架、焊接電纜線和氣割用氣管的材料。4）乙炔瓶、氧氣瓶、焊機(jī)等焊接設(shè)備器具應(yīng)盡量留在地面上。5）雨天、雪天、霧天或刮大風(fēng)（六級(jí)以上）時(shí)，禁止高處焊接作業(yè)。（2）容器內(nèi)焊接作業(yè)1）進(jìn)入容器內(nèi)部前，先要弄清容器內(nèi)部的情況。2）容器與外界聯(lián)系的部位，都要進(jìn)行隔離和切斷，如電源和附帶在設(shè)備上的水管、料管、蒸氣管、壓力管等，均要切斷并掛牌，如容器內(nèi)有污染物，應(yīng)進(jìn)行清洗并經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)危險(xiǎn)后，才能進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行焊接。3）進(jìn)入容器內(nèi)部焊接要實(shí)行監(jiān)護(hù)制，派專(zhuān)人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，監(jiān)護(hù)人不能隨便離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，要與容器內(nèi)部的人員經(jīng)常取得聯(lián)系。4）在容器內(nèi)焊接時(shí)，容器的內(nèi)部尺寸不應(yīng)過(guò)小，還應(yīng)注意通風(fēng)排氣，通風(fēng)應(yīng)用壓縮空氣，嚴(yán)禁使用氧氣進(jìn)行通風(fēng)。5）在容器內(nèi)部作業(yè)時(shí)，要做好絕緣防護(hù)工作，最好墊上絕緣墊，以防止觸電等事故的發(fā)生。（3）露天或野外作業(yè)1）夏季在露天工作時(shí)，必須有防風(fēng)雨棚或臨時(shí)涼棚。2）露天作業(yè)時(shí)