焊接方法与设备 电子教案 第3章.doc

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1、第三章埋弧焊课前分析：1.教学内容及时间分配第一节埋弧焊的原理和特点4课时第二节埋弧焊的自动调节原理2课时第三节埋弧焊设备2课时第四节埋弧焊的焊接材料和冶金过程4课时第五节埋弧焊工艺4课时第六节埋弧焊的其他焊接方法2课时2.教学目的1、了解埋弧焊特点及应用2、熟练掌握埋弧焊的治金特点3、掌握自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法4、了解埋弧焊焊机的分类及基本原理5、熟练掌握埋弧焊工艺3.教学重难点重点1、埋弧焊的治金特点3、自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法4、埋弧焊焊机的分类及基本原理5、掌握埋弧焊工艺难点1、自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法2、埋弧焊焊机电气工作原

2、理4.教学方法本教学环节采用理论、实践同步进行的方法。通过面对实物讲授，学生可以更直观的学习。5.板书布置第一节埋弧焊原理和特点3.1埋弧焊的特点：3.1.1主要优点：a.生产效率高埋弧焊所用焊接电流大相应电流密度也大。加上焊剂和熔渣的保护，电弧的熔渣能力和焊丝的熔敷速度都大大提高。以板厚8～10mm的钢板对接为例，单丝埋弧焊焊接速度可达30～50m/h，若采用双丝和多丝焊，速度还可提高1倍以上，而焊条电弧焊接速度则不超过6～8m/h。同时由于埋弧焊热效率高，熔深大，单丝埋弧焊不开坡口一次熔深可达20mm。b.焊接质量好因熔渣的保护，熔化金属不与空气接触，焊缝金属中含氮量降低，

3、而且熔池金属凝固较慢，液体金属和熔化焊剂间的冶金反应充分，减少了焊缝中产生气孔、裂纹的可能性。焊接工艺参数通过自动调节保持稳定，焊工操作技术要求不高，焊缝成形好，成分稳定，力学性能好，焊缝质量高。c.劳动条件好埋弧焊弧光不外露，没有弧光辐射，机械化的焊接方法减轻了手工操作强度。3.1.2主要缺点：a.埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，一般只适用于平焊和角焊位置的焊接，其它位置的焊接，则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌。b.焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置，需要采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏。c.埋弧焊使用电流较大，电弧的电场强度较高，电

4、流小于100A时，电弧的电场稳定性较差，因此不适宜焊厚度小于1mm的薄件。3.2埋弧焊的应用埋弧焊是焊接生产中应用最广泛的工艺方法之一。由于焊接熔深大、生产效率高、机械化程度高，因而特别适用于中厚板长焊缝的焊接。造船、锅炉与压力容器、化工、桥梁、起重机械、工程机械、冶金机械以及海洋结构、核电设备等制造中都是主要的焊接生产手段。随着焊接冶金技术和焊接材料生产的发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及一些有色金属材料，如镍基合金、铜合金的焊接等，此外，埋弧焊用于抗磨损耐腐蚀材料的堆焊，也是十分理想的工艺方法。3.3埋弧焊冶金过程特点3.3.1冶金过程的特点a.电弧和焊接熔池在熔化了的

5、焊剂所形成熔渣包围下获得可靠性保护，有效防止了空气的入侵，使焊缝金属含氧量及含氮量均极底，因而焊缝金属塑性良好。b.利用渣相反应能有效地控制焊缝金属的化学成分1）渗锰渗硅当焊剂中MnO、SiO2含量足够高时，冶金反应可使焊缝金属的Mn、Si含量明显提高，因而焊缝的抗裂性和机械性能提高。2）脱碳由于焊剂中不含有碳的成分，高温下碳与氧的亲和力介于锰和硅之间，因此埋弧焊冶金过程会造成一定量碳元素烧损，且随焊丝中含碳量的增大而加剧，过量时会导致产生CO气体。因此、埋弧焊用的含碳量必须严格控制。3）脱氢母材、焊丝表面的锈污及焊剂的吸潮水分是埋弧焊产生氢气孔的主要原因。为防止氢气孔，除杜绝

6、氢的来源外，还可利用高温冶金反应时所生成的溶于熔池的HF和OH来达到去氢的目的。4）焊剂中含硫、磷量稍高时会造成焊缝金属含硫、磷量的增加而导致冷裂、热裂倾向增强，为此焊剂中含硫、磷量应严格控制在0.10%以下。第二节埋弧焊的自动调节原理焊接过程中的外界干扰会导致焊接工艺参数不稳。外界干扰主要来自弧长波动和电网电压的波动。由于焊件不平、装配不良或遇到定位焊点等，都会引起弧长的变化。如图3-3，如果弧长缩短，电弧的稳定工作点就由O沿电源外特性移到O1。电网电压变化时，电源的外特性也相应发生变化，如果电网电压降低，电弧的稳定工作点就由O沿电弧静特性移到O2。可以看出，弧长波动和电网电

7、压的波动都会使焊接电流和焊接电压发生变化（稳定工作点对应的电压、电流），所以要保持焊接参数稳定，必须要有一种自动调节系统，来消除或减弱外界干扰的影响，尤其是弧长的干扰，因为弧长的微小变化会带来电弧电压的明显变化，所以自动调节弧长就成为自动焊机的特有任务。最常用的有电弧自身调节系统和电弧电压反馈自动调节系统。3.2.5.1电弧自身调节作用的原理这种系统在焊接时，焊丝以给定的速度等速送进，所以也称为等速送丝系统。如果弧长保持稳定，那么送丝速度Vf（feed）和焊丝的熔化速度Vm(melt)必须相