1、姓 名： 報名編號： 學習中心： 層 次： 高 起 專 專 業： 實驗1：焊條電弧焊的引弧及運條焊條電弧焊是利用焊條與工件間產生的電弧熱，將工件熔化而進行焊接的。電弧在焊條與被焊工件之間燃燒，電弧熱使工件和焊條同時熔化成為熔池，焊條金屬熔滴借重力和電弧氣體吹力的作用逐漸過渡到熔池當中。電弧熱還使焊條的藥皮熔化或燃燒。藥皮燃燒后與液體金屬起物理化學作用，所形成的熔渣和氣體可防止空氣中氧、氮、氫的侵入，起保護熔化金屬的作用。一、實驗目的1、了解焊條電弧焊的設備及操作；2、掌握引燃電弧和運條的技術要點。二、實驗儀器設備1、焊機：分為直流焊機和交流焊機，即采用直流電源的焊機和采用交流電源的焊機。2、焊

2、條：焊條在焊接回路中可以傳導電流，作為引燃電弧的一個電極，同時焊條還起著填充金屬的作用。在焊接熱源的作用下，焊條熔化以熔滴的形式進入熔池，與熔化的母材共同組成焊縫。焊條的主要分類：（1）結構鋼焊條：用于焊接低碳鋼和低合金高強鋼；（2）不銹鋼焊條：用于焊接不銹鋼和熱強鋼；（3）鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條：焊接珠光體耐熱鋼；（4）堆焊焊條：用于堆焊工藝，以獲得具有紅硬性、耐磨性、耐蝕性的堆焊層；（5）低溫鋼焊條：用于焊接在低溫下工作的焊接構件，其熔敷金屬具有不同的低溫工作能力；（6）鑄鐵焊條：用于焊補鑄鐵構件；（7）鎳及鎳合金焊條：用于焊接鎳及其合金；（8）銅及銅合金焊條：用于焊接銅及銅合金；（9）鋁及鋁

3、合金焊條：用于焊接鋁及鋁合金。焊條由（ ）和（ ）組成。（1）焊芯作為焊縫的填充金屬，焊芯的作用之一是作為電極導電，同時它也是形成焊縫金屬的主要材料，因此焊芯的質量直接影響到焊縫的性能，其材料一般是特制的優質鋼，其含碳量及硫、磷有害雜質都有極嚴格的限制。常見的焊接用焊芯的牌號，如H08、H08MnA、H08Mn2SiA等。其中“H”表示焊條的“焊”，緊接著的兩位數字表示其含碳量的范圍，如08表示含碳量為0.08%左右，以后的字母和數字則表示焊芯的主要合金元素名稱和含量范圍，如H08Mn表示Mn含量在0.8%1.1%范圍內。帶有字母“A”的焊芯，表示其S、P含量更低，不超過0.03%，稱為優質焊

4、絲。（2）藥皮。藥皮的主要成分及作用包括：（ ），常用的有碳酸鉀、鉀水玻璃、大理石、長石等。（ ），常用的有木粉、淀粉、大理石、菱苦土等。（ ），常用的有鈦鐵礦、金紅石、大理石、石英砂。（ ），焊接鋼時，常用的有錳鐵、鈦鐵、硅鐵、鋁粉等。（ ），通常選鐵合金或金屬粉。（ ），常用的是鈉水玻璃，或者是鈉水玻璃與鉀水玻璃的混合溶液。（ ），常用的有白泥、云母、鈦白粉、糊精等。3、防護面罩分為兩種：手持型和頭盔型4、敲渣錘5、角磨機6、鋼板尺7、試驗用的鋼板三、電弧的引燃和運條1、引弧引弧是焊接過程中頻繁進行的動作，引弧技術直接影響到焊接質量，因此必須認真對待予以重視。焊接開始時，將焊條末端輕輕接觸

5、工件，然后迅速離開，保持一定距離后產生電弧的過程稱為引弧。電弧焊時有兩種引弧方式，一種是接觸式引弧，適用于（ ）方法，另一種是非接觸式引弧，適用于（ ）方法。焊條電弧焊采用接觸式引弧法引弧，具體的操作又分為（ ）和（ ）。（1）直擊法引弧直擊引弧法較難掌握，一般容易發生電弧熄滅或短路現象，這是由于沒有掌握好焊條離開焊件時的速度和焊條與工件表面的距離而引起的，如果動作太快或焊條提得太高，就不能引燃電弧，或電弧只燃燒一瞬間就熄滅。（2）劃擦法引弧劃擦法引弧與劃火柴的動作相似，先將焊條末端對準焊件，然后將焊條在焊件表面劃擦一下，當電弧產生后金屬還沒有熔化的一瞬間，立即拉開電弧，使焊條末端與被焊金屬表

6、面的距離維持在34mm。2、運條常見的運條方法有以下幾種：（1）（ ）使用這種方法焊接時，要保持一定的電弧長度，焊條沿焊接方向做不擺動的前移，由于焊條不用橫向擺動，電弧比較穩定，所以能獲得較大的熔深，但焊縫寬度較小，一般用于35mm不開坡口的對接平焊縫、多層焊的第一層焊縫和多層多道焊。（2）（ ）用這種方法焊接時，焊條的末端沿焊縫的縱向做來回的直線形擺動，其特點是焊接速度快，焊縫窄，散熱快，適用于薄板和接頭間隙較大的多層焊的第一層焊縫的焊接。（3）（ ） 用這種方法焊接時，將焊條的末端做鋸齒形連續擺動并向前移動，在焊縫兩邊稍停片刻以防止產生咬邊，焊條的擺動是為了達到必要的焊縫寬度，以及便于控制

7、熔化金屬的流動，以及獲得較好的焊縫質量。（4）（ ）它是將焊條末端沿著焊接方向做月牙形的左右擺動，擺動的速度要根據焊縫的位置、接頭形式、焊縫寬度和電流大小而定，為保證焊縫兩側邊緣能夠熔透并防止產生咬邊現象，必須注意在兩側做片刻的停留，這種方法的適用范圍和鋸齒形運條法相同，但焊縫的余高較大。（5）（ ）它是將焊條末端做連續的三角形運動，并不斷向前移動，根據適用范圍的不同分為正三角形和斜三角形兩種運條法，正三角形法適用于（ ）， 其特點是（ ），斜三角形運條法只適用于（ ），其特點是（ ），使焊縫成形良好。（6）（ ）它是將焊縫末端連續的做圓圈形運動，并不斷向前移動，這種運條方法可分為正圓形和斜圓

8、形兩種方法。正圓形運條法適用于（ ），能使熔化金屬有足夠高的溫度，使溶解在熔池中的氫、氮等氣體有足夠的時間析出，同時便于熔渣上浮。斜圓形運條法適用于（ ），能夠控制熔化金屬的溫度，避免下淌，有助于焊縫成形。四、實驗步驟1、 連接實驗電路，將試件與直流焊機的電極相連接，交流焊機不區分正負極；2、 夾持焊條，選擇合適的焊條，用焊鉗夾持牢固；3、 打開焊機電源，選擇并調節焊接電流；4、 分別用直擊法和劃擦法引弧，要求在5秒內引弧成功；5、 在鋼板上進行焊條電弧焊接，焊條與前進方向保持70°80°的角度，焊條與工件之間的距離應保持在24mm，手工送進焊條，試驗各種運條方法；6、 清

9、除焊縫表面熔渣，觀察焊縫成形，記錄存在的焊接缺陷；7、 交換焊機類型進行練習；8、 實驗結束后，關閉焊接電源，清理試驗現場。五、思考題這次實驗我們學習了焊條電弧焊的引弧和運條，請同學們認真觀察實驗并思考以下問題：1、引弧、運條的操作要點；2、電弧燃燒狀態的描述。實驗2：橫焊和立焊一、實驗目的1、掌握橫焊的焊接技術特點及操作；2、掌握立焊的焊接技術特點及操作。二、實驗儀器設備實驗中所用到的儀器和工具主要包括：1、焊機：分為直流焊機和交流焊機，即采用直流電源的焊機和采用交流電源的焊機。2、焊條： 選用J422酸性焊條3、防護面罩：分為兩種：手持型和頭盔型4、敲渣錘5、角磨機6、尺7、試驗用的鋼板三

10、、橫焊橫焊是焊接（ ）方向的焊縫。橫焊時，由于熔化金屬和熔渣受（ ）作用下流至下坡口面上，容易形成（ ）和（ ），并且在上坡口面邊緣易產生（ ）。應采用短弧焊接，并選用較小直徑焊條以及適當的運條方法。始焊端為3.2mm，終焊端為4mm，終焊端放大裝配間隙的目的是克服試板在焊接過程中由于焊縫橫向收縮而使焊縫間隙變小，影響背面焊縫熔深質量。裝配好試件后，在焊縫的始焊端和終焊端20mm內用直徑3.2mm的焊條定位焊接，定位焊縫長為1015mm。對定位焊縫的焊接質量要求與正式焊縫相同。打底焊。打底的短弧焊，橫焊時由于熔渣極易下淌，嚴重影響坡口下側的熔合，同時坡口上側鈍邊由于溶化后迅速下墜，從而產生正面

11、、背面焊縫的咬邊和內凹，因此控制上側金屬的熔化下墜保護坡口下側金屬熔合良好，是板對接橫焊單面焊雙面成型的主要難點。焊條與焊件的夾角為75°85°，使焊接電弧總是頂著熔池，防止熔渣超越電弧而產生夾渣缺陷。填充焊，焊前將前焊道焊縫表面打磨平整，焊渣清理干凈，第2條焊道為單層填充焊道，施焊時的焊條夾角與打底焊的焊條夾角基本相同。蓋面焊。坡口邊緣熔化要均勻，熔合良好，防止焊道下墜產生未熔合缺陷。焊條與焊件的夾角為85°90°。四、立焊立焊是指（ ）焊接。立焊時，熔池金屬和熔滴因受（ ）作用具有下墜趨勢，和焊件分開，所以容易產生（ ）。由于熔渣的熔點低、流動性強，

12、熔池金屬和熔渣容易分離，不容易產生（ ）。由于熔池部分脫離熔渣的保護，所以如果操作或運條角度不當時，容易產生（ ）。開坡口的立焊。引弧部位在始焊端1020mm處，電弧引燃后迅速將電弧移到定位焊縫上，預熱23秒后，將電弧壓至坡口根部，聽到擊穿坡口根部而發出噗噗的聲音后，這時迅速提起焊條熄滅電弧，此處所形成的熔池是整條焊道的起點，從這一點開始以后的打底層焊采用兩點擊穿法焊接。兩點擊穿法的操作過程是，當建立了第一個熔池后重新引弧，迅速將電弧移至熔池的左或右前方，靠近根部的坡口面上，壓低焊接電弧，以較大的焊條傾角擊穿坡口根部，然后迅速滅弧，大約經過1秒后，在上述左或右側坡口根部熔池尚未完全凝固時再迅速

13、引弧，并迅速將電弧移向第1個熔池的左或右前方靠近根部的坡口面上，壓低焊接電弧，以較大的焊條傾角直擊坡口根部，然后迅速滅弧。這種連續不斷的反復在坡口根部左右兩側交叉擊穿的運條方法稱為兩點擊穿法。斷弧焊法每引燃熄滅電弧一次就完成一個焊點的焊接，其節奏應控制在每分鐘滅弧4555次之間，操作者應該根據坡口根部熔化的程度控制電弧的滅弧頻率，斷弧焊過程中每個焊點與前一個焊點重疊2/3，焊接速度6070mm/min。在距焊縫的始焊端1015mm處引弧，然后將電弧拉回始焊處施焊。施焊采用連弧焊法，以鋸齒或月牙形橫向擺動運條，施焊時焊條與焊板垂直面的夾角為5565度，為了防止出現焊縫中間高兩側凹的現象，焊條從坡

14、口一側擺動到另一側時應該稍快些，并在坡口兩側稍作停頓。同時焊接電弧要短，防止空氣侵入焊縫熔池產生氣孔和夾渣。填充層焊完后的焊道表面應該平滑整齊，不得破壞坡口邊緣，填充金屬表面與母材相差約0.51.5mm。蓋面焊采用連弧焊法，用月牙形或鋸齒形擺動運條，焊條擺動到坡口邊緣時要穩住電弧并稍作停留，將坡口兩側邊緣熔化并深入每側母材12mm，待液體金屬飽滿后，再將電弧運至坡口的另一側，以避免產生咬邊缺陷。焊接的速度要穩定一致，焊點與焊點的搭接要均勻，焊縫的余高差符合技術要求。更換焊條前往熔池中稍填些液態金屬，然后迅速更換焊條，在弧坑前1015mm處引燃電弧，并將電弧引至弧坑處預熱，當弧坑重新熔化所形成的

15、熔池延伸進入坡口兩側邊緣內各12mm時即可進入正常焊接。五、思考題通過這次實驗我們學習了焊條電弧焊的橫焊和立焊，請同學們認真觀察實驗并思考以下問題：1、橫焊和立焊時容易出現哪些問題？2、橫焊的操作特點？3、立焊的操作特點？實驗3、焊接變形的計算及測量當金屬物體的溫度發生變化或發生相變時，它的形狀和尺寸就要發生變化。焊接是一個溫度迅速升高又迅速降低的過程，因此焊接后構件會產生一定的變形，焊接殘余變形是指焊后殘存于結構中的變形。船舶制造中大量的焊接工作帶來了一系列的問題，其中焊接變形是主要的問題之一，焊接變形嚴重影響了造船精度，往往需要焊后矯正，浪費人力物力和時間，甚至導致分段合攏的困難，因此必須

16、加以研究和控制。焊接殘余變形主要有以下幾種表現形式：（1）縱向收縮變形 表現為焊后構件在焊縫長度方向上發生收縮，使長度縮短。（2）橫向收縮變形 表現為焊后構件在垂直焊縫長度方向上發生收縮。（3）撓曲變形 是指構件焊后發生撓曲。撓曲可以由縱向收縮引起，也可以由橫向收縮引起。（4）角變形 表現為焊后構件的平面圍繞焊縫產生角位移。（5）波浪變形 指構件的平面焊后呈現出高低不平的波浪形式，這是一種在薄板焊接時易于發生的變形形式。（6）錯邊變形 指由焊接所導致的構件在長度方向或厚度方向上出現錯位。一、實驗目的通過進行鋼板的對接焊接實驗，測量并計算焊接橫向收縮變形和角變形，定量研究焊接結構的變形并分析其原

17、因。二、實驗儀器及設備實驗中所用到的儀器和工具主要包括：1、焊機：采用直流焊條電弧焊焊機。2、焊條：采用J422酸性焊條。3、防護面罩：采用手持型防護面罩4、敲渣錘5、角磨機6、數字式游標卡尺7、樣沖8、粉筆9、鋼板尺三、焊接變形的測量及計算1、焊接變形的測量實驗步驟如下：（1）用角磨機將焊縫附近12cm范圍內清理干凈，避免油、銹、水帶來的不利影響；（2）把兩塊需要對接的鋼板平放在實驗臺上，留出12mm的間隙；（3）定位焊。裝配好試件后，選擇合適的焊條，調整焊接電流參數，在焊縫的始焊端和終焊端20mm內用直徑3.2mm的J422焊條進行定位焊接，定位焊縫長為1015mm。對定位焊縫的焊接質量要

18、求與正式焊縫相同。（4）標記鋼板的正反面，如圖1所示在鋼板的正面和背面距離焊縫中心20mm處畫線，在所畫的線上取關于焊縫對稱的8對點并標記，要求焊縫同側的點的間距相同，正面和背面的樣沖眼的位置相同。圖1 測量點的位置用樣沖和錘子在相應的位置上打眼，測量樣沖眼之間的橫向距離，這是焊前對應點之間的距離，記錄在表格1和2中；（5）完成鋼板對接的焊條電弧焊焊接；（6）焊后敲渣，測量焊縫寬度和板厚，并記錄在表格1和2中；（7）當鋼板冷卻到100以下時測量焊后樣沖眼之間的橫向距離，記錄在表格1和2中；（8）關閉焊接設備和電源，整理測量工具及其它設備。表1 焊接前后焊縫正面樣沖眼之間的距離樣沖眼的標號焊前的

19、距離（mm）焊后的距離（mm）橫向收縮變形量（mm）144.0542.36245.1144.05345.9445.09446.2544.94548.0347.76647.3146.54748.5347.40849.1147.61表2 焊接前后焊縫背面樣沖眼之間的距離樣沖眼的標號焊前的距離（mm）焊后的距離（mm）橫向收縮變形量（mm）141.5740.75241.4240.96340.6840.19440.5539.30540.8039.81640.5139.75739.9238.39838.4037.502、橫向收縮變形和角變形的計算計算過程如下：如圖2所示，焊前樣沖眼之間的橫向距離記為L0

20、，焊后鋼板正面對應樣沖眼之間的距離記為LT，焊后鋼板背面對應樣沖眼之間的距離記為LB。圖2 焊接變形的計算表3 焊接角變形（板厚16mm）樣沖眼的標號tan()角變形（°）12345678則鋼板正面橫向收縮變形T= L0-LT鋼板背面橫向收縮變形B= L0-LB焊后角變形的角度為，則tan()=(LB- LT)/h，其中h是鋼板的厚度，由此根據實驗測量的數據就可以計算角變形，記錄在表3中。3、作圖根據實驗測量的數據，計算鋼板正面和背面對稱位置的樣沖眼的橫向收縮變形和角變形，并按如下要求作圖。（1）以樣沖眼的位置為橫坐標，變形量為縱坐標，分別作出鋼板正面的橫向收縮變形、鋼板背面的橫向收

21、縮變形和角變形三幅圖；（2）圖中標明坐標軸的物理意義和單位；（3）作圖時按照比例作圖；（4）每幅圖應配有相應的實驗測量數據和計算結果的表格；（5）角變形作圖時應以變形角度為縱坐標，不能用角度的正切值代替。四、思考題這次實驗我們進行了平板對接焊的橫向收縮變形和角變形的測量和計算，請同學們認真觀察實驗并思考以下問題：1、焊接變形產生的原因；2、鋼板正面收縮變形和背面收縮變形有什么差異，為什么；3、根據實驗數據分別作出鋼板正面的橫向收縮變形、鋼板背面的橫向收縮變形和角變形三幅圖。實驗4：平板對接鎢極氬弧焊實驗以（ ）材料做電極，在（ ）保護下進行的焊接，稱為鎢極氬弧焊，又稱為TIG (Tungste

22、n Inert Gas)焊或GTAW（Gas Tungsten Arc Welding），是船舶制造中的常用焊接方法之一。鎢極氬弧焊接方法的主要優點有：（1）（ ）。采用惰性氣體保護能夠避免O2、N2、H2對焊接區的不利影響，電弧在惰性氣氛中燃燒穩定、不飛濺、焊縫美觀；（2）（ ），適用于薄板及各種空間位置的焊接，是一種精密焊接方法；（3）（ ），除了鋼鐵材料也適用于有色金屬材料、合金以及金屬基復合材料， 也可以用于鈦等難熔金屬的焊接。鎢極氬弧焊接方法的缺點：（1）（ ），由于鎢電極承載電流能力有限，功率受限、熔深淺、焊接速度低；（2）（ ），成本高。一、實驗目的了解鎢極氬弧焊設備及基本操作，

23、掌握平板對接鎢極氬弧焊技術。二、鎢極氬弧焊的工具及設備實驗中所用到的儀器和工具主要包括：1、鎢極氬弧焊機：焊接電源分為直流電源和交流電源。電流分為起弧電流、焊接電流和收弧電流。起弧電流是指（）的電流，收弧電流是指（ ）的電流，起弧電流、焊接電流和收弧電流都可以根據需要進行選擇和設置。直流電流可以以一定的脈沖形式變化。根據脈沖的頻率可以分為（ ）和（ ）。直流低頻脈沖TIG焊的頻率通常在0.510Hz，其特點是：（1）（ ）；（2）（ ）；（3）（ ） 1）峰值電流期間電弧溫度和電弧力很高，使難熔金屬迅速形成熔池。 2）基值時間迅速凝固，高溫停留時間短。直流高頻脈沖TIG焊的頻率通常在2030k

24、Hz，目前多為20kHz，其特點是：（1）（ ）；（2）（ ）；（3）（ ）。直流高頻脈沖TIG焊的應用：（1）超薄板的焊接：10A以下的小電流區域電弧仍非常穩定，可用于0.5mm以下的薄板焊接，焊縫成形均勻美觀；（2）高速焊接：高速移動下電弧仍有良好的挺直度，焊管作業中焊接速度可提高一倍；（3）坡口內焊接熔合良好：（4）焊縫組織性能好：對熔池金屬有強烈的電磁攪拌作用有利于細化金屬晶粒，提高焊縫機械性能。2、自動引弧設備：安置在焊接電源內部，采用高頻振蕩電路引弧，交流焊時引弧穩弧采用同一套電路。3、氣路：包括（ ）、（ ）、（ ）、（ ），（ ），保護氣受引弧和熄弧動作的控制而導通或阻斷。氬氣

25、是單原子氣體，無色無味，比空氣重25%，有利于保護焊接區；在空氣中含量約1%，價格相對便宜；焊接用氬氣的純度約99.9%-99.999%；氬氣是惰性氣體，不溶解，不反應，可以避免焊縫中合金元素的燒損（蒸發除外）；氬氣導熱系數小，燃燒穩定性好（電壓可以在8-15V）。4、水路：大電流下焊槍需水冷，采用電磁閥控制冷卻水流量。5、焊槍：分為自動式和手動式，按照冷卻方式可分為空冷式和水冷式，內部結構包括電纜接續、內部水路循環、氣路通道、電極夾、電極換裝、噴嘴等。6、焊接面罩：頭盔型7、敲渣錘8、角磨機9、尺10、試驗用不銹鋼板三、平板對接的鎢極氬弧焊1、定位焊將準備好的試板裝配成I型對接接頭，裝配間隙始焊端為1mm，終焊端為2mm。在焊縫的始焊端和終焊端20mm內定位焊接。定