1、一體化教學教案專 業焊 工學習領域焊接材料序號授課班級授課日期審 簽學習任務焊接材料鑄鐵、有色金屬課 時教學目標能夠正確選用和使用鑄鐵、有色金屬的焊條、焊絲和焊劑。 教學媒體準備1投影儀、課件。2焊工實訓設備。3焊工實訓耗材。學生根底掌握了手工電弧焊的根本技能操作，對焊接參數及焊接工藝有了正確認識作業布置教學反思審批簽字一體化教學教案教學過程備注第七章 焊 前 準 備高級焊工在進行焊接工作前的準備工作中，首先要進行平安檢查。平安檢查包括對場地、設備、工具、夾具等的平安檢查。同時，高級焊工要做好個人的勞動保護。平安檢查和勞動保護的主要內容、方法和考前須知同初級焊工局部。 第一節 焊 接 材 料學

2、習目標：能夠正確選用和使用鑄鐵、有色金屬的焊條、焊絲和焊劑。 一、鑄鐵焊接材料 1.鑄鐵焊條的種類 為適應不同鑄鐵焊接的需要，鑄鐵焊條的種類很多，根據國家標準GB10044-88 的規定，鑄鐵焊條的分類見表7-1。表7-1類 型名 稱型 號鐵基焊條灰鑄鐵焊條EZC球墨鑄鐵焊條EZCQ鎳基焊條純鎳鑄鐵焊條EZNi鎳鐵鑄鐵焊條EZNiFe鎳銅鑄鐵焊條EZNiCu鎳鐵銅鑄鐵焊條EZNiFeCu其他焊條純鐵及碳鋼焊條EZFe高釩鑄鐵焊條EZV2. 鑄鐵焊條型號新及牌號舊1型號新表示方法 依據國家標準GB10044-88 標準，鑄鐵焊條是根據熔敷金屬的化學成分及用途來劃分型號的。其具體方法為： 1用字母

3、“E表示焊條。 3在字母“EZ后用熔敷金屬主要化學元素符號或金屬類型代號表示，見表1-1 4再細分時用數字表示，并用短劃“與前面元素符號分開： 5舉例 一體化教學教案教學過程備注 2型號新與牌號舊對照 為了便于識別，現將常用鑄鐵焊條型號新與牌號舊對應情況列于表7-2。 3. 鑄鐵焊條的選用 常用鑄鐵焊條的主要用途以及使用時應注意的問題列于表7-3，以便正確的選用。 4. 鑄鐵焊絲的選用 l鑄鐵焊絲型號 依據國家標準GB10044-88 的規定，鑄鐵焊絲的型號是根據焊絲本身的化學成分及用途來劃分的。具體表示為：一體化教學教案教學過程備注 1用字母“R表示焊絲。 2用字母“Z表示焊絲用于鑄鐵焊接。

4、 3在字母“RZ后用焊絲主要化學元素符號或金屬類型代號表示，見表7-4。 4再細分時用數字表示，并以短劃“與前面化學元素符號分開。 5舉例 2鑄鐵焊絲的選用 1RZC型焊絲的選用 RZC型是采用石墨化元素較多的灰鑄鐵澆鑄成焊絲。適用于中小型薄壁件鑄鐵的氣焊。可以配合焊粉使用。采用熱焊和不預熱焊法。熱焊是焊前把工件預熱至6000C左右，在4000C以上焊補，焊后6007000C保溫消除應力。焊縫可加工，其硬度、強度及顏色與母材相同。不預熱焊是焊前工件不預熱或局部預熱，焊后緩冷。焊縫可加工，其硬度、強度及顏色與母材根本相同。 2RICH型焊絲的選用 RICH型焊絲中含有一定質量分數的合金元素，焊縫

5、強度較高，適用于高強度灰鑄鐵及合金鑄鐵等氣焊。可以配合焊粉使用，補焊工藝與RZC根本相同。根據需要，焊后可以進行熱處理： 3RZCQ型焊絲的選用 RZCQ型焊絲中含有一定量的球化劑，焊縫中的石墨呈球狀，具有較好的塑性和韌性適用于球墨鑄鐵、高強度灰鑄鐵及可鍛鑄鐵的氣焊。補焊工藝與RZC根本相同，焊后可進行熱處理。5. 鑄鐵焊粉 鑄鐵氣焊時，由于硅易氧化而生成高熔點的酸性氧化物SiO2，其粘一體化教學教案教學過程備注度較大，流動性不好，阻礙焊接過程的正常進行，易使焊縫造成夾渣等缺陷，故應設法除去。因此采用熔劑焊粉，使其與堿性氧化物結合成低熔點的渣，因而能浮到熔池外表上而去除。鑄鐵用熔劑見表7-5。

6、二、有色金屬焊接材料 1.有色金屬焊條選用 1鋁及鋁合金焊條 依據?鋁及鋁合金焊條?GB366983的規定，鋁及鋁合金焊條是根據焊態的焊縫機械性能及焊態的化學成分分類來表示型號的。由于實際生產中鋁焊條使用極少，故不作詳細介紹。 2銅及銅合金焊條 依據?銅及銅合金焊條?GB/T3670-1995的規定，銅及銅合金焊條是根據熔敷金屬的化學成分來分類并表示的。同樣生產中使用銅焊條不多，因此這里也不做介紹。 2.有色金屬焊絲選用 1鋁及鋁合金焊絲 1鋁及鋁合金焊絲型號 依據?鋁及鋁合金焊絲?GB10858-89的規定，該標準適用于惰性氣體保護焊、等離子弧焊、氣焊等焊接方法的鋁及鋁合金焊絲。鋁及鋁合金焊

7、絲是根據化學成分來分類并確定型號的，見表7-6一體化教學教案教學過程備注型號的具體編制方法為： 焊絲型號以“絲字的漢語拼音字母“S為型號的第一個字； “S后面用化學元素符號表示焊絲的主要合金組成； 化學元素符號后的數字表示同類焊絲的不同品種，并用短劃“，與元素符號分開。 2鋁及鋁合金焊絲的選用 一常用鋁及鋁合金焊絲的用途見表7-7。如果沒有現成的焊絲，可以用相應牌號的板材切成條或用鋁合金鑄件熔鑄成長條做填充金屬。表7-8和7-9還列舉了同種母材及異種母材組合焊接時可采用的焊絲。2銅及銅合金焊絲 1銅及銅合金焊絲牌號 依據?銅及銅合金焊絲?GB9460-88規定，本標準適用于熔化極惰性氣體保護焊

8、和氣焊等焊接工藝方法用的銅及銅合金焊絲。銅及銅合金焊絲的分類、名稱及牌號見表7-10牌號的編制方法為 牌號表示以焊絲的“焊和“絲字漢語拼音字母“H和“S作為牌號的標記； “HS后面的化學元素符號表示焊絲的主要組成元素； 元素符號后面的數字表示順序號，代表不同的合金含量，并用短劃“與前面的元素符號分開。 焊絲外表每隔一定距離有打印表示牌號的代號或相應的顏色，如表7-10所示。每根直焊絲外表至少打印一個代號，涂色應涂在端面或距端面小于30mm處。 2銅及銅合金焊絲的選用 一般來說銅及銅合金氣焊或氫弧焊應選用相同成分的焊絲但在焊接黃銅時，為了抑制鋅的蒸發，可選用含硅量高的黃銅或硅青銅焊絲，以解決鋅蒸

9、發所帶來的不利影響。一體化教學教案教學過程備注3.有色金屬熔劑的選用 有色金屬氣焊時一般都必須采用熔劑，主要是用于去除焊件外表上的氧化物，使脫氧產物和其他一些非金屬雜質過渡到渣中去，并改善液體金屬的流動性，形成的渣還對熔池金屬起到一定的保護作用。有色金屬氣焊用熔劑見表7-11。三、異種金屬焊接材料由于金屬材料品種繁多，各種金屬材料相互組合時會產生各自不同的特點，因此，焊接材料沒有統一的規定，一般都是根據異種金屬的種類來確定，這里不一一介紹，具體焊接材料選擇，請看第八章異種金屬焊接局部。一體化教學教案專 業焊 工學習領域工件準備序號授課班級授課日期審 簽學習任務工件準備鑄鐵、有色金屬的坡口制備課

10、 時教學目標能夠進行鑄鐵、有色金屬、異種金屬工件的坡口準備。 教學媒體準備1投影儀、課件。2焊工實訓設備。3焊工實訓耗材。學生根底掌握了手工電弧焊的根本技能操作，對焊接參數及焊接工藝有了正確認識作業布置教學反思審批簽字一體化教學教案教學過程備注第二節 工 件 準 備學習目標：能夠進行鑄鐵、有色金屬、異種金屬工件的坡口準備。 一、鑄鐵1. 鑄鐵分類 鑄鐵是碳的質量分數為2.11%6.67%的鐵碳合金。工業中常用的鑄鐵的碳的質量分數為2.5%4%，硅的質量分數為1%5%，以及少量的錳、硫、磷等元素。特種鑄鐵中含有一定的鉻、鋁等。 鑄鐵按碳存在的形式和狀態不同，主要可分為白鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球

11、墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵等。 2. 鑄鐵焊前準備要求 1檢查缺陷 利用肉眼、放大鏡、磁粉、著色探傷法、煤油滲透法或水壓試驗法進行檢查，準確確定缺陷的位置、性質和形狀。 2清理工件 鑄件在焊補前應將缺陷部位及附近的鐵渣、油脂及殘留的型砂、贓物等去除干凈，直至露出金屬光澤。 3準備坡口 根據缺陷的性質，用扁鏟、砂輪等在缺陷處加工坡口，缺陷的性質、形狀和焊補方法不同，加工坡口的尺寸也不相同。 1熱焊時，小而淺的缺陷開坡口時要予以擴大，面積須大于8cm，鏟出的型槽形狀應當圓滑，如圖7-1所示。為保證焊接后的幾何形狀，不使熔融金屬外流，可在鑄件待補L處簡單造型，如圖7-2，圖7-3所示。造型應牢固可靠，以免焊接

12、過程中脫落。焊前用氣體火焰將焊補處的油污連同造型材料中的水分除掉。一體化教學教案教學過程備注2冷焊時，坡口的形狀及尺寸如圖7-4，圖7-5所示。 3存在裂紋缺陷時，為了防止在焊補過程中裂紋擴展，應在離裂紋端部35mm處鉆止裂孔58mm，如圖7-6所示： 4開深坡口時，由于缺陷體積大，焊接層數多，焊接應力也會很大，容易引起焊縫與母材剝離，因此常采用栽螺釘法，即在母材上鉆孔攻螺紋，擰入鋼質螺釘，如圖7-7所示焊接時先繞螺釘焊接，再焊螺釘之間。 由于螺釘承當了局部焊接應力，防止了焊縫剝離。 4焊前預熱 根據焊件形狀、厚度、缺陷位置及焊補要求選擇熱焊法或冷焊法。熱焊法預熱溫度為600700半熱焊法預熱

13、溫度為400左右，冷焊法一般不預熱。預熱方法可采用加熱爐，磚砌的明爐加熱，也可以采用煤氣加熱或氣焊火焰加熱。根據缺陷處剛度大小，可以整體預熱，也可以局部預熱 二、有色金屬 1. 鋁及鋁合金 1鋁及鋁合金的分類 鋁和鋁合金可以分為純鋁、變形鋁合金及鑄造鋁合金；其中變形鋁一體化教學教案教學過程備注合金又分為防銹全硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。焊接中應用較多的是純鋁和防銹鋁合金。2鋁及鋁合金的焊前準備 1下料及加工坡口 按照所規定的坡口尺寸進行加工，加工采用機械刨削方法。用等離子切下料后，也要采用刨削坡口后能焊接。因為在坡口上進行化學清洗時，坡口上如果有裂紋和刀痕，已存清洗液，影響焊接質量。所以注意加工外表不

14、能造成裂紋和明顯的刀痕。坡口上板厚在1.522.0mm以下可用卷邊接頭。厚度小于35mm的鋁板，一般不需要開坡口，在接頭處留1mm的間隙。板厚515mm時，可開單面V形坡口，坡口角度約為60700，鈍邊小于或等于3mm時，其間隙為13mm。板厚大于8mm時，也可以開X形坡口或U形坡口，坡口角度約為600700。鋁及鋁合金TIG焊的坡口形式見表712。2焊前清理 焊前清理的目的是去除工件和焊絲外表的油污、臟物和氧化膜。鋁的氧化膜非常致密、不導電、熔點高2050，在焊接過程中，氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結合，形成未熔合，并易造成夾渣。氧化膜還會吸附水分，使焊縫生成氣孔。因此，為保證焊接質量，焊

15、前必須嚴格清理焊件外表的氧化膜。清理的方法主要有：機械清理法 先用有機溶劑丙酮或酒精擦拭奉面以除油，然后用細銅絲刷或不銹鋼絲刷刷凈金屬絲直徑0.15mm，刷到露出金屬光澤為止。另外也可以用刮刀清理。一般不宜用砂輪打磨，因為砂粒留在金屬外表，焊接時會產生缺陷。 化學清洗法 化學清洗效率高，質量穩定，適用于清洗焊絲及尺寸不大、成批生產的工件。化學清洗法見表7-13。工件和焊絲經過清理后，在存放過程中會重新產生氧化膜。特別是在潮濕環境以及在被酸、堿等蒸氣污染的環境中，氧化膜生成更快，因此清理后存放時間應越短越好。在潮濕的環境下，一般應在清理后4h內施焊。在枯燥的空氣中，一般存放時間不超過24 h。清

16、理后存放時間過長，需要重新清理。 一體化教學教案教學過程備注3墊板 是鋁及鋁合金在高溫時強度很低，液體流動性能好，在焊接時金屬往往容易下塌，為了保證焊透又不致塌陷，焊接時常采用墊板來托住熔化金屬及附近金屬。墊板可采用石墨板、不銹鋼或碳鋼板等，墊板外表開一個圓弧形槽，以保證焊縫反面成型也可以不加墊板采用單面焊雙面成型工藝，但是這種焊接方法對焊工操作技術要求很高，并且要求工藝參數選擇合理。4焊前預熱 小件、薄件一般不預熱、厚度超過510 mm的厚大鋁件，為了防止產生變形、熱裂紋；未焊透、氣孔等缺陷，焊前應預熱。一般用氧乙炔焰、噴燈或電爐將工件慢慢加熱到100300左右 2.銅及銅合金 l銅及銅合金

17、的分類 銅及銅合金通常可以分為四大類：紫鋼、黃銅、青銅和白銅 2銅及銅合金的焊前準備 1接頭形式及坡口準備 由于銅及銅合金具有導熱率高和液態流動性好的特性，因止其接頭形式的設計和選擇與鋼相比有些特殊要求 只有當被焊接頭相對熱源呈對稱形時，接頭兩側具備相同的傳熱條件產，才能獲成型均勻的焊縫。因此，對接接頭、端接接頭是合理的。搭接接頭、T形接頭和角接接頭應盡量；采用，或改為對接接頭，圖7-8所示為紫銅TIG焊的接頭形式及尺寸。 一體化教學教案教學過程備注2采用單面焊接頭， 特別是采用開坡口的單面焊接頭時， 必須在反面口成型墊板才不致使液態銅流失而獲得所要求的焊縫形狀。在沒有采用焊縫成型裝置的情況下

18、，可選用雙面焊接頭，以保證良好的焊縫成型。一般情況下對銅及銅合金工件不宜采用立焊和仰焊。 不等厚工件的對接，要求采用厚度過渡接頭。坡口的具體尺寸可根據不同焊接方法及選用的工藝參數，參考常用的鋼接頭坡口尺寸來決定2焊前清理 為了防止產生氣孔，焊前必須將坡口及坡口兩側30mm的油脂、水分氧化物及臟物等清理干凈，露出金屬光澤。油脂等臟物可用丙酮、酒精等有機溶劑擦拭。污染較重的工件，可使用氫氧化鈉NaOH10%的水溶液在30400C溫度下進行清洗，然后用清水沖洗，風干或低溫枯燥。 外表氧化膜可用機械方法鋼絲輪或不銹鋼絲輪清理，也可用酸洗法，即將工件置于HNO375 cm3L+ H2SO4100 cm3

19、/L + HCl1 cm3/L的混合溶液中進行清洗，然后用堿水沖洗，再用水沖凈，熱風吹干。3裝配焊件 根據焊接方法、接頭形式和坡口尺寸，留出裝配間隙的方法有兩種圖7-9。 等間隙法 即根據板厚留出大小一定的間隙，并做定位焊。 不等間隙法 根據板厚、焊縫長度、墊板的種類、焊接方法等留出間隙al或a2。 al或a2。可按下式估算： 一體化教學教案教學過程備注根據上述經驗公式計算出的數據還需經過試驗，調整到適宜的程度。 4墊板 焊接熔池中銅液的流動性很好，為防止銅液從坡口反面流失，保證焊縫成型。特別是在焊接厚板及要求單面焊雙面成型時，接頭反面需采用墊板。墊板有永久墊板和可拆墊板兩種，常用的可拆墊板有

20、：紫銅墊、鈉墊、石棉墊、粘結軟墊陶質粘結軟墊和玻璃纖軟墊等。永久墊板是用與焊件同種材料做成，焊后永久地留在焊件上，僅適用于要求不高或使用條件允許的結構。5焊前預熱 由于銅和銅合金的導熱性非常好，焊接時會產生未熔合，因此焊前工件常需要預熱。預熱溫度一般為300700，根據焊件形狀、尺寸、焊接方法和采用的工藝參數而定，并應注意在焊接過程中保持這個溫度。 三、異種金屬 1.異種金屬的概念 隨著現代工業的開展，對零部件的性能提出了更高要求，有些情況下，一種金屬材料不能全面滿足使用要求，或者即使某種金屬比擬理想，也往往由于十分稀貴不能在工程中使用。現代焊接技術的開展已經可以將不同成分、不同性能的材料焊接

21、成復合零部件，即能滿足性能要求又可節約貴重材料降低本錢，因此異種金屬的焊接越來越受到人們的重視。從材料角度來看，異種金屬焊接主要包括三種情況：異種鋼焊接如奧氏體鋼與珠光體鋼的焊接；異種有色金屬焊接如銅和鋁的焊接；鋼與有色金屬焊接如鋼與銅、鋼與鋁的焊接。從接頭形式角度來看，也有三種情況：兩種不同金屬母材的接頭如鋼與銅的接頭；母材金屬相同，而采用不同焊縫金屬的接頭如在低碳鋼上堆焊奧氏體不銹鋼；復合金屬板的接頭如奧氏體不銹鋼復合板的接頭。 2.異種金屬的特點 由于異種金屬之間性能上的差異很大，所以焊接異種金屬比焊接同種金屬困難的多。對兩種不同的金屬進行直接焊接時，存在的主要困難有：1熔點不同 當兩種

22、被焊金屬的熔化溫度相差很大時，其中一種金屬在焊接時已經熔化，而另一種金屬還處于固態，焊接接頭難以焊合 。2線膨脹系數不同 一體化教學教案教學過程備注當兩種被焊金屬的線膨脹系數相差很大時，焊接過程中就會產生很大熱應力，容易使焊縫和熱影響區產生裂紋。 3導熱性和比熱容不同 當導熱性和比熱容相差很大時，會使焊縫的結晶條件變壞，晶粒粗化嚴重。 4電磁性能不同 焊接電弧不穩定，將使焊縫成型變壞。5冶金上的相容性 在液態和固態下都具有良好互溶性的異種金屬，在熔焊時能形成完好的接頭如鐵和鎳和銅等。而在液態下不相溶或會形成脆性化合物的異種金屬，不能用熔焊方法直接焊接因為脆性化合物越多，焊縫越容易形成裂紋，如鐵

23、和鎂、鐵與鋁的焊接等。 3.異種金屬焊前準備 目前，在生產中實現異種金屬焊接接頭的連接方式主要有：直接焊接法、堆焊隔離層法、中間加過渡段法和雙金屬接頭過渡法等方式。1坡口準備 1直接焊接法 異種金屬焊接時，確定坡口角度的主要依據除母材厚度之外，還有母材在焊縫中的熔合比。一般來說，坡口角度越大，熔合比越小；反之，坡口角度越小，熔合比越大。異種金屬焊接時，為了減小熔化的母材對焊縫的稀釋作用，原那么上希望熔合比越小越好，所以一般開較大的坡口。2堆焊隔離層法 先在金屬A或B的坡口外表上堆焊一層中間金屬，然后用與中間金屬和金屬B或A性能相近的填充金屬材料，將金屬A和金屬B連接起來，如圖7-10所示。例如

24、焊接碳鋼Q235和不銹鋼1Cr18N。時，碳砂不銹鈉可開成V或U形坡口，然后在Q235鋼的坡口外表，用含鉻鎳高的材料堆焊一層奧氏體過渡層，厚度通常為56 mm，如母材為易淬火鋼時，過渡層厚度可增加到9 mm。一體化教學教案教學過程備注3中間加過渡段法 異種金屬焊接時也常于金屬A和金屬B之間采用金屬C做中間過渡段，然后將中間過渡段C分別與A、B焊接起來。坡口形式應根據金屬A、金屬B和中間過渡段C的具體情況決定。 4雙金屬接頭過渡法 先將金屬A和金屬B用特殊的焊接方法預先焊接成雙金屬接頭例如用摩擦焊方法焊接鋁銅接頭，然后將金屬A和金屬B和雙金屬接頭分別用普通焊接方法進行焊接。 5復合鋼板焊接準備

25、復合鋼板如基層為碳鋼，復層為不銹鋼的復合鋼板的坡口一般都開在基層上，坡口形卻口圖7-11所示。 2預熱 異種金屬焊接時，預熱溫度主要根據母材的淬火裂紋傾向大小和焊縫金屬的合金化程度來確定。一體化教學教案專 業焊 工學習領域工件準備序號授課班級授課日期審 簽學習任務工件準備鑄鐵、有色金屬的坡口制備課 時教學目標能夠進行鑄鐵、有色金屬、異種金屬工件的坡口準備。 教學媒體準備1投影儀、課件。2焊工實訓設備。3焊工實訓耗材。學生根底掌握了手工電弧焊的根本技能操作，對焊接參數及焊接工藝有了正確認識作業布置教學反思審批簽字一體化教學教案教學過程備注第二節 工 件 準 備學習目標：能夠進行鑄鐵、有色金屬、異

26、種金屬工件的坡口準備。 一、鑄鐵1. 鑄鐵分類 鑄鐵是碳的質量分數為2.11%6.67%的鐵碳合金。工業中常用的鑄鐵的碳的質量分數為2.5%4%，硅的質量分數為1%5%，以及少量的錳、硫、磷等元素。特種鑄鐵中含有一定的鉻、鋁等。 鑄鐵按碳存在的形式和狀態不同，主要可分為白鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵等。 2. 鑄鐵焊前準備要求 1檢查缺陷 利用肉眼、放大鏡、磁粉、著色探傷法、煤油滲透法或水壓試驗法進行檢查，準確確定缺陷的位置、性質和形狀。 2清理工件 鑄件在焊補前應將缺陷部位及附近的鐵渣、油脂及殘留的型砂、贓物等去除干凈，直至露出金屬光澤。 3準備坡口 根據缺陷的性質，用扁鏟、砂

27、輪等在缺陷處加工坡口，缺陷的性質、形狀和焊補方法不同，加工坡口的尺寸也不相同。 1熱焊時，小而淺的缺陷開坡口時要予以擴大，面積須大于8cm，鏟出的型槽形狀應當圓滑，如圖7-1所示。為保證焊接后的幾何形狀，不使熔融金屬外流，可在鑄件待補L處簡單造型，如圖7-2，圖7-3所示。造型應牢固可靠，以免焊接過程中脫落。焊前用氣體火焰將焊補處的油污連同造型材料中的水分除掉。 一體化教學教案教學過程備注2冷焊時，坡口的形狀及尺寸如圖7-4，圖7-5所示。 3存在裂紋缺陷時，為了防止在焊補過程中裂紋擴展，應在離裂紋端部35mm處鉆止裂孔58mm，如圖7-6所示： 4開深坡口時，由于缺陷體積大，焊接層數多，焊接

28、應力也會很大，容易引起焊縫與母材剝離，因此常采用栽螺釘法，即在母材上鉆孔攻螺紋，擰入鋼質螺釘，如圖7-7所示焊接時先繞螺釘焊接，再焊螺釘之間。 由于螺釘承當了局部焊接應力，防止了焊縫剝離。 4焊前預熱 根據焊件形狀、厚度、缺陷位置及焊補要求選擇熱焊法或冷焊法。熱焊法預熱溫度為600700半熱焊法預熱溫度為400左右，冷焊法一般不預熱。預熱方法可采用加熱爐，磚砌的明爐加熱，也可以采用煤氣加熱或氣焊火焰加熱。根據缺陷處剛度大小，可以整體預熱，也可以局部預熱。二、有色金屬 1. 鋁及鋁合金 一體化教學教案教學過程備注1鋁及鋁合金的分類 鋁和鋁合金可以分為純鋁、變形鋁合金及鑄造鋁合金；其中變形鋁合金又

29、分為防銹全硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。焊接中應用較多的是純鋁和防銹鋁合金。2鋁及鋁合金的焊前準備 1下料及加工坡口 按照所規定的坡口尺寸進行加工，加工采用機械刨削方法。用等離子切下料后，也要采用刨削坡口后能焊接。因為在坡口上進行化學清洗時，坡口上如果有裂紋和刀痕，已存清洗液，影響焊接質量。所以注意加工外表不能造成裂紋和明顯的刀痕。坡口上板厚在1.522.0mm以下可用卷邊接頭。厚度小于35mm的鋁板，一般不需要開坡口，在接頭處留1mm的間隙。板厚515mm時，可開單面V形坡口，坡口角度約為60700，鈍邊小于或等于3mm時，其間隙為13mm。板厚大于8mm時，也可以開X形坡口或U形坡口，坡口角度約為6

30、00700。鋁及鋁合金TIG焊的坡口形式見表712。 2焊前清理 焊前清理的目的是去除工件和焊絲外表的油污、臟物和氧化膜。鋁的氧化膜非常致密、不導電、熔點高2050，在焊接過程中，氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結合，形成未熔合，并易造成夾渣。氧化膜還會吸附水分，使焊縫生成氣孔。因此，為保證焊接質量，一體化教學教案教學過程備注焊前必須嚴格清理焊件外表的氧化膜。清理的方法主要有：機械清理法 先用有機溶劑丙酮或酒精擦拭奉面以除油，然后用細銅絲刷或不銹鋼絲刷刷凈金屬絲直徑0.15mm，刷到露出金屬光澤為止。另外也可以用刮刀清理。一般不宜用砂輪打磨，因為砂粒留在金屬外表，焊接時會產生缺陷。 化學清洗法

31、化學清洗效率高，質量穩定，適用于清洗焊絲及尺寸不大、成批生產的工件。化學清洗法見表7-13。工件和焊絲經過清理后，在存放過程中會重新產生氧化膜。特別是在潮濕環境以及在被酸、堿等蒸氣污染的環境中，氧化膜生成更快，因此清理后存放時間應越短越好。在潮濕的環境下，一般應在清理后4h內施焊。在枯燥的空氣中，一般存放時間不超過24 h。清理后存放時間過長，需要重新清理。 3墊板 是鋁及鋁合金在高溫時強度很低，液體流動性能好，在焊接時金屬往往容易下塌，為了保證焊透又不致塌陷，焊接時常采用墊板來托住熔化金屬及附近金屬。墊板可采用石墨板、不銹鋼或碳鋼板等，墊板外表開一個圓弧形槽，以保證焊縫反面成型也可以不加墊板

32、采用單面焊雙面成型工藝，但是這種焊接方法對焊工操作技術要求很高，并且要求工藝參數選擇合理。4焊前預熱 小件、薄件一般不預熱、厚度超過510 mm的厚大鋁件，為了防止產生變形、熱裂紋；未焊透、氣孔等缺陷，焊前應預熱。一般用氧乙炔焰、噴燈或電爐將工件慢慢加熱到100300左右 2.銅及銅合金 l銅及銅合金的分類 銅及銅合金通常可以分為四大類：紫鋼、黃銅、青銅和白銅 2銅及銅合金的焊前準備 1接頭形式及坡口準備 由于銅及銅合金具有導熱率高和液態流動性好的特性，因止其接頭形式的設計和選擇與鋼相比有些特殊要求。一體化教學教案教學過程備注 只有當被焊接頭相對熱源呈對稱形時，接頭兩側具備相同的傳熱條件產，才

33、能獲成型均勻的焊縫。因此，對接接頭、端接接頭是合理的。搭接接頭、T形接頭和角接接頭應盡量；采用，或改為對接接頭，圖7-8所示為紫銅TIG焊的接頭形式及尺寸。 2采用單面焊接頭， 特別是采用開坡口的單面焊接頭時， 必須在反面口成型墊板才不致使液態銅流失而獲得所要求的焊縫形狀。在沒有采用焊縫成型裝置的情況下，可選用雙面焊接頭，以保證良好的焊縫成型。一般情況下對銅及銅合金工件不宜采用立焊和仰焊。 不等厚工件的對接，要求采用厚度過渡接頭。坡口的具體尺寸可根據不同焊接方法及選用的工藝參數，參考常用的鋼接頭坡口尺寸來決定2焊前清理 為了防止產生氣孔，焊前必須將坡口及坡口兩側30mm的油脂、水分氧化物及臟物

34、等清理干凈，露出金屬光澤。油脂等臟物可用丙酮、酒精等有機溶劑擦拭。污染較重的工件，可使用氫氧化鈉NaOH10%的水溶液在30400C溫度下進行清洗，然后用清水沖洗，風干或低溫枯燥。 外表氧化膜可用機械方法鋼絲輪或不銹鋼絲輪清理，也可用酸洗法，即將工件置于HNO375 cm3L+ H2SO4100 cm3/L + HCl1 cm3/L的混合溶液中進行清洗，然后用堿水沖洗，再用水沖凈，熱風吹干。一體化教學教案教學過程備注3裝配焊件 根據焊接方法、接頭形式和坡口尺寸，留出裝配間隙的方法有兩種圖7-9。 等間隙法 即根據板厚留出大小一定的間隙，并做定位焊。 不等間隙法 根據板厚、焊縫長度、墊板的種類、

35、焊接方法等留出間隙al或a2。 al或a2。可按下式估算： 根據上述經驗公式計算出的數據還需經過試驗，調整到適宜的程度。 4墊板 焊接熔池中銅液的流動性很好，為防止銅液從坡口反面流失，保證焊縫成型。特別是在焊接厚板及要求單面焊雙面成型時，接頭反面需采用墊板。墊板有永久墊板和可拆墊板兩種，常用的可拆墊板有：紫銅墊、鈉墊、石棉墊、粘結軟墊陶質粘結軟墊和玻璃纖軟墊等。永久墊板是用與焊件同種材料做成，焊后永久地留在焊件上，僅適用于要求不高或使用條件允許的結構。5焊前預熱 由于銅和銅合金的導熱性非常好，焊接時會產生未熔合，因此焊前工件常需要預熱。預熱溫度一般為300700，根據焊件形狀、尺寸、焊接方法和

36、采用的工藝參數而定，并應注意在焊接過程中保持這個溫度。 三、異種金屬 1.異種金屬的概念 一體化教學教案教學過程備注隨著現代工業的開展，對零部件的性能提出了更高要求，有些情況下，一種金屬材料不能全面滿足使用要求，或者即使某種金屬比擬理想，也往往由于十分稀貴不能在工程中使用。現代焊接技術的開展已經可以將不同成分、不同性能的材料焊接成復合零部件，即能滿足性能要求又可節約貴重材料降低本錢，因此異種金屬的焊接越來越受到人們的重視。從材料角度來看，異種金屬焊接主要包括三種情況：異種鋼焊接如奧氏體鋼與珠光體鋼的焊接；異種有色金屬焊接如銅和鋁的焊接；鋼與有色金屬焊接如鋼與銅、鋼與鋁的焊接。從接頭形式角度來看

37、，也有三種情況：兩種不同金屬母材的接頭如鋼與銅的接頭；母材金屬相同，而采用不同焊縫金屬的接頭如在低碳鋼上堆焊奧氏體不銹鋼；復合金屬板的接頭如奧氏體不銹鋼復合板的接頭。 2.異種金屬的特點 由于異種金屬之間性能上的差異很大，所以焊接異種金屬比焊接同種金屬困難的多。對兩種不同的金屬進行直接焊接時，存在的主要困難有：1熔點不同 當兩種被焊金屬的熔化溫度相差很大時，其中一種金屬在焊接時已經熔化，而另一種金屬還處于固態，焊接接頭難以焊合 。2線膨脹系數不同 當兩種被焊金屬的線膨脹系數相差很大時，焊接過程中就會產生很大熱應力，容易使焊縫和熱影響區產生裂紋。 3導熱性和比熱容不同 當導熱性和比熱容相差很大時

38、，會使焊縫的結晶條件變壞，晶粒粗化嚴重。 4電磁性能不同 焊接電弧不穩定，將使焊縫成型變壞。5冶金上的相容性 在液態和固態下都具有良好互溶性的異種金屬，在熔焊時能形成完好的接頭如鐵和鎳和銅等。而在液態下不相溶或會形成脆性化合物的異種金屬，不能用熔焊方法直接焊接因為脆性化合物越多，焊縫越容易形成裂紋，如鐵和鎂、鐵與鋁的焊接等。 3.異種金屬焊前準備 一體化教學教案教學過程備注目前，在生產中實現異種金屬焊接接頭的連接方式主要有：直接焊接法、堆焊隔離層法、中間加過渡段法和雙金屬接頭過渡法等方式。1坡口準備 1直接焊接法 異種金屬焊接時，確定坡口角度的主要依據除母材厚度之外，還有母材在焊縫中的熔合比。

39、一般來說，坡口角度越大，熔合比越小；反之，坡口角度越小，熔合比越大。異種金屬焊接時，為了減小熔化的母材對焊縫的稀釋作用，原那么上希望熔合比越小越好，所以一般開較大的坡口。2堆焊隔離層法 先在金屬A或B的坡口外表上堆焊一層中間金屬，然后用與中間金屬和金屬B或A性能相近的填充金屬材料，將金屬A和金屬B連接起來，如圖7-10所示。例如焊接碳鋼Q235和不銹鋼1Cr18N。時，碳砂不銹鈉可開成V或U形坡口，然后在Q235鋼的坡口外表，用含鉻鎳高的材料堆焊一層奧氏體過渡層，厚度通常為56 mm，如母材為易淬火鋼時，過渡層厚度可增加到9 mm。3中間加過渡段法 異種金屬焊接時也常于金屬A和金屬B之間采用金

40、屬C做中間過渡段，然后將中間過渡段C分別與A、B焊接起來。坡口形式應根據金屬A、金屬B和中間過渡段C的具體情況決定。 4雙金屬接頭過渡法 先將金屬A和金屬B用特殊的焊接方法預先焊接成雙金屬接頭例如用摩擦焊方法焊接鋁銅接頭，然后將金屬A和金屬B和雙金屬接頭分別用普通焊接方法進行焊接。 5復合鋼板焊接準備 復合鋼板如基層為碳鋼，復層為不銹鋼的復合鋼板的坡口一般都開在基層上，坡口形卻口圖7-11所示。 2預熱 異種金屬焊接時，預熱溫度主要根據母材的淬火裂紋傾向大小和焊縫金屬的合金化程度來確定。一體化教學教案專 業焊 工學習領域設備準備序號授課班級授課日期審 簽學習任務設備準備埋弧焊機、鎢極氬弧焊機課

41、 時教學目標能夠進行埋弧焊機和鎢極氬弧焊機的調試教學媒體準備1投影儀、課件。2焊工實訓設備。3焊工實訓耗材。學生根底掌握了手工電弧焊的根本技能操作，對焊接參數及焊接工藝有了正確認識作業布置教學反思審批簽字一體化教學教案教學過程備注第三節 設 備 準 備學習目標：能夠進行埋弧焊機和鎢極氬弧焊機的調試 一、埋弧焊機調試 1.埋弧焊機調試內容 焊機的調試主要是對新設備的安裝及各種性能指標的調整測試，埋弧焊機的調試包括電源，控制系統、小車三大組成局部的性能、參數測試和焊接試驗。 2.埋弧焊機的調試方法1電源參數測試 焊機按使用說明書組裝后，接通電源、調節電源輸出電壓和電流，觀察變化是否均勻；調節范圍與

42、技術參數比擬是否一致，以便了解設備的狀況。 2控制系統調試 1測試送絲速度。比擬測試數值與技術參數指示的一致性，并與工藝要求是否符合。 2測試引弧操作是否有效和可靠。選項測試在焊機運行中可進行屢次試驗。 3測試小車行走速度、調整范圍和調節的均勻性。 4電源的調節特性試驗，可設置人為障礙，改變焊接條件弧長變化，觀察焊機的自身調節或自動調節的效果。 5檢查各控制按鈕動作是否靈活和有效。 3小車性能的檢測 1小車的行走是否平穩、均勻，可在運行中觀察測量。 2檢查機頭各個方向上的運動，檢查其能否符合使用要求.。3觀察驅動電動機和減速系統運行狀態，有無異常聲音和現象。 4焊絲的送進、校直、夾持導電等部件

43、的功能測試，可根據焊絲送出的狀態進行判斷。 5在運行中觀察焊劑的鋪撒和回收情況。 4試焊 檢查焊縫外表成型和焊縫質量。 上述各項檢查如有與技術參數不一致，或發生故障，要進行排除或 一體化教學教案教學過程備注與生產廠家聯系解決。 二、鎢極氬弧焊機調試 1.鎢極氬弧焊機的調試內容 氬弧焊機的調節主要是對電源參數調整、控制系統的功能及其精度、供氣系統完好性焊槍的發熱情況等進行調試2.鎢極氫弧焊機的調試方法1電源各參數調試 1測試恒流特性 選擇任意一個電流值進行焊接。在不同弧長的情況下，觀察電壓表、電流表，從表顯示的數據判斷電壓及電流的變化。2測試電壓、電流的調節范圍是否與技術參數一致，電流調節是否均

44、勻。3測試電弧穩定性 尤其應在小電流段觀察電弧的穩定性。 4測試引弧性能 反復進行引弧試驗，觀察引弧的準確性和可靠性。5測試交流氫弧焊電源陰極霧化作用 通過霧化區的大小和清潔程度進行判斷，還需檢查陰極霧化作用是否可調。 2控制系統性能調試 1測試各程序的設置能否滿足工藝需要。對提前送氣、引弧、焊接、斷電、滯后停氣及脈沖參數進行測試和調節。 2測試網壓變化時焊機的補償能力。試驗可在±10%的范圍內改變輸入電壓，觀察輸出電流的變化。3 氬弧焊槍使用試驗 觀察焊槍有無漏氣、漏水現象；在額定電流和額定負載持續率的情況下使用，應測試焊槍的發熱情況。 一體化教學教案專 業焊 工學習領域焊接序號授

45、課班級授課日期審 簽學習任務焊接焊接接頭試驗課 時教學目標能夠進行焊接接頭試驗試件的制備。教學媒體準備1投影儀、課件。2焊工實訓設備。3焊工實訓耗材。學生根底掌握了手工電弧焊的根本技能操作，對焊接參數及焊接工藝有了正確認識作業布置教學反思審批簽字一體化教學教案教學過程備注 第一節 焊接接頭試驗 學習目標：能夠進行焊接接頭試驗試件的制備。 一、焊接接頭力學性能試驗 力學性能試驗是用來測定焊接材料、焊縫金屬和焊接接頭在各種條件下的強度、塑性和韌性。首先應當焊制產品試板，從中取出拉伸、彎曲、沖擊等試樣進行試驗，以確定焊接工藝參數是否適宜，焊接接頭的性能是否符合設計的要求。 1.焊接接頭的拉伸試驗 焊

46、接接頭拉伸試驗是以國家標準GB2651-1989為依據進行的，該標準適用于熔焊和壓焊的對接接頭。 1試驗目的 該標準規定了金屬材料焊接接頭橫向拉伸試驗方法，用以測定焊接接頭的抗拉強度。 2試件制備 1接頭拉伸試樣的形狀分為板形、整管和圓形三種，可根據要求選用。 2焊接接頭拉伸試驗用的樣坯從焊接試件上垂直于焊縫軸線方向截取，并通過機械加工制成如圖8-1所示形狀及表8-1所示尺寸的板接頭板狀試樣，或制成如圖8-2所示形狀及表8-1所示尺寸的管接頭板狀試樣。加工后焊縫軸線應位于試樣平行長度的中心。 3每個試樣均應打有標記，以識別它在被截試件中的準確位置。 一體化教學教案教學過程備注4試樣應采用機械加

47、工或磨削方法制備，要注意防止外表應變硬化或材料過熱。在受試長度范圍內，外表不應有橫向刀痕或劃痕。5假設相關標準和產品技術條件無規定時，那么試樣外表應用機械方法去除焊縫余高，使其與母材原始外表齊平。 6通常試樣厚度。應為焊接接頭試件厚度。如果試件厚度超過30 mm時，那么可從接頭不同厚度區取假設干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣，但每個試樣的厚度應不小于30 mm，且所取試樣應覆蓋接頭的整個厚度見GB2649 。在這種情況下，應當標明試樣在焊接試件厚度中的位置。 7對外徑小于等于38 mm的管接頭，可取整管作拉伸試樣，為使試驗順利進行，可制作塞頭，以利夾持，如圖8-3所示。 8棒材接頭選用圖8-4

48、所示圓形試樣。其中：do= 10士0.2mm；=LS+2D；D和h由試驗機結構來定；rmin=4 nun。 一體化教學教案教學過程備注9拉伸試樣數量接頭拉伸試樣不少于1個；整管接頭拉伸試樣1個；管接頭剖條拉伸試樣不少于2個。3評定標準 焊接接頭常溫拉伸試驗的合格標準是焊接接頭的抗拉強度不低于母材抗拉強度規定值的下限。異種鋼焊接接頭的抗拉強度步抗拉強度規定值下限較低一側的母材規定值進行評定。2.焊接接頭的彎曲試驗 焊接接頭的彎曲試驗是以國家標準GB2653-89為依據進行的，該標準適用于熔焊和壓焊對接接頭。 1試驗目的 該標準規定了金屬材料焊接接頭的橫向正彎及背彎試驗、橫向側彎試驗、縱向正彎和背

49、彎試驗以及管材的壓扁試驗，用以檢驗接頭拉伸面上的塑性及顯示缺陷。 2試件制備 1試件的類型焊接接頭的彎曲試樣按試樣的長度與焊縫的相對位置可分為橫向彎曲試樣和縱向彎曲試樣。按彎曲試樣受拉面在焊縫中的位置可分為正彎、背彎和側彎。橫彎試樣 焊縫軸線與試樣縱軸垂直時的彎曲。 縱彎試樣 焊縫軸線與試樣縱軸平行時的彎曲。 正彎試樣 試樣受拉面為焊縫正面的彎曲。雙面不對稱焊縫，正彎試樣的受拉面為焊縫最大寬度面；雙面對稱焊縫，先焊面為正面。 背彎試樣 試樣受拉面為焊縫反面的彎曲。 側彎試樣 試樣受拉面為焊縫縱剖面的彎曲。 2彎曲試樣的制備應遵守的規定 試樣的樣坯從試件上截取。橫彎試樣應垂直焊縫軸線截取，機械加

50、工后，焊縫中心線應位于試樣長度的中心。縱彎試樣應平行于焊縫軸 一體化教學教案教學過程備注線截取。機械加工后，焊縫中心線應位于試樣寬度的中心。 每個試樣均應打印標記，以識別它在被截試件中的準確位置。 試樣應采用機械加工或磨削方法制備，要注意防止外表應變硬化或材料過熱。在受試長度范圍內，外表不應有橫向刀痕或劃痕。在試樣整個長度上都應具有恒定形狀的橫截面。其形狀應分別符合圖8-5、圖8-6、圖8-7的要求。 焊縫的正、背外表均應用機械方法修整，使之與母材的原始外表平齊。但任何咬邊均不得用機械方法去除，除非產品標準中另有規定外。 試樣的尺寸應符合規定。a.橫彎試樣的尺寸 對板材試樣，試樣的寬度b應不小

51、于厚度a的1.5倍，至少為20 mm。對管材試樣，試樣的寬度b應為：管直徑50 mm時，b為：s+0.1D最小為10 mm；管直徑>50 mm時，b為s+0.05D最小為10 mm，最大為40 mm。其中，s為管壁厚度，D為管子外徑。通常，試樣厚度a應為焊接接頭試件厚度。如果試件厚度超過20 nun，那么可從接頭不同厚度區取假設干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣。但是，每個試樣的厚度應不小于20 mm，且所取試樣應覆蓋接頭的整個厚度、見GB2649。在這種情況下，應當標明試樣在焊接接頭厚度中的位置。b.側彎試樣尺寸 試樣厚度應大于或等于10 mm，寬度b應當等于靠近焊接接頭的母材的厚度。 當原接頭試件的厚度超過40 nun時，那么可從接頭不同厚度區取假設干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣。但是，每個試樣的寬度b在2040 mm范圍內，這些試樣應覆蓋接頭的全厚度見GB/1.649，并標明在接頭厚度中的位置。 c.縱彎試樣尺寸 試樣尺寸如表8-2、圖8-7所示。一體化教學教案教學過程備注如果接頭厚度超過20 mm時或試驗機功率不夠時，可在試樣受壓面一側加工至20 mm。試樣拉伸面上的棱角應當用機械方法加工制成半徑不超過0.2a的圓角最大值為3 mm，其側面的外表粗糙度應低于