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（0A自動化）焊接技

術及自動化實驗指導

書

焊接技術及自動化專業

實驗指導書

材料成型及控制教研室主編

?CBE模式下焊接技術及自動化專業學生實踐能

力培養體系的改革研究》課題組參編

目錄

一、《金屬學及熱處理》實驗指導書

1.實驗一金相顯微鏡的使用及金相試樣的制備......1

2.實驗二鐵碳合金平衡組織的顯微分析...........7

3.實驗三碳鋼的熱處理.......................9

二、《焊接冶金與金屬焊接性》實驗指導書

1.實驗一焊縫金屬中擴散氫的測定.............13

2.實驗二斜Y型坡口焊縫裂紋實驗.............17

3.實驗三插銷實驗........................19

三、《焊接結構》實驗指導書

1.實驗一不同焊接參數下平板變形量測量與分析...23

2.實驗二不同焊接方法下平板變形量測量與分析...25

3.實驗三不同焊接位置下平板變形量的分析......26

4.實驗四焊接變形的矯正...................27

四、《焊接方法與設備》實驗指導書

1.實驗一不同的酸堿度焊條的焊接工藝性........29

2.實驗二埋弧自動焊焊接................32

3.實驗三C02保護焊焊接參數對焊縫成形的影響.....36

4.實驗四鋁極氮弧焊焊接方法...............41

5.實驗五焊條電弧焊實訓項目................43

五、《弧焊電源》實驗指導書

1?實驗一弧焊電源外特性和調節性能的測定......45

2.實驗二弧焊電源的結構認識與觀察...........48

3.實驗三弧焊整流器的結構認識與觀察.........50

六、《Pro/E造型及模具設計》實驗指導書

1.實驗一基于Pro/EWirdfire設計軟件初步練習...52

2.實驗二Pro/E截面草繪功能練習..............53

3.實驗三Pro/E基本成型特征功能練習............57

4.實驗四Pro/E基準特征建模功能練習...........61

5.實驗五Pro/E零件建模工程特征功能練習........63

6.實驗六Pro/E實體特征編輯功能練習...........65

7.實驗七Pro/E曲面造型功能練習...............68

8.實驗八Pro/E裝配圖功能練習.................71

9.實驗九Pro/E工程圖功能練習.................73

10.實驗十基于Pro/E塑料模具設計綜合練習......76

七、《快速成型技術及應用》實驗指導書

1.實驗一激光快速成形原理及成型系統觀摩......80

2.實驗二三維實體的STL格式轉化及切片........81

八、《金屬結構腐蝕與防護》實驗指導書

1?實驗一金屬耐腐蝕性能的評定..............83

九、《壓力焊》實驗指導書

1.實驗一點焊工藝及設備...................85

十、《先進連接技術》實驗指導書

1,實驗一先進連接技術原理及設備觀摩..........89

十一、《焊接檢驗》實驗指導書

1.實驗一超聲波儀器性能的測定..............92

2.實驗二磁粉探傷........................95

3.實驗三著色法無損探傷...................97

十二、《焊接工裝及變位機械》實驗指導書

1.實驗一常用焊接工裝操作..................99

《金屬學及熱處理》實驗指導書

實驗一金相顯微鏡的使用及金相試樣的制備

一、實驗目的

1.了解普通金相顯微鏡的構造與使用方法。

2.了解金相試樣的制備方法。

3.學習使用金相顯微鏡觀察金相組織。

二、實驗儀器、設備和材料

1.設備：XJP-3C金相顯微鏡、M3030砂輪機、PG-2拋光

機、吹風機、玻璃板、培養皿、銀子。

2.材料：金相試樣、砂紙一套、拋光液（AI2O31腐蝕劑（4%

硝酸酒精溶液I藥棉。

三、實驗原理

在現代金相顯微分析中，使用的主要儀器有光學顯微鏡和電

子顯微鏡兩大類。光學顯微鏡的放大倍數在100~2000這個范圍，

如果要求更高的放大倍數，只能借助于電子顯微鏡了。這里僅對

常用的光學顯微鏡作一般介紹。

1.顯微鏡的成像原理。

大家都知道，放大鏡就是種用一塊會聚透鏡（凸透鏡）把物

體放大的一種簡單的光學儀器，其成像原理如圖lo

圖1放大鏡光學原理

當物體AB置于透鏡焦距f以外時彳導到倒立的放大實像AB

（圖I（a））,它的位置在2倍焦距之外。如果物體AB在透鏡焦

距之內，就可得到一個放大了的正虛像A'B'（圖I（b））,

A'B'/AB就是放大鏡的放大倍數。由于放大鏡到物體之間的距

離a近似等于透鏡的焦距（a=f）,而放大鏡到像間的距離b近似

相當于人眼的明視距離（250mm）,故放大鏡的放大倍數為：

N=b/a=250/f（1）

由（1）式可知，透鏡的焦f越短，則放大鏡放大倍數越大。

一般采用的放大鏡焦距在10—100毫米之間，即放大倍數在

2.5~25倍之間。如進一步提高放大倍數，將會由于透鏡的焦距縮

短和表面曲率過分增大而使映象模糊不清。為了得到更高的放大

倍數，就要采用顯微鏡，它的放大倍數可達到1500~2000倍。

顯微鏡是由兩組透鏡所組成?？拷挥^察物體的透鏡叫物鏡。

而靠近人眼的透鏡叫目鏡。借助物鏡和目鏡的兩次放大，就能將

的體放大到很高的倍數（~2000倍），圖n所示是在顯微鏡中得到

放大物像的光學原理圖。

被觀察的物體AB放在物鏡之前距其焦距略遠處，由物體反射

的光線穿過物鏡。經折射后得到一個放大了的倒立實像AB,再

經目鏡將實像AB放大成倒立虛像A"B"O這就是人們在顯微鏡下

研究實物時所觀察到的經過二次放大后的物像。

在顯微鏡設計時，讓目鏡的焦點位置與物鏡放大所成的實像

位置接近，并使最終的倒立虛像在距眼睛250毫米（約是人眼的

正常明視距離）處成像，這樣就可以看得最為清晰。

顯微鏡質量的好壞，主要取決于：①放大倍數；②透鏡的質

量；③顯微鏡的鑒別能力。

2.顯微鏡的放大倍數：圖n

物鏡的放大倍數：N物=1_/臼

目鏡的放大倍數：N目=口仟2

顯微鏡的總放大倍數應為物鏡放大倍數與目鏡放大倍數的乘

積，即：

其中：L---------顯微鏡的光學筒長度（物鏡后焦點與目鏡前焦

點的距離\

D---------明視距離（250mm）

FL一物鏡焦距。

F2-——目鏡焦距。

3.透鏡成象的質量

單個透鏡在成象過程中，由于幾何光學條件的限制，映象會

變得模糊不清或發生畸變，這種缺陷稱為象差。象差主要包括球

面明差和色象差。

球面差的產生是由于透鏡的表面呈球曲形。通過透鏡中心及

邊緣的光線折射以后不能交于一點，而形成幾個映象前后分布。

有校正球面象差的采用多片透鏡組成透鏡組，即將凸透鏡和凹透

鏡組合在一起（稱為復合透鏡），由于兩種透鏡有性質相反的球面

象差，因此可以相互抵消。

色象差的產生是由于組成白光的各種不同波長的光線在穿過

透鏡時折射率不同。這些光在平面上成的象不能集中于一點，而

呈現帶有彩邊的光環。通常采用單色光源（或加濾光片X也可使

用復合透鏡來消除色象差。

4.顯微鏡的鑒別能力

顯微鏡的鑒別能力是顯微鏡也是物鏡最重要的特性，它是指

顯微鏡對于試樣上最細微部分，能獲得最清晰映象的能力。

通常用可以辨別的物體上兩點間的最小距離d來表示。被分

辨的距離越短，表示顯微鏡的鑒別能力越高。

顯微鏡的鑒別能力可由下式求得：

式中：A一入射光源的波長

N*A一物鏡的數值孔徑，表示物鏡的聚光能力

數值孔徑可由下式求出：

式中：

0——物鏡與物體間介質的折射率。

①——通過物鏡邊緣的光線與物鏡軸線所成的角度。

一般情況物鏡與物體之間的介質是空氣，光線在空氣中的折

射率0=1,若一物鏡的角孔徑為60。。則其數值孔徑為：

若在物鏡與試樣之間滴入一種松柏油（0=1.52）,則其數值孔

徑為：N*A=L52*Sin30°=0.76,可用這種方法提高顯微鏡的鑒

別能力。圖2所示為不同介質對物鏡聚光能力的比較。

物鏡的數值孔徑與放大倍數一起刻在鏡頭的外殼上，例如鏡頭

上刻有25/0。50或在65x的下面刻有0.75等數字，這個0.50

或。

頭用

四、

使用

（1）顯優（填應取1圖2不同介質對物鏡聚光能力的比較

(2)在使用顯微鏡以前必須將手上污物洗凈擦干。

(3)旋轉顯微鏡支柱上的粗調螺絲或細調螺絲可調節焦距。

先放置粗調螺絲，當呈現出模糊的映象時，再轉動細調螺絲，直

到所觀察的象清晰為止。在旋轉粗調或細調螺絲時，必須緩慢，

不可驟然上升或下降。

(4)移動樣品的位置，可推移載物盤。

(5)物鏡或目鏡不得用手指或其它粗糙物品接觸，其玻璃部

分如附有污物應以擦鏡低或細絨布抹擦之，但不得使用酒精，以

防透鏡被溶解。

(6)在調節焦距時，應先旋轉粗調螺絲降低載物臺。使樣品

很接近物鏡，但切勿與之相碰，防止物鏡損壞，然后再先后放置

粗調和細調螺絲，使載物臺緩慢上移，并在目鏡中觀察圖象。

(7)顯微鏡上所裝各種部件不得取下。

(8)金相樣品的觀察面不得用手指撫摸。當樣品不在顯微鏡

上觀察時，應將觀察面朝上。

2.金相樣品制備規程

制備顯微試樣包括取樣、磨光、拋光及浸蝕四個步驟。本實

驗只進行金相樣品的磨光、拋光和浸蝕。

(1)取樣

取樣時應根據被分析材料或零件的特點。選擇有代表性的部

分。例如研究零件破裂原因時，應在破裂部位及正常部位取樣，

進行比較分析。試樣最適合的尺寸是直徑為12mm,高為10mm

的圓柱體或面積為12x12x10mm的長方體。

根據材料性質不同，可用手鋸、用車床切削、用錘子擊碎以

及用砂輪切割等方法截取試樣。在取樣過程中應注意防止試樣受

熱組織發生變化。

取得試樣后，應將試樣表面制成平面，同時邊緣要倒成圓角

（如分析化學熱處理表面組織時則不能倒角1

⑵磨光

試樣抹平后，須用清水沖洗干凈并擦干，然后進行磨光，磨

光可用手工或機械兩種方法。

①手工磨光手工磨光是在不同號數的金相砂紙上進行。砂

紙號數由01,02,03,04四種。01砂紙最粗，04號砂紙最細。

磨光時所用砂紙從粗到細順序進行，磨光過程中，磨削壓力不宜

過大，用力要均勻。

在一張砂紙上磨好后，應將試樣沖洗干凈，然后將試樣轉90。

換細一號的砂紙再磨。這樣，又粗到細依次磨削，磨好后將試樣

洗凈，然后在拋光機上拋光。

②機械磨光一般是在YM-2A預磨機上進行，即把砂紙用

水玻璃粘在預磨盤上使用，試樣易從粗砂紙到細砂紙依次分別進

行磨光。

⑶拋光

拋光的目的是除去試樣表面的細磨痕，最后得到一個光亮的

鏡面。拋光分為機械拋光、電機拋光和化學拋光三種方法，其中

以機械拋光應用最廣。

機械拋光是在拋光機上進行。拋光機是由電機和水平拋光盤

（直徑200?250mm）組成。拋光盤上鋪有固緊的拋光織物，拋

光鋼試樣時一般使用細呢絨，拋光鑄鐵時則使用如帆布、白色的

確良等絨毛較短的拋光織物，以防止灰口鑄鐵中的石墨脫落，拋

光鋁、鎂、銅等有色金屬可用細絲絨。

在拋光過程中，應不斷將拋光也灑在拋光盤上，拋光液是由

拋光粉與水配成細的懸浮液。拋光鋼和鑄鐵使用的拋光粉為氧化

鋁和氧化鋁，有色金屬等軟材料可用細粒度的氧化鎂。

拋光時壓力不宜過大，拋光時間取決于試樣表面磨光的質量,

一般約為5?15分鐘。

金相試樣經拋光后，其磨面應光亮無痕，且石墨或夾雜物等

不應拋掉或有拽尾現象。這時試樣先用清水沖洗，在用無水酒精

清洗磨面，然后用吹風機吹干。

（4）顯微試樣的浸蝕

金相試樣經拋光后，在顯微鏡下觀察只能看到光亮的表面和

夾雜物、石墨、孔洞、裂紋等。要觀察金屬的組織，必須經過適

當的腐蝕，使顯微組織能正確的顯示出來。浸蝕方法有化學浸蝕

方法和電解法兩種。

化學浸蝕是將拋光好的試樣磨面在化學浸蝕劑（常用酸、堿、

鹽的酒精或水溶液）中浸潤或拭擦一定時間。由于金屬材料中各

相的化學成分和結構不同，故具有不同的電極電位，在浸蝕劑中

就構成了許多微電池，電極電位的相位為陽極而被溶解，電極電

位高的相位陰極而保持不變。故浸蝕后就形成凹凸不平的表面，

在顯微鏡下，由于光線在各處的反射清款不同，就能觀察到金屬

的組織特征。

純金屬及單相合金浸蝕時由于晶界原子排列較亂，缺陷及雜

質較多，具有較多的能量，故晶界易被浸蝕而呈溝壑。在顯微鏡

下觀察時，使光線在晶界處被浸射而不能進入物鏡，因次顯示出

一條條黑色的晶界。

應當指出，純金屬與單相合金中各個晶粒的成分雖然相同，

但由于其原子排列位相不同，也會使磨面上個晶粒的浸蝕程度不

一致，在垂直光線照射下，個個經歷就呈現出明暗不一的顏色。

化學浸蝕劑的種類很多，浸蝕劑的選用是根據試劑材料的性質及

浸蝕的目的來決定。對于碳鋼及鑄鋼，最常用的浸蝕劑為4%硝酸

酒精溶液或4%苦味酒精溶液。

浸濕時，應將試樣浸入一盛有浸蝕劑的容器內，并不斷的輕

微移動。待浸蝕適度后取出試樣，迅速用水沖洗，再用無水酒精

沖洗，然后用吹風機吹干，其表面須嚴格保持清潔。

浸蝕時間取決于金屬的性質、浸蝕劑的濃度以及顯微鏡下觀

察時的放大倍數。總之，浸蝕時間以在顯微鏡下能清晰地揭示出

組織的細節為準。若浸蝕不足，可再繼續進行浸蝕，但一旦浸蝕

過度。試樣則需要重新拋光再進行浸蝕。

五、實驗報告要求：

1.說明本次實驗的目的；

2.簡述本次實驗的實驗原理；

3.實驗材料與實驗內容；

4.寫出試樣制備的實驗步驟；

5.畫出金相試樣浸蝕后的顯微組織示意圖（畫顯微組織時應

選擇其典型區域，并抓住其組織特征X

實驗二鐵碳合金平衡組織的顯微分析

一、實驗目的

1.觀察和分析鐵碳合金（碳鋼和白口鑄鐵）在平衡狀態下的

顯微組織，

2.結合課堂內容了解含碳量對鐵碳合金中的相及組織組成物

的本質、狀態和相對量的影響。

3.熟悉金相顯微鏡的基本原理、構造及使用。

二、實驗儀器、設備和材料

1.XJP-3C金相顯微鏡

2.純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼、亞共晶鑄鐵、共晶

鑄鐵、過共晶鑄鐵等鐵碳合金平衡組織金相圖譜

3.幾種鐵碳合金（純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼、亞

共晶鑄鐵、共晶鑄鐵、過共晶鑄鐵）平衡組織的顯微樣品

三、實驗原理

鐵碳合金的顯微組織是研究和分析鋼鐵材料性能的基礎。所

謂平衡狀態的顯微組織是指合金在極為緩慢的冷卻條件下（如實

際生產中的退火狀態，即接近平衡狀態）所得到的組織。根據課

堂講授的Fe-Fe3c相圖中可以看出，所有碳鋼和白口鑄鐵的室溫

組織均由鐵素體（）和滲碳體（）的這兩個基本相組成。但

FFe3C

由于含碳量不同，鐵素體和滲碳體的相對量、析出條件以及分布

情況均有所不同，因而呈現各種不同的組織形態。

各種不同成分的鐵碳合金在室溫下（接近平衡狀態得到的試

樣的顯微組織見表2-1、

用浸蝕顯露的碳鋼和白口鑄鐵，在金相顯微鏡下具有下面幾

種基本組成物。

①鐵素體（F）——用3~4%硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微

鏡下呈現明亮的等軸晶粒；亞共析鋼中鐵素體呈塊狀分布，當含

碳量接近于共析成分時，鐵素體則呈斷續的網狀分布于珠光體周

圍。

②滲碳體（Fe3C）一是Fe與C的化合物，含量為6.69%,

質硬而脆，耐腐蝕。經3-4%硝酸酒精溶液浸蝕后，Fe3c呈亮白

色；若用苦味酸鈉浸蝕，則Fe3c被染成暗黑色或綜紅色。按成分

和形成條件的不同,Fe3c可呈現不同的形態。一次Fe3a或Fe3Cr）

是直接從液體中析出的，故在白口鑄鐵中呈粗大的條件片狀；二

次Fe3C（或Fe3cli）是從奧氏體中析出的，往往呈網絡狀沿奧氏

體晶界分布；三次Fe3c是由鐵素體中析出，通常呈不邊疆薄片狀

存在于鐵素體晶界處，數量極微，可忽略不計。

③珠光體（P）——是F與Fe3c的機械混合物，在一般退火

處理情況下（近于平衡狀態）是由鐵素體與滲碳體相互混合交替

排列形成的層片狀組織。經硝酸酒精溶液浸蝕后，在不同放大倍

數的顯微鏡下可以看到具有不同特征的珠光體組織（如圖2-1所

示X在高倍放大時能清楚地看到珠光體中平行相間的寬條鐵素體

和細條滲碳體；當放大倍數較低時，由于顯微鏡的鑒別能力小于

滲碳體片厚度，這時珠光體中的滲碳體就吸能看到是一條黑線，

當組織較細或放大倍數再低時，珠光體的片層就不能分辯，而呈

黑色。

萊氏體（Ld）一是在室溫時珠光體及二次滲碳體和滲碳體

組成的機械混合物。如含碳量為4.3%的共晶白口鑄鐵在1147℃

時形成由奧氏體和滲碳體組成的共晶體，其中奧氏體冷卻時析出

FesCn,并在727。（：以下分解為珠光體。萊氏體的顯微組織特征是

在亮白色的滲碳體基低上相間地分布著暗黑色斑點及細條狀的珠

光體。二次滲碳體和共晶滲碳體連在一起，從形態上難以區分。

四、實驗步驟

1.在本實驗中，學生應根據Fe-Fe3c相圖分析各類成分合金

的組織形成過程，并通過對鐵碳合金平衡組織的觀察和分析，熟

悉鋼和鑄鐵的金相組織和形態特征，以進一步建立成分與組織之

間相互關系的概念。

2.實驗前學生應復習講課中的有關部分并閱讀實驗指導書,

為實驗做好的理論方面的準備。

3.在XJP-3C金相顯微鏡下對各種試樣進行觀察和分析，并

確定其所屬類型。畫出所觀察到的顯微組織圖，抓住組織形態的

特征，并在圖中表示出來。

4.根據顯微組織近似地確定亞共析鋼（20鋼或45鋼）中的

平均含碳量。

五、實驗報告要求

1.說明本次實驗的目的。

2.畫出所觀察過的組織，并注明材料名稱、含碳量、（浸蝕

劑）和放大倍樣。顯微組織圖畫在直徑為30mm的園內，并裝組

織組成物名稱以箭頭引出標明。

3.根據所觀察的顯微組織近似地確定和估算一種亞共析鋼

（20鋼或45鋼）的含碳量。

實驗三碳鋼的熱處理

一、實驗目的

1.了解碳鋼的基本熱處理（正火、淬火及回火）工藝方法；

2.掌握冷卻條件與鋼性能的關系；

3.分析正火、淬火及回火溫度對鋼性能的影響。

二、實驗儀器、設備和材料

1.實驗材料：20鋼，45鋼，T12鋼；

2.實驗設備：箱式實驗電阻爐（型號：SX2-8-12、SX2-4-10.

SX2-8-16等1控溫儀表、hrss-150洛氏硬度機、水銀溫度計；

3.淬火介質：水，油（使用溫度約20℃X

三、實驗原理

1.鋼的退火和正火

鋼的退火通常是把鋼加熱到臨界溫度Aci或AC3以上，保溫

一段時間，然后緩慢地隨爐冷卻。此時奧氏體在低于Ari溫度以

下的高溫區發生分解而得到比較接近平衡狀態的組織。

一般中碳鋼（如40、45鋼）經退火后組織穩定，硬度較低

（HB180-22）有利于下一步進行切削加工。

正火是將鋼加熱到AC3或Acm以上30?50。（：保溫后進行空

冷。由于冷卻速度稍快，與退火組織相比，組織中的珠光體相對

量較多，且片層較細密；對低碳鋼來說，正火后提高硬度可改善

切削加工性；對高碳鋼則正火可消除網狀滲碳體，為下一步球化

退火及淬火做準備。

2.鋼的淬火

淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上30~50T,保溫后淬入各種

不同的冷卻介質中快速冷卻以獲得淬火馬氏體或下貝氏體組織。

碳鋼經淬火后得到淬火馬氏體、下貝氏體和少量的殘余奧氏體組

織。為了正確地進行鋼的淬火，必須考慮下列三個重要因素：淬

火加熱溫度、保溫時間和冷卻速度。

3.鋼的回火

回火是將淬火后的鋼加熱到臨界點（Ac。以下的某一溫度，保

溫一定時間后以適當的冷卻速度冷卻到室溫的熱處理工藝。

鋼經淬火后得到的淬火馬氏體組織是亞穩相，有轉變為其它

組織的趨勢，同時淬火使工件內部產生很大的內應力，導致工件

變形甚至開裂。特別是一些精密的零件在使用過程中將會引起尺

寸變化而失去精度，因此淬火鋼必須進行回火處理。不同的回火

工藝可以使鋼獲得所需的各種不同性能。對碳鋼來說，回火工藝

的選擇主要是考慮回火溫度和保溫時間這兩個因素。在實際生產

中通常以圖紙上所要求的硬度要求作為選擇回火溫度的依據，各

種鋼材的回火溫度與硬度之間的關系曲線可從有關手冊中查閱。

四、實驗內容

本次實驗為綜合性實驗，包括正火實驗、淬火實驗及回火實

驗。

1.同一加熱溫度不同材料（含碳量）的正火實驗；

2.同一材料（含碳量），同一冷卻條件（水冷）不同加熱溫度

的淬火實驗；

3.同一材料(含碳量)，同一加熱溫度不同冷卻介質冷卻的淬

火實驗；

4.同一加熱溫度，同一冷卻介質冷卻(水冷或油冷)，不同材

料(含碳量)的淬火實驗；

5.同一材料(45鋼)相同淬火條件不同溫度的回火實驗。

五、實驗步驟

1.淬火和正火實驗步驟：

根據淬火條件不同，淬火和正火實驗分五個小組進行，見表lo

(1)將試樣分類，編號，以免熱處理過程中混淆;

(2)加熱前先將全部試樣測定硬度。為便于比較，一律用洛氏

硬度測定；

(3)將電爐升溫至表1規定的溫度，根據試樣鋼號，按照表1

規定的淬火和正火加熱溫度加熱，保溫時間按表2確定；

(4)各組將淬火及正火后的試樣表面用砂紙(或砂輪)去掉氧化

皮并磨平，測出硬度值(HRC)分別填入表1中。

表1淬火與正火實驗

組SU加熱溫冷卻方20鋼45鋼T12鋼

度式處理前硬處理后處理前處理后處理前處理后

(℃)度(HRC)硬硬硬硬硬

度(HRC)度(HRC)度(HRC)度(HRC)度

(HRC)

11000水冷

2750水冷

3860空冷

4860油冷

5860水冷

注1~4組每種鋼號各一塊；5組除20、T12鋼各一塊外，45鋼取6

塊，其中5塊供回火用。

表2碳鋼在箱式電阻爐中加熱時間的確定

工件形狀

加熱溫度

圓柱形方形板形

(℃)

分鐘/毫米直徑分鐘唇米厚度分鐘/毫米厚度

7001.52.22

8001.01.52

9000.81.21.6

10000.40.60.8

2.回火實驗步驟：

⑴將已經正常淬火并測過硬度的45鋼試樣分五個小組(見表

3)，做好記錄；

(2)各小組試樣分別放入表3規定溫度的爐內加熱，保溫30

分鐘，然后取出空冷；

(3)用砂紙磨光試樣表面，分別在洛氏硬度機上測定硬度值，

將測定的硬度值分別填入表3中。

表3回火實驗

組別12345

回火溫度(°C)200300400500600

回火前硬度

(HRC)

回火后硬度

(HRC)

六、注意事項

1.本實驗加熱所用加熱爐為電爐，由于爐內電阻絲距離爐膛

較近，容易漏電，所以電爐一定要接地，在放、取試樣時必須先

切斷電源;

2.往爐中放、取試樣必須使用夾鉗，夾鉗必須擦干，不得沾

有油和水。開關爐門要迅速，爐門打開時間不宜過長；

3.試樣由爐中取出淬火時，動作要迅速，以免溫度下降，影

響淬火質量；

4.試樣在淬火液中應不斷攪動，否則試樣表面會由于冷卻不

均而出現軟點；

5.淬火時水溫應保持20?30T左右，水溫過高要及時換水；

6.淬火或回火后的試樣均要用砂紙打磨表面，去氧化皮后再

測定硬度值。

七、實驗報告要求

1.明確本次實驗目的；

2.簡述本次實驗的實驗原理；

3.實驗材料與實驗內容；

4.實驗步驟；

5.分析化學成分(C%)、加熱溫度與冷卻速度對鋼性能的影響

并加以討論；

6.繪制出45鋼回火溫度與硬度的關系曲線圖并加以討論；

7.分析實驗中存在的問題；

8.實驗結論。

《焊接冶金與金屬焊接性》實驗指導書

實驗一焊舞金屬中擴散氫的測定

焊縫金屬中的氫是造成氣孔和冷裂紋等焊接缺陷的主要原因

之一，因此，控制焊縫金屬的含氫量是個較為重要的問題。

一、實驗目的

1.掌握焊縫金屬中擴散氫的測定方法；

2.了解焊條干濕度對焊縫金屬中擴散氫含量的影響。

3.了解HD-4擴散氫測定儀使用方法。

二、實驗設備、儀器和材料

1、實驗設備、儀器

ZX7-400逆變直流手工焊機（1臺）；HD-4擴散氫測定儀（1

臺）；烘箱（1臺）；架盤天平、吹風機、秒表、干濕溫度計等（各

2、實驗材料

焊條E4303和E5015若干；Q235鋼試樣

（40mmx25mmx12mm,30塊）；氫氣（1瓶）；氮氣（1瓶1

三、實驗原理

本實驗采用HD-4擴散氫測定儀以氣相色譜熱導方法測量焊

縫金屬擴散氫容量。HD-4擴散氫測定儀包含取樣器和分析器。分

析器為一專用氣相色譜儀，以純氮氣作載氣。待測試樣儲于取樣

器的試樣筒中，經過一定時間后試樣中的擴散氫擴散出并保留在

試樣筒中。用氮載氣將試樣筒中的氣體載入氣相色譜系統進行分

離，分離出的氫氣由熱導池進行檢測，檢測信號用微機進行處理、

計算并打印出焊縫金屬中擴散的氫氣量（ml）。

根據測得的擴散氫的含量，按下式計算出焊縫金屬試樣（熔

敷金屬）中擴散氫的含量：

HDM=VS/（W2-WI）xlOO

式中HDM——熔敷金屬中擴散氫含量（ml/100g）;

Vs——測得的擴散氫在標準狀態下的體積量（ml）;Wi——試

塊重量（g）;W2——試塊和熔敷金屬總重（gX

在校正和分析時計算機進行如下計算：

（1）將校正氫氣的體積從現場氣壓和室溫計算到標準狀況。

Vo=PiVi/TixTo/Po

式中Vo--校正氫氣（劑量腔在校正時注入的氫氣）在標準

狀況下的體積（ml）;P1--現場氣壓（hPa）;V1--校正氫氣

在室溫和現場氣壓下的體積,即校正閥劑量腔的容積（ml）;Ti

--室溫（K）;To--273K;Po--1013hPao

對于儀器來說，只要輸入Pi,Ti兩參數即可算出Vo,因其他

參數及算法程序已被固化。

⑵校正積分值的均值的計算。

Fo=IFi/i

式中Fo--校正積分值均值；IFi--所作每次校正積分值的

總和；i--有效校正次數（i=l~201

⑶計算被分析氫的體積

VH=FH/FQXVO

式中VH--被測取樣器相應試樣筒中擴散氫在標準狀況下的

體積；FH--被測取樣器相應試樣筒中擴散氫經微機檢測計算出

的積分值。

本實驗采用E4303焊條施焊，測定熔敷金屬中擴散氫的含量。

四、實驗方法及步驟

1、試樣準備

（1）加工試件

試樣尺寸為40x25x12mm,預先在250±10℃加熱6~8h進

行去氫處理，而后清理表面的氧化物，再用乙醇去水，乙醛去油

吹干冷卻后稱重，設為（精確到0.1g）；

⑵焊條烘干

E4303焊條烘干溫度為150T,保溫時間為lho烘干后的焊

條在100~I2（rc保溫，隨用隨取。

（3）將3個脫了氫的試塊（中間試塊40x25x12mm）對在一

起，用焊條（焊絲）在其上焊一條縫（焊接時間一定〕，然后迅速

浸入冰水（或流動的冷水）中冷卻，然后擦干水珠，將3個試塊

打斷。

（4）取中間一個試塊在酒精中清洗后吹干，迅速裝入取樣器的

1#試樣筒中（這時轉換閥柄指示1#位置）,用氮氣置換筒中空氣,

將轉換閥轉到2#位置。從焊接開始到試樣筒中的時間間隔越短越

好，一般應不超過60秒。

（5）重復1和2項操作，在2#,3#和4#試樣筒中裝入試樣。

將轉換閥從4#位置轉到0#位置，在0#試樣筒中裝入一塊分析過

的試塊。逆時針旋轉取樣器把柄一周，使指示箭頭指向0#筒（以

使取樣器的各個試樣筒的氣壓接近常壓X

（6）取樣器放入45恒溫箱中保溫48~72小時。（注意取樣器

一定要正向平放）

2、主機操作

（1）主機面板介紹（參見圖1和圖2）

⑵儀器分析操作

圖1HD-4擴散氫測定儀前面板

干燥劑分子篩柱箱及連接頭

穩壓閥

4）在干燥管中裝入剛烘干的高氯酸鎂。

5）將取樣器接在取樣器接頭上。

6）電源線接在交流220V電源上。

7）打開氮氣鋼瓶并調節其上的減壓閥，將輸出氣壓調節到

0.15~0.20MPo

8）調節穩壓閥并打開截止閥使流量計指示氮氣流量在250-

壓力表指示在

300ml/min,0.06~0.10MPo

9）打開氫氣截止閥，調節氫氣瓶減壓閥。以手觸摸氫氣出口,

有輕微毗毗聲和穩定不斷的流量即可。關閉氫氣截止閥。

10）打開電源開關。此時微機開始運作，呈等待狀態，控制

表頭顯示'P——'字樣（若出現異碼，點按鍵盤‘系統復位’

鍵），信號表頭顯示未接通電橋時的電路瞬時輸出值。

11）合上電橋電源，等待30-60分鐘，以使儀器電路上電

及熱導輸出穩定，便可以對儀器進行分析操作，其間需注意查看

各個氣路是否保持穩定。（這時信號表頭顯示接通熱導池時的電路

輸出瞬時值）

12）按‘設定’鍵，對日期、氣壓、溫度、測試初始序列號

進行設定。d、‘p'、’c'、’n'依次代表這四個參數，

以‘一‘移位鍵選中，配合’T'及鍵即可對參數進行修改

調整，按‘確認’鍵表示微機確認參數。參數輸入格式采用四位,

例如9月8日請鍵入0,9,0,8四數字鍵，不足四位的參數高

位補上’0',氣壓單位采用百帕（hp）,溫度單位采用攝氏度

（℃工如果儀器未設定參數，微機將按默認值運算。

13）按‘校正’鍵，以對儀器進行校正。程序將先檢查電路

信號是否歸零，如果不為零，控制顯示表頭會顯示‘b——‘字

符，此時按下‘橋零’鍵并監測信號表頭至顯示為零為止。這時

控制表頭會顯示‘L-XX'字符（XX代表校正次數序列號），打開

氫氣截止閥，拉出計量器圓形把柄（此時氫氣瓶中的氫氣就會沖

洗并注滿計量腔X經過程序延時約18秒鐘，控制表頭出現‘P-

XX，字樣，這時關閉截止閥，推進計量腔把柄，程序自動檢測氫

氣的到來并在控制表頭顯示積分值，氫蜂過后約4秒鐘儀器自動

打印出校正序列號和積分值，而后儀器進入‘p——‘等待狀

態?？尚Ｕ推渌僮?。（在第一次校正時儀器先打印設定的參數

值）

14）按‘測量’鍵可對取樣器的各個取樣筒中擴散出的氫氣

進行測量：旋轉取樣器上方的轉動柄至有待測試樣的取樣筒，待

儀器信號顯示穩定按‘測量’鍵，微機系統會對色譜峰進行自動

檢測并打印出結果。分析結束后儀器進入‘P——‘等待狀態。

前部分是測量氫氣，后部分監測氮氣。測量結束后儀器進入等待

狀態。（旋轉方向0-1、1-2、2->3、3-4#\而后旋轉轉動柄

和按‘測量’鍵可對其他取樣筒進行測量。

15）測量完畢后，將取樣器轉至0#位置。關閉電橋電源和

主機電源，等待約10分鐘，關閉截止閥，氫氣瓶和氮氣瓶總閥及

減壓閥，從主機上取下取樣器。

16）打開取樣器的試樣筒，取出試塊，稱重并按公式計算出

熔敷金屬中擴散氫的含量。

17）實驗結束后，將儀器、儀表恢復到原始狀態，并清理現

場。

五、實驗報告要求

（1）分析實驗數據，并計算焊縫中擴散氫的含量；

⑵分析實驗中存在的問題；

⑶實驗結論。

實驗二斜Y型坡口焊縫裂紋實驗

一、實驗目的

1、掌握斜Y型坡口實驗方法；

2、掌握實驗中出現的各種問題的正確分析；

3、掌握焊縫在應力集中、拘束狀態下以及粗晶區脆化造成焊

縫的開裂的原因。

4、掌握用預熱緩冷的方法防止冷裂紋的具體措施。

二、實驗儀器、設備和材料

1、實驗設備：ZX7-400逆變直流手工焊機；焊條烘干箱；氧

氣瓶、減壓閥、乙煥瓶、減壓閥、焊炬一套、1000℃溫度計等。

2、焊接試板：45鋼或40Crt岡(也可根據實際情況確定)；尺

寸200x75x20(mm),經過機械加工保證零件尺寸，按照圖示

開坡口。板厚可根據實際情況確定。

3、焊接材料及工藝參數

焊條型號：E4303.E5015(根據試板鋼號確定)；焊條直徑：

4mm、焊接電流/I:170±10/A、電弧電壓/U:24±2/V、焊接

速度/u:150±10mm/mino

三、實驗設計及實施的指導

(-)焊前準備

1、焊接前清理試件表面油污和鐵銹。

2、酸性焊條烘干150±10。（：保溫1小時，堿性焊條烘干

300±10。（：保溫2小時箱斷電保溫隨用隨取。

（二）確定焊接參數及工藝

1、焊接參數

焊接速度電弧電壓;焊接電流：

170/mm/min;24V170Ao

2、焊接工藝

如果在焊接拘束焊縫時可采用小一點的電流保證拘束焊縫不

出現裂紋，當裂紋不可避免時，可換強度低一級的焊條。焊完拘

束焊縫后要保證試板平整，不得有大于2°的角變形，確保實驗焊縫

根部間隙2mm。

（三）焊接

焊接拘束焊縫

將試板放置在工作臺上裝配，通過點固焊、矯正使試板呈5。~

7。左右的反變形量焊接拘束焊縫應正反面進行焊接可從實驗焊縫

上部引弧進入實驗焊縫進行焊接，也可從實驗焊縫中直接進行焊

接。實驗焊縫只焊一道，運條要均勻、電弧要保證平穩、焊條不

做橫向擺動，焊條與工件夾角75°,收弧處不得有弧坑裂紋。焊好

后的試板放置24h后進行解剖。

（四）試樣制備

1、檢查表面裂紋率

切割試樣前首先清理試板表面的焊渣，檢查表面裂紋率。

2、切割試樣

試樣尺寸16mmx12mmx12mm。為保證焊接熔合區組織的

可靠性，切割試樣可采用無齒鋸、線切割和氧乙煥熔割方法。每

塊試板切割不少于五塊試樣。

3、試樣修整

對切割下的試樣首先清理毛刺，并檢查根部裂紋率和斷面裂

紋率。將檢查的結果記錄，填入公式進行計算。

（五）場地清理

實驗結束后，將儀器、儀表恢復到原始狀態，并清理現場。

四、實驗成績評定

按照焊接試樣準確、制備試樣熟練、檢測的熟練、實驗結果準

確、實驗報告描述清楚，以及出勤、實驗態度、團結協作、按時

完成實驗報告評定成績。

實驗三插銷實驗

一、實驗目的

（1）初步掌握冷裂紋插銷實驗法；

⑵學會使用有關實驗儀器、設備；

⑶加深對于影響冷裂傾向的三大因素的認識；

（4）了解具體鋼種插銷實驗數據的處理方法。

二、實驗設備、儀器和材料

⑴ZLT-5B型插銷實驗機（1臺）；

（2）TF-WI-MT型x-y函數記錄儀（1臺）；

⑶BZ2205C型程控靜態電阻應變儀（1臺）；

（4）DR-500型儲能點焊機（1臺）；

⑸WSM-400逆變直流脈沖氮弧焊機（1臺）；

⑹焊條烘箱（1臺）；

⑺標準插銷試件（若干）；

（8）鋼板:Q235鋼，200x300x20mm（1塊）；

⑼E4303焊條、鉆頭、平頭挫刀、深度尺、鉆床等

三、實驗原理

焊接冷裂傾向的測定方法很多，常用的方法有：最高硬度法、

斜坡口對接裂紋實驗（通常稱為"小鐵研裂紋實驗"）、剛性拘束裂

紋實驗（RRC實驗）、拉伸拘束實驗（TRC實驗）、插銷實驗等。本

實驗用插銷實驗測定合金結構鋼的冷裂傾向，它是一種定量評定

的方法。

插銷實驗的原理為：將被實驗鋼材加工成一定形狀的插銷試

棒，實驗時把插銷插入底板中，使插銷頂端與底板上表面齊平，

然后在底板上通過插銷端部施焊一條實驗焊縫，如果采用環形缺

口的插銷，熔深應該是使缺口位于靠近熔合線的粗晶區內。當實

驗焊縫冷卻到150（時，對插銷施加選定的拉伸載荷，并保持這

一載荷直至插銷斷裂。拉伸應力越小，插銷承裁的時間越長。當

拉伸應力等于或小于某一數值時，插銷就不再斷裂，此時的應力

稱為“臨界應力"，以。cr表示。它可以作為評價被實驗材料的焊

接冷裂紋敏感性的指標。

圖2-1為含氫的鋼材斷裂時間與拉伸應力的關系曲線。橫坐

標表示拉伸應力作用的時間，縱坐標表示試件所受的拉伸應力。

曲線1為材料的起裂曲線，曲線2為材料的斷裂曲線。由圖可見,

含氫鋼加載斷裂時存在一個上臨界應力Ouc,超過此應力值試件很

快斷裂，沒有延遲破壞的現象。此外，還存在一個下臨界應力Ocr,

低于該應力值時不管加載時間多長試件都不斷裂。當應力值在5

和Ocr之間時，就會產生由氫引起的延遲斷裂。試件的斷裂可經過

兩個階段，由加裁到產生微裂之前的裂紋潛伏期，然后為裂紋擴

展階段，最后達到斷裂。

四、實驗步驟

（1）按圖2-2連接實驗儀器設備，檢查插銷實驗機運行是否正

常，檢查所有儀表的工作狀態是否正常。

圖2-2插銷試驗裝置示意圖

⑵檢測插銷試棒和底板的形狀尺寸（見圖2-3和圖2-4）是

否符合要求。

圖2-3插銷試件的形狀和尺寸

圖2-4底板形狀和尺寸

⑶清理試驗底板，并用儲能焊機在插銷孔兩側的不通孔內點

焊熱電偶。

（4）將合格的插銷試件裝在實驗機上，試件帶缺口或螺紋的一

端端面與底板上表面齊平。

⑸根據插銷材料的屈服極限值及實驗要求估算施加的試驗

拉伸應力3,并按下列公式換算成預加應變值&，在靜態電阻應變

儀上預先調好。

應變換算公式：，式中A為插銷試棒缺口處截面積（mm2）;K

為傳感器的標定系數(1/N1

(6)焊條按要求進行烘干，烘干后測定擴散氫含量。

⑺按試驗要求對接頭進行預熱。不預熱時，試件的初始溫度

為室溫。

(8)按預先選定的規范采用手工電弧焊，在底板上垂直于底板

縱向，并通過插銷頂部的中心堆焊一條長100mm~500mm的焊

縫。同組試驗中焊道長度應相等。記錄焊接規范的數值，在x-y

記錄儀上自動記錄焊接熱循環曲線。

⑼按預定的應力值從傳感器標定圖上查出對應的應變值，調

節應變儀懸鈕使指針指向此值。

(io)焊件冷卻到15CTC時開始施加預定拉伸應力3,并應在1

分鐘內且在冷卻至100℃以前加載完畢。加載后使靜態應變儀的

指針為零。

(11)調好電動時鐘微動開關，記錄從加載完畢到插銷試棒斷裂

的時間tio在無預熱時保持載荷16h,在有預熱時保持載荷24h,

仍不斷裂時即可卸裁。

(12)重復上述步驟，只改變預加拉伸應力。

(13)重復1~12步，只改變焊條的烘干規范。

(14)重復1~12步，只改變底板預熱溫度。

（15）實驗結束后，將儀器、儀表恢復到原始狀態，并清理現場。

五、實驗報告要求

⑴明確本次實驗目的；

⑵簡述本次實驗的實驗原理；

⑶實驗材料與實驗內容；

（4）實驗步驟；

⑸分析實驗數據；

（6）分析實驗中存在的問題；

《焊接結構》實驗指導書

實驗一不同焊接參數下平板變形量測量與分析

一、實驗目的

1、掌握不同焊接參數下平板變形量測量的基本方法。

2、掌握不同焊接參數下平板變形的規律。

二、實瞼儀器、設備和材料

㈠焊接方法及設備

焊接方法：手工電弧焊

焊接設備：交流弧焊機及其輔助設施

㈡實驗條件

1.試件尺寸：2mmx150mmx300mm（Q235鋼）

2.試件材料：Q235A、

3.焊接規范：

見下表

板厚焊接電流

2mm鋼60A90A120A

4.測點分布

如下圖1所示

圖12mm板測點分布

㈢測量工具與儀器

測量儀器包括：1、游標卡尺；2、鋼板尺。

三、實驗原理

使用游標卡尺分別測出焊前、焊后的高度h,分別記為hl.h2

填入附表內，其差值即為焊接所引起的撓曲變形。對2mm板需測

量圖1中J、K、L、M、N、P、Q、R八條豎線上的撓曲變形。

圖2變形測量示意圖

四、實驗步驟

1、了解測量撓曲變形的工辟口方法。

2、對試件初始狀態所有數據進行測量。

3、對2mm按表1中的三種規范各焊一塊。

4、測量試件焊后的所有數據。

5、對測量結果進行分析。

五、實驗結果及思考

1、按附表內容把測量數據或計算結果填入表內。

2、分析不同焊接參數下2mm焊板變形的特點。

實驗二不同焊接方法下平板變形量測量與分析

一、實驗目的

1、掌握不同焊接方法下平板變形量測量的基本方法。

2、掌握不同焊接方法下平板變形的規律。

二、實驗儀器、設備和材料

㈠焊接方法及設備

焊接方法：手工電弧焊，二氧化碳氣體保護焊

焊接設備：交流弧焊機及其輔助設施

㈡實驗條件

1.試件尺寸：2mmx150mmx300mm（Q235鋼）

2.試件材料：Q235A、

3.焊接規范：

見下表

板厚焊接電流

2mm鋼90A

4.測點分布

如實驗一圖1所示。

㈢測量工具與儀器

測量儀器包括：1、游標卡尺；2、鋼板尺。

三、實驗原理

使用游標卡尺分別測出手工電弧焊和二氧化碳氣體保護焊下

焊前、焊后的高度h,分別記為hl、h2填入附表內，其差值即為

焊接所引起的撓曲變形。對2mm板需測量實驗一圖1中J、K、L、

M、N、P、Q、R八條豎線上的撓曲變形。

四、實驗步驟

1、對試件初始狀態所有數據進行測量。

2、在手工電弧焊和二氧化碳氣體保護焊下對2mm按表1中

的規范各焊一塊。

3、測量試件焊后的所有數據。

4、對測量結果進行分析。

五、實驗結果及思考

1、按附表內容把測量數據或計算結果填入表內。

2、分析不同焊接方法下2mm焊板變形的特點。

實驗三不同焊接位置下平板變形量的分析

一、實驗目的

1、掌握不同焊接位置下平板變形量測量的基本方法。

2、掌握不同焊接位置下平板變形的規律。

二、實驗儀器、設備和材料

㈠焊接方法及設備

焊接方法：二氧化碳氣體保護焊

焊接設備：交流弧焊機及其輔助設施

㈡實驗條件

L試件尺寸：2mmx300mmx300mm（Q235鋼）

2.試件材料：Q235A、

3.焊接規范：

見下表

板厚焊接電流

2mm鋼90A

三、實驗步驟及內容

1、在二氧化碳氣體保護焊下，分別采用立焊、平焊、仰焊對

2mm按表上中的規范各焊一塊。

2、在二氧化碳氣體保護焊下，分別采用板橫向位置放置和縱

向位置放置時，按表上中的規范各焊一塊

3、分析不同焊接位置下平板的變形規律。

四、實驗結果及思考

1、分析不同焊接位置下2mm焊板變形的特點。

實驗四焊接變形的矯正

一、實驗目的

1、了解和掌握焊接變形矯正方法的原理、特點和應用范圍。

2、熟悉和掌握手工錘擊的具體操作技術和矯形工藝。

二、實驗儀器、設備和材料

1、鋼板尺、游標卡尺。

2、手錘。

3、兩塊2mm鋼板。

三、實驗原理

手工錘擊是采用手錘，錘擊焊縫及其附近金屬，使其產生一

定的延展，以抵消焊接所產生的壓縮塑性變形，從而達到矯形的

目的。

這種方法無需大型設備，工具簡單、操作靈活，廣泛應用于

薄板結構焊接變形的矯正。但這種方法有勞動強度大、工作效率

低、環境噪音大、工件表面質量差等缺點。

四、實驗步驟

1、對試件初始狀態所有數據進行測量。

2、對2mm按實驗二表］.中的規范焊一塊。

3、用手工錘擊的方法將2mm厚鋼板的撓曲變形矯正到小于

1.5mm。

五、實驗結果及思考

1、簡述手工錘擊矯正焊接變形的工作原理，優缺點及適用范

圍。

附表

線能量與撓曲變形關系數據記錄表

試件板厚2mm

1=U=

測點

V=

位置

撓曲變形(mm)

hlh2

1

2

3

4

5

6

7

8

平均

hl-焊前撓曲變形h2-焊后撓曲變形

《焊接方法及設備》實驗指導書

實驗一不同酸堿度焊條的焊接工藝性

一、實驗目的

1.通過實驗，掌握手弧焊焊接方法的操作。

2.通過實驗，驗證焊接參數對焊縫成形的影響。

二、實驗儀器、設備和材料

1,手工電弧焊機1臺

2.烘箱1臺

3.試板A3鋼8=16mm若干

4.電焊條E4303(J422)①4mm15根

5.電焊條E5015(J507)①4mm15根

6.游標卡尺1把

三、實驗原理

1.焊縫的成形

焊縫的形狀對焊縫質量和焊件的使用性能有很大影響，因此

保證合適的焊縫形狀是焊接工藝試驗首先要解決的問題。焊縫的

形狀通常用熔深H、熔寬B和余高a三個參數表示，其中最重要

的是熔深。合理的焊縫形狀要求上述三個參數之間合理的匹配。

在生產上常采用成形系數①來表示熔深和熔寬的關系：

①二B/H（式1-1）

①值大表示焊縫寬而淺；反之，表示窄而深。①值過大時，

焊縫可能焊不透；過少時，熔深中的雜質難以浮出，容易出現焊

接缺陷。手弧焊時，①的適宜范圍為1~2。

成形系數的大小直接影響熱源的使用效率和熱影響區的大

小，而且影響焊縫金屬的結晶的方向，對雜質成分的偏析、成分

的不均勻性和裂紋氣孔敏感性有著直接影響。

另外改變焊縫的形狀可以調整熔合比Y?在焊接合金鋼時，調

整熔合比Y常常是防止焊縫冶金缺陷，特別是降低裂紋的敏感性,

提高焊縫機械性能的一條重要途徑。

2.焊接電流、電弧電壓和焊接速度

焊接電流、電弧電壓和焊接速度是對焊縫成形影響最大的三

個參數，在正常使用的規范范圍內，變化規律如下：

焊接電流增大，焊縫的熔深和余高增大，熔寬沒有多大變化

（或略增大），電弧電壓增大，熔寬增大，熔深、余高減小。

焊接速度增大，線能量q/v減小，單位長度焊縫上填充金屬

量減小，熔寬、熔深、余高均減小。

為了