《焊工工艺学教学》课件.pptx

焊接工艺学教学导论焊接工艺学是连接材料科学与工程应用的重要桥梁。本课程旨在培养学生的焊接理论与实践能力。从古代锻焊到现代激光焊接，焊接技术见证了人类工业文明的进步历程。焊接应用广泛，从日常生活用品到航天器，从微小电子到巨型桥梁，无处不在。作者：

焊接基础知识焊接定义焊接是通过热能或压力使材料分子相互融合的金属连接技术。焊接方法分类熔焊：材料熔化后凝固连接。压焊：通过压力实现固态连接。钎焊：利用熔点低于母材的填充金属。焊接接头形式对接：两工件端面相对。搭接：两工件表面重叠。角接：两工件成角度相交。T形接：一工件垂直于另一工件。

焊接材料焊条包括芯丝和药皮两部分。常用于手工电弧焊。焊丝无药皮的金属丝。用于气体保护焊和埋弧焊。焊剂保护熔池，稳定电弧并提供合金元素。气体提供保护气氛，防止氧化和氮化。

焊接设备手工电弧焊机通过变压器或逆变器提供电弧所需电流。操作简单，应用广泛。气体保护焊机配备送丝机构和气体供应系统。适用于各种金属材料焊接。埋弧焊机具有焊剂供给和回收装置。主要用于厚板焊接和长焊缝制作。

焊接冶金基础金属晶体结构是原子按特定方式排列形成的规则三维结构。焊接热循环导致金属发生复杂相变，形成特殊组织结构。热影响区的冶金变化直接影响焊接接头性能。

焊接应力与变形焊接应力定义：焊接过程中因热胀冷缩产生的内应力。类型：纵向应力，横向应力，角变形应力。影响：可能导致接头开裂或使用性能下降。焊接变形定义：焊接过程中工件产生的尺寸和形状变化。类型：收缩变形，角变形，波浪变形，扭曲变形。后果：影响产品精度和外观质量。控制方法工艺控制：合理的焊接顺序，多层多道焊。装配措施：预变形，强制约束。焊后处理：机械矫正，热矫正，振动时效。

手工电弧焊（SMAW）电弧原理电极与工件间产生稳定电弧，温度高达5000°C以上。高温电弧使焊条和母材熔化，形成熔池后凝固连接。设备组成焊机提供电源，焊钳夹持焊条，面罩保护焊工。焊条由芯丝和药皮组成，药皮熔化形成保护气体和渣层。操作技术起弧要快速轻巧，运条要保持适当角度和速度。焊接参数包括电流，电压，焊接速度和焊条角度。

手工电弧焊工艺焊接位置平焊最容易操作，立焊需控制熔池，横焊防止下塌，仰焊技术难度最高。焊条运动方式直线焊适用于薄板，锯齿形焊增加熔深，月牙形焊控制熔池凝固。多层焊技术目的是填充大型接头，提高力学性能。每层焊完需清理焊渣。

气体保护焊（GMAW/GTAW）保护原理惰性或活性气体排除空气，防止焊缝氧化和氮化主要设备焊机，焊枪，送丝机构，气体供应系统操作要点保持合适的焊枪角度，距离和运行速度气体保护焊分为熔化极（GMAW）和非熔化极（GTAW）两大类。保护气体隔绝空气，防止熔池氧化。

气体保护焊工艺GMAW工艺特点金属熔滴过渡形式包括短路过渡，球状过渡和射滴过渡。焊接参数影响熔滴过渡形式和焊缝质量。碳钢用CO?或混合气不锈钢用Ar+O?混合气铝合金用纯Ar气GTAW工艺特点钨极直径选择与电流相匹配，尖端磨制角度影响电弧稳定性。保护气体主要使用高纯氩气，特殊情况下使用氦气。适合精密焊接薄板首选方法质量要求高的场合

埋弧焊（SAW）工作原理电弧在粒状焊剂层下燃烧，焊接过程不可见。设备系统焊机，送丝系统，焊剂供给和回收装置。参数控制电流，电压，焊接速度，焊剂层厚度需精确控制。质量监控通过电流，电压波形和焊缝外观间接判断。

埋弧焊工艺98%接头成形率埋弧焊接头成形良好，几乎无需后处理15mm单道焊厚度单次焊接可达到的最大焊接厚度40m/h焊接速度高效率焊接工艺，生产效率远超手工焊埋弧焊广泛应用于造船，桥梁，压力容器等厚板结构制造。具有自动化程度高，焊缝质量稳定的特点。

电阻焊（RW）焊接原理利用电流通过接触面产生的电阻热和加压力实现连接电极作用导电，加压，冷却，影响焊点质量时间控制预压时间，焊接时间，保持时间精确控制压力控制确保良好接触，排除熔化金属中气体

电阻焊工艺点焊两电极压紧搭接工件，通电形成单个焊点。广泛应用于汽车车身制造。缝焊轮状电极连续或间歇旋转，形成连续或断续焊缝。用于需要密封性的容器。凸焊工件上预先压制凸点，焊接时电流集中于凸点处。适合批量生产。

特种焊接方法特种焊接方法突破传统焊接限制，应用于特殊材料和工况。激光焊接能量密度高，焊缝细小，热影响区小，变形少。电子束焊接在真空中进行，焊缝深宽比大，适合精密焊接。等离子弧焊接温度高，穿透能力强，适用于各种金属材料。

常用金属材料的焊接碳钢焊接焊接性良好，常用手工电弧焊，气保焊或埋弧焊合金钢焊接需要预热和焊后热处理，防止冷裂纹不锈钢焊接控制热输入，防止晶间腐蚀和热裂纹

有色金属的焊接金属类型主要挑战推荐焊接方法特殊要求铝及铝合金氧化膜，导热性高TIG，MIG焊接清除氧化膜，预热铜及铜合金导热性极高，易产生气孔TIG，气焊大功率热源，预热钛及钛合金高活性