焊接與切割概述

焊接與切割概述第一頁，共33頁。第一節(jié)焊接與切割概述第二頁，共33頁。（一）基本原理在機械制造工業(yè)中,常用的聯(lián)接方法有：螺栓聯(lián)接、鍵聯(lián)接、鉚釘聯(lián)接和焊接等，根據(jù)這些方法的聯(lián)接特點，通常將其分為兩大類：第三頁，共33頁。（一）基本原理一類是機械聯(lián)接，即可以折卸的聯(lián)接，就是不必?fù)p壞被聯(lián)接零件本身就可以將它們分開，螺栓聯(lián)接和鉚釘聯(lián)接就屬于這一類。另一類是永久性聯(lián)接，即不可折卸聯(lián)接，就是必須損壞被聯(lián)接零件本身才可將它們分開，焊接就屬于這一類。第四頁，共33頁。（一）基本原理焊接時就是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且使用或不用填充材料，使工件達(dá)到原子（或分子）間結(jié)合的方法。要使兩部分金屬材料達(dá)到永久性聯(lián)接的目的，就必須使分離的金屬接近到能使原子間產(chǎn)生足夠大的結(jié)合力，才能形成牢固的接頭。表面凹凸不平，氧化膜第五頁，共33頁。（二）焊接方法的分類按照焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三類。第六頁，共33頁。（二）焊接方法的分類1.熔化焊熔化焊是利用局部加熱的方法將聯(lián)接處的金屬加熱至熔化狀態(tài)而完成的焊接方法。金屬熔化削除了表面凹凸不平，熔化了氧化膜。常見的氣焊、焊條電弧焊、電渣焊、氣體保護焊、等離子弧焊、激光焊等均屬于熔化焊的范疇。第七頁，共33頁。激光焊機第八頁，共33頁。2.壓力焊壓力焊是利用焊接時施加一定壓力完成焊接的方法。一是將被焊金屬接觸部分加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，然后施加一定壓力，如鍛焊、接觸焊、摩擦焊和氣壓焊等就是這種類型的壓力焊方法。二是不進(jìn)行加熱，僅在被焊金屬接觸面上施加足夠大的壓力，借助于壓力所引起的塑性變形，以使原子間相互接近而獲香牢固的壓擠接頭，這種壓力焊的方法有冷壓焊、爆炸焊等。第九頁，共33頁。3.釬焊釬焊是把比被焊金屬熔點低的釬料金屬加熱熔化至液態(tài)，然后使其滲透到被焊金屬接縫的間隙中而達(dá)到結(jié)合的方法。焊接時被焊金屬處于固體狀態(tài)，工件只適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行加熱，沒有受到壓力的作用，僅依靠液態(tài)金屬與固態(tài)金屬之間的原子擴散而形成牢固的焊接接頭。常見的釬焊方法有鉻鐵釬焊、火焰釬焊等。第十頁，共33頁。第十一頁，共33頁。按照金屬切割過程中加熱方法的不同大致可以把切割方法分為火焰切割、電弧切割和冷切割三類。第十二頁，共33頁。1.火焰切割：預(yù)熱－燃燒－吹渣（1）氧－乙炔氣割（2）液化石油氣切割（3）氫氧源切割（4）氧熔劑切割第十三頁，共33頁。2.電弧切割：熔化－吹渣電弧切割按生成電弧的不同或分為：（1）等離子弧切割（2）碳弧氣割第十四頁，共33頁。3.冷切割冷切割后工件相對變形較小。（1）激光切割：利用激光束材料穿透，并使激光束移動而實現(xiàn)切割的方法。（2）水射流切割：水射流切割是利用高壓換能泵產(chǎn)生出200~400MPa的高壓水的水束動能，來實現(xiàn)材料的切割。第十五頁，共33頁。第十六頁，共33頁。第十七頁，共33頁。芬蘭ALIKO水射流切割機第十八頁，共33頁。（一）焊接與切割技術(shù)的發(fā)展概況釬焊：五千多年春秋戰(zhàn)國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍，是分段釬焊連接而成的壓焊：兩千多年戰(zhàn)國時期制造的刀劍，刀刃為鋼，刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開物》一書記載：中國古代將銅和鐵一起入爐加熱，經(jīng)鍛打制造刀、斧；用黃泥或篩細(xì)的陳久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船錨熔焊：一百多年第十九頁，共33頁。（一）焊接與切割技術(shù)的發(fā)展概況19世紀(jì)初，英國的戴維斯發(fā)現(xiàn)電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫?zé)嵩础?885～1887年,俄國的別納爾多斯發(fā)明碳極電弧焊鉗。1900年又出現(xiàn)了鋁熱焊。20世紀(jì)初，碳極電弧焊和氣焊得到應(yīng)用，同時還出現(xiàn)了薄藥皮焊條電弧焊。在此期間，美國的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度，制成自動電弧焊機。1930年美國的羅賓諾夫發(fā)明使用焊絲和焊劑的埋弧焊，焊接機械化得到進(jìn)一步發(fā)展。第二十頁，共33頁。（一）焊接與切割技術(shù)的發(fā)展概況40年代，為適應(yīng)鋁、鎂合金和合金鋼焊接的需要，鎢極和熔化極惰性氣體保護焊相繼問世。1951年蘇聯(lián)的巴頓電焊研究所創(chuàng)造電渣焊。1953年，蘇聯(lián)的柳巴夫斯基等人發(fā)明二氧化碳?xì)怏w保護焊。

1957年美國的蓋奇發(fā)明等離子弧焊；40年代德國和法國發(fā)明的電子束焊，也在50年代得到實用和進(jìn)一步發(fā)展；60年代又出現(xiàn)等離子、電子束和激光焊接。

第二十一頁，共33頁。（一）焊接與切割技術(shù)的發(fā)展概況近年來，太陽能焊、冷壓焊等新型焊接設(shè)備開始研制，特別是在焊接生產(chǎn)自動化及電子計算機在焊接切割生產(chǎn)中的應(yīng)用方面有很大發(fā)展，將會使焊接切割技術(shù)的發(fā)展達(dá)到一個新階段。第二十二頁，共33頁。（二）焊接與切割的應(yīng)用焊接生產(chǎn)周期短、結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活，用材合理能夠以小拼大等一系列優(yōu)點。在造船、電站、汽車、石油、橋梁、礦山機械等行業(yè)中，已成為不可缺少的加工手段。在世界主要的工業(yè)國家里，每年鋼產(chǎn)量的45%左右要用于生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)。一輛小轎車，需要焊接5000~12000個焊點一艘30萬噸油輪要焊1000公里長的焊縫一架飛機的焊點多達(dá)20~30萬個第二十三頁，共33頁。第二十四頁，共33頁。第二十五頁，共33頁。第二十六頁，共33頁。（二）焊接與切割的應(yīng)用除了可以焊接普通的材料外，還有如超高強度鋼、活性金屬、難熔金屬以及各種非金屬的焊接。由于各類產(chǎn)品日益向高參數(shù)（高溫、高壓、高壽命）、大型化方向發(fā)展，焊接結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，焊接工作量越來越大，這對于焊接生產(chǎn)的質(zhì)量、效率等提出了更高的要求。第二十七頁，共33頁。（一）什么是特種作業(yè)特種作業(yè)是指容易發(fā)生人員傷亡事故，對操作者本人、他人、周圍設(shè)施的安全有重大危害的作業(yè)。直接從事這些作業(yè)的人員，即特種作業(yè)人員的安全技術(shù)素質(zhì)行為對于安全狀況是至關(guān)重要的，許多重大、大事故就是因為這些作業(yè)人員的違章造成的。第二十八頁，共33頁。危險因素主要工傷事故有害因素主要職業(yè)危害可燃易爆物品壓力容器和燃料容器電機、電器明火登高或水下作業(yè)、在金屬容器等狹小里操作爆炸火災(zāi)觸電灼燙急性中毒高處墜落物體打擊電焊煙塵有毒氣體弧光輻射射線高頻電磁場噪聲熱輻射電焊塵肺慢性中毒血液疾病焊工金屬熱皮膚疾病電光性眼病神經(jīng)系統(tǒng)疾病第二十九頁，共33頁。（二）金屬焊接（氣割）作業(yè)是特種作業(yè)為切實保護工人的安全與，國家經(jīng)貿(mào)委于1999發(fā)布的第13號主任令《特種作業(yè)人員安全技術(shù)培訓(xùn)考核管理辦法和國家標(biāo)準(zhǔn)GB5306—85《特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》中規(guī)定：金屬焊接（氣割）作業(yè)是特種作業(yè)，直接從事特種作業(yè)者，稱特種作業(yè)人員。特種作業(yè)人員，必須進(jìn)行安全教育和安全技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考核合格并取得國家勞動部統(tǒng)一制作的安全技術(shù)操作證后方準(zhǔn)獨立作業(yè)。第三十頁，共33頁。（三）學(xué)習(xí)焊接安全技術(shù)的目的學(xué)習(xí)焊接安全技術(shù)的目的在于使有關(guān)的管理人員、操作工人掌握焊接操作的基本原理，操作安全及防護的方法，嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)《焊接與切割安全》（GB9448—88）及各項有關(guān)安全操作規(guī)程，保證安全生產(chǎn)以及遇到緊急情況時能及時做出適當(dāng)?shù)奶幚恚瑥亩Ｗo操作者自己及廠房設(shè)備不遭到損害。第三十一頁，共33頁。焊接安全技術(shù)研究的主要內(nèi)容