2023年焊接技術及自動化實驗指導書

焊接技術及自動化專業(yè)

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(yè)學生實踐能

力培養(yǎng)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(shù)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CO2保護焊焊接參數(shù)對焊縫成形的影響......36

4.實驗四鴇極氮弧焊焊接方法....................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(jié)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(tǒng)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、M3O3O砂輪機、PG-2拋光機、吹風機、

玻璃板、培養(yǎng)皿、鑲子。

2.材料：金相試樣、砂紙一套、拋光液（AL03）、腐蝕劑（4%硝酸酒精

溶液）、藥棉。

三、實驗原理

在現(xiàn)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(shù)在100?2000這個范圍，如果要求更高的放大

倍數(shù)，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1。

圖1放大鏡光學原理

當物體AB置于透鏡焦距f以外時，得到倒立的放大實像AB.（圖1（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AB,（圖I（b））,

A'B'/AB就是放大鏡的放大倍數(shù)。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(shù)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(shù)越大。一般采用的

放大鏡焦距在10——100毫米之間，即放大倍數(shù)在2.5?25倍之間。如進一

步提高放大倍數(shù)，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(shù)，就要采用顯微鏡，它的放大倍數(shù)可達到

1500?2000倍。

顯微鏡是由兩組透鏡所組成。靠近被觀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(shù)（?200。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(shù)；②透鏡的質量；③顯微

鏡的鑒別能力。

2.顯微鏡的放大倍數(shù)：圖n

物鏡的放大倍數(shù)：N物=L/F1

目鏡的放大倍數(shù)：N目=口正2

顯微鏡的總放大倍數(shù)應為物鏡放大倍數(shù)與目鏡放大倍數(shù)的乘積，即：

N總=心小=三*

片*尸2

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）

Fi-一物鏡焦距。

F2-一目鏡焦距。

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(fā)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(xiàn)帶有彩邊的光環(huán)。

通常采用單色光源（或加濾光片）。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：

一（2N*A）

式中：X-----入射光源的波長

N*A——物鏡的數(shù)值孔徑，表示物鏡的聚光能力

數(shù)值孔徑可由下式求出：N*A=〃*sin（①）

式中：

<3——物鏡與物體間介質的折射率。

①一一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Q=l,

若一物鏡的角孔徑為60,C,則其數(shù)值孔徑為：

N*A=〃*sin（30°）=1*sin（30°）=0.5

若在物鏡與試樣之間滴入一種松柏油（9=1.52）,則其數(shù)值孔徑為：N*

A=1.52*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(shù)值孔徑與放大倍數(shù)一起刻在鏡頭的外殼上，例如鏡頭上刻有

25/0o50或在65x的下面刻有0.75等數(shù)字，這個0.50或0.75即表示物鏡的

數(shù)值孔徑。高倍物鏡通常都為油浸系，油鏡頭用“油"（或OIL,OL,HL）

或外殼涂一黑圈來表示。

圖2不同介質對物鏡聚光能力的比較

四、實驗步驟

1.XJP-3C金相顯微鏡的使用

XJP-3c金相顯微鏡是精密、貴重的光學儀器，必須細心謹慎使用，注意

做到下列各點：

（1）顯微鏡應放置于平穩(wěn)的桌面上。

（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(jié)焦距。先放置粗調

螺絲，當呈現(xiàn)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(jié)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(guī)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。

⑴取樣

取樣時應根據(jù)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(jù)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(fā)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）o

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(shù)的金相砂紙上進行。砂紙?zhí)枖?shù)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銘，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(xiàn)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?shù)母g，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(xiàn)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(jù)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(shù)?？傊?，浸蝕時間以在顯微鏡下能清晰地揭示出組織的細節(jié)為準。若浸

蝕不足，可再繼續(xù)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(qū)域，并抓住其組織特征）。

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(tài)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(tài)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(tài)

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(tài)，

即接近平衡狀態(tài)）所得到的組織。根據(jù)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（F）和滲碳體（Fe3C）的這兩個

基本相組成。但由于含碳量不同，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(xiàn)各種不同的組織形態(tài)。

各種不同成分的鐵碳合金在室溫下（接近平衡狀態(tài)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）一—用3?4%硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)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(xù)的網(wǎng)狀分布于珠光體周圍。

②滲碳體（FesC）——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，F(xiàn)e3c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，F(xiàn)e3c可呈現(xiàn)不

同的形態(tài)。一次Fe3c（或FesCr）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Fe3C”）是從奧氏體中析出的，往往呈網(wǎng)

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(shù)量極微，可忽略不計。

③珠光體（P）一—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(tài)）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(shù)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）。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(shù)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(shù)再低時，珠光體的片層就不能分辯，而呈黑色。

萊氏體（Ld）——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Fe3C”,并在727c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(tài)上難以區(qū)分。

四、實驗步驟

1.在本實驗中，學生應根據(jù)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(tài)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(tài)的特征，并在圖中表示出

來。

4.根據(jù)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(jù)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）、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℃）。

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Ac,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(qū)發(fā)生分解而

得到比較接近平衡狀態(tài)的組織。

一般中碳鋼（如40、45鋼）經退火后組織穩(wěn)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(wǎng)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?50℃,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（Aci）以下的某一溫度，保溫一定時間

后以適當?shù)睦鋮s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(wěn)相，有轉變?yōu)槠渌M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(jù)，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(jù)淬火條件不同，淬火和正火實驗分五個小組進行，見表1。

(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(guī)定的溫度，根據(jù)試樣鋼號，按照表1規(guī)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

20鋼45鋼T12鋼

組另加熱溫度冷卻方式處理前硬處理后硬處理前硬處理后硬處理前硬處理后硬

(℃)度(HRC)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/毫米厚度分鐘/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：

(1)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(guī)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(xiàn)軟

八占、、，?

5.淬火時水溫應保持20?30℃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

實驗一焊縫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1）。

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）。

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，以純氨氣作載氣。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。用氨載氣將試樣筒中的氣體載入氣

相色譜系統(tǒng)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(jù)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）X100

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(tài)下的體積量（ml）；Wi---試塊重量（g）；W2----試塊和熔

敷金屬總重（g）o

在校正和分析時計算機進行如下計算：

⑴將校正氫氣的體積從現(xiàn)場氣壓和室溫計算到標準狀況。

Vo=PiVi/T|XTo/P。

13

式中V（）一一校正氫氣（劑量腔在校正時注入的氫氣）在標準狀況下的體

積（ml）；Pi一一現(xiàn)場氣壓（hPa）；V）一一校正氫氣在室溫和現(xiàn)場氣壓下的體

積，即校正閥劑量腔的容積（ml）；T]一一室溫（K）；To一一273K；P（）一—

1013hPao

對于儀器來說，只要輸入P，「兩參數(shù)即可算出Vo,因其他參數(shù)及算法

程序已被固化。

⑵校正積分值的均值的計算。

F0=EFi/i

式中F（）-----校正積分值均值；EE-----所作每次校正積分值的總和；i

---有效校正次數(shù)（i=l~20）o

⑶計算被分析氫的體積

VH=FH/FOXVO

式中VH一—被測取樣器相應試樣筒中擴散氫在標準狀況下的體積；FH

一一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

⑴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，乙酸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150C,保溫時間為lh。烘干后的焊條在100?

120℃保溫，隨用隨取。

⑶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），用氤氣置換筒中空氣，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。

⑸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）。

（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

14

⑴主機面板介紹（參見圖1和圖2）

⑵儀器分析,操’壓力表流量計信號顯示過程顯示

劑量閥

圖1HD-4擴散氫測定儀前面板

圖2HD-4擴散氫測定儀后面板

1）鋼瓶僦氣經過干燥筒接到氤氣入口上。

2）鋼瓶氫氣接到氫氣入口上。

3）取下分子篩柱箱在色譜柱管中裝入剛活化過的30?40目5A分子篩。

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）打開氤氣鋼瓶并調節(jié)其上的減壓閥，將輸出氣壓調節(jié)到0.15?0.20MP。

8）調節(jié)穩(wěn)壓閥并打開截止閥使流量計指示負氣流量在250?300ml/min,

壓力表指示在0.06~0.10MPo

9）打開氫氣截止閥，調節(jié)氫氣瓶減壓閥。以手觸摸氫氣出口，有輕微毗

15

毗聲和穩(wěn)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(tài)，控制表頭顯示T

-----'字樣（若出現(xiàn)異碼，點按鍵盤'系統(tǒng)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(wěn)

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(wěn)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。

「、H依次代表這四個參數(shù)，以vy移位鍵選中，配合今，及4,鍵即可

對參數(shù)進行修改調整，按'確認'鍵表示微機確認參數(shù)。參數(shù)輸入格式采用四

位，例如9月8日請鍵入0,9,0,8四數(shù)字鍵，不足四位的參數(shù)高位補上，0

氣壓單位采用百帕（hp）,溫度單位采用攝氏度（°C）。如果儀器未設定參數(shù),

微機將按默認值運算。

13）按，校正以對儀器進行校正。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十，字符，此時按下，橋零，鍵并監(jiān)測

信號表頭至顯示為零為止。這時控制表頭會顯示1—XX，字符（XX代表校正

次數(shù)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）。經過程序延時約18秒鐘，控制表頭出現(xiàn)，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，氫峰過后約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(tài)。可校正和其他操作。（在第一次校正時儀

器先打印設定的參數(shù)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(wěn)定按，測

量微機系統(tǒng)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(tài)。前部分是測量氫氣，后部分監(jiān)測氮氣。測量結束后儀

器進入等待狀態(tài)。（旋轉方向0—1、1—2、2-3、3T4#）。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，氫氣瓶和氤氣瓶總閥及減壓閥，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(tài)，并清理現(xiàn)場。

五、實驗報告要求

⑴分析實驗數(shù)據(jù)，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。

16

實驗二斜Y型坡口焊縫裂紋實驗

一、實驗目的

1、掌握斜丫型坡口實驗方法；

2、掌握實驗中出現(xiàn)的各種問題的正確分析；

3、掌握焊縫在應力集中、拘束狀態(tài)下以及粗晶區(qū)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、

乙快瓶、減壓閥、焊炬一套、1000C溫度計等。

2、焊接試板：45鋼或40Cr鋼（也可根據(jù)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(jù)實際情

況確定。

3、焊接材料及工藝參數(shù)

焊條型號：E4303、E5015J根據(jù)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/min。

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(shù)及工藝

1、焊接參數(shù)

焊接速度170/mm/min；電弧電壓24V；焊接電流：170A。

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(xiàn)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(wěn)、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。

17

（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16mmxl2mmxl2mm。為保證焊接熔合區(qū)組織的可靠性，切割試

樣可采用無齒鋸、線切割和氧乙怏熔割方法。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(tài)，并清理現(xiàn)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(tài)度、團結協(xié)作、按時完成實驗報告評定成績。

18

實驗三插銷實驗

一、實驗目的

⑴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；

⑷了解具體鋼種插銷實驗數(shù)據(jù)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-WLMT型x-y函數(shù)記錄儀（1臺）；

⑶BZ2205C型程控靜態(tài)電阻應變儀（1臺）；

（4）DR-500型儲能點焊機（1臺）；

⑸WSM-400逆變直流脈沖僦弧焊機（1臺）；

（6）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、平頭鍥刀、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(huán)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(qū)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(shù)值時，插銷就不再斷裂,此時的應力稱為“臨

界應力”，以可表示。它可以作為評價被實驗材料的焊接冷裂紋敏感性的指

初i°

19

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dj

伸應力。曲線1為材料的起裂曲線，曲線2慳

為材料的斷裂曲線。由圖可見，含氫鋼加載

潛伏期\\裂紋傳播

斷裂時存在一個上臨界應力。叫超過此應力「

值試件很快斷裂，沒有延遲破壞的現(xiàn)象。此、~3一

外，還存在一個下臨界應力Ocr，低于該應力I______________J____，t

值時，不管加載時間多長試件都不斷裂。當圖2-1延遲斷裂時間與應力關系

應力值在Guc和dr之間時，就會產生由氫引1一起裂曲線；2—斷裂曲線

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

⑴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(tài)是否正常。

聲發(fā)贏測儀II

靜態(tài)電阻應變儀

hi令

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。

20

其余十

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(jù)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5,

并按下列公式換算成預加應變值￡i，在靜態(tài)電阻應變儀上預先調好。

應變換算公式：￡,=5xAxK,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(shù)（1/N）o

（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(guī)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(guī)范的數(shù)值，在x-y記錄儀上自動記錄焊接熱循環(huán)曲線。

21

（9）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(jié)應變儀懸

鈕使指針指向此值。

（10）焊件冷卻到15OC時開始施加預定拉伸應力5,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(tài)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，

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。

?重復上述步驟，只改變預加拉伸應力。

?重復1?12步，只改變焊條的烘干規(guī)范。

（14）重復1?12步，只改變底板預熱溫度。

?實驗結束后，將儀器、儀表恢復到原始狀態(tài)，并清理現(xiàn)場。

五、實驗報告要求

（1）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(shù)據(jù)；

（6）分析實驗中存在的問題；

22

《焊接結構》實驗指導書

實驗一不同焊接參數(shù)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(shù)下平板變形量測量的基本方法。

2、掌握不同焊接參數(shù)下平板變形的規(guī)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

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(guī)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

23

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具和方法。

2、對試件初始狀態(tài)所有數(shù)據(jù)進行測量。

3、對2mm按表1中的三種規(guī)范各焊一塊。

4、測量試件焊后的所有數(shù)據(jù)。

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(shù)據(jù)或計算結果填入表內。

2、分析不同焊接參數(shù)下2mm焊板變形的特點。

24

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(guī)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(guī)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(tài)所有數(shù)據(jù)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(guī)范各焊一

塊。

3、測量試件焊后的所有數(shù)據(jù)。

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(shù)據(jù)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。

25

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(guī)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

1?試件尺寸：2mmX300mmX300mm（Q235鋼）

2.試件材料：Q235A,

3.焊接規(guī)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(guī)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(guī)范各焊一塊

3、分析不同焊接位置下平板的變形規(guī)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。

26

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(huán)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(tài)所有數(shù)據(jù)進行測量。

2、對2mm按實驗二表1中的規(guī)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(yōu)缺點及適用范圍。

27

附表

線能量與撓曲變形關系數(shù)據(jù)記錄表

試件板厚2mm

測點1=U=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

28

《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(shù)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