《焊接技術(shù)概論》課件

焊接技術(shù)概論焊接是一種金屬加工工藝,通過(guò)局部加熱和融化以及再凝固的方式,將金屬部件牢固地連接在一起。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,是制造業(yè)不可或缺的重要技術(shù)。M什么是焊接焊接的定義焊接是將兩個(gè)或多個(gè)金屬部件通過(guò)加熱、壓力或二者的作用，使其表面熔融或軟化，然后凝固而產(chǎn)生牢固連接的工藝過(guò)程。焊接的目的通過(guò)焊接可以實(shí)現(xiàn)金屬零件的永久性連接,用于制造各種機(jī)械設(shè)備和結(jié)構(gòu)件。焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要工藝。焊接的特點(diǎn)連接方式靈活,適用于各種形狀尺寸的金屬構(gòu)件連接強(qiáng)度高,能承受較大的外載荷能實(shí)現(xiàn)材料異種金屬的連接焊接的發(fā)展歷程1起源焊接技術(shù)可以追溯到公元前的鐵器時(shí)代2早期發(fā)展20世紀(jì)初,電焊技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)并應(yīng)用3現(xiàn)代進(jìn)步二戰(zhàn)后,焊接技術(shù)高速發(fā)展,成為關(guān)鍵制造工藝4未來(lái)趨勢(shì)焊接技術(shù)將向自動(dòng)化、智能化和清潔化方向發(fā)展焊接技術(shù)起源于遠(yuǎn)古時(shí)期的鐵器制造,隨著工業(yè)革命和科技進(jìn)步不斷發(fā)展。從手工焊接到電弧焊、氣焊,到如今的激光焊、機(jī)器人焊等先進(jìn)技術(shù),焊接在工業(yè)制造中扮演著越來(lái)越重要的角色,正朝著自動(dòng)化、智能化和清潔化的方向不斷前進(jìn)。焊接的特點(diǎn)1高效焊接工藝總體上效率較高,可快速完成連接,大大提高了生產(chǎn)效率。2牢固通過(guò)焊接形成的接頭質(zhì)量較好,具有很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和使用壽命。3美觀焊接接頭可以做到外觀整潔,通過(guò)合理的工藝設(shè)計(jì)可以提升產(chǎn)品外觀。4經(jīng)濟(jì)焊接工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)成本較低,不需要過(guò)多的輔助材料,可以大幅降低成本。焊接的基本原理熱能的產(chǎn)生焊接過(guò)程中通過(guò)電弧或燃料燃燒產(chǎn)生高溫?zé)崮?使工件局部熔融并凝固形成焊縫。表面張力的作用熔融金屬表面張力的作用可促進(jìn)熔池形狀的變化和熔渣的排出。冷卻過(guò)程焊縫區(qū)域的冷卻速度決定了焊縫的性能,需要合理控制冷卻過(guò)程。焊接金屬學(xué)焊接過(guò)程中的金屬相變、強(qiáng)化機(jī)制等焊接金屬學(xué)原理決定了焊縫性能。焊接材料的分類(lèi)基本材料包括基材和焊材。基材通常為鋼鐵、鋁合金等金屬材料，焊材包括熔化型焊材和非熔化型焊材。輔助材料包括焊劑、保護(hù)氣體等。焊劑能夠清潔基材表面，促進(jìn)熔池流動(dòng);保護(hù)氣體則可以防止焊縫氧化。專(zhuān)用材料適用于特殊焊接工藝,如釬料、粉末冶金材料。它們具有特殊的性能,滿(mǎn)足特定的焊接需求。檢測(cè)材料用于焊件質(zhì)量檢測(cè),如滲透探傷劑、磁粉探傷劑等。確保焊接質(zhì)量達(dá)標(biāo)。焊材的選擇焊材選擇根據(jù)焊接部件的材質(zhì)、厚度、使用環(huán)境等因素合理選擇焊材。焊材應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐腐蝕性。焊接工藝選擇與焊接工藝相匹配的焊材,如手工電弧焊、氣體保護(hù)焊、埋弧焊等。確保焊材與工藝相適應(yīng)。焊接質(zhì)量仔細(xì)檢查焊材的成分、力學(xué)性能、尺寸公差等,確保焊接質(zhì)量符合要求。選用合格的焊材很關(guān)鍵。焊劑的作用保護(hù)電弧焊劑可以產(chǎn)生保護(hù)性氣體，隔絕空氣,防止焊渣和熔融金屬與空氣接觸?？刂屏鲃?dòng)性焊劑能調(diào)節(jié)焊渣的粘度和表面張力,使熔融金屬流動(dòng)性良好。清除氧化物焊劑含有還原性成分,可以清除焊接過(guò)程中產(chǎn)生的氧化物和其他雜質(zhì)。改善金屬性能焊劑還能促進(jìn)合金元素的合理分布,提高焊接金屬的強(qiáng)度和塑性。焊接設(shè)備介紹焊接過(guò)程需要各種專(zhuān)業(yè)設(shè)備的配合,包括焊機(jī)、焊槍、輔助裝置等。焊機(jī)是焊接的核心動(dòng)力設(shè)備,提供電流和電壓。焊槍則用于控制電弧、輸送焊材,保護(hù)焊區(qū)免受空氣氧化。輔助裝置如送絲機(jī)、氣體保護(hù)裝置等則提高焊接質(zhì)量和效率。焊接電源分類(lèi)1交流電焊機(jī)使用交流電作為動(dòng)力來(lái)源,產(chǎn)生焊接電弧,適用于各種焊接工藝。廣泛應(yīng)用于工廠車(chē)間及建筑施工現(xiàn)場(chǎng)。2直流電焊機(jī)使用直流電作為動(dòng)力來(lái)源,產(chǎn)生穩(wěn)定的焊接電弧,適用于精密薄板焊接。常見(jiàn)于維修、加工、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等領(lǐng)域。3逆變式焊機(jī)采用高頻逆變技術(shù),體積小、重量輕、能效高,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)器人焊接。廣泛應(yīng)用于各類(lèi)焊接工藝。4雙電源焊機(jī)集交流電和直流電兩種電源于一體,可滿(mǎn)足各種焊接工藝的需求,適用范圍廣泛。焊接電源的參數(shù)輸入電壓決定焊機(jī)的電能輸入，通常為交流電壓110V或220V輸出電壓焊機(jī)在焊接過(guò)程中輸出給焊弧的電壓，通常在15-60伏之間輸出電流焊機(jī)輸出給焊弧的電流強(qiáng)度，決定焊接熱量和焊縫形狀負(fù)載特性描述焊機(jī)在不同負(fù)載條件下的輸出電壓和電流的變化關(guān)系效率反映焊機(jī)電能轉(zhuǎn)換效率，決定了能耗和散熱情況焊接接頭的種類(lèi)對(duì)接焊接兩個(gè)板面直線(xiàn)對(duì)接焊接，是最基本和常用的焊接接頭。角焊接使用勾形或三角形的焊縫將兩塊板焊接在垂直或傾斜位置。重疊焊接將兩塊板材重疊在一起并焊接在接觸面上。邊緣焊接在板材的邊緣上進(jìn)行焊接，用于加強(qiáng)邊緣并形成密封。焊道形態(tài)及其控制1橫截面形狀凸面、平面、凹面等多種焊道外觀形狀2焊道尺寸焊長(zhǎng)、焊寬、焊深等參數(shù)的控制3焊縫質(zhì)量無(wú)氣孔、無(wú)裂紋、無(wú)夾渣等指標(biāo)焊道形態(tài)是評(píng)價(jià)焊接質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。通過(guò)調(diào)整焊接電流、電壓、焊速等參數(shù)，可以控制焊道的橫截面形狀、尺寸大小以及焊縫質(zhì)量。合理的焊道形態(tài)有利于提高焊接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和美觀度。熔滴轉(zhuǎn)移方式短路熔滴轉(zhuǎn)移短路熔滴轉(zhuǎn)移是最常見(jiàn)的熔滴轉(zhuǎn)移方式。焊絲尖端與工件短路時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小熔滴,斷開(kāi)后被電弧拉長(zhǎng)并轉(zhuǎn)移到工件上。這種方式電流低、焊渣少、濺渣少,適用于薄板焊接。噴濺熔滴轉(zhuǎn)移噴濺熔滴轉(zhuǎn)移是用高電流和電壓產(chǎn)生的電弧將熔融金屬以細(xì)小尖銳的熔滴形式噴濺到工件上。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)高熔融效率和深熔透,適用于厚板的焊接。脈沖熔滴轉(zhuǎn)移脈沖熔滴轉(zhuǎn)移是將焊機(jī)輸出電流調(diào)制成脈沖波形,利用電流脈沖控制熔滴的轉(zhuǎn)移。這種方式能兼顧低電流和低濺渣,適用于薄板和精密焊接。焊接電弧現(xiàn)象焊接電弧是一種高溫電離氣體放電現(xiàn)象。焊接電弧可以產(chǎn)生高達(dá)幾萬(wàn)度的溫度,能夠熔融金屬并完成焊接。電弧的穩(wěn)定性、功率密度、熱量輸入等特性直接影響焊接質(zhì)量。合理控制電弧參數(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊縫至關(guān)重要。焊接過(guò)程中的熱輸入熱量分布焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量,熱量的分布和傳播會(huì)影響焊縫質(zhì)量和變形。熱量主要集中在焊道附近,隨距離衰減。熱輸入?yún)?shù)影響焊接熱輸入的主要參數(shù)有焊接電流、電壓、焊速以及焊材等。通過(guò)合理控制這些參數(shù)可以調(diào)節(jié)熱輸入量。熱輸入控制合理控制熱輸入是確保焊縫質(zhì)量和降低變形的關(guān)鍵。通過(guò)科學(xué)選擇焊接參數(shù),可以精準(zhǔn)控制熱輸入量,從而優(yōu)化焊接工藝。殘余應(yīng)力和變形1殘余應(yīng)力焊接過(guò)程中產(chǎn)生的熱量使金屬局部加熱膨脹,在冷卻時(shí)會(huì)引起焊縫區(qū)域和附近的金屬發(fā)生內(nèi)部應(yīng)力,即殘余應(yīng)力。這些殘余應(yīng)力會(huì)影響焊件的使用性能。2焊接變形焊接時(shí)金屬受熱膨脹和冷卻收縮,會(huì)導(dǎo)致焊件發(fā)生各種形式的變形,如彎曲、扭曲、收縮等。需要采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧﹣?lái)控制變形。3應(yīng)力和變形的控制通過(guò)適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù)設(shè)計(jì)、焊件預(yù)熱、焊道控制、焊后熱處理等措施,可以有效地降低焊接殘余應(yīng)力和變形的程度。焊縫質(zhì)量評(píng)定外觀檢查對(duì)焊縫的表面形態(tài)、尺寸、色澤、裂紋等進(jìn)行視覺(jué)檢查,評(píng)估焊接質(zhì)量。無(wú)損檢測(cè)采用超聲波、X射線(xiàn)等技術(shù),對(duì)焊縫內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè),全面評(píng)估焊接質(zhì)量。力學(xué)性能測(cè)試進(jìn)行拉伸、沖擊等力學(xué)試驗(yàn),評(píng)估焊縫的抗拉強(qiáng)度、韌性等性能指標(biāo)。焊接工藝參數(shù)的確定1材料性質(zhì)分析根據(jù)工件材料的物理化學(xué)特性,確定焊接方法和材料。2焊接工藝選擇根據(jù)工件形狀、尺寸、位置等因素,選擇合適的焊接方法。3工藝參數(shù)調(diào)整通過(guò)試焊實(shí)驗(yàn),優(yōu)化電流、電壓、焊接速度等關(guān)鍵參數(shù)。焊接工藝規(guī)程編制明確焊接目的確定即將完成的焊接任務(wù)的具體目標(biāo)和要求。確定焊接工藝參數(shù)根據(jù)所用材料、焊接方法等選擇合適的焊接電流、電壓、速度等參數(shù)。編制焊接步驟詳細(xì)列出焊接操作的各個(gè)步驟,確保工藝順序合理,操作流程標(biāo)準(zhǔn)化。制定質(zhì)量控制措施制定焊縫外觀檢查、力學(xué)性能測(cè)試等方法,保證焊接質(zhì)量。記錄并優(yōu)化工藝對(duì)實(shí)際焊接情況進(jìn)行記錄,持續(xù)改進(jìn)優(yōu)化焊接工藝,確保焊接穩(wěn)定可靠。焊接質(zhì)量控制過(guò)程監(jiān)控通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接參數(shù)和工藝狀況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正偏差,確保焊接質(zhì)量穩(wěn)定。檢測(cè)手段采用X射線(xiàn)、超聲波等非破壞性檢測(cè)技術(shù),對(duì)焊縫進(jìn)行全面檢查,識(shí)別內(nèi)部缺陷。質(zhì)量評(píng)估依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)焊縫外觀、尺寸、力學(xué)性能等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估,確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求。持續(xù)改進(jìn)收集焊接質(zhì)量數(shù)據(jù),分析問(wèn)題原因,采取措施持續(xù)優(yōu)化工藝,提升焊接質(zhì)量。焊接工藝的選擇分析工藝需求根據(jù)工件材料、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)條件等因素,選擇合適的焊接工藝。比較焊接方法考慮焊接質(zhì)量、效率、成本等指標(biāo),選擇最適合的焊接技術(shù)。優(yōu)化工藝參數(shù)調(diào)整焊接電流、電壓、速度等參數(shù),確保焊接質(zhì)量滿(mǎn)足要求。進(jìn)行焊接檢驗(yàn)采用無(wú)損檢測(cè)等方法,對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)估和監(jiān)控。不同焊接方法的比較焊接速度電弧焊和氣體焊焊接速度較快,而釬焊和點(diǎn)焊的速度較慢。選擇合適的焊接方法可以提高生產(chǎn)效率。焊接質(zhì)量電弧焊和釬焊可以獲得較好的焊縫質(zhì)量,而點(diǎn)焊和氣體焊焊縫質(zhì)量相對(duì)較差。對(duì)于關(guān)鍵部位需要選用質(zhì)量更高的焊接方法。操作難度電弧焊和氣體焊需要較高的技術(shù)水平,而點(diǎn)焊和釬焊相對(duì)比較簡(jiǎn)單。選擇合適的焊接方法可以降低工人培訓(xùn)成本。焊接成本點(diǎn)焊和釬焊的設(shè)備投資和材料成本較低,而電弧焊和氣體焊的成本相對(duì)較高。需要權(quán)衡成本和質(zhì)量要求。特種焊接工藝介紹除了常規(guī)的焊接工藝,還有一些特殊的焊接技術(shù),如電子束焊、激光焊、超聲波焊等。這些工藝能夠在特定情況下提供更高的焊接質(zhì)量和效率。它們通常應(yīng)用于高端制造領(lǐng)域,如航空航天、精密機(jī)械等。特種焊接工藝往往需要更專(zhuān)業(yè)的設(shè)備和技術(shù),操作也更加復(fù)雜,需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)培訓(xùn)和實(shí)踐。但它們能夠突破常規(guī)焊接的局限,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性的應(yīng)用。焊接裝置與機(jī)器人焊接裝置包括各種專(zhuān)用焊機(jī)、送絲機(jī)、焊槍等焊接設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)高效自動(dòng)化焊接。焊接機(jī)器人則結(jié)合機(jī)械臂、傳感器等技術(shù),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜焊縫的自適應(yīng)跟蹤和精準(zhǔn)控制,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、航空航天等領(lǐng)域。先進(jìn)的焊接裝置和機(jī)器人大幅提升了焊接效率和質(zhì)量,同時(shí)也降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了作業(yè)環(huán)境,是焊接技術(shù)發(fā)展的重要方向。焊接安全與防護(hù)個(gè)人防護(hù)裝備焊接工人必須穿戴合適的防護(hù)服、手套、防護(hù)眼鏡等,保護(hù)身體免受高溫、燙傷和電擊的傷害。環(huán)境防護(hù)措施工作區(qū)域應(yīng)做好通風(fēng)排煙,避免產(chǎn)生有害氣體。周?chē)鷳?yīng)保持干凈整潔,遠(yuǎn)離易燃易爆物品。安全設(shè)備使用焊機(jī)和輔助設(shè)備必須接地并定期檢查。焊工應(yīng)熟練掌握各種工藝操作,遵守安全操作規(guī)程。緊急應(yīng)急預(yù)案制定完整的應(yīng)急預(yù)案,配備必要的消防設(shè)施和急救設(shè)備,確保事故發(fā)生時(shí)能及時(shí)有效應(yīng)對(duì)。焊接工藝實(shí)例分析1案例1：管道焊接高壓管道焊接,對(duì)強(qiáng)度和密封性要求極高。2案例2：航空結(jié)構(gòu)焊接航空零件焊接,需要極高的精度和可靠性。3案例3：汽車(chē)車(chē)身焊接汽車(chē)焊接工藝要求快速、精確并保證焊縫質(zhì)量。焊接工藝應(yīng)用廣泛,從管道、航天到汽車(chē)等行業(yè)都有廣泛應(yīng)用。每個(gè)行業(yè)對(duì)焊接質(zhì)量、強(qiáng)度和可靠性都有特殊的要求,需要采用針對(duì)性的焊接工藝和設(shè)備。我們將通過(guò)具體案例分析不同行業(yè)的焊接應(yīng)用及其特點(diǎn)。焊接技術(shù)的未來(lái)發(fā)展智能焊接技術(shù)利用機(jī)器人和自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化焊接工藝,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。先進(jìn)焊接工藝采用激光焊接、電子束焊接等新型焊接方法,實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)、高效的焊接。焊材研發(fā)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)新型焊材和母材,提升焊縫性能,滿(mǎn)足特殊工況下的焊接需求。焊接過(guò)程仿真利用數(shù)字化模擬技術(shù)進(jìn)行焊接工藝優(yōu)化,降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。焊接行業(yè)職業(yè)展望1工程師未來(lái)焊接行業(yè)對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的需求將日益增加,焊接工程師將在設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量管控中發(fā)揮重要作用。2操作工隨著焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步,熟練的焊工將長(zhǎng)期受到行業(yè)青睞,他們的工資待遇和職業(yè)發(fā)展前景良好。3研發(fā)人員焊接材料、設(shè)備以及工藝的研發(fā),將成為行業(yè)內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域,對(duì)相關(guān)研發(fā)人員的需求將不斷增加。4管理人員高素質(zhì)的焊接管理人員將成為企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,能夠協(xié)調(diào)生產(chǎn)、質(zhì)量和安全等各環(huán)節(jié)的管理人才備受青睞。焊接知識(shí)學(xué)習(xí)方法實(shí)踐操作掌握焊接知識(shí)需要大量實(shí)際操作練習(xí),通過(guò)反復(fù)嘗試和不斷總