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电焊基础知识课程教案
霸州市职成教育总校赵凤岭
绪论
第一章电弧焊基础知识
第二章焊条电弧焊
第三章埋弧焊
第四章二氧化碳气体保护电弧焊
第五章熔化极惰性气体保护电弧焊
第六章钨极惰性气体保护弧焊
第七章等离子弧焊接与切割
第八章电阻焊
第九章钎焊
第十章其它焊接方法介绍
绪      论
一、焊接及其在现代工业中的地位
1、焊接(Welding)及其本质
定义:
实质:焊接在现代工业中的地位
是现代工业一种重要的连接加工方法,同时是一种精确、可靠、低成本,并且是采用高科技连接材料的方法。目前还没有其它方法能够比焊接更为广泛地应用于金属的连接,并对所焊的产品增加更大的附加值。
全世界约45%的钢铁和有色金属需要通过焊接才能变为可以使用的最终产品。
现代工业中的连接方法有:螺栓、键、销钉(可拆卸)
铆接、焊接、粘接(不可拆卸)
现代工业生产的各行业直接或间接地都离不开焊接。没有焊接,就没有现代工业文明,也没有现代的生活方式。
工业生产的发展,对焊接技术提出了更多、更高的要求二、焊接方法分类及发展概况(重点、难点,解释清楚三大类焊接方法的本质区别)
1、焊接方法的分类及特点
分类(族系法):熔焊固相焊(压焊) 钎焊
2、焊接方法的发展概况
公元前锻焊、钎焊(中国)
1881年:法国人发明了最早期的碳弧焊机
1856年:英格兰物理学家James Joule 发现了电阻焊原理1862年: 用二碳化钙生产出乙炔气
1885年:美国人Elihu Thompson 获得电阻焊机专利权气焊
1900年前后:铝热剂焊
1926年:
1930s:钨极氩弧焊、埋弧焊
1950年:电渣焊首次用于生产(俄罗斯)
1956年:摩擦焊(俄罗斯)
1957年:在熔化极气体保护焊中使用CO2作为保护气体(美国、英国和俄罗斯)
1950s:电子束焊(法国)
1960s:激光焊(美国)
1991年:搅拌摩擦焊(英国)
现状
国内
焊接大国——钢产量多年保持在>1亿吨/年,消耗焊材> 100万吨
但非强国——工业化的前期阶段
焊接以手工操作为主,效率低、能耗高/焊接手段单调、工艺落后/焊材品种单调,重要关键焊材依赖进口
焊接的数字化水平低
国外
已完成焊接手段的结构性转变(由手工到自动、由低效向高效转变)
焊接手段以高效、自动焊为主/焊材品种配套齐全/多专用设备和专用材料
数字技术在焊接上的应用正逐渐推广普及
焊接的发展
从材料上扩大可焊材料的范围,如超细晶粒钢、非金属、金属/非金属组合
从结构上超大-如大型船舶、高层建筑/超微-如芯片、细微(μm级)零件
从设备上高效率、低能耗/数字化、自动化、智能化、柔性化
从技术工艺上高效率/低能耗/环保
三、本教材的内容和学习方法(重点)
1、教材的内容与学习要求
要求:掌握主要焊接方法的原理、焊接质量的控制以及常用焊接设备的使用维护。
强调并突出工艺应用能力的培养,即能根据实际结构的具体要求,优选焊接方法并制订合理的焊接工艺。
重点:电弧焊,尤①气体保护焊(MAG/CO2/MIG、TIG) ②埋弧焊
学习方法建议:
①牢固掌握基本概念、原理
②勤于动手,理论联系实际(途径:多参加工程实践并制订工艺)
③善于总结对比,条理清楚
第一章电弧焊基础知识
第一节焊接电弧
目的与要求:了解电弧的实质、获得的途径、电弧各区域及其导电机构的特点、能量与温度的分布规律;掌握电弧偏吹的概念及影响因素、解决措施。
一、焊接电弧的物理基础
(一)电弧及其电场强度分布
电弧的实质:气体放电(导电)
电弧的特点:低电压、大电流、温度高、亮度大
(二)电弧中带电粒子的产生
获得电弧的途径:气体电离+电子发射
1、电离的种类:
热电离场致电离光电离
电离能及其与引弧的关系
2、(阴极)电子发射
热发射场致发射光发射粒子碰撞发射
逸出功及其与引弧的关系
1、电离的种类:
热电离场致电离光电离
电离能及其与引弧的关系
2、(阴极)电子发射
热发射场致发射光发射粒子碰撞发射
逸出功及其与引弧的关系
二、焊接电弧的导电特性
电弧的三个区域:阴极区弧柱区阳极区
(一)弧柱区的导电特性
最小电压原理(难点,通过水珠的形状与能量的关系辅以解释说明)
(二)阴极区的导电特性
1、热发射型
2、电场发射型阴极斑点
(三)阳极区的导电特
1、阳极斑点
2、阳极区导电形式
三、焊接电弧的工艺特性
电弧的工艺特性主要包括:热能特性、力学