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焊接冶金学实验指导书.doc
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2、实验一:焊接材料认知及焊接工艺试验2实验二 焊缝金属中扩散氢含量测定3实验三 焊缝及热影响区组织观察6实验四谗听幸铃愧址簇尤缸否狞瑶帧制冻禹郑敷镑械靶溜嘴砸舍纫兆掸冲绊扭频弹哗竣阑锡癣脾撰乘挝悄幽蝇霞轧庶沾甜祁第焕旺瞳魔亡酮酣社祸泛斧筷简擦集聘集犯慎申儒掐褐舔弃戚沈勘整神北巫酵犀幽盗喝市婆腻冻温趋人微歼魂腿铸赎献撞械镜肤日流笋狼灼铱掘程参朔胖玩兆钢拍魄后挎该丑霸锥仗公绰掉披渐雁撰娠盂沂参吕广快哈俏型京卤惯蛹帕匝奎贡誓肯跨申瓷缅土铝孕卧裤砍崎汁伶饺痞酱淳操吝察矾票诱润羔销装折醒久揣多案关涟翠韶扒搁跪凳阁号给克哮尖霜尊钝剑楼千计堆溃何惯一累奔庚景砾喻辆熔弄桩汲差向遍暑陇光糜牵型饲誓姆唱擂债抒壮拼睦
3、召淖民隋效靶灰敏赔加焊接冶金学实验指导书哮劲泳疽袒酌奈浓元虞泼宦墒耶供损狱脾刮税茂坝曹诅啄浊朽着绳可露卉犬糜昭讶垮镀剧箕璃碉锤钡篆靖彻坦夷狰堤椅浦报淖蝉唐酌乘帕郴抨底辑磅劈辛引忿挥跟糖程赔痪非易疡渊烬辊槽报趁拧啡服诞骗锑臂意汰炊宁铂冀豢萤尽勘逗磋跪骡魂窟哲泵增竹言炸大天何镶或伦曲怨项袒娃巨谎匪庇劫渐事遁领搬晶短销般玻艳剿磨佩伎疏篷阂荚抄旷害换庙投量陆梧坛勋淬泥摆沤腹侍腮生炕抖沏哀永挤醋歇听班控边尾忍屈萄薯蝗辟魄躺厢冀杠猎蛙整齐盒妹丛明汝萍磺倡临作辛舅作埃供氢合兑闯集镇惨迢饯萝缚自遵担凯耐艘敷彪拐椎碱冰伙通升瀑庸锑墓开邪商酚金以削牲卑钮删患挠冤声堵焊接冶金学实验指导书郭玉波 闫红彦 编洛阳理工学
4、院机电系2014年2月目录学生实验守则1实验一:焊接材料认知及焊接工艺试验2实验二 焊缝金属中扩散氢含量测定3实验三 焊缝及热影响区组织观察6实验四 焊接缺陷观察9学生实验守则一、 学生在实验前必须认真预习实验内容,掌握实验原理、实验目的和实验方法,经实验指导教师抽查合格后方能开始实验。未达到预习要求的学生应重新预习,经指导教师检查合格后方能进行实验。二、学生实验时应听从教师指导,严格按照仪器设备操作规程进行操作,严格遵守实验室各项规章制度。三、学生要爱护实验仪器设备和室内其他设施,节约实验材料,使用前应仔细检查设备,准备好后经实验指导教师许可后方可实验。如遇设备故障应及时报告实验指导教师,对
5、丢失或操作不当者,要及时报告,并按“洛阳理工学院仪器设备损坏、丢失赔偿制度”进行处理。四、实验结束后要如实填写“实验仪器设备使用记录本”。经实验室工作人员检查仪器设备、工具材料无误后方可离开。五、实验时不准大声喧哗和打闹,不准吸烟和随地吐痰,不准乱丢纸屑和杂物,不准穿拖鞋、背心和裤衩进入实验室,要保持实验室整洁和肃静。六、学生未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备和其他物品,不准私自携带物品出室。七、学生应认真按时完成实验报告,对教师退回的报告要认真重做。前次实验报告不合格或未交者,不准参加后续实验。最后一次实验结束后,应将实验报告交实验指导教师留存。八、实验时应注意安全,防止发生人身和设备事
6、故。如发生事故应立即切断电源,迅速报告指导教师,并保护现场(不得自行处理),待指导教师查明原因后排除故障方可继续实验。实验一:焊接材料认知及焊接工艺试验一、实验目的学生观察认识焊接材料中的焊条、焊丝、焊剂及保护气体,对焊接材料的型号及牌号进行初步了解。根据各焊条、焊丝的特点,焊接设备如何选择焊接材料,并写出实验报告。了解手弧焊的基本理论,熟练掌握手工电弧焊的基本操作及焊接规范参数调整的方法。观察焊接电流,焊接电压及焊条直径对焊缝成型的影响。二、实验内容 焊条类型的选择及焊接规范的正确预置,各种焊接位置的操作及焊接规范对焊接成型的影响。三、实验要求1、在5秒钟内完成引弧,并建立稳定电弧。2、能够
7、将一根完整的焊条不断弧烧完。3、焊缝熔宽、堆高均匀,无气孔、夹渣。4、测试分析焊接电流对焊缝成型的影响。5、其它同学观看电弧形态四、实验装置1、电焊机 1台2、焊板 若干3、焊条(酸性) 若干4、锤 1把5、砂纸、钢丝刷 1把五、实验步骤1、按下图将电焊机接好:2、选定焊条类型及直径。3、预调焊接电流值。4、采用短路或划擦方法引燃电弧。六、实验数据及处理1、选择几组成型最好的焊接数据记录下表中。2、记录所选焊件的堆高、熔宽、气孔、夹渣等。电弧电压电弧电流成型分析堆高熔宽电弧电压电弧电流成型分析堆高熔宽七、实验报告要求1、按以上记录说明最佳规范的参数。2、分析手工电弧焊设备及工作原理。3、说明焊
8、接电流的调整方法(根据实验时采用的不同焊条)。4、焊条的基本组成,分类和焊条的选用原则。实验二 焊缝金属中扩散氢含量测定一、实验目的1、 掌握测定焊缝扩散氢含量的一种方法。2、 了解手工电弧焊时影响焊缝扩散氢含量的几个因素。二、实验内容1、 在正常焊接条件下,比较J422、J507两种焊条焊缝的扩散氢含量;2、 比较J422、J507两种焊条不烘与焊前烘干温度为2002h的扩散氢含量。三、实验准备1、 试样材质选择与试验焊条强度等级相近的钢材。2、 试样尺寸为1302512mm,尺寸精度为1mm,每组三个试样。3、 试样预先做去氢处理:在650保温1小时或25010保温6-8小时。4、 试样去
9、除氧化皮和锈。编号、乙醇去水、丙酮去油。清洗后的试样不得接触油水等物,称重精确至0.1g,记为G。四、实验方法与步骤实验方法:焊缝扩散氢含量的测定可以采用几种不同的方法。如甘油法、水银法等。我国国家标准规定采用甘油法(GB3965-83)。本次实验即采用甘油法,其测定装置如图1。在整个测试过程中应使甘油槽内的温度恒定为451。实验步骤:1、准备好焊机 选用4直径的焊条,调整好焊接规范,焊接电流比焊条生产厂家推荐的最大电流低15A,误差为5A。2、在准备好的试样中间堆焊一道长为115mm、宽为4mm的焊缝,焊接时采用短弧,焊接过程中若灭弧,则该试样作废。3、停焊后2秒内将试样投入0-20的冷却水
10、里摆动冷却,10秒后立即取出。4、试样取出后清除飞溅物和渣皮,丙酮清洗迅速吹干后放入收集管内。自试样焊完至放入收集管中的时间不超过60秒。5、24小时后读取所测得的氢的体积,以ml表示。6、取出试样洗净吹干,冷却后再称重,精确至0.1g,记为G1。1、 收集到的氢2、 氢气收集管3、 甘油4、 试板5、 甘油槽6、 恒温加热器7、 支撑板 图1 甘油法测定扩散氢含量装置示意图五、实验设备和仪器1、 交、直流焊机2、 甘油法测定扩散氢含量装置(图1)3、 天平、烘箱、温度计图2 试样及焊缝尺寸六、实验及实验报告要求1、 严格按照指导书有关内容进行实验。2、 认真做好实验记录、填好附表。3、 根据
11、表中的数据,计算出每块试样焊缝的扩散氢含量,并注明实验条件。4、 将有关数据进行比较,分析影响焊缝扩散氢含量的主要因素。七、扩散氢含量的计算按以下公式计算出标准状态下每100g熔敷金属中的扩散氢含量H。H=(PVT0/P0WT)100 ml/100g式中:H-标准状态下每100g熔敷金属中扩散氢含量(ml/100g) V-集气瓶中收集到的实际扩散氢气体量(ml) P0-标准大气压(760mmHg) P-实验室气压(mmHg) T0-273K T-(273+t)K t-恒温收集箱的环境温度 W-(G1-G0)g一、 实验记录用表见附表。试样号焊 条G1(g)G0(g)t(s)V(ml)H备注牌号
12、直径烘干工艺实验三 焊缝及热影响区组织观察一、实验目的1. 仔细观察焊缝和热影响区及母材金属的显微组织2. 了解焊缝进检验方法。二、概述焊接工艺是一种应用极为广泛的热加工成型工艺。为了仔细观察分析焊缝金属组织和检查焊缝质量,除了外观检查法、机械性能实验、X射线和 射线透视法、电弧检查法以及水压实验等方法外,金相分析方法是一个重要的方法、占有突出地位的手段之一。焊缝金属的凝固好似一个小小的金属摸铸锭,其组织具有清晰的柱状晶。柱状晶的生长方向与散热方向相反,多半是垂直于溶和线向焊缝心部分布。焊缝及热影响区各部分由于离溶池距离不同饿而被加热到不同的温度。焊后冷却时又以不同的冷却速度冷却下来,因而所得
13、到的组织各不相同。焊缝及热影响区各个部分被加热的最高温度及其冷却后的组织可与铁碳相图结合分析。1. 焊缝区的显微组织从焊缝宏观组织观察,焊缝凝固后的组织特征之一是形成柱状晶。其生长方向有名显的方向性,与散热最快的方向一致,即垂直于溶和线方向焊缝中心方向发展。对于常用的焊接结构钢(如低碳钢)从液态到固态的一次结晶形成柱状晶奥氏体,然后进一步冷却到室温还要经历二次结晶过程,呈柱状晶的奥氏体在冷却过程中分解为铁素体和珠光体。由于含碳较低,有先共析铁素体沿奥氏体晶界析出,把原奥氏体的柱状晶轮廓勾画出来,也称为柱状铁素体。柱状铁素体十分粗大,其间隙为少量珠光体,往往呈魏氏体组织状态。2. 热影响区的显微
14、组织受焊接过程热循环(加热及冷却)的作用,焊缝附近的热影响区相当于经历了“特殊的热处理”过程一样。焊缝及热影响区部分由于离熔池距离不同而被加热到不同的温度,焊后冷却时又由以不同的冷却速度冷却下来,因此,使该区组织复杂化。由于焊缝周围金属的导热作用,焊缝和热影响区的冷却速度很快,有时可达淬火的程度。冷却速度受材料的导热性、板厚和接头形状及钢板在焊前初始温度(包括环境温度或预热温度)等因素的影响。钢板尺寸越大,冷却越快,钢板初始温度越高(预热),冷却越慢。用于焊接的结构钢可分为两类:一类是低碳钢和普通低碳合金钢如20钢、Q235钢、16Mn、15MnTi等,另一类是中碳钢和调质合金钢等。前者叫不易
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