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焊工基础知识培训手册第一章 焊接过程基本理论及分类焊接是通过加热或加压，或两者兼用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法叫做焊接。 焊接是一种生产不可拆卸的结构的工艺方法。随着近代科学技术的发展，焊接已发展成为一门独立的科学，焊接不仅可以解决各种钢材的连接，还可以解决铝、铜等有色金属及钛等特种金属材料的连接，因而已广泛用于国民经济的各个领域，如机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。据统计，每年仅需要进行焊接加工之后、使用的钢材就占钢材总产量的55%左右。可见焊接技术应用的前景是很广阔的。一、焊接分类焊接时的工艺特点和母材金属所处的状态，可以把焊接方法分成熔焊、压焊和钎焊三类，金属焊接的分类如下： 1.熔焊：焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力的焊接方法，称为熔焊。熔焊是目前应用最广泛的焊接方法。最常用的有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊及手工钨极氩弧焊弧焊等。2.压焊：焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加热的焊接方法，称为压焊。压焊两种形式：（1）被焊金属的接触部位加热至塑性状态，或局部熔化状态，然后加一定的压力，使金属原子间相互结合形成焊接接头，如电阻焊、摩擦焊等。（2）加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力引起的塑性变形，原子相互接近，从而获得牢固的压挤接头，如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。3.钎焊：采用熔点比母材低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用毛细作用使液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，连接焊件的方法，称为钎焊。钎焊分为如下两种：（1）软钎焊 用熔点低于4500C的钎料（铅、锡合金为主）进行焊接，接头强度较低。（2）硬钎焊 用熔点高于4500C的钎焊（铜、银、镍合金为主）进行焊接，接头强度较高。二、常用熔焊方法1.焊条电弧焊 用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，称为手工焊条电弧焊，简称手弧焊。2埋弧焊 电弧在焊剂层下燃烧，利用电气和机械装置控制送丝和移动电弧的焊接方法，称为埋弧焊。3气体保护焊 是用外加气体作为电弧介质，并保护电弧、金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法。在生产中常用的外加气体有氩气、氦气、二氧化碳气、氩加二氧化碳和氧的混合气体，氩和二氧化碳的混合气体等，分为熔化极和非熔化极两种。三、焊接电弧1焊接电弧产生 电弧是由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。不同的焊接方法其引燃电弧的方法不同，引弧方法主要如下两点：（1）接触短路引弧法这种引弧方法包括两个过程：首先是将焊条或焊丝与焊件接触短路，利用短路产生高温；其次，是在短路以后讯速地将焊条或焊丝拉开，这时在焊条或焊丝端部与焊件表面之间立即产生一个电压，而产生焊接电弧。在熔化极电弧焊中，手工电弧焊、埋弧自动焊和熔化极气体保护焊都采用接触短路引弧法。（2）高频高压引弧法这种方法用于钨极氩弧焊中，在钨极和焊件之间留有25mm的间隙，然后加上20003000V的空载电压，利用高电压直接将空气击穿，引燃电弧。由于高压电对人身有危险，通常将其频率提高到150-260KHZ，利用高频电强烈的集肤效应，对人身不会造成危害。2焊接电弧的极性及其应用（1）焊接电弧的极性当采用直流弧焊电源时，焊接电弧极性有正接和反接两种。正接直流电弧焊时，焊件接电源输出端的正极，电极接电源输出端负极的接线法，称为直流正接法。反接直流电弧焊时，焊件接电源输出端的负极，电极接电源输出端正极的接线法，称为直流反接法。注：直流电弧的极性是以焊件为基准的，焊件接正极为正接，焊件接负极为反接。（2）焊接电源极性的应用手工电弧焊中，对于酸性焊条来说，可采用交流也可采用直流。采用直流电源时，焊接厚板一般采用正接。因为阳极区温度比阴极区高，可以获得较大的熔深；焊接薄板时，采用直流反接，对防止烧穿有利；堆焊时，采用反接其目的是增加焊条的熔化速度，减少母材的熔深，有利于降低母材对堆焊层的稀释。对于碱性焊条（低氢钠型焊条）采用直流反接，电弧燃烧稳定，飞溅少，而且焊接时声音较平静均匀。钨极氩弧焊，一般都采用直流正接，电弧比较稳定，钨极寿命长；采用反接时，钨极因过热而损失严重，使用寿命短。熔化极气体保护焊均采用直流反接，电弧稳定，焊丝熔化速度快熔敷效率高。埋弧焊均采用直流反接，熔深大。四、接头形式和焊接位置1.接头形式焊接接头的基本形式有四种：对接接头、搭接接头、T形接头和角接接头，接头形式如下图。 a） b） c） d） 对接接头 b）角接接头 c）搭接接头 d）T形接头2焊接位置 熔焊时，焊件接缝所处的空间位置，叫焊接位置。焊接位置有，平焊、立焊、横焊、仰焊、船形焊、向上立焊、向下立焊、倾斜焊、上坡焊、下坡焊、全位置焊接。五、焊接缺陷1.咬边 由于焊接工艺参数选择不正确，或操作工艺不正确，在沿着焊趾的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷，称为咬边。产生的原因 主要是电弧热量太高，既焊接电流太大，以及运条速度不当所造成。在角焊时，经常由于焊条角度或电弧长度不适当而造成。埋弧焊时，往往是由于焊接速度过高而产生的。防止措施 选择正确的焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，保持运条均匀。在角焊时，焊条要采用合适的角度和保持电弧长度。埋弧焊时，应正确地选择焊接工艺参数。2气孔 焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留在焊缝中所形成的空穴，称为气孔。3.未焊透 焊接时，焊接接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透。产生原因 坡口角度过小、间隙过小或钝边过大；焊接电流太小；焊接速度过快；电弧电压偏低；焊（或焊丝）可焊性不好；清根不彻底。预防措施 正确选用加工坡口尺寸，保证必须的装配间隙，正确选用焊接电流和焊接速度，认真操作，仔细清理层间或母材边缘的氧化物和熔渣等。4未熔合 熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分，称为未熔合。未熔合主要产生在焊缝侧面及焊道层间，故又可分为边缘未熔合及层间未熔合。产生原因 主要是焊接线能量太低，电弧偏吹，坡口侧壁有锈垢及污物，层间清渣不彻底等。防止措施 正确地选用焊接线能量，（焊接电流）认真操作，加强层间清理等。5. 烧穿 焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷，称为烧穿。产生原因 焊接电流过大，焊接速度太慢，装配间隙过大或钝边太薄等。防止措施 选择合适的焊接电流和焊接速度，严格控制装配间隙，单面焊可采用铜垫板，焊剂垫或自熔垫，使用脉冲电流等。6焊瘤 焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤，称为焊瘤。产生原因 操作不熟练和运条不当，埋弧焊工艺参数选择不合适等。防止措施 提高焊工操作技能的熟练程度，正确地选用焊接工艺参数。第二章第二章 焊接设备一公司产品介绍及选型 1.ZD51000/1250晶闸管控制自动埋弧焊机1）代号含义：Z 弧焊整流器D 多特性55 晶闸管式1000 额定电流（1000）2）可焊材料：碳钢、合金钢、不锈钢。3）焊接厚度：适合4mm以上厚度的材料。4）焊接位置：平板对接、T型角焊缝、船型角焊缝、圆周焊缝。5）使用行业：钢结构、造船、铁路、电建、冶金、锅炉、压力容器等行业。6）主要特点：采用美国林肯技术，有加强电弧特性输出端子，可进行小于500A电流的焊接。焊接电流调节范围广，可在2001000调节。可采用平特性+等速送丝细丝埋弧焊，或下降特性+变速送丝埋弧焊，进行焊接。可采用手工焊条电弧焊焊接，也可用碳弧气刨的清根。焊丝与焊件接触良好时，将自动停止向下送丝，避免老式焊机不能自动停止、向下送丝而顶机头带来的不便。焊接停止时、具有焊丝自动回抽功能、避免收弧时焊丝与焊件的粘连现象。新型的设计和三防处理，使焊机具备防尘、防水、防盐雾，整机性能得到了大幅度提高，适用于各种环境工作场所。2.FKR（NBC）350系列晶闸管控制CO2/MAG气体保护焊机1）1） 代号含义：F 风华KR 松下型N 熔化极B 半自动 CO2 350 额定电流（350A）2）2） 可焊材料：碳钢、低合金钢、不锈钢。3）3） 焊接厚度：适合2mm以上厚度的材料。4）4） 焊接位置：适用于全位置的焊接。5）5） 使用行业：汽车、铁路、机车、电力、集装箱、钢结构、锅炉、压力容器、造船等行业。6）6） 主要特点：a采用晶闸管控制 无摇控电缆，提高了机动性，减少了断线的麻烦。 适用于实芯焊丝、药芯焊丝的碳钢和不锈钢的焊接。可加长焊接电缆。d生产效率高 电弧穿透能力强、焊丝熔化速度快，生产效率是焊条电弧焊的3倍。e焊接综合成本低 （1）节省工人工资 （2）节省电能 （3）节省焊接材料（焊丝）。f焊接变形小。g焊后不需清渣 采用明弧焊接电弧可见性好 便于观察和控制熔池。7）7） CO2焊机也是国家重点推广的高效节能的先进焊接设备，一些国家重点工程焊接工艺中规定必须采用CO2气体保护焊、进行焊接。（管道焊接、起重设备、造船、集装箱）。CO2气体保护焊应用广泛，在选择机型时应根据焊件材料、钢板厚度、焊接位置及保护气体等。板厚1-3mm平板对接及T形角接时选择FKR-200焊机，板厚4-6mm平板对接及T形角接时选择FKR-350焊机，板厚8mm以上平板对接及T形角接时选择FKR-500焊机，（全位置焊接时采用的焊接电流较小可选择FKR-350焊机），以上作为参考。3.HC200/350/500系列逆变式CO2气体保护焊机1）代号含义：H 汉神 CO2 200/350/500 额定电流（200/350/500A）2）可焊材料：碳钢、低合金钢、不锈钢。3）焊接位置：适用于全位置的焊接。4）焊接厚度：适应于2mm以上厚度的材料。5）应用领域：汽车、铁路、机车、电力、集装箱、钢结构、锅炉、压力容器、造船等行业。6）主要特点：焊接质量高：采用特殊的电抗器，大大地改善了电弧特性，提高了焊接质量；b焊接过程稳定：采用高速反馈电路，系统干扰、抗网络波形性强，实现稳定焊接；c引弧成功率高：采用特殊的引弧电路，引弧成功率高；d节电效果明显：先进的逆变技术及节电回路，大大地降低了输入功率，实现了节电；e体积小、重量轻：与传统的可控硅控制焊机相比，逆变焊机的体积是可控硅焊机1/3，重量是可控硅焊机的1/4，可节省大量的铜材和钢材；f引弧性能好：具有引弧补偿回路和收弧控制回路，具有明显的去球效果；4.NBC200/270系列抽头式CO2气体保护焊机1）代号含义：N 熔化极B 半自动 CO2 200/270 额定电流（200/270A）2）可焊材料：碳钢、低合金钢、不锈钢。3）焊接位置：适用于全位置的焊接。4）焊接厚度：适应于1mm以上厚度的材料。5）应用领域：汽车、机车、自行车、摩托车制造等行业。6）主要特点：引进吸收欧洲先进技术，电路简洁，性能可靠，便于维护；b采用目前较为普遍的一体化结构设计，使用方便；c焊接性能优良；d具有点焊功能（间隔时间可调）；5.HM315/400/500/630逆变式直流手工弧焊机1）代号含义： H汉 神 M手工电弧焊 315-额定电流（315A）2）可焊材料：碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁（使用于各种焊条的焊接）。 3）焊接厚度：适合2mm以上厚度的材料。4）焊接位置：适合各种位置的焊接，平焊、立焊、横焊、仰焊。5）使用行业：机械、电建、安装、钢结构、锅炉、化工设备、造船、压力容器等行业。6）主要特点：a采用独特的PWM脉宽调制技术，动态响应速度快；采用电弧推力调节电流，根据焊接工艺，调节最佳电弧特性，焊接过程稳定不粘焊条； b关键器件采用世界名厂产品，保证整机的性能；c具有电流、电压数字化显示功能，电流预置功能；d断弧焊性能优异，再引弧成功率高；e体积小、重量轻、高效节能，比传统焊机节电40%左右，可双层叠放；f输出能力强，输出电缆线可加长至100米； 手工电弧焊根据被焊工件的材料、厚度、接头形式、焊接位置及焊条直径来选择焊机型号。一般碱性焊条用焊接电流略小于酸性焊条，不锈钢焊条用焊接电流，小于酸性焊条的15%。下表作为参考：厚度（mm）坡口形式接头形式焊条直径（mm）焊接电流（A）焊机型号2-4I形坡口平板对接T形角焊缝2.53.23.270120130135ZX7250SD68V形坡口I形坡口平板对接T形角焊缝3.24.04.0120170170180ZX7315SD10mm以上V形坡口I形坡口平板对接多层焊T形角焊缝1层3.2 2层4.05.0130180230250ZX7400SDZX7500SD6.ZX7400SD/500SD系列逆变式直流手工弧焊机1）1） 代号含义：Z 整流X 下降特性7 IGBT逆变式SD 开发序号400 额定电流（400A）2）2） 可焊材料：碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁（使用于各种焊条的焊接）。 3）3） 焊接厚度：适合2mm以上厚度的材料。4）4） 焊接位置：适合各种位置的焊接，平焊、立焊、横焊、仰焊。5）5） 使用行业：机械、电建、安装、钢结构、锅炉、化工设备、造船、压力容器等行业。6）6） 主要特点：a采用IGBT半桥式逆变电路，逆变频率高，动态响应速度快，稳弧性能好。电流、电压采用数字显示，可精确预置焊接电流，具有纤维素立向下焊接功能。设有先进的推力电流调节，保证了最佳电弧性能和引弧性能。断弧焊性能优异，再引弧成功率高。主要元器件采用国际知名品牌，保证了整机的优良性能。f体积小、重量轻、高效节能，比传统焊机节电40%左右 手工电弧焊根据被焊工件的材料、钢板厚度、接头形式、焊接位置及焊条直径来选择焊机型号。一般碱性焊条用焊接电流略小于酸性焊条，不锈钢焊条用焊接电流，小于酸性焊条的15%。下表作为参考：厚度（mm）坡口形式接头形式焊条直径（mm）焊接电流（A）焊机型号2-4I形坡口平板对接T形角焊缝2.53.23.270120130135ZX7250SD68V形坡口I形坡口平板对接T形角焊缝3.24.04.0120170170180ZX7315SD10mm以上V形坡口I形坡口平板对接多层焊T形角焊缝1层3.2 2层4.05.0130180230250ZX7400SDZX7500SD7.HT315系列逆变式直流脉冲氩弧焊机1）代号含义：H 汉 神 T 钨极氩弧焊（TIG） 315 额定电流（315A） 2）可焊材料：低碳钢、合金钢、不锈钢、钛及钛合金、紫铜等。3）焊接位置：适用于各种位置的焊接，平焊、立焊、横焊、仰焊。 4）焊接厚度：适合0.8mm以上钢板的焊接，还可用于中、厚板的封底焊接，单面焊双面成形。5）使用行业：医疗器械、建筑装饰、厨房用品、石油、化工、锅炉、压力容器、电力建设等行业。 6）主要特点：a 采用PWM脉宽调制技术，逆变频率达25KHZ，动态响应速度快，稳弧性能好；b采用独特的引弧控制电路，小电流引弧更稳定可靠； c采用高频引弧技术，引弧可靠，操作方便； d体积小、重量轻、高效节能、比传统焊机节电40%以上；e具有直流氩弧焊、脉冲氩弧焊、焊条电弧焊、点焊、电流预置功能，点焊时间连续可调； 手工钨极氩弧焊机是根据被焊工件的材料、厚度、结构、焊接位置、焊接工作时间及焊接工艺要求来选择焊机型号。下表作为参考：板厚（mm）坡口形式接头形式焊接电流（A）使用焊机型号1-3I形坡口平板对接T形角焊缝30-7050-100WSM-1604-6V形坡口平板对接T形角焊缝80-120100-160TIG-200PTIG250P8-10V形坡口多层焊平板对接第1层80 第2层120第3层180WSM-31510mm以上V形坡口平板对接封底焊90-180TIG-400P8.WSM160/315系列TIG200P/400P系列手工钨极脉冲氩弧焊机1）代号含义：W 钨极氩弧焊机 TIG 非熔化极气体保护焊S 手 工 200 额定电流（200A） M 脉 冲 P 脉 冲160160 额定电流（160A）2）可焊材料：低碳钢、合金钢、不锈钢、钛及钛合金、铜及铜合金。3）焊接位置：适用于各种位置的焊接，平焊、立焊、横焊、仰焊。 4）焊接厚度：适合0.8mm以上钢板的焊接，还可用于中、厚板的封底焊接，单面焊双面成形。5）使用行业：医疗器械、建筑装饰、厨房用品、石油、化工、锅炉、压力容器、电力建设等行业。 6）主要特点： a采用IGBT模块，逆变频率高，动态响应速度快，稳弧性能好。b采用PWM脉宽调制技术，逆变频率达25KHZ；c采用高频引弧技术，引弧可靠，操作方便； d体积小、重量轻、高效节能、比传统焊机节电40%以上。e具有直流氩弧焊、脉冲氩弧焊、焊条电弧焊三种功能。手工钨极氩弧焊机是根据被焊工件的材料、厚度、结构、焊接位置、焊接工作时间及焊接工艺要求来选择焊机型号。下表作为参考：板厚（mm）坡口形式接头形式焊接电流（A）使用焊机型号1-3I形坡口平板对接T形角焊缝30-7050-100WSM-1604-6V形坡口平板对接T形角焊缝80-120100-160TIG-200PTIG250P8-10V形坡口多层焊平板对接第1层80 第2层120第3层180WSM-31510mm以上V形坡口平板对接封底焊90-180TIG-400P 9.HE400系列逆变式交直流氩弧焊（铝焊机）1）代号含义： H 汉 神 E 交直流氩弧焊 400 额定电流（400A） 2）可焊材料：碳钢、合金钢、不锈钢、铝及铝合金、钛及钛合金、铜及铜合金、镁及镁合金等各种金属。3）焊接位置：适合各种位置的焊接，平焊、立焊、横焊、仰焊。4）焊接厚度：适应于1mm以上厚度的材料。5）适应行业：电子、医疗仪器、装潢、机械、航空、航天、石油化工、压力容器等行业。6）主要特点：功能丰富，焊接工艺性极佳，具有直流氩弧焊，交流氩弧焊，脉冲氩弧焊，手工焊条电弧焊功能；b采用PWM脉宽调制技术，动态响应速度快，稳弧性能好，引弧成功率高；c可焊接所有金属和有色金属材料； d具有完善的网压、缺水、短路、过流、过热保护功能，提高了焊机的可靠性；e体积小，重量轻，高效节能；具有电流提前预置数字显示功能，直观清晰，便于操作； 10.LGK63/80/100/120系列空气等离子切割机1）代号含义： L 等离子G 切割K 空气63/80/100/120额定切割电流（63/80/100/120A）2）可切割材料：碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、铝、铜及其合金等多种金属及合金。3）可切割位置：适合各种位置的切割。4）可切割厚度： 参数型号最大切割厚度（mm）碳钢、不锈钢、铸铁铝及铝合金铜合金纯铜LGK-632520108LGK-803024119LGK-10035281310LGK-120423215125）应用领域：钢铁构造、建筑行业进行开口和切割加工等；b机床或其它机械行业对箱体进行切割和开孔加工等；c建筑工地现场切割板；d废旧金属解体行业对铁、不锈钢等废旧物体的切割分解；e压力容器、石油化工、通风设备等行业的金属下料切割。6）主要特点：结构简单；可靠性高；b电弧能力集中、切割速度快、割缝窄、表面光洁度好、工件变形小；c采用转移弧技术、引弧容易，电极、喷咀使用寿命长；d具有延时关气功能，可有效冷却割炬，延长割炬寿命；e以压缩空气做为切割气源，无危险性，生产成本低。 二电焊机型号与各号位的符号代表含义见下表：电焊机型号代表字母序号第一字位第二字位第三字位第四字位第五字位代表字母大类名称代表字母小类名称代表字母附注特征代表字母系列序号代表字母基本规格1A弧焊发机XPD下降特征平特性多特性省略D QC电动机驱动单纯弧焊发电机汽油机驱动柴油机驱动省略1 2 直流交流发电机正流交流A额定焊接电流2Z弧焊整流器XPD 下降特性平特性多特性 省略MLE一般电源脉冲电源高空载电压交直流两用134567动铁芯式动线圈式晶体管式晶闸管式变换抽头式变频式A额定焊接电流 3B弧焊变压器XP下降特性平特性L高空载电压省略 12356磁饱合或饱合电抗器式动铁芯式串联电抗动圈式晶闸管式变换抽头式A额定焊接电流4M埋弧焊机ZBUD自动焊半自动焊堆焊多用省略JEM直流交流交直流脉冲省略239焊车式横臂式机床式焊头悬挂式A额定焊接电流5 WTIG焊机ZSDQ自动焊手工焊点焊其他省略JEM直流交流交直流脉冲省略1234567焊车式全位置焊车横臂式机床式旋转焊头式台式焊接机器人变位式A额定焊接电流6NMTG/MAG焊机ZBDUG自动焊半自动焊点焊堆焊切割M C氩气及混合气体保护焊脉冲二氧化碳保护焊省略23456焊车式横臂式机床式旋转焊头式台式焊接机器人A额定焊接电流例如：AX320为具有下降外特性的直流弧焊发电机，额定焊接电流为320A。ZX5400为具有下降外特性晶闸管弧焊整流器，额定焊接电流为400A。ZX7400为具有下降外特性逆变式弧焊整流焊机，额定焊接电流为400A。