焊接实验技术下.docx

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焊接实验技术下

实验一氧——乙炔切割焊操作

一、实验目的

1、了解氧——乙炔切割设备的机械构造。

2、熟悉氧——乙炔切割焊接操作。

二、实验材料及设备

1、薄钢板。

2、气割设备。

3、供气设备。

三、切割原理

氧——乙炔切割是利用预热火焰将被切割的金属预热到燃烧温度，再向此处喷射高纯度、高速度的切割氧，使金属燃烧，生成金属氧化物（熔渣），同时产生热量，熔渣由切割氧吹掉，所产生的热和预热火焰又将下层金属加热燃烧，这样继续下去，就将金属逐步切开。

氧——乙炔切割是一个预热——燃烧——去渣的连续过程，它的实质是金属在纯氧中的燃烧过程。

切割过程如图4－1所示。

图4－1氧气切割过程示意图

在切割中，氧气的作用是使金属燃烧并从切口处吹掉熔渣。

因此，所用氧气的纯度、压力和流速，以及切割气流（风线）的形状，对切割速度、切割质量和气体消耗量都有较大的影响。

四、实验方法及步骤

在切割是，要保证氧气切割为燃烧过程，并且燃烧后产生的金属氧化物的熔点应比金属本身熔点低，使熔渣具有一定的流动性，便于氧气流自然吹掉。

金属在氧气中燃烧所产生的热量，要大于金属本身热传导而散失的热量，这样才能保证切口的温度。

要求金属本身的导热率低，从而有足够高的预热温度，使切割过程顺利不断进行。

实验步骤如下：

1、检查工作现场

对工作场地要认真检查，清理易燃易爆品，提高安全意识，加强防火安全责任感。

2、检查一切阀门状态

3、调整阀门处于工作状态

开启发生器的乙炔输送阀，氧气瓶阀以及调节减压器，将氧气调节到所需的工作压力。

4、准备切割，把试件垫起与地面隔开

1）微开氧气阀门，2）打开乙炔阀门，3）点火调整氧气使火焰为中性焰。

5、开始切割

用预热火焰把试件加热到燃烧温度，再开启切割射流。

6、结束气割

当切割结束时，割嘴应略向气方向后倾一定角度，使割缝下部的钢板先割穿，注意余量的下落处，切割完后，应迅速先关小乙炔、氧气调整阀，再将乙炔、氧气阀先后关闭。

随后关闭氧气瓶和乙炔输送器气阀。

注意：

如在切割过程中发生回火，而使火焰突然熄灭时，应立即将氧气阀关闭，同时关闭预热火焰的氧气调节阀，过一会时间再重新点燃火焰进行切割。

五、几点说明

1、应根据割件的厚度，选用合适的割嘴。

2、装配割嘴时，必须使内嘴和外嘴严格保持同心，要拧紧割嘴，这样才能保证切割射流位于预热火焰的中心。

3、检查射吸式割嘴的射吸情况正常后，再把乙炔气管安上并使联接可靠。

六、问题讨论

氧——乙炔切割操作过程中，应注意什么问题。

实验二氧——乙炔切割焊接工艺试验

一、实验目的

1、掌握氧——乙炔切割焊接的工艺方法。

2、了解提高切割质量的方法要领。

二、实验材料及设备

1、试验用2mm厚低碳钢板。

2、空压机、气瓶、手工割炬等。

三、实验原理

氧——乙炔切割广泛用于切割纯铁、低碳钢和普通低合金钢。

对于易淬火的低合金高强度钢，为保证工件质量、避免切口淬硬或产生裂纹，应适当加大预热火焰，放慢切割速度，必要时气割前先对工件进行预热。

好的切割应为下侧无飞渣，切割表面光滑，并且与板面成直角。

切割咀不可离工件太近，否则预热火焰干涉切割氧气流，在切割的顶部会引起不平坦的表面。

火焰距离太高，预热火焰在板的顶面上游动，沉积出难以去除的鳞皮。

预热温度要适中，预热太高，板的顶部边缘熔化出现一条圆棱，预热不足，切割慢，甚至可能中断氧气。

切割速度要适当，太慢会在板的下侧有渣子，顶部边缘的金属过量加热，在氧气流的作用下在切口表面断槽，速度太快，飞渣和金属液滴延伸到板的下侧，并且在坡口边缘上流出的氧气流留下痕迹。

另外氧气的压力要合适，气压太高，氧气流从切割后的顶部去除的金属太高，并有氧气流返回到板的顶部沉积出金属小珠，气压太低，过量的渣子使切割部分粘接在一起，切割平面不光滑平坦。

四、实验方法及步骤

按照一定的工艺在工件上割直线、切圆弧。

基本过程为：

工作前准备——开始切割——切割结束。

具体步骤如下：

1、按要求在工件上画好线。

2、把工件垫起，保持与地面合适的距离。

3、开启有关阀门，调节好氧气的工作压力。

4、点火并调好预热火焰。

5、控制好割炬，按线开始切割。

6、当气割结束时，做好收尾切割，随后关闭火焰。

7、关闭有关阀。

五、问题讨论

如何提高气割切口的表面质量。

实验三ＭＺ－1250自动埋弧焊机参数测试及调节

一、实验目的：

１、掌握ＭＺ－1250自动埋弧焊机各部分结构，电气线路及工作原理。

２、掌握焊接规范参数测试：

电弧电压，焊接电流，焊接速度对焊缝成型的影响。

３、掌握该焊机的规范调节方法。

二、实验要求：

１、掌握ＭＺ－1250自动埋弧焊机组成部分（电源、控制箱、焊车）的结构，外部及内部各种电气元件的位置。

２、掌握ＭＺ－1250自动埋弧焊机规范调节方法。

３、掌握自动焊操作要领，能进行空车操作及实际焊接操作。

４、了解焊接规范参数对焊缝成型的影响规律。

三、实验设备及材料

１、ＭＺ1250自动埋弧焊机

２、万用表、改锥、克丝钳、活动搬手、打渣锤、小火钳、小扫帚、小簸箕、钢丝、游标尺、钢尺、焊剂筛。

３、材料：

焊丝（Φ４）、焊剂、钢板１００×４００×１０（mm），粗晶试件（已备）

四、实验方法及步骤：

１、打开焊机各部分箱盖、机盖、防护板、详细了解埋弧焊接机械结构，电源控制系统特点。

并采用图物对照方法找到各元件位置，了解它们的接线，学会使用万用表检查线路。

２、焊机（控制箱）接通电源变压器暂不接电源试验各控制按钮的动作，进行前的空车操作练习。

３、合上主电源，准备施焊，焊前需将焊剂进行充分烘干，对焊丝及工件表面进行除锈。

４、选择你认为合适的规范，在１００×４００×１０（mm）的钢板上用４mm的焊丝进行堆焊。

根据焊接结果，经过分析，再选择一种规范进行堆焊，并将两次施焊情况记录于表１４－１。

５、用游标尺测量采用已知堆焊所得的焊缝成型。

将所测结果记录于表１４－２。

６、整理实验现场。

五、实验结果及分析

１、整理实验所得数据，画出曲线，其坐标系如图１４－１所示。

２、说明实验结果分析及体会。

六、安全注意事项：

１、熟悉焊机结构时，要切断所有电源，以免触电。

２、查看电气元件及接线接头时动作要轻，防止损坏元件及拉断线头。

表１４－１埋弧自动焊自选参数施焊数据表

序号

板厚（mm）

焊丝直径／mm

Ｕ弧

／Ｖ

I焊

／A

Ｕ焊

／（m/h）

焊道外

观情况

备注

表１４－２测量已知规范的焊缝记录表

编号

Ｕ弧／Ｖ

Ｉ焊／Ａ

Ｕ焊／（m/h）

焊缝尺寸

B／mm

h／mm

h′／mm

１－１

１－２

１－３

１－４

１－５

２－１

２－２

２－３

２－４

２－５

３－１

３－２

３－３

３－４

备注：

焊丝＝４mmb—熔宽h—熔深h′—堆高

３、查看完毕后，将焊机盖板、防护板等恢复原状

图１４－１曲线坐标系

实验四MIG焊实验

一、实验目的：

１、了解CO２气保焊的焊接原理及操作过程。

２、认识CO２气保焊的优缺点和焊机结构。

３、了解逆变式CO２气保焊机焊接参数的选择及其影响。

二、实验材料及设备

１、NB-500逆变式CO２气保焊机（等速送丝）

２、工件

３、CO２气体

４、减压表

５、光线记录示波器（ＳＣ－１６型）

６、短路频变计

７、焊丝

三、工作原理

CO２气保焊为熔化焊极，焊接时ＣＯ２气体通过管形喷嘴沿焊丝周围喷出，在电弧周围形成一个具有挺直性的气带，保护熔化金属。

阻止外界的气体的侵入。

材料

项目

记录

铝板

厚度＝mn

不锈钢板

厚度＝mn

铜板

厚度＝mn

正接

反接

正接

反接

正接

反接

电流／Ａ

电压／Ｖ

氩气流量／（l/h）

钨极直径／mm

喷嘴直径／mm

焊接情况

电流稳定

情况

焊缝成型

有无阴极

雾化

钨极烧损

情况

细丝ＣＯ２气保焊是目前应用较广的一种。

它具有热效率高、工件变型小、生产效率高、成本低、对铁锈敏感小等优点。

但是ＣＯ２气保焊对焊接规范的选择非常关键。

参数的选择

表1实验结果数据表

不仅影响焊接质量的好坏和熔滴过度的变化情况，而且也影响金属的飞溅的大小。

焊接参数主要有：

（１）极性；（２）焊接电源；（３）电弧电压；（４）电感；（５）焊丝伸出长度。

１、极性：

一般采用反接，只有在堆焊或焊补铸钢件时才选用正接。

２、焊接电流是规范中的主要参数。

根据焊件的厚度、焊丝的直径、焊缝空间位置和需

要的熔滴过渡形式选择，电流增大，熔深显著增加，宽度和高度也相应增加，生产效率提高。

３、电弧电压：

电弧电压对短路频率有显著的影响。

合适的电弧电压范围为１６～２２伏特；喷射过渡时，其合适的电压范围为３０～５０伏特。

电压太大，则飞溅增加利害；电压太小，则电弧太短焊缝成形变坏。

４、电感：

回路中串联电感是为了控制飞溅，再就调节燃弧时间以调节焊件加热的程度。

５、焊丝伸出长度：

焊丝伸出长度越长，对熔池保护越不好，而且电阻热也增大，在大电流下焊丝熔化速度就越快。

一般焊丝伸出长度为５mm～１５mm为宜。

四、实验内容及步骤：

１、了解细丝ＣＯ２气保焊设备的结构，掌握焊机启动，停止，调选焊接电流，电弧电压，送丝速度，保护气流量及电感值等的操作方法。

２、掌握示波器和频率计的使用方法。

３、按照图１5－１连接。

图15-1气保焊示意图

４、根据板厚和焊丝直径查阅有关参考资料和表１5－１的有关数据，初步确定，规范参数。

启动焊机，在平板敷焊。

根据试焊结果变换规范，反复焊几次，直到获得较稳定的电弧和较好的焊缝成形。

这时记下各参数值。

５、记录焊接过程中的焊接电流变化及电弧电压的波形。

６、以较好的规范参数为标准，在其它参数保持不变的条件下，每次只调节一个规范参数进行焊接：

焊接电位图变成两个不同的偏大值及两个不同的偏小值。

电弧电压调节成两个不同的偏高值及两个不同的偏低值。

电感调节成两个不同的偏大值及两个不同的偏小值。

重复步骤４的观察内容和步骤５的记录内容。

表１参考参数

焊丝直径／mm

电弧电压

／V

焊接电流

／A

焊接速度

／（mm/s）

气体流量

／（L/h）

电感值

／mh

Φ0.8

18-19

100-110

25-30

300-400

0.08-0.16

Φ1.2

19-20

100-120

25-30

500-600

0.1-0.18

五、实验结果及分析

１、整理实验结果，记录在表15-2中。

表１5－２实验数据表

试件序号

空载

电压

电弧

电压

送丝

速度

焊接

电流

电感值

焊接

速度

短路

频率

现象

２、根据示波器的记录，结合熔滴的形成过程说明电流和电弧电压发生变化的原因。

选择典型的波形图，算出短路电流峰值Ｉm，引弧电压Ｕk，燃烧时间ＴＲ，短路时间Tr及短路频率f的值。

３、分别画出焊接电流（送丝速度）和电弧电压，电感值与短路频率的关系曲线。

分析各曲线对于稳定性的关系。

４、对实验中观察到的现象分析和讨论。

六、问题讨论

１、如果细丝CO2气保焊所用的焊丝直径不同，焊丝直径的差异怎样在主要规范的选择上反映出来，为什么？

２、为什么CO2气保焊产生较大的飞溅？

举出几条减少飞溅的措施，并简要说明理由。

３、CO2气保焊短路过渡焊接时焊缝外形有什么特点，怎样改善。

实验五TIG焊实验

实验原理

１、钨极氩弧焊用钨极作热源，用直流电焊接时，引弧稳定性好。

使用电流种类及电源极性不同时，焊接质量影响不同。

手工氩弧焊电弧静特性一般在平特区，因此要求匹配陡降特性的焊接电源。

２、焊接电流是钨极氩弧焊的主要规范参数。

根据焊件的材料厚度来确定。

电流过大，易引起咬边、漏焊等缺陷；电流过小，又易造成未焊透。

确定焊接电流后，选定焊接速度和电弧电压时，要考虑焊件的热输入量和熔池加热斑点面积这两个因素。

焊接时，应采用短弧并配合适当的焊接速度，以尽量小的线能量确保焊缝质量。

在确保喷嘴孔径和保护气流量时，要考虑焊接电流、弧长、电极外伸长度、焊接速度以及焊接接头型式等因素。

Ａ、直流电源部分

一、实验目的

１、熟悉钨极氩弧焊机的结构特点，了解焊机的结构。

２、观察用直流正反接焊铝时阴极雾化情况。

３、了解直流电不同特性时钨极烧损情况。

二、实验设备

１、WSM-400逆变式直流脉冲氩弧焊机

２、钨极氩弧焊焊机控制箱一台

三、实验内容

１、按图接线，线路图另发或据实验室挂图进行接线并检查正确为止。

２、合闸供电进行焊接。

（１）铝的焊接，观察极性不同时铝的阴极雾化现象及铝的烧损情况

（２）铜的焊接，观察极性不同时对焊缝成型情况的影响。

（３）不锈钢的焊接，观察极性不同时对焊缝成型情况的影响。

３、将有关数据填入表１６－１中。

４、试讨论电极材料和极性选择。

表1实验结果数据表

材料

项目

记录

铝板

厚度＝mn

不锈钢板

厚度＝mn

铜板

厚度＝mn

正接

反接

正接

反接

正接

反接

电流／Ａ

电压／Ｖ

氩气流量／（l/h）

钨极直径／mm

喷嘴直径／mm

焊接情况

电流稳定

情况

焊缝成型

有无阴极

雾化

钨极烧损

情况

B、交流电源部分

一、实验目的

１、观测交流钨极氩弧焊机直流分量及其影响。

２、交流钨极氩弧焊机直流分量的消除方法。

３、观察交流钨极氩弧焊焊铝的阴极雾化情况。

二、实验设备及仪表

１、交流电焊机一台（ＡＮ－５００）

２、钨极氩弧焊机控制箱一台

３、示波器

４、电阻器

５、蓄电器

三、实验内容

１、熟悉氩弧焊机控制交流部分线路图，查找设备元件的位置，检查气、水路是否正常工作。

２、观察直流分量存在时的焊接情况，电流稳定性，焊缝成型，阴极雾化现象情况，消除直流分量后的情况加以比较。

３、用示波器观察直流分量情况，电流信号通过电阻器引入示波器。

具体线路如图１６－１所示。

图1实验示意图

４、将实验数据填入表１６－２中。

表１实验结果数据表材

材

料

项

目

记

录

电

流

／Ａ

电

压

／Ｖ

氩

气

流

量

／（Lh）

钨

极

直

径

／mm

喷

嘴

直

径

／mm

焊接情况

电流稳定性

焊缝成型

有无限极雾化

电极烧损

铝板厚度＝mn

存在直流

分量

焊丝直径＝mn

消除直流

分量

五、问题讨论

试讨论直流分量产生的原因，对焊接参数的影响？

如果消除？

图１６－２电器原理图

实验六等离子切割工艺试验

一、实验目的：

１、了解等离子弧型态及割枪特点。

２、掌握等离子弧切割的方法及其工艺。

二、实验设备及材料

１、ＬＧＫ８－４０型空气等离子切割机

２、切割电源

３、ＬＧ－９０／４０Ａ型角式割炬

４、压缩空气瓶

５、５－１０（mm）钢板一个

三、实验原理

等离子切割所使用的等离子体是取自电弧的弧柱。

这种自由弧柱事实上是由气体加热到高温并经充分电离而产生，由于导电嘴的细孔结构，割炬中同时通有的冷却气流以及磁场使用而产生“机械压缩效应”，“热压缩效应和电磁收缩效应使弧柱产生的能量进一步集中”，直到与电弧的热扩散作用相平衡时，就形成稳定的等离子弧。

压缩空气进入割炬后分为两路，一路进入气室形成等离子弧柱，另一路在导电嘴周围喷出，冷却了枪体中各部件，并帮助切口边缘的冷却。

整个切割工作过程包括：

预通气——主电路供电——高频引弧——切割——熄弧——气体滞后——停止。

切割电源包括电源主电路及控制电路两部分，其电气原理图见图１７－１所示。

四、实验步骤

１、操作准备

（１）压缩空气通过直径８mm压力橡皮管接至过滤减压阀入口处，预调减压阀压力将空气压力调至４～５巴（0.4-0.5兆帕）。

（２）将切割机的三芯电缆接在电源处，并将机壳接地线接好。

（３）将工作地线接至切割电源正极输出端。

（４）检查无误后，向机器供电。

（５）按“ＡＮ”开关，“ＡＮ”指示灯亮，只需切割炬上的微动开关控制切割操作。

（６）按微动开关，让气体流通３min，可去除割枪中的水汽。

（７）再次调节减压阀的空气压力为４－５巴（0.4-0.5兆帕）。

（８）松开割炬上的微动开关后１０s气源即自动切断。

２、操作使用

（１）在切割工件的边缘开始切割，将割炬接触工件的边缘，割炬应稍向倾斜，以便吹掉熔化的金属，形成初始的切口。

然后将炬头垂直于工件切割，按下割炬上的微动开关即可引燃电弧进行切割。

（２）在切割过程中，割枪导电嘴应贴在工件匀速移动。

（３）在切割过程中，要停止切割时，应先关割枪上的微动开关再提起割炬，以免嘴烧坏。

实验七点焊工艺实验

一、实验目的

１、了解ＤＮ２５型点焊机的整体结构；

２、掌握加压，时间调节的原理及方法；

３、熟悉点焊工艺过程；

４、分析点焊工艺参数对接头质量的影响。

二、实验设备及材料

１、ＤＮ２５型点焊机（25kVA）

２、虎钳

３、手钳手锯

４、钢尺

５、切片机

６、砂纸，硝酸溶液

７、低碳钢板１×３０×３００（mm）

８、铝板1.5×30×200（mm）

9、点焊电流测量仪ＨＤＢ－１型

１０、周波和算测时器

１１、拉力试验机

三、实验内容

１、了解点焊机的结构

（１）通过讲解，看图纸及实物观察，了解ＤN2５型点焊机电器和机械部分的结构，工作原理。

（２）了解ＤN2５点焊机的性能及技术参数。

（３）了解ＤN2５点焊机的加压系统，时间调节机构，电压调节原理与调节方法和电极构造。

２、熟悉点焊工艺过程

（１）在指导老师协助下，自己动手完成一个焊点的操作过程。

（２）首先分析低碳钢和铝合金材料的机械、物理性能，结合经验数据，制定出相应的规范参数（一般地，１＋１m/m低碳钢板点焊：

Ｉ＝６０００～８０００Ａ，Ｔ＝0.2~0.5,Fw=80~90kg，Ｄ＝5.0～6.0m/m）。

（３）施焊，从试件的制备到一个焊点完成，应认真按操作规程完成，仔细观察整个过程，并详细记录于表１8－１内。

３、点焊规范参数接头技术的影响分析

（１）对于低碳钢试件，制订软硬两种规范，并进行焊接，观察过程并记录结果于表１８－１中。

（２）根据前述实验结果，确定一个适合于１＋１m/m低碳钢的点焊工艺。

（３）对于焊接电流Iw，焊接时间Tw和焊接电极压力Fw，固定其中两个，改变另一个，经获得该参数对焊接质量的影响，仔细观察施焊过程，并记录结果于表１８－２中。

表１点焊工艺记录表

序号

材料

板厚

m／m

焊接电流／Ａ

焊接时间／t

焊接压力／kg

电极直径／（m/m）

拉伸强度／（kg/mm）

表２1+1m/m低碳钢软硬规范点焊实验记录

序号

材料

板厚

m／m

焊接电流／Ａ

焊接时间／t

焊接压力／kg

电极直径／（m/m）

拉伸强度／（kg/mm）

软

1

2

3

硬

1

2

3

三、实验结果分析

１、填写各表中项目以及必要的记录结果；

２、结合实验结果，综合分析材料规范参数对接头质量的影响。

实验八焊接缺陷的着色检验

一、实验目的

１、学习着色检验的方法和操作过程

２、观察焊件表面缺陷所显示的痕迹

二、实验材料及设备

１、着色探伤液（ＳＭ－１）

２、铝合金淬火裂纹试块

３、吹风机

４、焊接试件（自制）

５、ＢＸ－３－３００Ａ交流弧焊机

三、实验原理

着色探伤原理是用有色油剂作渗透液，因此缺陷痕迹可直接在自然光照射下观察出来。

四、实验方法与步骤

１、探伤液性能的检查

着色探伤使用铝合金淬火裂纹试件来检查探伤液的性能。

方法是把基准渗透液和实验用渗透液分别对试块上槽的左右两部分进行渗透，经过清洗、干燥和显像处理后，观察比较槽的两边裂纹显示痕迹。

如果两边同样地显示裂纹，就可判定所使用的渗透液性能正常。

２、实验步骤

（１）清理试件表面。

（２）把渗透液喷射到试件表面，用毛笔涂匀，保持３～５min。

（３）把清洗液喷射在试件表面，除去多余的渗透液后吹干试件表面。

（４）把显示液喷射在试件表面，使缺陷部位显示红色彩像。

（５）用干布揩净试件。

五、实验结果和分析

１、画出试件表面缺陷所显示的痕迹。

２、分析渗透时间，清洗时间对探伤效果的影响。

六、问题讨论

被检材料表面状况对着色探伤效果的影响如何？

实验九逆变电阻焊点焊试验

一、实验目的

1、学会逆变电阻焊的方法。

。

2、了解逆变电阻焊机的构造。

二、实验设备及材料

1、黑皮钢纵梁逆变电阻焊机。

2、试板。

三、逆变电阻焊机简介

1、设备组成及功能

黑皮钢纵梁三相逆变电阻焊机由主机和控制器两部分组成。

如图1、图2所示。

该焊机具有以下主要功能：

1）有恒流控制，恒脉宽控制，网压补偿三种工作方式。

2）实现多脉冲焊接，分为预热，焊接，回火三个阶段，焊接过程最多9个脉冲。

3）预热具有斜升，回火具有斜降功能。

4）具有焊接电流阶梯补偿，停机修磨电极以及电极寿终停机更新功能。

5）多规范。

共有15个焊接规范，2个修磨规范。

6）编程器具可提供菜单式中文编程界面。

采用“傻瓜式”编程方式，使用极为简单灵活。

7）编程器有拷贝功能，程序可从编程器拷入主机，也可从主机拷入编程器。

8）编程

器有监测功能，可监测图1逆变电阻焊机

焊接结果和故障。

9）面板设置

单点/连点，焊接/调整选择。

10）具有

完善的保护功能。

11）主机可以通过编程实现平直、马鞍、阶梯等多种压力曲线。

2、特点

焊机采用了先进的中频电阻焊技术，与交流电阻焊机相比具有以下突出优点：

1）直流焊接。

该焊机采