最新机械制造工艺基础教案32焊条电弧焊.docx
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最新机械制造工艺基础教案32焊条电弧焊
课题序号
26
授课班级
授课课时
2课时
授课形式
讲解法
授课章节
名称
§3—2焊条电弧焊
（一）
使用教具
投影仪、胶片
教学目标
1、了解焊条电弧焊的过程；
2、掌握引弧、正接与反接的注意事项；
3、了解常用的焊接电源。
教学重点
1、引弧的要求和组成；
2、正接与反接的要求。
教学难点
1、引弧的要求和组成；
2、正接与反接的要求。
更新、补
充、删节
内容
课外作业
见课堂教学安排中的作业布置
教学后记
授课主要内容或板书设计
§3—2焊条电弧焊
焊条电弧焊又称手弧焊
焊条电弧焊具有电弧温度较高、热量集中，设备简单，操作方便、灵活，能适应在各种条件下焊接等特点，是焊接生产中普遍应用的一种方法。
缺点是生产效率低，劳动强度较大，焊接质量取决于工人的操作技术水平。
一、焊接电弧
由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与母材间，通过气体介质产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。
1、引弧
电弧焊时，引燃焊接电弧的过程称为引弧。
焊接电弧由阴极区、弧柱和阳极区组成。
阳极区的温度较高；阴极区的温度较低。
2、正接与反接
焊件接电源负极、电极（焊条）接电源正极的接线法称为反接。
反接多用于铸铁、有色金属及其合金或薄钢板的焊接。
二、焊接电源
1、直流弧焊发电机
2、交流弧焊变压器
3、弧焊整流器
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
第一、二课时
复习提问
1、焊接可分为哪几种？
2、焊接的特点是什么？
导入新课
我们生活中常见的是什么焊接？
讲授新课
§3—2焊条电弧焊
一、焊接电弧
由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与母材间，通过气体介质产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。
1、引弧
电弧焊时，引燃焊接电弧的过程称为引弧。
引弧开始时，先使焊条与焊件瞬时接触，因电路短路而产生高热，使接触处金属很快熔化并产生金属蒸气。
当焊条迅速提起，离开焊件2--4mm时，焊条与焊件间充满了高温的气体和气态的金属，由于质点热运动的相互碰撞及焊接电压的作用使气体电离而导电，在焊条与焊件间形成电弧。
焊接电弧由阴极区、弧柱和阳极区组成。
阳极区的温度较高；阴极区的温度较低。
2、正接与反接
焊件接电源正极、电极（焊条）接电源负极的接线法称为正接，正接多用于熔点较高的钢材和厚板料的焊接。
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
讲授新课（续）
焊件接电源负极、电极（焊条）接电源正极的接线法称为反接。
反接多用于铸铁、有色金属及其合金或薄钢板的焊接。
当使用交流电焊接时，由于极性是交替变化的，因此，阴极区与阳极区（瞬时）上的热量分布和温度基本相等，没有正接与反接之分。
二、焊接电源
常用的焊条电弧焊的焊接电源（俗称电焊机）有直流弧焊发电机、交流弧焊变压器和弧焊整流器三大类。
1、直流弧焊发电机
弧焊发电机能获得稳定的直流电，因此引弧容易，电弧稳定，但运转时噪声大，空载损耗大，并且结构复杂，造价高，易损坏，维修较困难，因此，已逐渐被弧焊整流器所替代。
2、交流弧焊变压器
交流弧焊变压器输出的焊接电流为交流电。
它具有结构简单、制造方便、成本低廉、使用可靠和维修方便等优点，因而应用普遍；为焊接低碳钢焊件最常用的焊接设备。
焊条电弧焊具有电弧温度较高、热量集中，设备简单，操作方便、灵活，能适应在各种条件下焊接等特点，是焊接生产中普遍应用的一种方法，广泛应用于碳素钢、合金钢、不锈钢、耐热钢、高强度钢、铸铁等金属材料的不同厚度及不同位置的焊接也可用于铜合金、镍合金的焊接。
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
讲授新课（续）
3、弧焊整流器
该整流器为晶闸管式弧焊整流器，额定焊接电流为400Ao弧焊整流器具有噪声小、空载损耗小、成本低、制造和维修容易等优点，其应用已日趋普及。
巩固练习
1、什么是手弧焊？
2、什么是正接与反接？
课堂小结
本课主要讲解了手弧焊、焊接电弧、焊接电源。
作业布置
一、课堂作业
1、什么是正接与反接？
2、常用的焊条电弧焊的焊接电源（俗称电焊机）有哪三大类？
3、正接与反接的应用？
4、什么是直流弧焊发电机？
二、家庭作业
1、正接与反接的应用？
2、什么是引弧？
如何引弧？
课题序号
28
授课班级
授课课时
2课时
授课形式
讲解法
授课章节
名称
§3—2焊条电弧焊
（二）
使用教具
投影仪、胶片
教学目标
1、知晓焊条电弧焊的常用的焊接设备；
2、掌握焊条焊芯和药皮的作用；
3、清楚常用焊接接头的形式；
4、知晓焊接时焊条的运动。
教学重点
1、焊条焊芯和药皮的作用
2、常用焊接接头的形式
教学难点
1、焊接时焊条的运动
更新、补
充、删节
内容
课外作业
见课堂教学安排中的作业布置
教学后记
授课主要内容或板书设计
§3—2焊条电弧焊
（二）
三、焊接用具
焊条电弧焊必备的焊接用具有焊接电缆、焊钳、面罩和辅助器具等。
1、焊接电缆。
2、焊钳。
3、面罩。
4、辅助器具。
其他还有焊工手套、护脚等劳动保护用品。
四、焊条
焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，它由药皮和焊芯两部分组成。
焊芯是焊条中被药皮包覆的金属芯。
根据用途不同，焊芯有钢丝、有色金属丝和铸造线材等。
焊芯钢丝的牌号前用代号“H”注明，其后的表示方法与钢号表示方法相同。
例如I-t08（碳素钢焊芯）、H08Mn2Si（合金结构钢焊芯）和H00Crl9Ni9（不锈钢焊芯）等。
焊条的直径和长度是指焊芯的直径和长度。
药皮有以下作用：
（1）机械保护（造气、造渣）
（2）冶金处理
（3）改善焊接工艺条件（稳弧、改善成形、脱渣、减少飞溅）
五、常用焊接接头形式
接头形式是指零件（焊件）连接处所采用的结构方式。
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
第一、二课时
复习提问
1、直流电焊机的正接和反接各使用什么场合？
2、焊接电源有哪三大类？
导入新课
1、焊接是需要哪儿设备呢？
讲授新课
§3—2焊条电弧焊
（二）
三、焊接用具
焊条电弧焊必备的焊接用具有焊接电缆、焊钳、面罩和辅助器具等。
1、焊接电缆。
焊接电缆用以实现焊钳、焊件对焊接电源的连接，以传导焊接电流。
电缆外表应有良好的绝缘层，不允许导线裸露。
外皮如有破损，应用绝缘胶布包好，以防破损处引起短路和发生触电等事故。
2、焊钳。
焊钳是夹持焊条并传导电流以进行焊接的工具。
焊钳必须严格绝缘。
3、面罩。
面罩是防止焊接时的飞溅、弧光及其他辐射对焊工面部和颈部损伤的一种遮盖工具，有手持式和头盔式两种。
4、辅助器具。
常用的辅助器具有敲渣锤（清除焊渣用的尖锤）、扁錾、钢丝刷等，用于清除焊件上的铁锈和熔渣。
其他还有焊工手套、护脚等劳动保护用品。
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
讲授新课（续）
四、焊条
焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，它由药皮和焊芯两部分组成。
焊芯是焊条中被药皮包覆的金属芯。
根据用途不同，焊芯有钢丝、有色金属丝和铸造线材等。
焊芯的作用一是作为电极传导电流，产生电弧，二是作为填充材料，与母材金属（焊件金属）熔合在一起，形成焊缝。
焊条电弧焊时，焊芯金属约占整个焊缝金属的50％～70％，其化学成分直接影响焊缝的质量，因此，制作焊芯用的金属都是经过特殊冶炼的。
钢用焊芯的材料有碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢三类。
焊芯钢丝的牌号前用代号“H”注明，其后的表示方法与钢号表示方法相同。
例如I-t08（碳素钢焊芯）、H08Mn2Si（合金结构钢焊芯）和H00Crl9Ni9（不锈钢焊芯）等。
焊条的直径和长度是指焊芯的直径和长度。
常用的直径有1、6，2、0，2、5，3、5，4、0，5、0，6、0mm等7种，长度范围为200—550mm。
药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层。
药皮有以下作用：
（1）机械保护（造气、造渣）
药皮熔化时放出大量气体并形成熔渣。
气体在电弧周围形成气层，隔绝空气，保护熔化金屑不受空气的影响；熔渣覆盖在熔池金属上面，也起隔离空气的保护作用。
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
讲授新课（续）
（2）冶金处理（脱氧、脱硫、脱磷、掺入合金）
熔渣和熔化金属之间将进行冶金反应，去除熔池中的有害杂质，如氧、硫、磷等，并向熔池金属内掺人合金元素，从而改善和提高焊缝的力学性能。
（3）改善焊接工艺条件（稳弧、改善成形、脱渣、减少飞溅）
药皮使焊接电弧容易引燃和燃烧稳定，焊缝成形好，并能减少焊接时金属颗粒向周围飞散及使脱渣容易。
五、常用焊接接头形式
接头形式是指零件（焊件）连接处所采用的结构方式。
在焊条电弧焊中，常用的焊接接头形式有；对接接头、角接接头、T形接头和搭接接头。
常用的对接接头坡口形式有I形、v形、X形、U形等。
选用时，应在确保焊透、熔合比合理、焊接变形小的前提下，选用加工容易、节约充填金属材料和便于焊接的坡口。
六、焊接操作
1、电弧的引燃与控制
（1）引弧的方法引燃焊接电弧必须将焊条的末端与焊件表面接触形成短路，然后迅速将焊条提离焊件表面至一定距离（2—4mm），电弧即能引燃。
引弧的操作方法有直击法和划擦法两种。
（2）焊条沿焊接方向移动焊接方向是指焊接热源沿焊缝长度增加的移动方向。
为了完成整条焊缝的焊接，焊条应沿焊缝长度增加方向均匀移动。
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
讲授新课（续）
（3）焊条的横向摆动为了获得一定宽度的焊缝，焊条必须作横向摆动。
焊条的摆动还能促使熔池中熔渣和气体的浮出，改善焊缝质量。
图3—13为常用几种焊条横向摆动的形式。
（2）电弧的控制电弧引燃后，应控制焊条末端与焊件表面焊条与焊件间气体不能电离导电而致熄弧；距离太小，则会引起短路。
之间的距离并保持不变，以保证电弧稳定燃烧。
距离太大，会因2、运条电弧引燃后，开始进入正常的焊接过程，手工操作要实现焊条的三个方向的运动。
巩固练习
1、药皮有哪些作用？
2、电弧的如何引燃与控制？
课堂小结
本课主要讲解了焊接用具、焊接操作。
作业布置
一、课堂作业
1、药皮有哪些作用？
2、电弧的如何引燃与控制？
3、常用焊接接头形式有哪些？
4、电弧引燃后，开始进入正常的焊接过程，手工操作要实现焊条的哪三个方向的运动？
二、家庭作业
1、常用焊接接头形式有哪些？
2、常用的对接接头坡口形式有哪些？
课堂教学安排
课题序号
30
授课班级
授课课时
2课时
授课形式
讲解法
授课章节
名称
§3—2焊条电弧焊（三）
使用教具
投影仪、胶片
教学目标
1、掌握如何选择焊条、焊接电流、焊接速度；
2、知晓焊条焊接中缺陷。
教学重点
1、焊接工艺参数的选择；
2、焊条焊接中缺陷
教学难点
1、焊条焊接中缺陷
更新、补
充、删节
内容
课外作业
见课堂教学安排中的作业布置
教学后记
授课主要内容或板书设计
§3—2焊条电弧焊（三）
六、焊接操作
3．焊接工艺参数的选择
焊条电弧焊的焊接工艺参数主要包括焊条直径、焊接电流、焊接速度等。
（1）焊条直径
（2）焊接电流
焊接时，流经焊接回路的电流称为焊接电流。
焊接电流的大小对焊接质量影响很大，增大焊接电流能提高生产率，增加熔深，适于焊接厚度大的焊件。
焊接电流过大易造成咬边（沿焊趾的母材部位产生沟槽或凹陷）、增加飞溅，且药皮易脱落；焊接电流过小则电弧不稳定，易造成未焊透等质量问题。
焊接电流的大小取决于焊条直径，焊条直径越大，焊接电流越大，一般可按下式选用：
I=Kd
式中：
I——焊接电流，A
K——系数，
d——焊条直径，mm
仰焊时，焊接电流应比平焊小5％～15％，立焊则应更小一些。
焊件接电源负极、电极（焊条）接电源正极的接线法称为反接。
反接多用于铸铁、有色金属及其合金或薄钢板的焊接。
当使用交流电焊接时，由于极性是交替变化的，因此，阴极区与阳极区（瞬时）上的热量分布和温度基本相等，没有正接与反接之分。
（3）焊接速度
单位时间内完成的焊缝长度称为焊接速度。
在保证接头质量的前提下，应尽量采用较大的焊接速度，以提高生产率，减小过热区和焊件变形。
教学过程
主要教学内容及步骤
讲授新课（续）
七、焊接缺陷
焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象称为焊接缺陷。
产生焊接缺陷的主要原因有：
焊前接头处未清理干净、焊条未烘干、焊接工艺参数选择不当或操作方法不正确等。
常见的焊接缺陷有以下几种：
（1）未焊透焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。
造成未焊透的原因有：
焊接电流太小，坡口角度太小，钝边太大，间隙太小，焊条角度不当等。
（2）夹渣夹渣是指焊后在焊缝中残留焊渣。
焊接电流太小，焊接速度过快，焊件边缘及焊层或焊道之间清理不干净等均会造成夹渣。
（3）气孔焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。
焊件边缘上留有水、锈等杂质，焊接电弧过长等均是形成气孔的原因。
（4）咬边咬边是由于焊接参数选择不当或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。
（5）焊瘤焊瘤是焊接过程中，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。
产生原因主要是焊接参数选择不当和操作方法不正确。
（6）焊接裂纹裂纹是指存在于焊缝或热影响区内部或表面的缝隙。
裂纹是焊接结构中危险性最大的焊接缺陷。
裂纹的形式较多，按裂纹的方向和所处的位置不同，可分为纵向裂纹、横向裂纹、放射状裂纹和弧坑裂纹等。
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
巩固练习
1、什么是手弧焊？
2、什么是正接与反接？
课堂小结
本课主要讲解了焊接工艺参数的选择、焊条直径、焊接电流、焊接速度、焊接缺陷。
作业布置
一、课堂作业
1、常见的焊接缺陷有哪几种？
2、如何选择焊条直径？
3、焊接电流如何调节？
4、什么是焊接速度？
二、家庭作业
1、焊接电流如何调节？
2、如何选择焊条直径？
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