焊接与切割基础知识ppt课件
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第一章 焊接与切割基础知 识
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第一节 焊接与切割概述
一、焊接与切割的基本原理及分类
（一）基本原理 1、金属结构件联接的形式
（1）螺栓联接，特点：可拆卸，属机械性联接 （2）铆钉联接，特点：可拆卸，属机械性联接 （3）焊接联接，特点：永久性，属分子性联接
2、焊接：通过加热或加压、或两者并用、并且用 或不用填充材料，使工件达到结合的方法。
2、学习的必要性：焊工在操作过程中，要与 各种易燃易爆气体、压力容器和电机电器设备 接触。焊接过程中又会产生有毒Βιβλιοθήκη Baidu体、有害粉 尘、弧光辐射、高频电磁场、噪声和射线等。
上述危害因素在一定条件下又会引起爆炸， 火灾、触电、烫伤、急性中毒、血液疾病、电 光性眼炎和皮肤病等职业病。还可能危及设备、 厂房和周围人员安全。所以焊工必须学习焊接 切割安全技术。
（二）典型的金属晶体结构
晶格：原子在晶体中排列规律的空间格架。
晶胞：能够完整反应晶格特征的最小几何单元。 金属原子按一定方式有规律地排列成一定空间 几何形状的结晶格子。
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1、体心立方：原子位于立方体的八个顶角和 立方体的中心各含有一个铁原子。
2.面心立方：原子位于立方体的八个顶角和六 个面的中心各含有一个铁原子。
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三、学习焊接切割安全技术的必要性 3、学习焊接安全技术的目的：
使有关管理人员，操作工人掌握操作的基 本原理、操作安全及防护的方法。严格执行 《焊接与切割安全》的标准及各项有关安全操 作规程、保证安全生产以及遇到危机情况时， 能及时做出适当的处理，从而保护操作者自己 和周围人员及厂房设备不遭到损害。
4、要实现安全操作必须做到：
详细了解焊接生产过程的特点和焊接工艺、 工具及操作方法。深刻理解和掌握焊接安全技 术的措施，严格执行安全规程和实施防护措施、 避免事故发生。
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第二节 金属学及热处理基本知识 一、金属晶体结构的一般知识 物质—— 金属元素：特点有固定熔点，光泽、延展性、 导电、导热，温 度升高，导电性能下降。
2、焊接的作业环境：主要研究污染焊接环境有害因 素的形成原理和条件，以及从焊接技术角度减少有害 因素产生的措施。
3、焊接劳动卫生：主要研究焊接作业对人体健康的 影响和个人防护，减少有害因素对人体健康的影响。
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三、学习焊接切割安全技术的必要性
1、特种作业：指容易发生人员伤亡事故，对 操作者本人、他人及周围设施的安全有极大的 危害的作业。
在外力的作用下，利用分子或原子的结合与扩 散作用，从而获得牢固的结合。
3、焊接的特点：节省材料，重量轻，简化加工装 配工序，接头致密性好，强度高，改善了劳动条件。
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（二）焊接方法的分类
1.熔化焊：将金属联接处加热至熔化状态，不 加压完成的焊接方法。
2.压焊：将金属联接处加热至熔化状态或塑性 时施加一定压力完成的焊接方法。
燃烧并放出热量实现气割的方法。
2.电弧切割：利用电弧热能熔化工件切割处金
属，而实现切割的方法。
3.冷切割：利用拘束能量穿透金属而实现切割
的方法。
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1.二、焊接安全卫生技术的构成
2.1、焊接安全技术：主要研究焊接作业中可能引起 的机械损伤、爆炸、火灾、触电、高处坠落、水下窒 息事故等不安全因素产生的原因和消除方法。其中包 括安全操作规程的制度和安全教育等管理措施。
过程：由晶核产生和晶核长大。（原子由不规 则排列的液体到原子规则排列的晶体过程）。
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二、合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识
（一）合金的组织
合金：由两种金属元素或非金属元素组成的金属。
组元：组成合金最基本的独立物（金属元素、非金 属元素 、稳定化合物）。 1、固溶体：是一种物质的原子均匀地溶解在另一种 物质晶格内，形成单相晶体结构。 1）间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙之中。 2）置换固溶体：溶质原子代替了溶剂晶格中的原子。 溶质原子的溶入使溶剂晶格发生畸变，提高了金属 材料的力学性能。
非金属元素：特点无固定熔点，温度升高，导 电性能提。
晶体：在物质内部，原子作用有序有规则排列， 并有固定熔点， 其性能各向异性。
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第二节 金属学及热处理基本知识
一、金属晶体结构的一般知识
非晶体：在物质内部，原子呈无序的堆积 ， 并无固熔点，其性能各向同性。 （一）晶体的特点：在物质内部，原子按一定 规律排列整齐，并有固定熔点，性能各向异性。
例：纯铁在常温下是体心立方晶格（α-Fe). 当升温到910℃时，有体心立方晶格转变为面 心立方晶格（r-Fe)，在升温到1390℃时，面 心立方晶格又重新转变为体心立方晶格（δFe),然后一直保持到纯铁的熔化温度。
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同素异晶转变：是金属在固态下随温度的变化， 由一种晶格转变为另一种晶格的现象。
结晶：金属由液态转变为固态的过程。
二、合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识 （一）合金的组织 2、金属化合物：两种元素的原子按一定比例相互作 用，形成一种具有金属特性的物质。
特点：熔点高、 硬度高、脆性大。
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（二）钢中常见的显微组织 1.铁素体（F）：碳溶解在a-Fe中形成的间隙 固溶体。溶解碳的能力差，在723℃时，溶解 0.02%的碳，室温时0.006%。特点：强度和硬 度低，塑性和韧性好。（低碳钢）
2.渗碳体（Fe3C)(cm):含碳量为6.6%的铁与碳 的化合物。特点：熔点1227℃，硬而脆。
3.珠光体（P）：是铁素体和 渗碳体的混合物。 含碳0.8%，只有在723℃才存在。特点：在铁 素体和渗碳体之间。
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（二）钢中常见的显微组织
4.奥氏体(A):碳溶解在r-Fe 中形成的间隙固 溶体。溶解碳的能力强，在1148℃时溶解 2.11%的碳。温度下降溶解度降低，在727℃时 溶解0.77%的碳。特点：强度，硬度不高，塑 性，韧性好，无磁性。
3.钎焊：用比母材熔点低的金属材料作钎料， 将被焊接金属和钎料加热至高于钎料熔点低 于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材 填充接头间隙，并与母材相互扩散实现联接 的焊接方法。
（三）切割的方法和分类
切割：将整块材料分割成人们所需要的形
状和大小部分的加
工方法
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1.气割：利用气体火焰热能将工件气割处预热 到一定温度后喷出高速切割纯氧气流，使其
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第一节 焊接与切割概述
一、焊接与切割的基本原理及分类
（一）基本原理 1、金属结构件联接的形式
（1）螺栓联接，特点：可拆卸，属机械性联接 （2）铆钉联接，特点：可拆卸，属机械性联接 （3）焊接联接，特点：永久性，属分子性联接
2、焊接：通过加热或加压、或两者并用、并且用 或不用填充材料，使工件达到结合的方法。
2、学习的必要性：焊工在操作过程中，要与 各种易燃易爆气体、压力容器和电机电器设备 接触。焊接过程中又会产生有毒Βιβλιοθήκη Baidu体、有害粉 尘、弧光辐射、高频电磁场、噪声和射线等。
上述危害因素在一定条件下又会引起爆炸， 火灾、触电、烫伤、急性中毒、血液疾病、电 光性眼炎和皮肤病等职业病。还可能危及设备、 厂房和周围人员安全。所以焊工必须学习焊接 切割安全技术。
（二）典型的金属晶体结构
晶格：原子在晶体中排列规律的空间格架。
晶胞：能够完整反应晶格特征的最小几何单元。 金属原子按一定方式有规律地排列成一定空间 几何形状的结晶格子。
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1、体心立方：原子位于立方体的八个顶角和 立方体的中心各含有一个铁原子。
2.面心立方：原子位于立方体的八个顶角和六 个面的中心各含有一个铁原子。
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三、学习焊接切割安全技术的必要性 3、学习焊接安全技术的目的：
使有关管理人员，操作工人掌握操作的基 本原理、操作安全及防护的方法。严格执行 《焊接与切割安全》的标准及各项有关安全操 作规程、保证安全生产以及遇到危机情况时， 能及时做出适当的处理，从而保护操作者自己 和周围人员及厂房设备不遭到损害。
4、要实现安全操作必须做到：
详细了解焊接生产过程的特点和焊接工艺、 工具及操作方法。深刻理解和掌握焊接安全技 术的措施，严格执行安全规程和实施防护措施、 避免事故发生。
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第二节 金属学及热处理基本知识 一、金属晶体结构的一般知识 物质—— 金属元素：特点有固定熔点，光泽、延展性、 导电、导热，温 度升高，导电性能下降。
2、焊接的作业环境：主要研究污染焊接环境有害因 素的形成原理和条件，以及从焊接技术角度减少有害 因素产生的措施。
3、焊接劳动卫生：主要研究焊接作业对人体健康的 影响和个人防护，减少有害因素对人体健康的影响。
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三、学习焊接切割安全技术的必要性
1、特种作业：指容易发生人员伤亡事故，对 操作者本人、他人及周围设施的安全有极大的 危害的作业。
在外力的作用下，利用分子或原子的结合与扩 散作用，从而获得牢固的结合。
3、焊接的特点：节省材料，重量轻，简化加工装 配工序，接头致密性好，强度高，改善了劳动条件。
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（二）焊接方法的分类
1.熔化焊：将金属联接处加热至熔化状态，不 加压完成的焊接方法。
2.压焊：将金属联接处加热至熔化状态或塑性 时施加一定压力完成的焊接方法。
燃烧并放出热量实现气割的方法。
2.电弧切割：利用电弧热能熔化工件切割处金
属，而实现切割的方法。
3.冷切割：利用拘束能量穿透金属而实现切割
的方法。
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1.二、焊接安全卫生技术的构成
2.1、焊接安全技术：主要研究焊接作业中可能引起 的机械损伤、爆炸、火灾、触电、高处坠落、水下窒 息事故等不安全因素产生的原因和消除方法。其中包 括安全操作规程的制度和安全教育等管理措施。
过程：由晶核产生和晶核长大。（原子由不规 则排列的液体到原子规则排列的晶体过程）。
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二、合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识
（一）合金的组织
合金：由两种金属元素或非金属元素组成的金属。
组元：组成合金最基本的独立物（金属元素、非金 属元素 、稳定化合物）。 1、固溶体：是一种物质的原子均匀地溶解在另一种 物质晶格内，形成单相晶体结构。 1）间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙之中。 2）置换固溶体：溶质原子代替了溶剂晶格中的原子。 溶质原子的溶入使溶剂晶格发生畸变，提高了金属 材料的力学性能。
非金属元素：特点无固定熔点，温度升高，导 电性能提。
晶体：在物质内部，原子作用有序有规则排列， 并有固定熔点， 其性能各向异性。
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第二节 金属学及热处理基本知识
一、金属晶体结构的一般知识
非晶体：在物质内部，原子呈无序的堆积 ， 并无固熔点，其性能各向同性。 （一）晶体的特点：在物质内部，原子按一定 规律排列整齐，并有固定熔点，性能各向异性。
例：纯铁在常温下是体心立方晶格（α-Fe). 当升温到910℃时，有体心立方晶格转变为面 心立方晶格（r-Fe)，在升温到1390℃时，面 心立方晶格又重新转变为体心立方晶格（δFe),然后一直保持到纯铁的熔化温度。
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同素异晶转变：是金属在固态下随温度的变化， 由一种晶格转变为另一种晶格的现象。
结晶：金属由液态转变为固态的过程。
二、合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识 （一）合金的组织 2、金属化合物：两种元素的原子按一定比例相互作 用，形成一种具有金属特性的物质。
特点：熔点高、 硬度高、脆性大。
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（二）钢中常见的显微组织 1.铁素体（F）：碳溶解在a-Fe中形成的间隙 固溶体。溶解碳的能力差，在723℃时，溶解 0.02%的碳，室温时0.006%。特点：强度和硬 度低，塑性和韧性好。（低碳钢）
2.渗碳体（Fe3C)(cm):含碳量为6.6%的铁与碳 的化合物。特点：熔点1227℃，硬而脆。
3.珠光体（P）：是铁素体和 渗碳体的混合物。 含碳0.8%，只有在723℃才存在。特点：在铁 素体和渗碳体之间。
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（二）钢中常见的显微组织
4.奥氏体(A):碳溶解在r-Fe 中形成的间隙固 溶体。溶解碳的能力强，在1148℃时溶解 2.11%的碳。温度下降溶解度降低，在727℃时 溶解0.77%的碳。特点：强度，硬度不高，塑 性，韧性好，无磁性。
3.钎焊：用比母材熔点低的金属材料作钎料， 将被焊接金属和钎料加热至高于钎料熔点低 于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材 填充接头间隙，并与母材相互扩散实现联接 的焊接方法。
（三）切割的方法和分类
切割：将整块材料分割成人们所需要的形
状和大小部分的加
工方法
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1.气割：利用气体火焰热能将工件气割处预热 到一定温度后喷出高速切割纯氧气流，使其