焊接工程理论基础
焊工科目一二三四
焊工科目一二三四第一科目：焊接基础知识焊接是一种将金属材料连接起来的工艺，具有广泛的应用。
作为一名焊工，掌握好焊接的基础知识是非常重要的。
本文将介绍焊接的基本概念、常用的焊接方法、焊缝的准备和常见的焊接缺陷。
1. 焊接的基本概念焊接是将金属材料通过加热、加压或其他形式进行熔接，使其在固化后形成一个连续的结构。
焊接的主要目的是实现金属材料的连接，以满足工程或制造的需求。
2. 常用的焊接方法目前，常用的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和电阻焊等。
其中，电弧焊是最常见的焊接方法，它利用电弧的热能将金属材料熔接在一起。
气体保护焊适用于对接不同材料，如钢与不锈钢的焊接。
电阻焊则通过电阻加热将金属材料熔接。
3. 焊缝的准备在焊接之前，需要对焊缝进行准备工作。
首先，要确保焊接表面的清洁，去除杂质和脏物。
其次，对焊缝进行坡口处理，以便增加焊接强度。
最后，根据不同的焊接方法选择合适的焊丝和焊剂。
4. 常见的焊接缺陷在焊接过程中，常会出现一些焊接缺陷，如焊缝不合格、裂纹、气孔和未焊透等。
这些缺陷会影响焊接的质量和强度。
为了避免这些缺陷的发生，焊工需要掌握好焊接技术，确保焊接的稳定性和质量。
第二科目：焊接安全与操作规范焊接工作涉及到高温和电流，存在一定的安全风险。
为了保障焊工的安全，必须严格遵守操作规范和采取相应的安全措施。
本文将介绍焊接过程中的安全注意事项、个人保护措施和操作规范。
1. 焊接过程中的安全注意事项焊接时应注意以下事项：确保工作区域通风良好，避免有毒气体积聚；避免火源附近进行焊接，防止发生火灾；避免高温物品接触皮肤，使用防火手套和护目镜保护；禁止在有可燃物的区域进行焊接。
2. 个人保护措施在焊接过程中，焊工需要采取相应的个人保护措施，如佩戴防护手套、护目镜和防护服等。
这些措施可以有效地保护焊工的人身安全，降低事故发生的风险。
3. 操作规范操作规范对焊接工作的安全进行了规范。
焊工在进行焊接工作时，应按照规定的程序进行操作，严禁越过规定的范围和权限进行工作。
焊接基础理论
阳极区和阴极区热量、温度都有差别，手工电弧焊选用直流 电源焊接时，就有极性的选择问题。 当工件接电源的正极，焊条接负极，这种接法称为正接法， 反之则称为反接法。 选择电源极性主要根据焊条材料和工件所需热量。 酸性焊条焊接厚板，采用正接法。焊接薄板，采用反接法。 碱性焊条一般用反接法。 至于交流电弧，没有极性选择问题。
4.1.1 焊接电弧 焊接热源的要求：温度高，热量集中，热源稳定连续。 熔化焊最广泛的热源：电弧热。 焊接电弧是电极之间的气体介质放电现象，充满高温电离 气体。 电弧热与焊接电流和电压乘积成正比，电流越大，热量越 多。沿着长度分为三个区域：阳极区、弧柱区、阴极区。 阳极区产生的热量比较多，约43％； 阴极区产生的热量较少，约占36％；其余21％左右的热量 是在弧柱区产生的。 阳极区的温度为 2600K，阴极区的温度为 2400K，在电极材 料沸点左右；弧柱区散热慢，温度最高可达6000～8000K。
焊接裂纹
焊接应力特别是拉应力超过材料抗拉强度，就会产生焊接裂纹。 比较普遍，后果严重。 热裂纹 位置：焊缝，固相线高温区产生。沿着晶界开裂，表面有氧化 色。主要在杂质多的焊缝中。杂质形成的低熔点共晶体分布在 晶界，强度低。拉应力作用下开裂。 冷裂纹 位置：焊接热影响区。在200℃ ～300℃区间产生。主要在中碳钢、 高碳钢、合金钢中。最常见是延迟 裂纹，焊后一段时间后出现。 主要因素：含氢量、淬火组织和 焊接应力。
焊接结构的优缺点 1、优点： 与铆接结构相比，节省材料，密封性好。 采用铸造－焊接或锻造－焊接，产品生产方法更灵活。 可以制造双金属和复合层结构零件。 2、缺点： 焊接应力和变形大； 焊缝易产生气孔、 裂纹、夹渣等缺陷； 有些金属材料 不适合焊接。
1焊接理论基础
4）采用小能量、多层焊 5）焊前预热（150 ℃ ~350 ℃） 6）焊后热处理（去应力退火）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
可消除应力80%左右
2. 焊接变形的防止及矫正措施
1）设计时，焊缝不要密集交叉，截面和长度也应尽可能小。
2）合理选择焊接顺序。
3
2
3
4
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1—4—3—2
1—2—3—4
3）加裕量法。 4）反变形法。
第4章 材料的连接工艺
常用的连接方法
? 机械连接:主要指螺栓连接,铆钉连接,销和键连接等. ? 特点是连接件是标准件,有良好的互换性,选用方便,易 于检修;但成本高,影响外观.
? 胶接:借助于胶粘剂使两个分离的表面依靠化学力和机械 力作用把物体结合的连接方法. ? 可连接同种金属(或异种金属,或非金属)的各种接头; 特别适用于异型,异质,复杂形状的连接;但接头力学性 能低,耐热老化和气候老化性能差.
? 压力焊:是在焊接过程中对工件加压（加热或不加热）完成焊 接的方法。压力焊简称压焊。
? 钎焊:是利用熔点比母材低的填充金属熔化以后，填充接头间 隙并与固态的母材相互扩散实现连接的焊接方法。 焊接广泛用于汽车、造船、飞机、锅炉、压力容器、建 筑、电子等工业部门。全球钢产量的50％～60％要经过焊接 才最终投入使用。
? 焊接:通过加热或加压(或两者并用),并且用(或不用)填充 材料,使焊件达到原子间结合的连接方法。
概
述
一、金属焊接成形概念
用加热、加压等工艺措施，使两分 离表面产生原子间的结合与扩散作用， 从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。
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2.焊接方法分类
? 熔化焊:是利用局部加热的手段，将工件的焊接处加热到熔化 状态，形成熔池，然后冷却结晶，形成焊缝的焊接方法。熔 化焊简称熔焊。
焊工理论知识点总结
焊工理论知识点总结一、焊接的基本概念1.1 焊接的定义焊接是指将两个或两个以上的金属工件加热至熔点，使其熔化并在固化后形成一体的连接。
焊接是一种重要的金属加工方法，它能够将金属工件牢固地连接在一起，从而满足不同领域的使用要求。
1.2 焊接的作用焊接的主要作用是实现金属材料之间的连接，从而形成一个整体。
通过焊接，可以将金属材料连接成各种形状、大小的构件，同时也能够实现金属材料的复合结构、修复和改造等功能。
1.3 焊接的分类根据焊接材料的相变形式，焊接可以分为固体相变焊接和液相变焊接。
固相焊接主要包括压力焊、摩擦焊、爆炸焊等；而液相焊接主要包括电弧焊、气体保护焊、等离子焊等。
1.4 焊接的方法焊接方法通常包括手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊、电渣焊、激光焊等多种。
不同的焊接方法适用于不同的金属材料、工件形状和使用要求。
二、焊接的基本原理2.1 焊接温度焊接过程中，工件受热的温度至关重要。
通常来说，焊接温度一般高于金属工件的熔点，以便实现金属材料的熔化和连接。
2.2 焊接压力在某些焊接方法中需要施加一定的压力，以保证焊接接头的质量。
这种压力可以是机械压力、液压压力或者重力等。
2.3 焊接速度焊接速度是指焊接过程中，电弧或其他热源对工件的加热速度。
合理的焊接速度有利于焊接材料的均匀加热和保证焊接接头的质量。
2.4 焊接热输入焊接热输入是指焊接过程中通过热源输入到工件中的热能量。
合理的焊接热输入有助于保证焊接接头的质量，避免产生裂纹、变形等缺陷。
2.5 焊接材料焊接材料选择根据工件的材料和使用要求来确定。
通常来说，焊接材料应具有与工件相似的力学性能、耐腐蚀性能和热膨胀系数等。
2.6 焊接接头形式焊接接头形式有直接对接、角接、搭接、搭接角向接头、T型接头、角T型接头、搭接T 型接头等。
不同形式的接头有不同的焊接方法和工艺要求。
三、焊接的热源3.1 电弧电弧焊是一种常用的焊接方法，它通过电弧产生的热量来使工件熔化并形成连接。
焊接基础知识
焊接基础知识焊接是一种重要的金属连接工艺，广泛应用于各个行业和领域。
了解和掌握焊接基础知识对于从事焊接工作的人员来说至关重要。
本文将介绍焊接的基本概念、常见的焊接方法以及焊接质量控制等方面的知识。
一、焊接的基本概念焊接是通过加热、熔化金属或非金属材料，并在冷却后形成牢固连接的工艺方法。
焊接通常需要使用焊接电流或焊接火焰来提供足够的能量，使金属或非金属材料局部或全面达到熔点或塑性状态。
焊接的基本原理是利用金属在液态或塑性状态下的凝固过程实现材料的连接。
二、常见的焊接方法1. 电弧焊接电弧焊接是最常用的焊接方法之一。
它利用电弧产生高温，使金属熔化并在冷却后形成连接。
电弧焊接分为手工电弧焊和自动电弧焊两种方式。
手工电弧焊常用于小规模焊接工作，而自动电弧焊则适用于大规模连续焊接工作。
2. 气焊气焊是利用氧炔火焰产生高温将金属熔化并连接在一起的焊接方法。
气焊可用于焊接钢、铜、铝等金属材料，广泛应用于船舶、桥梁等领域。
3. 焊接变位焊接变位是一种将材料通过热扩散、热塑性或热力形变改变其位置后进行焊接的方法。
主要包括冷咬接焊、冷垫焊和冷紧接焊等。
三、焊接质量控制焊接质量控制是保证焊接连接强度和可靠性的关键步骤。
以下是几个常用的焊接质量控制方法：1. 检测焊接材料在进行焊接之前，需要对待焊接材料进行检测。
通过检测可以确定材料的合格性并预防焊接缺陷的发生。
2. 控制焊接参数焊接参数的控制对于焊接质量至关重要。
包括焊接电流、焊接速度、焊接温度等参数的控制，能够确保焊接接头的牢固性和密度。
3. 焊接接头检测焊接接头检测是评估焊接质量的重要步骤。
常用的检测方法包括目视检验、渗透检测、超声波检测等。
4. 焊接后处理焊接后处理包括去除焊渣、除凹槽、修复焊缺陷等步骤。
通过焊接后处理能够提高焊接接头的外观质量和力学性能。
综上所述，了解和掌握焊接基础知识对于从事焊接工作的人员来说至关重要。
通过掌握焊接的基本概念、常见的焊接方法以及焊接质量控制等知识，能够在实际工作中进行有效的焊接操作，并确保焊接接头的质量和可靠性。
焊工基础知识
焊工基础知识焊接是一种常见的金属连接方法，被广泛应用于制造业和建筑行业。
作为一个焊工，掌握基础知识对于保证焊接质量和安全至关重要。
本文将介绍焊工需要了解的基础知识。
一、焊接原理焊接是通过将金属材料加热到熔化状态，然后在熔融金属之间形成连续的连接。
焊接可以实现两种或多种不同材料的连接，这在许多工业应用中是至关重要的。
二、焊接类型1. 线焊线焊是最常见的焊接类型之一，它使用填充金属或焊芯将工件连接。
常见的线焊方法包括手工电弧焊、气体保护焊（MIG和TIG）等。
2. 点焊点焊是将两个或多个金属部件通过热点快速连接而成。
点焊通常用于薄金属板的连接，如汽车制造业中的焊接。
3. 插焊插焊也被称为螺柱焊，它是通过将螺柱插入金属工件中，并通过热轧进行连接。
插焊常见于电路板和终端连接件的制造。
4. 焊接缝焊接缝是通过将两个金属工件的边缘加热到熔化状态并进行连接来形成的。
焊接缝的类型包括对接焊缝、角焊缝、搭接焊缝等。
三、焊接安全焊接是一项危险的工作，焊工应该重视焊接安全以保护自己和他人的安全。
以下是一些焊接安全的基本原则：1. 戴好个人防护装备，如焊帽、护目镜、焊手套等，以保护眼睛、皮肤和呼吸系统。
2. 工作区域应保持清洁整齐，避免杂物或易燃物接近焊接区域。
3. 使用合适的通风设备，确保焊接过程中产生的有害气体及烟尘能够及时排出。
4. 确保焊接设备的正确安装和维护，以避免设备故障引发事故。
5. 经过专业培训，并严格按照焊接规范操作，不擅自修改焊接程序。
四、常见焊接缺陷在焊接过程中，很容易出现一些常见的焊接缺陷。
焊工应该能够识别这些缺陷，并采取相应的措施进行纠正。
以下是一些常见的焊接缺陷：1. 气孔：焊接过程中的气体挤压形成的孔洞。
2. 焊渣夹杂：焊接过程中未能清除的焊渣或其他杂质。
3. 焊缝不牢固：焊接接头强度不够，不能承受应力。
4. 焊接变形：焊接过程中产生的材料变形，导致尺寸不一致。
五、常用焊接设备1. 焊接机：包括手工电弧焊机、气体保护焊机等。
焊接理论基础
概念
母材-焊料-助焊剂之间的关系
焊接的理论根据及温控的重要性
在室温下 25 – 30° C
(所有物质都是固态)
在焊锡熔点温度下 180 – 183° C
(焊锡呈液态)
在器件引脚，焊锡，焊盘间 没有连接。
依靠表面张力的作用，将器件 引脚，焊锡与焊盘连接住。
焊接的理论根据及温控的重要性
在发生化学反应的温度下 210 – 220° C
SMT工艺类型
按焊盘位于板上的面数划分：
➢ 单面装焊工艺 （如：单面贴装、单面混装）
➢ 双面装焊工艺 （如：双面贴装、双面混装）
SMT工艺类型
按组件装联方式划分：
➢ 单面贴装工艺 ➢ 双面贴装工艺 ➢ 单面混装工艺 ➢ 双面混装工艺
手工焊接
电烙铁简介:
手工焊接
电烙铁选择的原则
➢ 应与科研开发/产品设计、生产、返工/返修的工作性质 相适应。
(在一秒钟内，生成的介质厚度 约0.5微米.)
当温度生至太高时，比如
280 – 350° C and above
(化学反应剧烈，形成太厚的介 质层。)
最佳 工艺温度.
Cu3Sn / Cu6Sn5
在适当的化学反应中，形成了牢固的机 械连接强度。
太剧烈的化学反应，形成太厚的介 质层，反而降低了机械连接强度。
➢ 烙铁头适时而适当地回待并迅速地抽离焊点，这对于确 保焊点强度与外观饱满、光亮、圆滑至关间充满了 锡料并所有被焊件各面上所覆盖的各层呈显“皮包骨” 状态。
➢ 焊点应让其在室温下自然冷却，切忌用嘴吹或其他强制 冷却的方法。焊点在冷却或凝固过程中，切忌受任何外 力影响或干扰。
焊接理论基础
目录
概念
SMT（Surface Mount Technology）工艺类型
焊工基础知识点总结
焊工基础知识点总结作为一名焊工，掌握基础知识是非常重要的。
本文将从焊接原理、焊接方法、焊接材料以及焊接安全等方面对焊工基础知识点进行总结。
一、焊接原理1. 焊接定义：焊接是通过熔融金属填充材料，将两个或多个金属材料永久性地连接在一起的加工方法。
2. 焊接原理：焊接的基本原理是利用热能将金属熔化，然后用填充材料填充缝隙，冷却后形成一块整体的金属连接。
3. 焊接热源：焊接热源包括火焰、电弧、激光等，其中最常见的是电弧焊和气焊。
4. 焊接变形：在焊接过程中，金属材料会受热膨胀，形成焊接变形。
因此，在设计焊接接头时需要考虑变形的影响。
二、焊接方法1. 电弧焊：电弧焊是利用电弧的热能进行熔焊的方法，包括手工电弧焊、埋弧焊和氩弧焊等。
2. 气焊：气焊是利用气焰的热能进行熔焊的方法，包括火焰切割、气体保护焊等。
3. 焊接割拔：焊接割拔是通过热能将金属材料切割或者拔掉的方法，包括氧气割、等离子割等。
4. 焊接压力连接：焊接压力连接是通过压力将金属材料连接在一起的焊接方法，包括压焊、滚焊等。
5. 焊接工艺：根据不同的焊接要求和工艺要求，可以采用不同的焊接方法，如手工焊、自动焊、半自动焊、焊锡等。
三、焊接材料1. 焊接材料：焊接材料包括焊接金属、填充材料和焊接辅助材料。
2. 焊接金属：焊接金属是进行焊接的基本材料，包括常用的钢、铝、铜、镍等。
3. 填充材料：填充材料是用来填充焊接接头缝隙的材料，可以根据不同的要求选择不同的填充材料。
4. 焊接辅助材料：焊接辅助材料包括焊接药剂、电极、焊接气体等，可以改善焊接质量和提高焊接效率。
四、焊接安全1. 焊接安全：在进行焊接作业时，需要注意焊接安全，包括防护设备、作业环境、职业健康等方面的要求。
2. 防护设备：焊工需要佩戴防护面罩、焊接手套、防护服等个人防护设备，防止受到热能和飞溅金属的伤害。
3. 作业环境：焊接作业需要在通风良好的环境中进行，防止产生有害气体和粉尘对焊工的伤害。
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9.1.4 焊接应力与变形
3、减少和消除焊接应力与变形的措施
✓选择合理的焊接顺序 焊接平面形工件上的焊缝，应保证焊缝的纵向与横向收 缩能过比较自由，如变形受阻，焊接应力就要加大。
9.1.4 焊接应力与变形
3、减少和消除焊接应力与变形的措施
✓锤击焊缝法 在焊缝的冷却过程中，用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝，使 金属产生塑性伸长变形，抵消一部分焊接收缩变形，从而减 小焊接应力和变形。 ✓加热“减应区”法 焊接前，在工件的适当部位（称为“减应区”）进行加热使 之伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝一起收缩，可大大减小 焊接应力和变形。
9.1 焊接工程理论基础
9.1.1 焊接电弧与电弧焊机
1、焊接电弧
焊接电弧是在电极与工件 之间的气体介质中长时间 的放电现象。 电焊机不同，阳极区、阴 极区的温度分布不同。
9.1.1 焊接电弧与电弧焊机
1、焊接电弧
• 直流弧焊机，由于阳极和阴极上有差异，所以有正接和反 接两种接线方法。
• 焊条电弧焊只有65%~85%的热量用于加热和熔化金属。
9.1.1 焊接电弧与电弧焊机
2、焊接电源
常用焊接电源的类型（手工电弧焊） ✓交流弧焊机：具有下降外特性的漏磁降压变压器，将 工业电压降至空载电压，同时能提供很大的便于调节的 焊接电流。结构简单，噪声小，价廉。
✓直流弧焊机：包括直流发电机、弧焊整流器。 电弧稳定，能适应各种焊条，接头质量高。但结构复杂， 价格高，噪声大。
9.1.4 焊接应力与变形
3、减少和消除焊接应力与变形的措施
✓焊前预热和焊后缓冷 减少焊缝区和焊件其他部分的温差。 ✓焊后退火处理 焊后退火是最常用的也最有效的消除焊接应力的一种方法。 它是焊后将工件均匀加热到500～650℃，保温一定时间 .4 焊接应力与变形
3、减少和消除焊接应力与变形的措施
✓预留收缩变形量 根据经验，在工件下料尺寸上加一定裕量，通常为0.1～
0.2%，以补充焊后的收缩。
✓反变形法
9.1.4 焊接应力与变形
3、减少和消除焊接应力与变形的措施
✓刚性固定法
9.1.4 焊接应力与变形
3、减少和消除焊接应力与变形的措施
✓选择合理的焊接顺序 如构件的对称两侧都有焊缝，应该设法使两侧焊缝的收 缩能互相抵消或减弱。
✓交直流两用弧焊机：多用途弧焊机。
9.1.2 焊接冶金过程与焊条
1、焊接冶金特点
金属、熔渣、气体三者发生复杂冶金反应 1)冶金温度高 焊接碳素钢和普通低合金钢时， 熔滴的平均温度2300℃，熔池也 达1600 ℃ ，远高于普通冶金温 度，容易造成合金元素的烧损和 蒸发。
9.1.2 焊接冶金过程与焊条
4、焊接变形的矫正
➢机械矫正法通常 只适于塑性好的低碳钢和普通低合金钢。
9.1.4 焊接应力与变形
4、焊接变形的矫正
➢火焰矫正法一般也仅适用于塑性好，且无淬硬倾向的材料。
动画
作为电极和填充金属，用于引燃电弧和填充焊缝。
9.1.3 焊接接头的组织与性能
1、焊缝金属和焊接热影响区
1)熔合区 —组织极不均匀， 强度、塑性差，产生裂纹 脆性破坏。
2)过热区 —A长大，塑、韧性 低，脆性大
3)正火区 —得均匀细小F+P组 织性能优;
4)部分相变区—晶粒不匀，较 正火区稍差;
5)再结晶区 —F与P得以细化
9.1.4 焊接应力与变形
1、焊接应力与变形的产生原因
焊接应力与变形产生的原因： 焊件局部不均匀加热，造成焊接过程的加热和冷却受
到周围冷金属的拘束，不能自由膨胀和收缩。
9.1.4 焊接应力与变形
2、焊接变形的基本形式
焊件焊后的变形形式主要有： 尺寸收缩、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形等。
9.1.4 焊接应力与变形
1、焊接冶金特点
2)冶金过程短 焊接熔池体积小，冷却速度快， 冶金反应进行得不充分，在焊 缝中会出现化学成分不均匀的 偏析现象。 3)冶金条件差 焊接熔池一般暴露在空气中， 熔池周围的气体、铁锈、油污 等在电弧的高温作用下，分解 的物质易通金属产生化学反应
9.1.2 焊接冶金过程与焊条
2、焊条 焊条＝焊芯＋药皮