电焊工技术教案本剖析

第一章焊接电弧

学习目的：为了认识和掌握电弧方法，首先弄清电弧的实质，掌握电弧的基础知识。本章就从理论上对电弧的性质及作用进行分析，通过学习，使我们能把焊接电弧的知识应用到电弧焊焊接工作中去，从而达到提高焊接质量的目的。

重点难点：焊接电弧的产生、焊接电弧的概念。

教学课时：8课时

一、焊接电弧的产生

中性气体原来是不能导电的，为了在气体中产生电弧而通过电流，就必须使气体分子(或原子)电离成为正离子和电子。而且，为了使电弧维持燃烧，要求电弧的阴极不断发射电子，这就必须不断地输送电能给电弧，以补充能量的消耗。气体电离和电子发射是电弧中最基本的物理现象。

1.气体原子的激发与电离

如果气体原子得到了外加的能量，电子就可能从一个较低的能级跳跃到另一个较高能级，这时原子处于“激发”状态。使原子跃为“激发”状态所需的能量称为激发能。气体原子的电离就是使电子完全脱离原子核的束缚，形成离子和自由电子的过程。由原子形成正离子所需的能量称为电离能。

在焊接电弧中，根据引起电离的能量来源，有以下3种形式：

(1)撞击电离。是指在电场中，被加速的带电粒子(电子、离子)与中性点(原子)碰撞后发生的电离。

(2)热电离。是指在高温下，具有高动能的气体原子(或分子)互相碰撞而引起的电离。

(3)光电离。是指气体原子(或分子)吸收了光射线的光子能而产生的电离。

2．电子发射

(1)热发射

(2)光电发射。

(3)重粒子撞击发射。

二、焊接电弧的概念

电弧是一种气体导电（放电）现象。焊接电弧则是两个电极之间强烈而持久的放电现象。电弧产生的条件就是气体要成为导电体。通常气体是不导电的，气体成为导体则需要两个条件，即①阴极电子发射和②气体电离。

①阴极电子发射

②气体电离

第二章常用焊接材料知识

学习目的：认识一些常用焊接材料

重点难点：了解什么焊条、焊芯、氩气、钨极；及其组成与分类

教学课时：8课时

一、焊条

焊条(covered electrode)

气焊或电焊时熔化填充在焊接工件的接合处的金属条。焊条的材料通常跟工件的材料相同。

焊芯

焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。

焊条型号与牌号：

（1）焊条的牌号

以结构钢为例：牌号,编制法。结XXX,结为结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型,焊接电流要求,第1、2数:代表焊缝金属抗拉强度。

（2）焊条的型号

焊条的型号是按国家有关标准与国际标准确定的。EXXX,以结构钢为例，型号编制法为字母“E”表示焊条，第一、二位表示熔敷金属最小抗拉强度，第三位数字表示焊条的焊接位置，第三、四位数字表示焊接电流种类

及药皮类型。

(3)焊条型号的表示方法：铸铁焊条用Z开头表示、低温钢镍合金焊条用W Ni表示、耐热钢焊条用R表示、堆焊焊条用D表示、铬不锈钢焊条用G A表示、特种焊条用TS表示、银基焊条用HL表示、铜及铜合金焊条用T表示、铝及铝合金焊条用L表示、气焊条用HS表示。

焊条的分类

按照焊条的用途，有两种表达形式，一为原机械工业部编制的的，可以将电焊条分为：结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条。二为国家标准规定，为碳钢焊条，低合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。二者没有原则区别，前者用商业牌号表示，后者用型号表示。

如果按照焊条药皮的主要化学成分来分类，可以将电焊条分为：氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条及盐基型焊条。

3 按药皮主要成分分类

按照药皮的主要成分可以确定焊条的药皮类型，见①。由于药皮配方组成不同，致使各种药皮类型焊条的熔渣特性、焊接工艺性能以及焊缝金属力学性能有很大差别。即使是同一类型药皮，但不同牌号的焊条也因为药皮成分和配比不同，焊条的工艺性能等也会出现明显的差别。焊条药皮类型及主要特点见②。

①焊条药皮类型分类：

（1）药皮类型：钛型‖药皮主要成分：氧化钛≥35% ‖焊接电源：直流或交流

（2）药皮类型：钛钙型‖药皮主要成分：氧化钛30%以上，碳酸盐20%以下‖焊接电源：直流或交流

（3）药皮类型：钛铁矿型‖药皮主要成分：钛铁矿≥30% ‖焊接电源：直流或交流

（4）药皮类型：氧化铁型‖药皮主要成分：多量氧化铁及较多的锰铁脱氧剂‖焊接电源：直流或交流

（5）药皮类型：高纤维素钠型‖药皮主要成分：有机物15%以上，氧化钛30%左右‖焊接电源：直流

②焊条药皮类型分类：（1）药皮类型：不属已规定的类型电源种类：不规定主要特点：在某些焊条中采用氧化锆、金红石碱性型等，这些新渣系目前尚未形成系列

（2）药皮类型：氧化钛型电源种类：直流或交流主要特点：含多量氧化钛，焊条工艺性能良好，电弧稳定，再引弧方便，飞溅很小，熔深较浅，熔渣覆盖性良好，脱渣容易，焊缝波纹特别美观，可全位置焊接，尤宜于薄板焊接，但焊缝塑性和抗裂性稍差。随药皮中钾、钠及铁粉等用量的变化，分为高钛钾型、高钛钠型及铁粉钛型

此外，对于药皮中含有多量铁粉的焊条，可以称为铁粉焊条。这时，按照相应焊条药皮的主要成分，又可分为铁粉钛型、铁粉钛钙型、铁粉钛铁矿型、铁粉氧化铁型、铁粉低氢型等，构成了铁粉焊条系列。

4 按焊条性能分类

按性能分类的焊条，都是根据其特殊使用性能而制造的专用焊条，如超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。

焊条的选用原则

焊条的选用须在确保焊接结构安全、可行使用的前提下，根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合考查后，有针对性地选用焊条，必要时还需进行焊接性试验。

（1）同种钢材焊接时焊条选用要点