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焊工理论基础讲解
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演讲人：
目录
01
焊接概述
02
焊接方法类型
03
焊接材料与设备
04
焊接工艺参数
05
焊接缺陷与检验
06
焊接安全与应用
焊接概述
01
焊接基本定义
材料连接技术
焊接是通过加热、加压或两者并用，使金属或非金属材料达到原子间结合的一种永久性连接工艺，广泛应用于制造业、建筑业等领域。
冶金过程特性
焊接过程中伴随局部熔化、凝固及相变，需控制热影响区（HAZ）性能，避免裂纹、气孔等缺陷。
能量输入形式
根据能源类型可分为电弧焊（电能）、激光焊（光能）、摩擦焊（机械能）等，不同能量输入方式直接影响焊接质量和效率。
焊接分类方法
按工艺方法分类
包括熔焊（如电弧焊、气焊）、压焊（如电阻焊、扩散焊）和钎焊（利用熔点低于母材的填充金属连接），每种工艺适用于不同材料和工况。
按自动化程度分类
分为手工焊、半自动焊和全自动焊，自动化程度越高，对工艺参数控制精度要求越高，但能显著提升生产一致性。
按保护方式分类
涵盖气体保护焊（如MIG/MAG）、埋弧焊、真空电子束焊等，保护介质（惰性气体、焊剂等）可防止熔池氧化，提升焊缝性能。
焊接技术重要性
工业制造核心工艺
焊接是船舶、汽车、航空航天等重型装备制造的关键环节，直接影响结构强度和安全性，例如压力容器焊缝需通过X射线检测。
经济效益显著
相比铆接或螺栓连接，焊接可减少材料消耗和装配工序，降低生产成本，同时实现轻量化设计。
技术创新驱动力
随着高强钢、铝合金等新材料应用，焊接技术持续迭代（如搅拌摩擦焊、激光-电弧复合焊），推动产业升级。
质量控制难点
焊接缺陷（如未熔合、夹渣）可能导致灾难性失效，需严格遵循ISO3834等国际标准进行工艺评定和人员认证。
焊接方法类型
02
电弧焊原理
电弧形成与能量转换
电弧焊通过电极与工件间的高温电弧（可达6000℃以上）熔化金属，电能转化为热能和光能，实现母材与填充金属的冶金结合。需控制电流、电压及电弧长度以稳定熔池。
常见电弧焊分类
包括手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、气体保护焊（GMAW/MIG、GTAW/TIG），差异体现在电极类型、保护方式及自动化程度。
焊条与保护气体作用
焊条药皮分解产生保护气体（如CO₂、氩气），隔绝空气防止氧化；药皮中的合金元素可改善焊缝金属性能，如提升强度或耐腐蚀性。
气焊技术要点
火焰类型与调节
氧-乙炔焰分为中性焰（温度3150℃）、碳化焰（还原性）和氧化焰，需根据材料选择。中性焰适用于大多数金属焊接，碳化焰用于高碳钢或铸铁修补。
焊丝与熔剂选择
焊丝成分需匹配母材（如H08用于低碳钢），熔剂（如硼砂）用于去除氧化物并降低熔点，尤其适用于铜、铝等易氧化金属。
操作安全规范
需严格检查气瓶、管路密封性，防止回火；焊接时保持火焰方向避开易燃物，并配备灭火设备。
特种焊接方法
利用高能激光束（波长1064nm）实现微米级精密焊接，热影响区极小，适用于薄板、电子元件及医疗器械，但设备成本高且对装配精度要求苛刻。
激光焊接（LBW）
电子束焊接（EBW）
摩擦搅拌焊（FSW）
在真空环境中通过高速电子束（能量密度达10⁶W/cm²）熔化金属，可焊接难熔材料（如钛合金、钨），但需防护X射线辐射。
通过高速旋转工具摩擦生热使材料塑化并搅拌成型，适用于铝合金、镁合金等轻金属，无熔焊缺陷且节能环保。
焊接材料与设备
03
填充材料选择
特殊环境需求
在腐蚀性、高温或低温环境中，需选用含镍、铬等合金元素的填充材料，以增强焊缝的耐蚀性和热稳定性。
适应焊接工艺
不同焊接方法（如MIG、TIG、电弧焊）对填充材料的直径、熔点和导电性有特定要求，需根据工艺特性选择焊丝或焊条规格。
匹配母材性能
填充材料需与母材的化学成分、力学性能（如抗拉强度、延伸率）相匹配，以确保焊接接头的均匀性和可靠性，避免因性能差异导致裂纹或变形。
保护气体应用
惰性气体保护
氩气、氦气等惰性气体常用于TIG和MIG焊接，可隔绝氧气和氮气，防止焊缝氧化和氮化，提高焊接质量。
气体流量控制
保护气体流量需根据焊接电流、喷嘴直径和环境风速调整，流量过低易导致保护不足，过高则可能扰乱熔池。
活性气体混合
二氧化碳与氩气的混合气体（如C25）适用于碳钢焊接，能改善电弧稳定性并降低飞溅，同时控制熔深和成形。
常用设备介绍
辅助工具
如接地钳、焊渣锤和面罩，接地钳确保电流回路稳定，焊渣锤用于清理焊缝，自动变光面罩保护焊工眼部免受强光伤害。
气保焊设备
由焊枪、送丝机构和气瓶组成，配备数字面板可调节电压、电流和送丝速度，适用于自动化或半自动化焊接。
电弧焊机
包括交流焊机和直流逆变焊机，前者适用于铝材焊接，后者以高效节能和电弧稳定性著称，适合精密焊接。
焊接工艺参数
04
电流电压控制
电流强度调节
根据焊材厚度和类型选择合适的电
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