焊条电弧焊(6课时)

——适用班级：机电、数控专业制作人：许新杰郑州电子信息中等专业学校第三章焊条电弧焊第一节焊条电弧焊的焊接原理第二节焊条（4课时）第四节焊条电弧焊工艺参数及基本焊接技术（2课时）第三节焊条电弧焊设备及辅助工具（2课时）第五节焊接工艺评定（1课时）第一节焊条电弧焊的焊接原理（2课时）课型：新授课课时：2课时授课班级：授课时间：教学目的教学重点教学难点教学方法1.理解焊条电弧焊的基本原理。2.了解焊条电弧焊的优点。焊条电弧焊的基本原理焊条电弧焊的基本原理图示、设疑、讲授、探究一.焊条电弧焊的基本原理焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。如图所示，焊条电弧焊是一种气体放电现象。接触时焊接回路短路，很快拉起焊条后，焊条与焊件之间的空气在引弧电压作用下电离，发光发热，产生强烈持久的气体放电现象，形成焊条电弧焊的电弧。焊条电弧焊的焊接过程如上图所示焊接前，把电焊钳和焊件分别接到手工弧焊输出端的两极，焊件为一个电极，焊条为另一个电极。电弧在焊条和焊件之间形成，通过外加电压燃烧。在电弧热作用下，焊件和焊条的焊芯熔化共同形成熔池。在电弧热的作用下，涂敷于焊芯外面的焊条药皮会分解产生CO2、CO、H2等保护气体，阻止空气与熔池的接触。药皮在电弧焊热的作用下，生成熔渣，浮于熔池表面，对其起保护作用，凝固后在焊缝表面结成渣壳。也就是说，焊条电弧焊时，焊接熔池的保护是气体和熔渣的联合保护。液态金属和液态熔渣之间还进行脱氧、去硫、去磷、去氢和渗合金金属等复杂的冶金反应，从而使焊缝金属具有合适的化学成分。焊条电弧焊焊接过程（2）应用范围广焊条电弧焊配用相应的焊条,适合大多数工业用碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁和铜、铝、镍及其合金等绝大多数材质的焊件，应用范围广。（3）适应性强焊条电弧焊采用手工操作，灵活方便，能够焊接各种厚度、各种结构形状的工件，可以进行平、横、仰、立各种位置的焊接，特别是维修、返修、装配、及点固焊时，有其他焊接方法所不可替代的优势。（4）易操控、要求低焊条电弧焊时，遇到焊接接头装配不规则的地方，焊工可有意识地控制电弧的长度、焊条的角度、焊接的速度等工艺参数，以弥补装配的缺陷，所以焊条电弧焊对焊接接头装配的要求较低。（5）易控制变形焊条电弧焊时，焊工可以采用对称焊、分段焊、退步焊等焊接技术来控制焊接应力变形。（6）焊条电弧焊设备结构简单，价格便宜，使用、维护都很方便。2.焊条电弧焊的缺点（1）与埋弧自动焊、CO2气体保护焊、氩弧焊等焊接方法相比，焊条电弧焊由于用手操纵焊条，要不断更换焊条。所以焊条电弧焊生产效率较低,焊工劳动强度大。（2）焊条电弧焊主要依赖焊工的操作熟练程度，对焊工的操作技术水平要求较高，因此焊接质量不稳定。（3）焊条电弧焊时，劳动条件差，焊工要承受弧光辐射、有害气体、烟尘和焊接高温等的危害，所以采取必要的保护措施。课堂小结一、焊条电弧焊的基本原理二、焊条电弧焊的特点1.焊条电弧焊的优点2.焊条电弧焊的缺点第一节焊条电弧焊的焊接原理课后作业1.焊条电弧焊的过程2.焊条电弧焊的优缺点（1）优点（2）缺点课型：新授课课时：4课时授课班级：授课时间：教学重点教学难点教学方法设疑、讲授、归纳、探究1.辨别焊条的型号和牌号。2.焊条的存放与管理方法。辨别焊条的型号和牌号第二节焊条电焊条（简称焊条）是带有涂层的供焊条电弧焊用的熔化电极。1、什么是焊条？焊条一、焊条电弧焊的组成焊条由焊芯和药皮两部分组成。1.焊芯（1）作用：1）作为电极传导电流，产生电弧，维持电弧；2）作为填充材料，与母材金属（焊件金属）熔合在一起，形成焊缝。制作焊芯用的钢丝，一般都是专门冶炼的焊条钢，铸成钢锭后热轧，然后拉拔到所需要的尺寸。（2）焊条的直径焊条的直径为1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.2mm、4.0mm、5.0mm，长度为250～450mm之间。焊条的直径即指焊芯的直径。焊条的种类不同，焊芯也不同。焊芯成分直接影响焊缝金属的化学成分和力学性能，所以对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂质的含量更有严格的限制，如硫、磷等。表3—1列出H08A焊芯和不锈钢H0Gr21Ni10焊芯的化学成分。————（课本P57表3—1）焊接碳钢及低合金钢条的焊芯，一般都严格限制含碳量，并加入锰、硅等成分。限制含碳的目的是：一方面，含碳量低时钢丝塑性好，焊丝拉拔比较容易；另一方面，可降低还原其他合金元素，主要是为了保证焊缝的综合力学性能，同时对焊接工艺提高性能及去除杂质也有一定的作用。2.药皮的作用药皮的组成物有：矿物类（如大理石、氟石等）、铁合金和金属粉类（如锰铁、钛铁等）、有机物类（如木粉、淀粉等）、化工产品类（如钛白粉、水玻璃等）所起的作用有：焊条药皮原料及作用（1）机械保护（造气、造渣、保护熔池）。（2）冶金处理（脱氧、脱硫、脱磷、掺入合金）。（3）改善焊接工艺条件（稳弧、改善成形、脱渣、减少飞溅）。小结：焊条药皮的作用二、焊条的分类⑴按用途分类：按国家标准可分为七大类：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条和铝及铝合金焊条。其中碳钢焊条使用最为广泛。国家标准焊条的分类（2）按焊条药皮的主要化学成分分类（3）按焊条药皮熔化后的熔渣特型分类a）酸性焊条酸性焊条药皮中含有较多的二氧化钛、二氧化硅和氧化铁等酸性氧化物和一定数量的碳酸盐等物质。具有良好的焊接工艺性，容易引弧、电弧稳定，飞溅小、脱渣性好，对铁锈、油脂和水分等不易产生气孔，脱渣容易，焊缝美观，可使用交流或直流电源，适合于全位置焊接。应用较为广泛。但酸性焊条氧化性强，合金元素易烧损，脱硫、磷能力也差，因此焊接金属的塑性、韧性和抗裂性能不高，适用于一般低碳钢和相应强度的结构钢的焊接。例：E4303(J422)就是常用的酸性焊条。b）碱性焊条碱性焊条药皮的主要成分为大理石、萤石等，并有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂，因此药皮具有足够的脱氧能力。氧化性弱、脱硫、磷能力强，所以焊缝塑性、韧性高，扩散氢含量低、抗裂性能强。可用于焊接合金钢和重要的低碳钢。因此，焊缝接头的力学性能较使用酸性焊条的焊缝要好，但碱性焊条的焊接工艺性较差，仅适于直流弧焊机，对锈、水、油污的敏感性大，焊件易产生气孔，焊接时产生有毒气体和烟尘多，应注意通风。例：E5015（J507）就是常用的碱性焊条。酸性焊条和碱性焊条的特性对比三、焊条的型号和牌号1、碳钢焊条的型号现以“GB/T5117-1995国标碳钢焊条”等规定，其型号编制方法为：字母“E”(英文字母)表示焊条；E后的前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为MPa；第三位数字表示焊条的焊接位置，若为“0”及“1”则表示焊条适用于全位置焊接（即可进行平、立、仰、横焊），“2”表示焊条适用于平焊及平角焊，“4”表示焊条适用于向下立焊；第三位和第四位数字组合时表示药皮类型及焊接电流种类，如为“03”表示钛钙型药皮、交直流正反接，又如“15”表示低氢钠型、直流反接。例：15表示焊条药皮为低氢钠型1表示焊条适用于全位置焊接43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPaE4315E431515表示焊条药皮为低氢钠型E431515表示焊条药皮为低氢钠型E4315E表示焊条1表示焊条适用于全位置焊接43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa15表示焊条药皮为低氢钠型E43151表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型E表示焊条43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型E表示焊条43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为低氢钠型2、低合金钢焊条的型号例：E5018—AL43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为铁粉低氢型，采用交流或直流反接焊接E表示焊条表示熔敷金属化学成分分类代号15表示焊条药皮为铁粉低氢型，采用交流或直流反接焊接表示熔敷金属化学成分分类代号1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为铁粉低氢型，采用交流或直流反接焊接表示熔敷金属化学成分分类代号43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为铁粉低氢型，采用交流或直流反接焊接表示熔敷金属化学成分分类代号E表示焊条43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430MPa1表示焊条适用于全位置焊接15表示焊条药皮为铁粉低氢型，采用交流或直流反接焊接表示熔敷金属化学成分分类代号低合金钢焊条型号的编制方法：后缀字母为熔敷金属的化学成分分类代号，并以短画“—”与前面数字连接。低合金钢焊条型号的编制方法(GB/T5118－1995)系列－强度焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E50系列-熔敷金属抗拉强度≥490MPa(50kgf/mm2)E5003-X钛钙型平、立、仰、横交流或直流正、反接E5010-X高纤维素钠型平、立、仰、横直流反接E5011-X高纤维素钾型平、立、仰、横交流或直流反接E5015-X低氢钠型平、立、仰、横直流反接E5016-X低氢钾型平、立、仰、横交流或直流反接E5018-X铁粉低氢型平、立、仰、横交流或直流反接E5020-X高氧化铁型平角焊交流或直流正接E5020-X高氧化铁型平交流或直流正、反接E5027-X铁粉氧化铁型角焊交流或直流正接E5027-X铁粉氧化铁型平交流或直流正、反接E55系列-熔敷金属抗拉强度≥540MPa(55kgf/mm2)E5500-X特殊型平、立、仰、横交流或直流正、反接E5503-X钛钙型平、立、仰、横交流或直流正、反接E5510-X高纤维素钠型平、立、仰、横直流反接E5511-X高纤维素钾型平、立、仰、横交流或直流反接E5513-X高钛钾型平、立、仰、横交流或直流正、反接E5515-X低氢钠型平、立、仰、横直流反接E5516-X低氢钾型平、立、仰、横交流或直流反接E5518-X铁粉低氢型平、立、仰、横交流或直流反接低合金钢焊条型号的编制方法(GB/T5118－1995)系列－强度焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E60系列-熔敷金属抗拉强度≥590MPa(60kgf/mm2)E6000-X特殊型平、立、仰、横交流或直流正、反接E6010-X高纤维素钠型平、立、仰、横直流反接E6011-X高纤维素钾型平、立、仰、横交流或直流反接E6013-X高钛钾型平、立、仰、横交流或直流正、反接E6015-X低氢钠型平、立、仰、横直流反接E6016-X低氢钾型平、立、仰、横交流或直流反接E6018-X铁粉低氢型平、立、仰、横交流或直流反接E70系列-熔敷金属抗拉强度≥690MPa(70kgf/mm2)E7010-X高纤维素钠型平、立、仰、横直流反接E7011-X高纤维素钾型平、立、仰、横交流或直流反接E7013-X高钛钾型平、立、仰、横交流或直流正、反接E7015-X低氢钠型平、立、仰、横直流反接E7016-X低氢钾型平、立、仰、横交流或直流反接E7018-X铁粉低氢型平、立、仰、横交流或直流反接E75系列-熔敷金属抗拉强度≥740MPa(75kgf/mm2)E7515-X低氢钠型平、立、仰、横直流反接E7516-X低氢钾型平、立、仰、横交流或直流反接E7518-X铁粉低氢型平、立、仰、横交流或直流反接低合金钢焊条型号的编制方法(GB/T5118－1995)系列－强度焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E80系列-熔敷金属抗拉强度≥780MPa(80kgf/mm2)E8015-X低氢钠型平、立、仰、横直流反接E8016-X低氢