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機(jī)械制造技術(shù)
本書是根據(jù)2014年教育部頒布的《中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》編寫, 全書共四大模塊十八個(gè)單元: 以零件制造成形為主線, 第一模塊為毛坯的制造方法; 第二模塊為機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí); 第三模塊為常用機(jī)械加工方法; 第四模塊為機(jī)械加工工藝分析與工藝規(guī)程。
本書是職業(yè)教育“十三五”改革創(chuàng)新規(guī)劃教材,依據(jù)教育部2014年頒布的《中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》,并參照相關(guān)的國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)編寫而成。通過本書的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生掌握必備的毛坯制造方法、切削加工基礎(chǔ)知識(shí)、常用機(jī)械加工方法和機(jī)械加工工藝分析與工藝規(guī)程。本書在編寫過程中吸收企業(yè)技術(shù)人員參與教材編寫,緊密結(jié)合工作崗位,與職業(yè)崗位對(duì)接; 選取的案例貼近生活、貼近生產(chǎn)實(shí)際; 將創(chuàng)新理念貫徹到內(nèi)容選取、教材體例等方面。
本書配套有豐富的教學(xué)資源,如多媒體課件等,可免費(fèi)獲取。
本書在編寫時(shí)努力貫徹教學(xué)改革的發(fā)展方向,嚴(yán)格依據(jù)新教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的要求,努力體現(xiàn)以下特色。
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。4) 本書題型多樣,有選擇題、填空題、判斷題等,題目突出針對(duì)性和實(shí)用性,幫助學(xué)生理解、掌握知識(shí)點(diǎn)和基本技能,改變“唯考”的觀念,樹立科學(xué)引導(dǎo)、主動(dòng)服務(wù)和幫助學(xué)生掌握知識(shí)的新理念。
。5) 本書每一模塊開篇均有知識(shí)要點(diǎn)和重點(diǎn)知識(shí)的介紹,每一單元包括目標(biāo)描述、技能目標(biāo)和知識(shí)目標(biāo),讓授課者和學(xué)習(xí)者一目了然,便于把握構(gòu)建基本知識(shí)和技能體系。
本書建議學(xué)時(shí)為72學(xué)時(shí),具體學(xué)時(shí)分配見下表。
單元建議學(xué)時(shí)單元建議學(xué)時(shí)單元建議學(xué)時(shí)
單元18單元74單元131
單元26單元86單元142
單元38單元92單元152
單元48單元101單元162
單元54單元111單元174
單元64單元121單元188
總計(jì)72
本書由朱金鐘擔(dān)任主編,石建梅、徐為榮擔(dān)任副主編。全書共四大模塊,18個(gè)單元。第1單元由朱金鐘編寫,第2、4、5單元由石建梅編寫,第3單元由徐為榮編寫,第6、7、17、18單元由顧丹艷編寫,第8、9單元由顧亞芬編寫,第10、11、12、13單元由蔣春霞編寫,第14、15、16單元由華燕編寫,全書由朱金鐘、石建梅統(tǒng)稿。
本書在編寫過程中參考了大量的文獻(xiàn)資料,在此向文獻(xiàn)資料的作者致以誠(chéng)摯的謝意。由于編寫時(shí)間及編者水平有限,書中難免有錯(cuò)誤和不妥之處,懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)、指正。了解更多教材信息,請(qǐng)關(guān)注微信訂閱號(hào): Coibook。
編者2016年12月
模塊一毛坯的制造方法
單元1鑄造
1.1概述
1.2砂型鑄造
1.3常見特種鑄造方法及應(yīng)用
目標(biāo)檢測(cè)
單元2鍛壓
2.1概述
2.2自由鍛
目標(biāo)檢測(cè)
單元3焊接
3.1概述
3.2焊條電弧焊
3.3氣割
3.4埋弧焊
3.5氣體保護(hù)焊
3.6電阻焊
3.7釬焊
目標(biāo)檢測(cè)
模塊二切削加工基礎(chǔ)知識(shí)
單元4金屬切削原理與刀具
4.1金屬切削基礎(chǔ)知識(shí)
4.2刀具的結(jié)構(gòu)
4.3刀具的材料
4.4金屬切削過程及切削參數(shù)的選擇
4.5刀具的主要種類及應(yīng)用
4.6影響金屬切削加工性的主要因素及其控制
目標(biāo)檢測(cè)
單元5金屬切削機(jī)床
5.1金屬切削機(jī)床基本知識(shí)
5.2金屬切削機(jī)床主要結(jié)構(gòu)組成
5.3常見的金屬切削機(jī)床
目標(biāo)檢測(cè)
單元6機(jī)床夾具
6.1機(jī)床夾具概述
6.2工件定位
6.3工件夾緊
6.4各類機(jī)床夾具
目標(biāo)檢測(cè)
單元7機(jī)械零件的加工質(zhì)量分析與控制
7.1機(jī)械加工精度
7.2加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析
7.3機(jī)械加工表面質(zhì)量
7.4機(jī)械加工過程中的振動(dòng)及其控制
目標(biāo)檢測(cè)
模塊三常用機(jī)械加工方法
單元8車削
8.1概述
8.2外圓柱面車削
8.3 平面與臺(tái)階車削
8.4溝槽切削與切斷
8.5孔的車削
8.6圓錐面車削
8.7成形面車削
8.8螺紋車削
目標(biāo)檢測(cè)
單元9刨削
9.1概述
9.2常見刨削方法
目標(biāo)檢測(cè)
單元10插削
10.1概述
10.2常見插削方法
目標(biāo)檢測(cè)
單元11拉削
11.1概述
11.2常見拉削方法
目標(biāo)檢測(cè)
單元12鉆削
12.1概述
12.2鉆孔
12.3擴(kuò)孔
12.4鉸孔
目標(biāo)檢測(cè)
單元13鏜削
13.1概述
13.2常見鏜削方法
目標(biāo)檢測(cè)
單元14銑削
14.1概述
14.2平面銑削
14.3臺(tái)階銑削
14.4溝槽銑削
14.5特形面銑削
14.6分度方法簡(jiǎn)介
目標(biāo)檢測(cè)
單元15磨削
15.1概述
15.2砂輪的安裝、平衡、修整
15.3平面磨削
15.4外圓磨削
15.5內(nèi)圓磨削
目標(biāo)檢測(cè)
單元16其他特種加工簡(jiǎn)介
16.1電火花加工簡(jiǎn)介
16.2激光加工簡(jiǎn)介
16.3超聲波加工簡(jiǎn)介
目標(biāo)檢測(cè)
模塊四機(jī)械加工工藝分析與工藝規(guī)程
單元17機(jī)械加工工藝過程
17.1機(jī)械加工工藝過程的組成和特征
17.2定位基準(zhǔn)的選擇
17.3毛坯的選擇
17.4加工余量和工序尺寸及其公差的確定
17.5工藝路線的擬定
17.6制定工藝規(guī)程的技術(shù)依據(jù)及步驟
目標(biāo)檢測(cè)
單元18典型零件的加工
18.1軸類零件加工
18.2套類零件加工概述
18.3直齒圓柱齒輪類零件加工概述
18.4箱體類零件加工概述
目標(biāo)檢測(cè)
參考文獻(xiàn)
單元3焊接
目標(biāo)描述
了解常見焊接方法、原理及操作方法。
技能目標(biāo)
會(huì)進(jìn)行焊條電弧焊操作。
知識(shí)目標(biāo)
了解焊接的常見分類。掌握焊條電弧焊使用中的設(shè)備和焊接用具的操作方法,根據(jù)焊接材料合理選擇焊條并會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作。了解氣割、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、電阻焊和釬焊的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。
3.1概述
3.1.1焊接的定義
焊接就是通過加熱、加壓或者兩者并用,并且用(或不用)填充材料,使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法,如圖3.1所示。
圖3.1焊接
焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法,它不僅可以連接各種同質(zhì)金屬,也可以連接各種不同質(zhì)的金屬,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的應(yīng)用。
焊接技術(shù)作為一門連接技術(shù),歷經(jīng)百年的發(fā)展,現(xiàn)已成為眾多工業(yè)制造領(lǐng)域中不可缺少的工藝方法,小到輕工業(yè),大到國(guó)防、軍工領(lǐng)域都可以看到焊接技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
焊接技術(shù)主要應(yīng)用于三種領(lǐng)域:高精尖領(lǐng)域,如軍工、航空航天、核電和高速鐵路等;重型工業(yè)領(lǐng)域,如船舶、汽車、壓力容器、石化裝備、電力建設(shè)、管道及重型機(jī)械設(shè)備等;輕工民用領(lǐng)域,如建筑裝飾施工、五金工具及家電行業(yè)等。
3.1.2焊接的分類
金屬焊接方法有40種以上,按照各種焊接方法的基本特征,總體上分為三類,即熔(化)焊、壓(力)焊和釬焊。
1.熔焊
熔焊是將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化,形成熔池(在焊件上由熔化的填充金屬與局部熔化的母材共同組成的一個(gè)具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬區(qū))。熔池隨熱源向前移動(dòng),冷卻后形成的連接兩個(gè)被連接體的接縫稱為焊縫,從而將兩工件連接成為一體。
2.壓焊
壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合,又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對(duì)焊,當(dāng)電流通過兩焊件的連接端時(shí),該處因電阻很大而溫度上升,當(dāng)溫度升高到一定程度使工件處于塑性狀態(tài)時(shí),在軸向壓力作用下連接成為一體。
3.釬焊
釬焊是使用比工件熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料,將工件和釬料加熱到釬料熔點(diǎn),低于工件熔點(diǎn)的溫度,利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕工件,填充接口間隙并與工件實(shí)現(xiàn)原子間的相互擴(kuò)散,從而實(shí)現(xiàn)焊接的方法。
3.1.3焊接的特點(diǎn)
焊接具有以下特點(diǎn)。
。1)與鉚接相比,焊接可以節(jié)約金屬材料,接頭密封性好,容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。
。2)與鑄造、鍛造相比,焊接生產(chǎn)程序簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)效益高。用型材等拼焊成焊接結(jié)構(gòu)件來代替大型復(fù)雜的鑄件,生產(chǎn)周期短,勞動(dòng)強(qiáng)度低。
。3)設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,產(chǎn)品成本低。
3.2焊條電弧焊
3.2.1施焊原理
焊條電弧焊是熔焊中*常見的類型,工作原理如圖3.2所示。
圖3.2焊條電弧焊示意圖
1—焊件;2—焊縫;3—渣殼;4—熔渣;5—?dú)怏w;6—藥皮;7—焊芯;8—熔滴;9—電。10—熔池
。1)電弧在焊條和焊件之間燃燒,電弧熱使工件和焊芯同時(shí)熔化形成熔池,同時(shí)使焊條的藥皮熔化并分解,熔化后的藥皮與液態(tài)金屬發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),形成的熔渣從熔池中上浮。
。2)藥皮受熱分解后產(chǎn)生大量的保護(hù)氣體,和熔渣一起保護(hù)熔化金屬。
。3)電弧沿著焊接方向推進(jìn)后,工件和焊條不斷熔化匯成新的熔池,原來的熔池不斷冷卻凝固,構(gòu)成連續(xù)的焊縫。
3.2.2焊接電弧
電弧是焊條和工件之間的氣體放電現(xiàn)象。電弧放電電壓低,電流大,溫度低,將電弧放電作焊接熱源,既安全,加熱效率又高。
1.電弧的組成
焊接電弧可分為三個(gè)區(qū)域,即陽極區(qū)、弧柱區(qū)和陰極區(qū),如圖3.3所示。
圖3.3電弧的組成
2.焊接電弧的溫度和熱量分析
用鋼焊條焊接時(shí),陰極區(qū)溫度為2400K左右,放出熱量為電弧總熱量的38%;陽極區(qū)溫度為2600K左右,熱量占42%;弧柱區(qū)中心溫度可達(dá)5000~8000K,熱量占20%左右。
3.2.3焊接電源
焊條電弧焊的焊接電源(俗稱電焊機(jī)),用于提供焊接所需的能量,其空載電壓為60~100V,工作電壓為25~45V,輸出電流為50~1000A。
電焊機(jī)有直流電源和交流電源兩種,分直流弧焊機(jī)、交流弧焊變壓器和弧焊整流器三大類。
圖3.4直流弧焊機(jī)
1.直流弧焊機(jī)
直流弧焊機(jī)的外形如圖3.4所示,它由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)組成,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作而形成直流焊接電源。
直流弧焊機(jī)提供直流電,制造較簡(jiǎn)單,成本較高,但是其電弧穩(wěn)定焊接質(zhì)量好。直流弧焊機(jī)有正反兩種接法。
(1)正接法將焊件接焊機(jī)正極,焊條接焊機(jī)負(fù)極,這種接法稱為正接法,如圖3.5(a)所示。其發(fā)熱量大,主要用于焊接厚板。
圖3.5正接法和反接法
(2)反接法將焊件接焊機(jī)負(fù)極,焊條接焊機(jī)正極,這種接法稱為反接法,如圖3.5(b)所示。其發(fā)熱量小,主要用于焊接薄板。
2.交流弧焊機(jī)
交流弧焊機(jī)又稱弧焊變壓器,結(jié)構(gòu)外形如圖3.6所示,它是一種特殊的變壓器。它把網(wǎng)絡(luò)電壓的交流電變成適宜于弧焊的低壓交流電。交流弧焊機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易造易修、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。但其電弧穩(wěn)定性較差,焊接質(zhì)量不高,一般用于手弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊等方法。
3.弧焊整流器
弧焊整流器結(jié)構(gòu)外形如圖3.7所示,它用整流器將交流電整流成直流電作為焊接電源,具有噪聲小、空載損耗小、成本低、制造和維修容易等優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用已日趨普及。
圖3.6交流弧焊機(jī)
圖3.7弧焊整流器
3.2.4焊接用具
焊條電弧焊必備的焊接用具有焊接電纜、焊鉗、面罩、焊條保溫筒、焊條烘干箱和輔助器具等。
1.焊接電纜
焊接電纜以實(shí)現(xiàn)焊鉗、焊件對(duì)焊接電源的連接,并傳導(dǎo)焊接電流,如圖3.8所示。焊接電纜應(yīng)具有良好的導(dǎo)電能力和良好的絕緣外皮。線芯為多股細(xì)銅線,并應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用。焊接電纜的兩端可通過接線夾頭連接焊件與焊機(jī),以減小連接電阻;工作時(shí)要防止焊件壓傷或折斷電纜;切忌電纜與剛焊完的熱焊件接觸,以防電纜被燒壞;一般要使用整根電纜線,中間不要有接頭;嚴(yán)禁焊接電纜與油脂等易燃物料接觸。
快速接頭是一種快速方便地將焊接電纜與焊機(jī)連接或接長(zhǎng)焊接電纜的專用器具,如圖3.9所示,它應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性能和外套絕緣性能,使用中不能松動(dòng),保證接觸良好、安全可靠,禁止砸碰。
圖3.8焊接電纜
圖3.9快速接頭
2.焊鉗
在焊條電弧焊中,用以夾持焊條并傳導(dǎo)電流進(jìn)行焊接的工具叫作焊鉗,俗稱焊把,如圖3.10所示。焊鉗主要有300A和500A兩種規(guī)格。
圖3.10焊鉗
(1)焊鉗的選擇
選用焊鉗時(shí)注意以下幾點(diǎn)。
①根據(jù)焊接電源的額定電流選用相應(yīng)的焊鉗。
、诤搞Q應(yīng)在任何角度上能迅速牢固地夾持不同直徑的焊條。
、酆搞Q的夾持部位導(dǎo)電性能良好。
、芎笚l的手柄應(yīng)有良好的絕緣和隔熱性能。
(2)使用注意事項(xiàng)
、偻姾,焊鉗不得與焊件接觸,以免燒壞焊鉗。
、诤搞Q上的彈簧失效后應(yīng)及時(shí)更換,鉗口應(yīng)保持清潔。
、酆搞Q與電纜的連接必須牢固。
、苓^熱的焊鉗不能放入水中冷卻,防止觸電。
、輵(yīng)經(jīng)常檢查焊鉗的各個(gè)部位,以防松動(dòng)。
3.面罩
面罩是防止焊接時(shí)的飛濺、弧光及高溫輻射對(duì)焊工面部及頸部造成灼傷的一種遮蔽工具,用紅色或褐色石棉紙板壓制而成,有手持式和頭盔式兩種,如圖3.11所示。面罩的正面開有長(zhǎng)方形孔,內(nèi)嵌白色玻璃和護(hù)目玻璃。
圖3.11焊接面罩
焊接時(shí),護(hù)目玻璃有減弱電弧光和過濾紅外線、紫外線的作用,顏色以墨綠色和橙色居多。
4.焊條保溫筒和焊條烘干箱
焊條保溫筒是在施工現(xiàn)場(chǎng)供焊工攜帶的可儲(chǔ)存少量焊條的一種保溫容器,它與電焊機(jī)的二次電壓相連,以保持一定的溫度,如圖3.12所示。
焊條烘干箱是對(duì)受潮焊條進(jìn)行烘干的設(shè)備,使用前按規(guī)定穿好勞動(dòng)保護(hù)用品,檢查烘干機(jī)的接地保護(hù)是否牢固可靠。取送焊條前必須切斷電源,以免產(chǎn)生觸電事故,如圖3.13所示。
圖3.12焊條保溫筒
圖3.13焊條烘干箱
5.常用焊接輔助工具
(1)敲渣錘。清除焊渣用的尖錘,可提高清渣效率。
(2)鏨子。用于清除焊渣,也可鏟除飛濺物和焊瘤。
(3)鋼絲刷?捎糜谇宄讣砻娴蔫F銹、油污等。清除坡口和多層焊道時(shí),宜用兩三行窄形彎把鋼絲刷。
(4)銼刀。一般使用半圓銼,用于修理根部接頭。
(5)焊工手套。是使焊工手臂不被灼傷、防止觸電的專用護(hù)具。不要戴著手套直接拿灼熱的焊件和焊條頭。破損的手套應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。
(6)護(hù)腳布。保護(hù)焊工腳腕,避免被灼傷。
(7)工作服。是防止弧光及火花灼傷人體的防護(hù)用品,一般由較堅(jiān)固且不宜著火的白色帆布制成,袖口要小,開口不要過多。焊接時(shí),上衣不要掖在褲子里,蓋好口袋,紐扣應(yīng)扣好。
(8)平光眼鏡。供清渣時(shí)佩戴,防止焊渣崩射眼睛。
(9)角向磨光機(jī)。主要用來打磨坡口和焊縫接頭,或修磨焊接缺陷,不得強(qiáng)力或沖擊性使用,嚴(yán)禁提拉電纜。其型號(hào)按砂輪片的直徑來編制,砂輪片直徑越大,電動(dòng)機(jī)功率越大。型號(hào)包括100mm、125mm、150mm、180mm。
(10)電動(dòng)磨頭。具有角向磨光機(jī)的功能,不過磨頭較小,易實(shí)現(xiàn)細(xì)小部位的磨削。其切屑易飛出傷人,使用時(shí)應(yīng)加強(qiáng)自身及他人的防護(hù);刀具更換時(shí)應(yīng)夾緊,嚴(yán)禁使用已彎曲的刀具。
(11)氣動(dòng)刮鏟機(jī)和針束打渣除銹器。主要用于除銹、打渣,其結(jié)構(gòu)輕巧靈活,后坐力小,安全方便。突出優(yōu)點(diǎn)是大大降低了清除焊渣過程中的飛濺及勞動(dòng)強(qiáng)度。
(12)地線夾。為保證導(dǎo)線與焊件可靠地連接,可采用地線夾或多用對(duì)口鉗。地線夾的形狀如圖3.14所示。GQ.2型多用對(duì)口鉗(見圖3.15)用于快速鉗緊,適用于30~70mm板厚。
(13)管焊對(duì)口鉗。焊接管子對(duì)接焊縫時(shí),若采用管焊對(duì)口鉗進(jìn)行裝配,可保證同軸度,焊完定位焊縫后,拆下管焊對(duì)口鉗即可進(jìn)行焊接。常用的管焊對(duì)口鉗如圖3.16所示,適用于15~108mm管子的對(duì)接焊。
圖3.14地線夾
圖3.15GQ.2型多用對(duì)口鉗
圖3.16管焊對(duì)口鉗
(14)焊縫測(cè)量器。焊縫測(cè)量器是測(cè)量焊縫角度及外形尺寸的量具,可用來測(cè)量坡口角度、間隙寬度、錯(cuò)邊量大小、焊縫高度和焊縫寬度等。其使用方法如圖3.17所示。
圖3.17焊縫測(cè)量器用法示例
3.2.5焊條
1.焊條的組成
焊條由焊芯和藥皮組成。
(1)焊芯。焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯,它是具有一定長(zhǎng)度和直徑的金屬絲。焊芯在焊接過程中主要有兩個(gè)作用:一是傳導(dǎo)焊接電流,維持電弧,把電能轉(zhuǎn)化為熱能;二是用于向焊縫中填充金屬,與熔化的母材一起組成焊縫。
(2)藥皮。藥皮是壓涂在焊芯表面上的涂料層,由各種不同的礦石粉、鐵合金粉、有機(jī)物和化工產(chǎn)品等按照一定比例配制而成。在焊接過程中,藥皮有以下作用。
、贆C(jī)械保護(hù)(造氣、造渣):藥皮熔化時(shí)放出大量氣體并形成熔渣,氣體在電弧周圍形成氣層,隔絕空氣,熔渣覆蓋在熔池金屬上面,起保護(hù)熔化金屬不受空氣影響的作用。
②冶金處理(脫氧、脫硫、脫磷、摻入合金):熔渣和熔化金屬之間進(jìn)行冶金反應(yīng),去除熔池中的有害雜質(zhì),并向熔池金屬內(nèi)摻入合金元素,從而改善和提高焊縫的力學(xué)性能。
、鄹纳坪附庸に嚄l件(穩(wěn)弧、改善成形、脫渣、減少飛濺):藥皮使焊接點(diǎn)容易引燃和燃燒穩(wěn)定,焊縫成形好,并能減少焊接時(shí)金屬顆粒向周圍飛散及使脫渣容易。
2.焊條的種類
根據(jù)焊接材料的不同,焊條可分為結(jié)構(gòu)鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鐵及鐵合金焊條、鋁及鋁合金焊條、銅及銅合金焊條、特殊用途焊條等不同類型。
3.焊條的選用原則
焊條的選用是一個(gè)復(fù)雜的問題,要考慮技術(shù)要求(主要是力學(xué)性能),焊件的工作條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及經(jīng)濟(jì)條件等因素。其中*重要的因素是技術(shù)要求。技術(shù)要求一般要考慮三個(gè)重要原則:等強(qiáng)度原則、同等性能原則和等條件原則。
。1)等強(qiáng)度原則:對(duì)于承受靜載或一般載荷的工件或結(jié)構(gòu),通常選用與母材相等的抗拉強(qiáng)度的焊條。對(duì)于低碳鋼和普通低合金鋼構(gòu)件,一般都要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度,因此可根據(jù)被焊鋼材強(qiáng)度等級(jí)來選用相應(yīng)的焊條。
(2)同等性能原則:在特殊環(huán)境下工作的結(jié)構(gòu)如要求具有較高的耐磨、耐腐蝕、耐高溫或低溫等力學(xué)性能,應(yīng)選用能保證熔敷金屬的性能與母材性能相近的焊條。如焊接不銹鋼時(shí),應(yīng)選用不銹鋼焊條。
(3)等條件原則:根據(jù)焊件或焊接結(jié)構(gòu)的工作條件和特點(diǎn)選擇焊條。如焊件需要承受動(dòng)載荷或沖擊載荷,應(yīng)選用熔敷金屬?zèng)_擊韌性較好的低氫型堿性焊條;焊接一般結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)選酸性焊條。
4.焊條的保管
(1)焊條必須在干燥、通風(fēng)良好的倉(cāng)庫中存放,焊條儲(chǔ)存庫內(nèi)不允許放置有害氣體和腐蝕性介質(zhì)。室內(nèi)應(yīng)保持清潔,配置溫度計(jì)、濕度計(jì)和去濕機(jī)。庫房的溫度與濕度必須符合要求:溫度為5~20℃時(shí),相對(duì)濕度應(yīng)在60%以下;溫度為20~30℃時(shí),相對(duì)濕度應(yīng)在50%以下;溫度高于30℃時(shí),相對(duì)濕度應(yīng)在40%以下。
(2)庫內(nèi)無地板時(shí),焊條應(yīng)放在架子上。架子的高度不小于300mm,與墻壁的距離不小于300mm。架子下應(yīng)放干燥劑,嚴(yán)防焊條受潮。
(3)應(yīng)按種類、牌號(hào)、批次、規(guī)格及入庫時(shí)間對(duì)焊條進(jìn)行分類堆放。每垛應(yīng)有明確的標(biāo)注,避免混亂。
(4)焊條在出廠后的6個(gè)月內(nèi)可正常使用。對(duì)于入庫的焊條,應(yīng)做到先入庫的先使用。
(5)特種焊條的儲(chǔ)存與保管應(yīng)高于一般焊條,應(yīng)堆放在專用倉(cāng)庫內(nèi)或指定的區(qū)域,受潮或包裝破損的焊條未經(jīng)處理不準(zhǔn)入庫。
(6)對(duì)于受潮、藥皮變色及焊芯有銹跡的焊條,須將其烘干并進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定,各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足要求時(shí)方可入庫,否則不準(zhǔn)入庫。
(7)一般焊條出庫量不能超過兩天用量,已經(jīng)出庫的焊條必須由焊工保管好。
(8)如發(fā)現(xiàn)焊條受潮,首先將焊條在自然條件下晾干或在專用的烘箱里以低溫(80℃左右)烘干,時(shí)間為3~10h,然后在250~300℃下烘干,時(shí)間為1~2h。在沒有烘箱的情況下,可將焊條放置在鋼板上加熱烘干,但不得用明火直接烘烤。
5.焊接接頭和坡口
(1)焊接接頭焊接接頭是指零件(焊件)連接處所采用的結(jié)構(gòu)形式。焊接接頭形式?jīng)Q定焊件質(zhì)量的高低,選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)形狀、強(qiáng)度要求、工件厚度、焊后變形大小要求等因素綜合決定。在焊條電弧焊中,常用的焊接接頭形式有對(duì)接接頭、角接接頭、T形接頭和搭接接頭,如圖3.18所示。
圖3.18焊接接頭形式
(2)坡口焊接較厚(厚度大于6mm)的鋼板時(shí),需在鋼板的焊接部分開坡口。坡口是根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要,在焊件的待焊部位加工并裝配成一定幾何形狀的溝槽。坡口的作用是確保焊件焊透,從而保證焊件質(zhì)量。
常用的對(duì)接接頭坡口形式有I形、V形、X形和U形等,如圖3.19所示。應(yīng)在確保焊透、熔化比合理、焊接變形小的前提下,選用加工容易、節(jié)約充填金屬材料和便于焊接的坡口。
圖3.19對(duì)接接頭的坡口形式
3.2.6焊接操作
手工焊條電弧焊的基本操作技術(shù)包括引弧、運(yùn)弧、;(熄弧)、接頭和收弧等。在焊接操作過程中,只有熟練地掌握好以上5種操作方法,焊縫的質(zhì)量才能有保證。
1.引弧
引弧是手工焊條電弧焊操作中*基本的動(dòng)作,如果引弧不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生氣孔、夾渣等焊接缺陷。引弧有兩種方法,即直擊法和劃擦法。
(1)直擊法
直擊法也稱為擊弧法,是一種理想的引弧方法,將焊條垂直于焊件接觸形成短路后迅速提起2~4mm的距離后電弧即引燃。直擊法不易掌握,但焊接淬硬傾向較大的鋼材時(shí)*好采用敲擊法,如圖3.20所示。
直擊法引弧的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)使焊件表面造成電弧劃傷缺陷,不受焊件表面大小及焊件形狀的限制;缺點(diǎn)是引弧成功率低,焊條與焊件往往要碰擊幾次才能使電弧引燃并穩(wěn)定燃燒,操作不容易掌握。
(2)劃擦法
劃擦法引弧與劃火柴相似,比較容易掌握。將焊條在焊件表面上劃動(dòng)一下,即可引燃電弧。但容易在焊件表面造成電弧擦傷,所以必須在焊縫前方的坡口內(nèi)劃擦引弧,如圖3.21所示。
圖3.20直擊法引弧
圖3.21劃擦法引弧
劃擦法的優(yōu)點(diǎn)是電弧容易引燃,操作簡(jiǎn)單,引弧效率高;缺點(diǎn)是容易損害焊件表面,有電弧劃傷痕跡,在焊接重要產(chǎn)品時(shí)應(yīng)該少用。
以上兩種接觸式引弧方法中,劃擦法比較容易掌握,而在狹小工作面上或不允許焊件表面有劃痕時(shí),應(yīng)采用直擊法。酸性焊條引弧時(shí),可以采用直擊法引弧或劃擦法引;堿
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