焊接方法与设备 课程设计
一、目的
《焊接方法与设备使用》是三年制高职焊接技术及自动化专业的一门专业主干课程。其任务主要是讲述常用的各种焊接方法的过程本质、质量控制、相应焊接设备的构成、工作原理、焊接参数的合理选择及具体的操作技术要领。为了巩固所学常用焊接方法与设备的知识，熟悉有关资料，掌握焊接工艺参数的选择和焊接设备的操作技术，安排了为期一周的课程设计。通过本次焊接工艺设计，锻炼学生们的分析问题与解决问题的能力，提高焊接操作技能。
二、 设计题目
制定6mm板厚304TIG焊对接平焊焊接工艺。
三、 原始材料
工件材质：304 母材数量：2块
试件尺寸:300mm*100mm*6mm 焊接要求:单面焊双面成形 焊接位置：平焊 接头形式：对接接头
四、 设计内容
制定钨极氩弧焊的焊接工艺。
五、任务
1、木材技术状况
304钢材化学牌号为06Cr19Ni10，旧牌号（OCr18Ni9)，含铬19%,含镍8~10%。304钢材是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较号，一般使用温度极限小于650℃。304钢材具有优良的不锈耐腐蚀性和叫好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，304钢材具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。在生活广泛应用，例如：一些高档的不锈钢餐具，户外的不锈钢栏杆等。有良好的焊接性。
2、焊接材料选择及技术状况
⑴ 焊丝类型：HoCr19Ni9Ti,选用原则;工作温度低于300℃具有良好的耐腐蚀性。
⑵焊丝规格：直径2.0mm。
⑶保护气类型：氩气 一般来说，氩气产生的电弧比较平稳。较易控制，穿透性不强且成本低。
⑷保护气纯度：≥99.7%
3、设备及工件的选择
⑴焊接设备：WS-250型钨极氩弧焊机 ⑵氩气瓶及氩气流量调节器;AT-15型 ⑶铈钨极：Wce-20 直径2.0mm ⑷气冷式焊枪:QQ-85/150-1型
4.安全检查
⑴劳保用品穿戴规范且完好无损；
⑵清理工作场地，不得有易燃、易爆物品（要仔细检查，不能麻痹大意）； ⑶检查焊机和所使用的电动工具；
⑷焊接电缆、焊钳、面罩等工具完好，焊把线接地良好； ⑸操作时，必须先戴面罩然后才开始操作，避免电弧光直射眼睛； ⑹在实作过程中督促和检查劳保用品的穿戴、安全操作规程的执行情况。
5、焊前准备
⑴坡口形式：采用V型坡口，坡口角度60°。如图1所示。
图1 V形坡口形式
⑵加工方法：可采用机械切割、等离子弧切割及碳弧气刨等方法加工坡口。 ⑶焊前清理：为了保证焊接质量，焊前应将工件坡口及两侧20-30mmm范围内的焊件表面清理干净。油污等可用丙酮或酒精等有机溶剂清理。焊前焊丝应该进行干燥、除锈等处理。
⑷焊前检查
焊前检查设备的水、气、电路是否正常。焊件与焊枪是否达到焊前清理的要求，规范参数是否调试就妥。
6、焊前工艺参数的确定
TIG焊的焊接工艺参数主要有：电源种类和极性、钨极直径、焊接电源、电弧电压、氩气流量、焊接速度和喷嘴直径等。
⑴电源种类和极性
TIG焊可以使用直流电源也可以使用交流电源。电源种类和极性可以根据焊件材质进行选择。不锈钢多采用直流正接。
⑵钨极直径及端部形状
钨极直径主要按焊件厚度、焊接电流、电源极性来选择。6mmV型坡口不锈钢多选用直径为3.4mm，钨极端部形状对电弧稳定性有一定影响。端部形状如图2所示：
图2 6mm板厚304 TIG钨极端部形状
⑶焊接电流
焊接电流主要根据焊件厚度、钨极直径和焊缝空间位置进行选择。 直流正接钨极直径2.0mm的许用电流范围80-100A。 ⑷气体流量
对于一定孔径的喷嘴，选用的氩气流量要适当，通常氩气流量在3 -20L/min范围内。 ⑸焊接速度
在一定的钨极直径、焊接电流和氩气流量的条件下，TIG焊时应选择合适的焊接速度。
⑹电弧电压
尽量采用短弧焊，一般为10-24V。 ⑺喷嘴与焊件间的距离
喷嘴与焊件间的距离以5-15mm为宜。 ⑻钨极伸出长度
为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸出长度对焊时一般为3-6mm，角焊缝时应为7-8mm。
钨极伸出喷嘴的长度一般取1-2倍钨电极直径。 钨电极与焊件的距离一般取1.5倍以下钨电极直径。 综上所述，6mm板厚304TIG焊对接平焊的焊接参数见表1。
表1 焊 接 参 数
六、装配与焊接
1、装配与点固
采用与焊接焊件相同的牌号的焊丝进行定位焊接，并定位焊接于焊件反面两端，钝边为0-0.5mm，装配间隙为2-3mm，定位焊接焊缝长度为10-15mm，预留反变形量为2°（见图3），错变量不应大于0.5mm，装配与定位如图4所示。
图3 板件反变形
图4装配图
2、打底焊
手工TIG焊通常采用左焊法，平焊时，焊枪与焊丝的角度如图5所示，引弧后预热引弧处，出现熔孔后开始填丝焊接，填丝方法可选用连续送丝法或断续送丝法。应采用较小的焊枪倾角和较小的焊接电流，而焊接速度和送丝速度应较快。更换焊丝或暂停焊接需要接头时，应在弧坑右侧15-20mm处引弧，并向左移动、送丝焊接。焊至焊件末端时，断弧后，氩气须延时10s左右关闭。
图5 打底焊时焊枪与焊丝角度（板对接平焊）
3、填充焊
焊接时，焊枪采用锯齿形运动方式，其幅度稍大一些，并在坡口两侧稍作停留，以保证坡口两侧熔合好、焊道均匀，填充焊道应低于母材1-2mm，并且不能熔化坡口两侧的菱角。
4、盖面焊
焊接低要进一步加大焊枪的摆动幅度，焊枪摆动应均匀、平稳，以免破坏氩气保护，保证熔池两侧超过坡口菱角0.5-1mm。
七、操作要点及注意事项
1、引弧
通常采用高频或脉冲电压引弧装置进项引弧，没有引弧装置时，可用纯铜板或石墨作引弧板。将引弧板放在焊件接口旁或接口上面，在其上面引弧，待钨极端头加热到一定温度后（约1s）立即移到待焊处引弧，操作时，动作要轻而快。
2、焊枪运动形式
焊接一般采用左焊法，焊枪的运动形式根据焊接位置选择，焊枪的运动形式有直线形、锯齿形、月牙形、圆圈形等。
3、敲渣清根
焊接后应对焊道进行敲渣，多层多道焊时，必须严格敲渣清根，
多采用的工
具有钢丝刷、角向打磨机等。
4、收弧
收弧应采取衰减电流方法，以填满弧坑。收弧时，填满弧坑后慢慢提起电弧直至灭弧，不要突然拉断电弧。熄弧后，氩气会自动延时几秒钟停气，不应熄弧后马上移开焊枪，应在熄弧处停留一段时间。
八、其他
1、焊前预热
焊接预热可避免或减缓氢的聚集、淬硬组织的产生和应力的存在等不利因素的影响而导致冷裂纹的产生。一般情况下，要求焊件的实际预热温度略高于规定的预热温度。
2、焊接后热
焊接结束后，应立即对工件加热至一定温度，保持一定的时间然后缓慢冷却。焊接后热可减缓焊接接头的冷却速度和加速氢的逸出，防止产生延迟裂纹。
3、消氢处理
焊后脱氢处理对工件焊后加热，可以促使氢的扩散，从而可以降低焊缝中氢的含量，达到脱氢的目的。
九、检验要求
（60分为合格，100分为满分，有任何不允许出现的缺陷均视为不合格。）
注：s—熔深；t—板厚；b—焊缝理论长度；l—缺陷长度；141—钨极惰性气体保护焊十、参考文献
[1] 雷世明. 焊接方法与设备. 北京：机械工业出版社，2009 [2] 杨跃. 典型焊接接头电弧焊实作. 北京：机械工业出版社，2009
焊接方法与设备 课程设计
一、目的
《焊接方法与设备使用》是三年制高职焊接技术及自动化专业的一门专业主干课程。其任务主要是讲述常用的各种焊接方法的过程本质、质量控制、相应焊接设备的构成、工作原理、焊接参数的合理选择及具体的操作技术要领。为了巩固所学常用焊接方法与设备的知识，熟悉有关资料，掌握焊接工艺参数的选择和焊接设备的操作技术，安排了为期一周的课程设计。通过本次焊接工艺设计，锻炼学生们的分析问题与解决问题的能力，提高焊接操作技能。
二、 设计题目
制定6mm板厚304TIG焊对接平焊焊接工艺。
三、 原始材料
工件材质：304 母材数量：2块
试件尺寸:300mm*100mm*6mm 焊接要求:单面焊双面成形 焊接位置：平焊 接头形式：对接接头
四、 设计内容
制定钨极氩弧焊的焊接工艺。
五、任务
1、木材技术状况
304钢材化学牌号为06Cr19Ni10，旧牌号（OCr18Ni9)，含铬19%,含镍8~10%。304钢材是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较号，一般使用温度极限小于650℃。304钢材具有优良的不锈耐腐蚀性和叫好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，304钢材具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。在生活广泛应用，例如：一些高档的不锈钢餐具，户外的不锈钢栏杆等。有良好的焊接性。
2、焊接材料选择及技术状况
⑴ 焊丝类型：HoCr19Ni9Ti,选用原则;工作温度低于300℃具有良好的耐腐蚀性。
⑵焊丝规格：直径2.0mm。
⑶保护气类型：氩气 一般来说，氩气产生的电弧比较平稳。较易控制，穿透性不强且成本低。
⑷保护气纯度：≥99.7%
3、设备及工件的选择
⑴焊接设备：WS-250型钨极氩弧焊机 ⑵氩气瓶及氩气流量调节器;AT-15型 ⑶铈钨极：Wce-20 直径2.0mm ⑷气冷式焊枪:QQ-85/150-1型
4.安全检查
⑴劳保用品穿戴规范且完好无损；
⑵清理工作场地，不得有易燃、易爆物品（要仔细检查，不能麻痹大意）； ⑶检查焊机和所使用的电动工具；
⑷焊接电缆、焊钳、面罩等工具完好，焊把线接地良好； ⑸操作时，必须先戴面罩然后才开始操作，避免电弧光直射眼睛； ⑹在实作过程中督促和检查劳保用品的穿戴、安全操作规程的执行情况。
5、焊前准备
⑴坡口形式：采用V型坡口，坡口角度60°。如图1所示。
图1 V形坡口形式
⑵加工方法：可采用机械切割、等离子弧切割及碳弧气刨等方法加工坡口。 ⑶焊前清理：为了保证焊接质量，焊前应将工件坡口及两侧20-30mmm范围内的焊件表面清理干净。油污等可用丙酮或酒精等有机溶剂清理。焊前焊丝应该进行干燥、除锈等处理。
⑷焊前检查
焊前检查设备的水、气、电路是否正常。焊件与焊枪是否达到焊前清理的要求，规范参数是否调试就妥。
6、焊前工艺参数的确定
TIG焊的焊接工艺参数主要有：电源种类和极性、钨极直径、焊接电源、电弧电压、氩气流量、焊接速度和喷嘴直径等。
⑴电源种类和极性
TIG焊可以使用直流电源也可以使用交流电源。电源种类和极性可以根据焊件材质进行选择。不锈钢多采用直流正接。
⑵钨极直径及端部形状
钨极直径主要按焊件厚度、焊接电流、电源极性来选择。6mmV型坡口不锈钢多选用直径为3.4mm，钨极端部形状对电弧稳定性有一定影响。端部形状如图2所示：
图2 6mm板厚304 TIG钨极端部形状
⑶焊接电流
焊接电流主要根据焊件厚度、钨极直径和焊缝空间位置进行选择。 直流正接钨极直径2.0mm的许用电流范围80-100A。 ⑷气体流量
对于一定孔径的喷嘴，选用的氩气流量要适当，通常氩气流量在3 -20L/min范围内。 ⑸焊接速度
在一定的钨极直径、焊接电流和氩气流量的条件下，TIG焊时应选择合适的焊接速度。
⑹电弧电压
尽量采用短弧焊，一般为10-24V。 ⑺喷嘴与焊件间的距离
喷嘴与焊件间的距离以5-15mm为宜。 ⑻钨极伸出长度
为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸出长度对焊时一般为3-6mm，角焊缝时应为7-8mm。
钨极伸出喷嘴的长度一般取1-2倍钨电极直径。 钨电极与焊件的距离一般取1.5倍以下钨电极直径。 综上所述，6mm板厚304TIG焊对接平焊的焊接参数见表1。
表1 焊 接 参 数
六、装配与焊接
1、装配与点固
采用与焊接焊件相同的牌号的焊丝进行定位焊接，并定位焊接于焊件反面两端，钝边为0-0.5mm，装配间隙为2-3mm，定位焊接焊缝长度为10-15mm，预留反变形量为2°（见图3），错变量不应大于0.5mm，装配与定位如图4所示。
图3 板件反变形
图4装配图
2、打底焊
手工TIG焊通常采用左焊法，平焊时，焊枪与焊丝的角度如图5所示，引弧后预热引弧处，出现熔孔后开始填丝焊接，填丝方法可选用连续送丝法或断续送丝法。应采用较小的焊枪倾角和较小的焊接电流，而焊接速度和送丝速度应较快。更换焊丝或暂停焊接需要接头时，应在弧坑右侧15-20mm处引弧，并向左移动、送丝焊接。焊至焊件末端时，断弧后，氩气须延时10s左右关闭。
图5 打底焊时焊枪与焊丝角度（板对接平焊）
3、填充焊
焊接时，焊枪采用锯齿形运动方式，其幅度稍大一些，并在坡口两侧稍作停留，以保证坡口两侧熔合好、焊道均匀，填充焊道应低于母材1-2mm，并且不能熔化坡口两侧的菱角。
4、盖面焊
焊接低要进一步加大焊枪的摆动幅度，焊枪摆动应均匀、平稳，以免破坏氩气保护，保证熔池两侧超过坡口菱角0.5-1mm。
七、操作要点及注意事项
1、引弧
通常采用高频或脉冲电压引弧装置进项引弧，没有引弧装置时，可用纯铜板或石墨作引弧板。将引弧板放在焊件接口旁或接口上面，在其上面引弧，待钨极端头加热到一定温度后（约1s）立即移到待焊处引弧，操作时，动作要轻而快。
2、焊枪运动形式
焊接一般采用左焊法，焊枪的运动形式根据焊接位置选择，焊枪的运动形式有直线形、锯齿形、月牙形、圆圈形等。
3、敲渣清根
焊接后应对焊道进行敲渣，多层多道焊时，必须严格敲渣清根，
多采用的工
具有钢丝刷、角向打磨机等。
4、收弧
收弧应采取衰减电流方法，以填满弧坑。收弧时，填满弧坑后慢慢提起电弧直至灭弧，不要突然拉断电弧。熄弧后，氩气会自动延时几秒钟停气，不应熄弧后马上移开焊枪，应在熄弧处停留一段时间。
八、其他
1、焊前预热
焊接预热可避免或减缓氢的聚集、淬硬组织的产生和应力的存在等不利因素的影响而导致冷裂纹的产生。一般情况下，要求焊件的实际预热温度略高于规定的预热温度。
2、焊接后热
焊接结束后，应立即对工件加热至一定温度，保持一定的时间然后缓慢冷却。焊接后热可减缓焊接接头的冷却速度和加速氢的逸出，防止产生延迟裂纹。
3、消氢处理
焊后脱氢处理对工件焊后加热，可以促使氢的扩散，从而可以降低焊缝中氢的含量，达到脱氢的目的。
九、检验要求
（60分为合格，100分为满分，有任何不允许出现的缺陷均视为不合格。）
注：s—熔深；t—板厚；b—焊缝理论长度；l—缺陷长度；141—钨极惰性气体保护焊十、参考文献
[1] 雷世明. 焊接方法与设备. 北京：机械工业出版社，2009 [2] 杨跃. 典型焊接接头电弧焊实作. 北京：机械工业出版社，2009