西华大学-焊接方法与设备实验指导书

《焊接方法与设备》课程试验指导书

实验一 埋弧自动焊操作实验

一．实验目的

埋弧自动焊是生产中应用较广泛的、生产效率较高的一种机械化焊接方法。本实验的目的主要是通过实验进一步了解埋弧自动焊的设备组成；熟悉和掌握埋弧焊机的操作过程；弄清焊接规范对焊缝成形规律的影响；掌握焊接规范的调整方法。

二．实验设备和材料

1．MZ－1000型埋弧自动焊机1台；

2．焊接材料：焊剂431若干；H08或H08A的Ф4焊丝；低碳钢板400mmX100mmX10mm4块；

3．辅助工具：秒表、钢板尺，钳子、扳手、螺丝刀、砂轮切割机、砂纸、钢锯、锤子、钢刷、手套等。

三．实验内容及步骤

1．检查熟悉设备的外部接线，做好焊前的准备；

2．熟练掌握该焊机施焊的操作方法，了解应注意的几个问题；

3．选定电弧电压（取36V）、焊接速度（取30cm/min）。改变焊接电流（分别取500A、600A、700A、800A）进行焊接。待电弧稳定后记录焊接电流值；

4．选定焊接电流（取600A）、焊接速度（取30cm/min）。改变电弧电压（分别取25V、32V、39V、46V）进行焊接。待电弧稳定后记录焊电弧电压值；

5．选定焊接电流（取600A）、电弧电压（取36V）。改变焊接速度（分别取25cm/min、35cm/min、45cm/cm）进行焊接。记录焊接数据；

6．对比不同焊接规范对焊缝外观的影响，测量焊接后的试件焊缝的熔宽B、熔深H、及余高a并记于表中。找出焊接规范对缝成形规律的影响； 7．清理实验现场。

四．实验要求

1．实验前应认真阅读实验指导书，搞清本实验目的，内容和步骤； 2．参阅教科书《电弧焊》P73－133中的有关内容；

3．学生动手操作前应征得实验指导教师的同意后方可动手操作；

4．整理、分析实验中得到的数据，并总结出焊接规范对焊缝成型规律的影响；

5．写出实验报告，要求字迹工整，数据可靠、内容详实，还应包括对本实验的体会和建议。

五．实验结果思考与分析

1． 在坐标纸上分别画出焊缝尺寸随焊接电流、电弧电压及焊接速度的曲线。并分析其变化

规律及原因。

2． 为何在调节焊接电流（或焊接电压）时，焊接电压（或焊接电流）也随之而变化？这两

个参数的调节范围是受什么限制的？

六．实验记录表格

焊丝直径Ф= 伸出长度L= 焊缝编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 电弧电压 （V） 焊接电流 （A） 焊接速度 （cm/min） B 焊缝尺寸 H a 七．思考题

1.埋弧焊中使用的焊剂与电渣焊中使用的焊剂的主要功能相同吗?为什么? 2.埋弧焊设备主要由哪几部分组成?

3.埋弧焊时选用焊剂和焊丝的匹配原则是什么?

4.什么是单面焊双面成形工艺?如何实现埋弧焊的单面焊双面成型工艺？有哪些类型的单面焊双面成型工艺？

实验二 CO2气体保护焊操作实验

一．实验目的

CO2气体保护焊是电弧焊的一种重要的焊接方法，本实验的目的主要是通过实验进一步了解CO2气体保护焊设备的组成、结构及操作方法；熟悉CO2气体保护焊操作过程和焊接规范调整方法，了解CO2气体保护焊的电弧电压对熔滴过渡频率的影响。

二．实验设备和材料

1．YD－350KR1系列CO2气体保护焊机1台； 2．TDS－210数字式示波器1台； 3．电压表和电流表各1块；

4．Ф1.0mmH08Mn2SiA焊丝若干； 5．低碳钢板若干块；

1．CO2气体1瓶，预热减压流量计1只； 2．扳手、螺丝刀、钳子、面罩、手套等。

三．实验内容和步骤

1．熟悉CO2气体保护焊设备的组成和外部接线； 2．熟悉数字式示波器的操作要领；

3．焊前准备：焊丝及工件表面清理，检查设备外部接线情况，接通所路和电源； 4．熟悉掌握CO2焊接的操作方法，进行实际焊接训练；

5．按照给定的规范进行焊接，记录焊接过程中有关数据和波形，如电弧电压、焊接电流和电弧电压波形等； 6．清理实验场地。

四．实验要求

1．实验前认真预习实验指导书，了解本次实验的目的，内容和步骤； 2．参阅教科书CO2气体保护电弧焊中的有关内容；

3．经实验指导教师检查允许后，方可动手进行焊接操作实验；

4．整理、分析实验过程中的数据、波形，总结焊接电压、电流对短路过渡频率的影响； 5．写出实验报告，字迹工整、数据可靠，内容全面，应包括对本实验的体会和建议。

五. 思考题

1.CO2焊有哪些主要的优缺点?

2.细丝CO2焊为什么通常采用等速送丝调节系统? 3.等速送丝调节系统静特性曲线上点的集合有何特点? 4.何谓焊接飞溅?CO2焊为什么有比较大的焊接飞溅?

实验三 钨极氩弧焊操作实验

一．实验目的

钨极氩弧焊是一种以钨棒作为电极，以氩气作为保护气体的电弧焊接方法。其主要用于有色金属的焊接，如Al、Mg、Ti等金属或其合金，本实验的目的主要是通过实验进一步了解TIG焊设备的组成、结构及其操作过程，了解铝合金焊接时电弧的阴极雾化作用及气体流量对焊缝质量的影响，掌握滑擦引弧及高频引弧的操作要领，初步掌握钨极氩弧焊施焊的基本技能。

二．实验设备和材料

1．钨板氩弧焊机一台：YC—300WP4VTA型；

2．铝或铝合金板材、不锈钢或低碳钢板及相应的焊丝若干； 3．氩气一瓶、带流量计的气压表一只； 4．焊接操作时的保护用品（工作服、面罩等）； 5．直径为2.4mm的铈钨棒一根。

三．实验内容及步骤

1．了解钨极氩弧焊设备YC—300WP4VTA型焊机的组成及结构； 2．熟悉设备的外部接线与供气系统的组成；

1． 焊前准备（清理工件表面、检查电极、调整焊枪、接通电源及气路等）； 2． 在直流情况下进行铝合金板焊接，观察阴极雾化的程度；

3． 用脉冲氩弧焊机，在不同气体流量下，对板进行焊接，观察气体流量对焊缝保护程度的

差别；

4． 熟悉钨极氩弧焊的操作方法和注意事项，掌握滑擦引弧及高频引弧的操作技能，对所给

的钢板进行对接操作； 5． 清理实验场地。

四．实验要求

1．实验前认真预习指导书，了解本试验目的、内容和步骤、注意事项等。 2．参阅教科书的有关内容，尤其注意该种方法的原理及设备组成特点。 3．实验中注意观察、记录。

4．动手操作前经指导教师检查，允许后方可自已进行操作实验。

5．写出实验报告，字迹工整，内容要求全面，应包括对本实验的体会和建议。

五.思考题

1.对TIG焊中的非熔化电极有何要求?

2.TIG焊通常选用具有何种外特性形状的焊接电源?为什么？

3.交流TIG焊时焊接回路中为什么会产生直流分量?如何消除直流分量？

实验四 电阻焊

一．实验目的

了解点焊机结构及组成、点焊机规范参数调整及其对接头质量的影响。

二．实验装置及材料

1．点焊机（YR—350SA2HGE）1台； 2．游标卡尺1把；

3．试件：低碳钢板：（20＃）1×15×150mm三对； 手工锯锯条：（T10A）1×10×150mm三对。

三．实验原理

点焊是将待焊工件放在两个电极之间，然后在电极压力作用下通过焊接电流，利用工件自身电阻产生的焦耳热来加热金属。并使焊接区中心部位的金属熔化，形成熔核的同时，熔核周围金属也被加热到高温，在电极压力作用下产生塑性变形及强烈再结晶过程，并在结合面上形成共同晶粒。熔核周围这一环状塑性区域称为塑性环，它也有助于点焊接头承受载荷。

影响点焊接头强度的重要因素是熔核直径，1．0+1．0mm低碳钢板在不同的规范条件下焊接时接头的抗剪强度与熔核直径、塑性环直径之间的关系基本成正比关系。因此，只要

获得符合技术条件要求的熔核尺寸，一般都能保证足够的静载强度。

YR—350SA2HGE点焊机是由焊接变压器（分为8级）的初级端接入一个双向晶闸管，通过调节其触发角的大小来控制焊接电流；而焊接压力是由空压机来提供的，其大小通过调节焊机上的减压阀来实现；电流的接通和断开由焊机下的踏滑开关来控制操作。

点焊的基本焊接参数有焊接电流（IW），通电时间（tW）、焊接压力（PW），电极端面形状和尺寸等。其中前三个参数是形成点焊接头的三大要素。点焊时合理地选择并使这些参数保持稳定，是获得优质接头的重要条件。

焊接电流是最重要的点焊参数。点焊时产生的热量与IW2成正比。当焊接电流较小时由于加热时不足，不能形成熔核或熔核尺寸很小；随着IW的增加，熔核尺寸迅速长大，但当IW过大时，由于加热过于强烈，熔核扩展速度大于塑性环扩展速度时，将会产生严重飞溅、裂纹、烧穿等缺陷，使焊接质量下降。因此，焊接电流的选择应以不产生飞溅为前提。

四．实验内容及步骤

1．观察YR—350SA2HGE点焊机结构、组成（电极、焊接回路、加压机构、踏滑开关等）； 2．学习点焊规范参数的调整：

1）IW由点焊机控制面板上的选择按钮来调节（1—99级）； 2）PW由减压阀来调节；

3）焊接脉冲通电时间（tW）也由点焊机控制面板上选择按钮调节（1—99个周波）； 4）电极工作端面直径或球面半径由机加工决定。

3． 点焊工艺操作，观察IW对接头质量的影响，注意接头缺陷类型；采用如表给出的材料

及焊接参数焊接六对接头，用游标卡尺测量各对试件点焊直径大小，填入表中，观察电流、熔核直径与接头强度的关系。 20#钢 T10A锯 条

五．实验报告要求

1．画出YR—350SA2HGE点焊机的主电路简图。

2．将实验结果填入表中，分析点焊接头强度为何呈现出你所做出的规律？ 3．试验中你观察到的接头缺陷有哪几种？简述其产生原因。

六．思考题

1． 点焊中使用的能量有那几种？ 2． 为什么叫点焊？简述其原理及过程？

电流大小 压力 (bar) 电极直径 电极形状 (mm) 点焊直径 min max 剪切强度 缺陷类型 （kg） 3． 点焊时为何熔合面容易出现在接触面上？

4． 一般在电焊过程中，往往希望R是小还是大好？为什么？

5． 某厂用YR—350SA2HGE点焊机焊厚度为8+8mm的钢板，往往不能获得足够大的焊点

直径，你认为在工艺上应采用什么措施来解决这个问题？ 6． 试简述点焊核中凝固过程常会出现那些问题。

7． 根据焊点的拉剪强度结果，试讨论焊点拉剪强度与通电时间的关系曲线。 8． 评定金属材料点焊结果优劣的主要指标有那些？

9．比较下列三种金属材料(LY12,08F,1Cr18Ni19Ti)点焊规范参数(焊接时间,通电时间，电极压力)的大小，并解释为什么？

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