《焊接综合实验》实验教学大纲剖析.docx

《焊接综合实验》实验教学大纲 焊接综合实验课程编号 焊接综合实验 课程编号 401805 课程名称（中文） 课程名称（英文） Comprehensive Experiments 实验性质 独立设课 of Welding 实验类型 综合性 课程类别 专业课程 焊接方法与设备、金属焊接 适用专业 材料成型及控制专业 先修课程 性、弧焊电源 总学时 1 周 实验学时 1 周 总学分 1 制定单位 材料加工工程 制定时间 2012.11 开课院、系：材料加工工程二、实验课程的目的与要求 焊接综合实验是材料成型及控制专业焊接方向教学计划中的一个重要的实践性环节， 要求学生能综合运用所学的理论知识掌握分析问题的方法和能力，根据选题开展相关实验， 并熟悉和掌握典型弧焊设备的性能和使用方法，了解焊接参数的监测分析技术，提高学生的 动手能力，培养学生观察、独立分析问题的能力。 要求： 焊接工艺原理、方法和步骤由学生设计和确定，经指导教师审核、同意后，方可进行后续的实验工作，实验过程由学生独立操作完成。 制定具体的实验步骤、初步估计可能的实验结果。 学生仔细阅读所选设备的使用说明书，熟悉其性能和注意事项，并进行试验。 对实验结果逐一检查，检查综合试验效果。 完成综合试验后，编写综合试验报告书，对实验进行分析和总结。 序号实验项目名称 序号 实验项目名称 学时分配 实验属性 实验类型 每组人数 必开/选开 焊接综合实 1 1 周 专业类 综合性 6～8 人 必开 验 焊接综合实合计 焊接综合实 合计 1 周 专业类 综合性 6～8 人 必开 验 1、实验内容： 实验原理 焊条电弧焊实验原理 手工电弧焊又称为焊条电弧焊（Shielded Metal Arc Welding - SMAW），是具有最久历史的电弧焊方法。其焊接原理如图1 所示，即在焊条与母材（被焊材料）之间引燃电弧，利用电弧热进行熔化焊接。 图 1 焊条电弧焊原理图 电弧及焊接区受到焊条药皮（药剂）分解产生的气体及熔渣的保护，使其与大气相隔离。焊条芯受到电弧的加热而熔化，形成熔滴过渡到熔池，与母材的熔化金属共同形成焊缝金属。 焊条电弧焊利用了具有下降特性的交流或者是直流电源。通常随着焊条的熔化，操作者要借助于手把运作焊条完成焊接。 CO 气体保护焊实验原理 2 CO 气体保护焊是一种气体保护金属极电弧（Gas Metal Arc Welding: GMAW）焊接方 2 法，如图 2 所示，采用金属焊丝作为电极（熔化极），焊丝以恒定速度送进，在焊丝与母材之间形成电弧进行焊接。为了把焊接区与空气隔离开来，一般采用二氧化碳气体或氩气作为保护气。 CO2 气体保护焊被用于结构钢、低合金钢的焊接中。在细径焊丝中通以大电流，并采用高速度焊接，是高生产率焊接法。由此原因，该方法在桥梁、建筑、汽车的焊接中得以很好 的应用，并且最适合于机器人化焊接生产。此外，由于二氧化碳气体高温下分解成一氧化碳和氧，形成氧化性气氛，所以在进行钢材料的MAG 焊接中使用添加了Si，Mn 等脱氧元素的焊丝。 图 2 CO2气体保护焊原理图 焊接参数实时检测实验原理 随着焊接技术的发展,对焊接参数在线监测、焊接质量评价和焊接数据管理等的要求越 来越高。为满足现代焊接生产线的需求，对电焊机焊接参数进行实时检测与分析成为必然。图 3 显示了汉诺威焊接质量分析仪（AH）对焊接参数进行检测的原理。焊接电压信号由同轴电缆 1 通过带分压器和保护电路的低通滤波器接到AH 的通道 1。焊接电流信号由同轴电缆2 通过电流传感器与AH 的通道 2 相接。通过对焊接参数的信号进行数据采集后，由专用的统计分析软件进行分析。 图 3 汉诺威焊接质量分析仪系统原理图 该程序可测试以下参数：焊接电压值Us(t)、 焊接电流值is(t)、短路时间T1、燃弧时间 T2、加权燃弧时间T3、过渡周期Tc。图 4 中描述了各参数的意义。实验得到的数据将以 ASCII 文件形式分别保存。 图 4 汉诺威焊接质量分析仪各参数的意义 主要过程 焊接前对母材进行清理、焊条烘干、保护气通气检查； 进行焊接操作训练，保证焊缝成形的质量； 采用汉诺威焊接质量分析仪对焊接参数进行采样； 保存实验数据。 实验方法 采用不同焊接方法和焊接材料进行焊接操作训练，并且在焊接实验过程中调整不同的焊接电流和电压，测量焊接速度，用汉诺威焊接质量分析仪进行数据采集。掌握数据的提取和分析技巧。 实验结果和作业 测量对不同焊接条件下的焊接电流、焊接电压以及焊接速度得到相关实验结果，记录设备型号和参数，分析设备的工作原理。根据实验数据撰写实验报告。 2、实验要求： 母材的焊前清理及焊条的烘干要符合要求； 较好的掌握焊条电弧焊和CO2气体保护焊的焊接操作技巧； 了解汉诺威焊接质量分析仪软件的使用；