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材料工程实验报告 (焊接方向) 任课教师： 班 级： 所在院系： 同实验者： 材料科学与技术学院 实验一 焊条设计及制备工艺实验 实验目的 1．了解焊条的结构和生产过程。 2．了解常用酸性焊条和碱性焊条药皮配方的组成。 3．初步掌握焊条的设计方法和设计步骤。 实验设备及材料 焊条制备系统：搅拌机、压涂机、送丝机、磨头磨尾机和烘干炉； 天平，称药皮原料用； 压制焊条用原料 （1）药皮原料：大理石、萤石、石英、钛白粉、金红石、45号硅铁、锰铁、钛铁等； （2）焊芯：压制焊条用H08A焊芯——砂纸打磨至表面无锈迹； （3）粘结剂：水玻璃 实验原理 1．压制焊条基本原理 焊条由药皮和焊芯组成，焊条结构如图1所示。焊条药皮的化学组成通常是根据焊条的力学性能和工艺性能要求将各种矿石粉和铁合金按一定比例配制而成。焊条压制前，应在药粉中加入适量的水玻璃并将其搅拌均匀，水玻璃与药粉的重量比通常控制在0.2左右。上述准备工作完成以后，再用涂敷机将其涂敷在焊丝表面。焊条涂粉原理如图2所示。焊条涂敷完成之后，接下来的工序是进行磨头、磨尾、印字和烘干。 焊条设计原理与设计方案 （1）焊条设计依据 （A）被焊母材的化学成分、力学性能指标或其他特殊性能如耐热、耐蚀性能等 （B）焊接结构服役条件如工作温度、工作介质的性质、载荷大小及性质以及是否有耐磨或耐蚀要求等。 （C）施工现场的设备以及施工条件。 （D）焊条制造厂的生产条件。 （2）对焊条的基本要求 （A）必须满足对焊接接头的技术要求。 （B）具有良好的冶金性能和工艺性能。 （C）药皮压涂性好、易成形，压制后表面光滑无裂纹，并具有一定的强度和耐潮能力 （3）焊条设计步骤 （A）设计焊缝化学成分。焊缝的化学成分既要满足接头使用性能要求，又要考虑对焊接性的影响。常根据经验设计。 （B）确定焊缝金属的合金化方式。焊缝金属的化学成分确定后，应该考虑通过什么途径将合金元素过度到焊缝中。通常可选择的途径有三种：通过焊芯过渡、药皮直接过渡和经过熔渣与液态金属的置换反应过渡。 （C）确定焊条药皮类型。一般的原则是：焊接重要结构或低合金高强钢时，多选用低氢型药皮，对于焊接不太重要的碳钢或者强度较低的低合金钢结构，可选用钛钙型或铁铁矿型药皮。 实验内容和方法 焊条药皮配方设计 实验所用焊芯为直径3.2mm碳钢焊芯，用于对45钢平板进行堆焊，根据压制焊条基本原理、表一中药皮各个成份的作用及焊接冶金学基本原理设计焊条药皮成分 表一：各种材料的主要成分以及在焊接过程中的主要作用如下表: 材料 主要成分 在焊接过程中的 作用 金红石 TiO2 稳弧、造渣、稀渣 钛白粉 TiO2 稳弧、造渣、稀渣、增塑 白云石 CaCO3+MgCO3 稳弧、造气、造渣、氢化 白泥 SiO2、Al2O3、H2O 造渣、增塑、增氢 云母 SiO2、Al2O3、H2O、K2O 稳弧、造渣、增塑、增氢 锰铁 Mn、Fe 脱氧、合金化 钛铁 Ti、Fe 脱氧、合金化 水玻璃 K2O、Na2O、SiO2 稳弧、造渣、增氢、粘结 表二：实验药皮成分 考虑到实验成本等问题，决定使用实验指导老师所提供的药皮成分比例。具体见表二。 钛白粉 大理石 莹石 锰铁 钛铁 石英 45号硅铁 金红石 3.26% 43.48% 27.17% 4.35% 10.87% 5.43% 3.26% 2.17% 2.配制湿涂料： 将表三中所列各物质精确称量后倒入容器中均匀混合，随后缓慢分几次加入水玻璃搅拌使其与药粉充分混合均匀。将黏度适合的湿涂料捏成拳头大小的团状备用。 3.压制焊条 将团装湿涂料置入压涂机料缸中，并用工具夯实，将装满涂料的料缸装在压涂机上，启动油泵，准备涂粉。将打磨光亮的焊芯装入送丝机，启动送丝电机进行涂粉，涂粉完成后，焊条将自动被送入磨头磨尾机进行磨头磨尾加工，制备结束的焊条用烘干炉烘干。 实验结果分析 ？ 六、实验心得体会 ？ 实验二 手工电弧焊操作练习实验 一、实验目的 了解手工电弧焊的基本理论； 熟练掌握手工电弧焊的基本操作及焊接规范参数调整的方法; 观察焊接电流、焊接电压等参数对焊缝成型的影响； 能熟练运用手工电弧焊进行焊接，并获得良好的成型效果；