任务一　顶盖蒙皮平对焊

任务描述

顶盖是机车车体的重要组成部分，主要由角钢骨架和3mm钢板蒙皮组成，顶盖蒙皮采用钢板拼接经过焊接而成。现大同电力机车有限责任公司需要外协焊接加工一批机车顶盖蒙皮，焊后要求不能漏雨，工期为20d，图纸和技术要求已下发至学校焊接专业，请根据要求完成任务。

接受任务

任务单

施工图

工艺卡片

知识链接

一、焊接场地安全

凡从事焊接生产的车间、班组必须加强安全教育，制定切实可行的安全措施，并组织有关人员对安全工作定期进行检查。焊接车间、场地必须配备完好的防火器材、通风装置和弧光防护等设施，并符合“6S”管理要求。

焊接场所应符合：

（1）必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。

（2）易燃物品距焊接场所至少5m。若无法满足规定的距离时，可用石棉板、石棉布等遮盖好，防止火星落入。

（3）易爆物品距焊接场所至少10m。

二、二氧化碳气体保护焊工作原理

二氧化碳气体保护焊是通过电极与母材间产生的电弧熔化焊丝及母材，形成熔池和焊缝金属的一种先进的焊接方法。电极、电弧和焊接熔池是靠焊枪喷嘴喷出的保护气体来保护，以防止周围大气的侵入，对焊接接头区域形成良好的保护效果的。二氧化碳气体保护焊工作原理示意图如图1-1-2所示。

三、二氧化碳气体保护焊的特点

四、二氧化碳气体保护焊在机车制造中的应用范围

试着做一做吧

一、填空题

1.CO2焊具有成本低、抗＿＿孔能力强、适合薄板焊接、易进行＿＿焊等优点。

2.二氧化碳焊缝扩散氢含量少，＿＿小，＿＿性能好。

3.二氧化碳气体具有冷却作用，二氧化碳电弧能量＿＿，工件受热面积小，＿＿小。

4.二氧化碳高温分解成CO和O2，氧化性较强，所以＿＿能力强。

5.易燃物品距焊接场所至少＿＿m，易爆物品距焊接场所至少＿＿m。

6.“6S”管理包括清理、＿＿、＿＿、＿＿、＿＿、＿＿安全。

二、选择题

1.下列气体中，（　）是焊接过程中的有害气体。

A.氧气　　B.一氧化碳　　C.二氧化碳　　D.氮气

2.下列辐射不属于焊接的弧光辐射的是（　）。

A.X射线　　B.可见光　　C.红外线　　D.紫外线

3.电光性眼炎俗称（　）。

A.红眼　　B.打眼　　C.迷眼　　D.风眼

4.易燃物品距焊接场所至少（　）。

A.1m　　B.3m　　C.5m　　D.10m

5.易爆物品距焊接场所至少（　）。

A.10m　　B.5m　　C.8m　　D.3m

6.下列选项（　）不是CO2焊的优点。

A.焊接成本高　　B.生产效率高　　C.使用范围广　　D.操作简单

7.下列（　）是制定作业方案的原则。

A.工艺复杂　　B.周期较长　　C.成本较高　　D.安全第一

8.Q345属于（　）。

A.低碳钢　　B.高碳钢

C.普通碳素结构钢　　D.奥氏体钢

任务开始

首先看技术要求，一般技术要求提出焊接方法、焊接材料和整体验收标准；

再看标题栏，一般标题栏都标明了每一件号的材质、尺寸、数量；

三看总图，总图反映整个产品的大致结构，看各部件的结构轮廓、接头形式、坡口形式、焊接符号等；

四看零件图，对于复杂的图纸都有零件图，零件图能清楚地表示出各零件的大小、形状，以及坡口的形式和尺寸。

图纸四部分相互比较对比综合分析。

做一做

1.Q345板材，厚度4mm，碳当量CE在0.4％～0.6％之间，焊接性较好，无需预热等特殊措施。其中Q表示＿＿，345表示＿＿。

2.焊机型号NBC-350中，N表示＿＿，B表示＿＿，C表示＿＿，350表示＿＿。

3.顶盖蒙皮的材料尺寸为＿＿mm。

4.顶盖蒙皮的材料是＿＿，材料的抗拉强度是＿＿。

5.施工图中，符号代表什么含义？

_____________________

_____________________

_____________________

顶盖是机车车体的重要组成部分，主要由角钢骨架和3mm钢板蒙皮组成。供货钢板宽度1.2mm、长度6mm，由于顶盖尺寸较大，蒙皮拼接焊缝较长，焊接应力大、变形也会大，但采用二氧化碳气体保护焊会减小焊接应力，又由于蒙皮板厚较小，焊接规范不易太大，用小规范保证焊透3mm蒙皮即可，6mm以下板厚不开坡口。

Q345钢属于低合金钢，但根据碳当量估算，CE在0.4％～0.6％之间，淬硬倾向不明显，焊接性良好，无需采取特殊工艺措施。但焊缝位于空间水平位置，熔池受重力作用易下坠，工艺参数选择不当或操作焊条角度不当都会造成焊缝背面焊瘤，甚至烧穿，焊缝正两面两侧咬边。同时，又由于焊缝处于水平位置，熔池液态金属和熔渣流动性较差，熔渣和熔池不太清晰，给焊接操作带来不利因素。

焊前，焊工必须穿戴好劳动防护用品，如图1-1-6所示。工作服要宽松，裤脚盖住鞋盖（护脚盖），上衣盖住下衣，不要扎在腰带里；绝缘工作手套不要有油污，不可破漏；佩戴平光防护眼镜，选用合适的护目玻璃色号；二氧化碳电弧焊时，护目镜片的色号要比焊条电弧焊时大一号。牢记焊工操作时应遵循的安全操作规程，在作业中贯彻始终。

选用NBC-350二氧化碳半自动焊机，将二氧化碳气体瓶、二氧化碳气体减压器、流量计、加热器及气体软管与焊机连接，将送丝机、焊机及焊接平台（或操作架）按直流反接法连接，如图1-1-7所示。

检查设备状态，电缆线接头是否接触良好，焊钳电缆是否松动，避免因接触不良造成电阻增大而发热，烧毁焊接设备。

检查安全接地线是否断开，避免因设备漏电造成人身安全事故。

焊接区准备好敲渣锤、钢锯条、扁铲、手锤、角磨砂轮、钢丝刷、钢板尺、焊缝尺等，如图1-1-8所示。

准备ER49-1（H08Mn2SiA）或ER50-6、直径ф1.0mm的焊丝。选择纯度99.5％的二氧化碳气体作保护气，接通减压器预热电源，检查并调整气体流量。

母材牌号Q345：

意义——低合金钢，屈服强度345MPa；

状态——蒙皮整体抛丸或除锈，表面平整，不能有硬伤。

检查钢板平直度，并矫直矫平。为保证焊接质量，需在坡口两侧正反面25mm内除锈、除油、打磨干净，露出金属光泽，避免产生气孔、裂纹、难以引弧。除锈如图1-1-9所示。

（1）使用打磨机前仔细检查保护罩、辅助手柄，必须完好无松动。

（2）插头插上之前，务必检查机器开关是否处在关闭的位置。

（3）使用打磨机时要切记不可用力过猛，要徐徐均匀用力，以免发生打磨片撞碎的现象。

（4）操作打磨机前必须佩戴防护眼镜及防尘口罩，防护设施不到位不准作业。

为保证焊接质量，装配定位很重要。为了既保证焊透又不能烧穿，必须留有合适的对接间隙。根据板的厚度和所选焊丝的直径规格，为确保焊接熔深，确定间隙b为1.5～2mm（始端1.5mm，终端2mm），错边量不大于0.5mm。I形坡口平对焊对接间隙如图1-1-10所示。

要点提示

点固焊时，先在距试件端部10mm处引弧，向端部焊接，干伸长度12mm，如图1-1-11所示，焊枪角度85°，待焊点长度达到要求时熄灭电弧。焊接另一端时先调整好间隙，再焊接固定。固定完毕调整反变形大小约2°，如图1-1-12所示。

点固焊选择和正式焊接同型号的焊丝，焊接电流90～120A，在试件两端点固，焊点长度10～15mm，以保证固定点强度，抵抗焊接变形时的收缩。

将点固面向下，焊工自然蹲下，使焊缝处于横向，并调整蹲立位置，使焊接过程手臂可达，运条自如。先焊接点固面的背面，在距试件右端10～15mm处引燃电弧，焊枪工作角90°，前进角80°～85°，如图1-1-13所示，快速回拉电弧到试件右端部，然后调整焊枪角度为80°～85°，向左焊接，直线运弧，运弧过程中要注意试板两侧熔合尺寸大小一致。为了获得较大的熔深使背面焊透并具有合适的熔宽，运条速度可以慢些。若需要双面焊时，正面熔深要达到板厚的2/3。

接头时，应从弧坑前方5～10mm处引燃电弧，迅速回拉电弧焊至弧坑2/3处，电弧稍作停顿，当熔池长大边缘与弧坑边缘熔合时，立即转入正常焊接。

当焊到试件左端时，应进行收尾处理。采用反复断弧法，燃弧时间逐渐变短，熔池逐渐变小，直至填满弧坑，或采用收弧电流填满弧坑。

正面焊的操作要领如图1-1-14所示。

要点提示

焊接过程注意观察熔池大小、形状及颜色变化，观察熔池和母材熔合情况，并根据观察现象调整焊枪运枪速度或摆动方法，确保焊缝美观。

彻底干净地清理背面熔渣，控制温度在100℃以下。为使正反两面焊道良好熔合获得熔透，可采用比正面焊较大的焊接电流进行焊接。为获得较宽的熔宽，运条中可适当摆动。接头、收尾方法与正面焊相同。焊缝外貌如图1-1-15所示，机车顶盖外貌如图1-1-16所示。

焊后待试件自然冷却到室温（不得用水冷却），用扁铲踢掉飞溅、焊豆及焊缝表面熔渣，用钢丝刷将焊缝拉刷干净，但不能破坏焊缝原始状态。

工作完毕，按照“6S”管理规范，对焊接场地进行打扫、清理、堆码、归类。

（1）工作结束，首先关闭气体瓶阀，打开检气开关，放掉管路余气。

（2）关闭焊接电源，将焊枪挂在指定位置。

（3）将焊好的焊件放到指定位置，等待检查。

（4）将未焊的钢板堆码在指定位置。

（5）清点工具、量具，并将其放入工具箱（柜）。

（6）清扫场地，擦除焊机灰尘。

1.外观检查

I形坡口平对焊焊缝的外观尺寸要求如图1-1-17所示，评分标准见表1-1-5。

续上表

2.磁粉探伤

为保证焊缝无渗漏质量问题，可进行磁粉探伤等。

3.交检交验

经检验合格的产品（工件）可交付用户或转入下工序。自检记录见表1-1-6。

任务结束

评价内容包括：

1.评价资讯内容是否合理；

2.评价计划决策是否科学；

3.评价实施中工作准备及安全措施是否完善；

4.评价焊接中参数选择及操作技能是否正确；

5.评价设备、场地、工具的清理清洁安全情况；

6.评价学生学习页的填写情况。

对以上评价进行记录并填写任务评价表，见表1-1-7。

根据所学知识技能，对本次任务进行客观小结：

从资讯中的自我学习，方案的制定，任务实施、检查，到最终的任务评价，总结学习的过程；评价学生的学习情感、学习态度及怎样做到想学习、爱学习，并对知识、技能的理解掌握程度进行评价；指出本次教学过程、教学组织的不足和缺点，并提出改善建议。

1.谈谈在这次任务中您最大的收获是什么？

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

2.在哪些方面还做得不够好呢？

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

3.今后应该如何改进呢？

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

4.工作中我们应该如何保证产品（工件）质量呢？

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

5.工作后应该注意哪些要求呢？

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

相关知识

1.了解学习《焊接与切割安全》（GB9448—1999）。

2.了解学习《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》（国家安全生产监督管理总局令第30号）。

3.了解学习“6S”管理。

“6S”起源于日本企业管理，主要内容为整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全。

（1）整理（SEIRI）：将区域场所任何物品分为必要的与没必要的，必要的留下来，没必要的清除掉。

（2）整顿（SCITON）：把必要用的物品依规定位置摆放整齐，并加以标示。

（3）清扫（SEISO）：将区域场所内看得见与看不见的地方清扫干净，保持工作场所干净、亮丽的环境。

（4）清洁（SEIKETSU）：维持整理、整顿、清扫的成果。

（5）素养（SHITSUKE）：每位员工养成良好的习惯，并遵守规章制度做事，培养积极主动的精神。

（6）安全（SECURITY）：彻底排除工作、生活场所的安全隐患，保障顺畅生产、安全生产。

4.了解学习《铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接》，详见国家标准：

（1）《铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接　第1部分：总则》（GB/T 25343.1—2010）；

（2）《铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接　第2部分：焊接制造商的质量要求及认证》（GB/T 25343.2—2010）；

（3）《铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接　第3部分：设计要求》（GB/T 25343.3—2010）；

（4）《铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接　第4部分：生产要求》（GB/T 25343.4—2010）；

（5）《铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接　第5部分：检验、试验及文件》（GB/T 25343.5—2010）。

打磨机安全操作规程

1.使用打磨机前仔细检查保护罩、辅助手柄，必须完好无松动。

2.插头插上之前，务必检查机器开关是否处在关闭的位置。

3.装好砂轮片前，注意观察是否出现受潮和缺角等现象，并且安装必须牢靠无松动，严禁不用专用工具而用其他外力工具敲打砂轮夹紧螺母。

4.使用的电源插座必须装有漏电开关装置，并检查电源线有无破损现象。

5.打磨机使用前必须开机试转，查看打磨片运行是否平稳正常，检查碳刷的磨损程度，由专业人员适时更换，确认无误后方可正常使用。

6.打磨机在操作时的磨切方向严禁对着周围的工作人员及一切易燃易爆危险物品，以免造成不必要的伤害。

7.事前夹紧工件，磨片与工件的倾斜角度以30°～40°为宜。

8.使用打磨机时切记不可用力过猛，要徐徐均匀用力，以免发生打磨片撞碎的现象。

9.打磨机工作时间较长且机体温度大于50℃以上并有烫手的感觉时，立即停机待自然冷却后再使用。

10.操作打磨机前必须佩戴防护眼镜及防尘口罩，防护设施不到位不准作业。

11.更换砂轮片时必须关闭电源或拉掉电源线，确认无误后方可进行砂轮片的更换，务必使用专用工具拆装，严禁乱敲乱打。

二氧化碳焊机安全操作规程

1.电焊机外壳必须有良好的接零或接地保护。

2.电焊机电源的装拆应由电工进行。

3.电焊机的一次与二次绕组之间，绕组与铁芯之间，绕组、引线与外壳之间，绝缘电阻均不得低于0.5MΩ。

4.电焊机应设有单独开关箱。

5.焊钳与把线必须绝缘良好、连接牢固。

6.更换焊条应戴手套。

7.把线和地线禁止与钢丝绳接触，不得用钢丝绳或机电设备代替零线。

8.所有地线接头必须连接牢固，清除焊渣时应戴防护眼镜和面罩。

9.更换场地、移动把线时，应切断电源。

10.严禁手持把线爬梯登高。

11.在潮湿地点施焊时应在施工现场垫干木板等绝缘物体，防止触电。

12.雷雨时，应停止露天焊接作业。

13.电焊机应放在防雨和通风良好的地方。

14.焊接现场不准堆放易燃、易爆物品，使用电焊机必须按规定穿戴防护用品。

15.交流弧焊机一次侧的电源线长度应不大于5m，电焊机二次线电缆长度应不大于30m。

16.严禁在易燃易爆、带压力的容器和管道上施焊，焊接带电的设备必须切断电源。

17.焊接曾储存过易燃、易爆、有毒物品的容器或管道，一定将其冲洗干净并将所有的孔口打开。

18.在密闭金属容器内施焊时，容器必须可靠接地、通风良好，并应有人监护。严禁往容器内输入氧气。

19.焊接预热工件时，应有石棉布或挡板等隔热措施。

20.清除焊渣采用电弧气刨清根时，应戴防护眼镜或面罩，防止铁渣飞溅伤人。

21.多台焊机同时施焊时，焊接平台或焊件必须接地，并设置防光棚。

22.在易燃、易爆气体或液体的扩散区域施焊前，必须得到有关部门的许可。施工时，应清除周围的易燃、易爆物品或采取可靠的防护措施。

23.电焊结束后，应切断焊机电源并检查操作地点，确定没有明火后，方可离去。

24.电焊着火时，应先切断焊机电源，再用二氧化碳、1211、干粉等灭火器灭火，禁止使用泡沫灭火器。