熔焊方法及设备

焊接电弧焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具体一定电压的两极之间或电极与母材之间气体介质中产生的一种强烈而持久的放电现象，从其物理本质来看，它是一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。

焊接电弧中气体电离的种类热电离——气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。其实质是气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一种电离。

场致电离——当气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当其动能增加到一定程度时，能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，这种电离称为场致电离。

光电离——中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。不是所有的光辐射都可以引发电离，气体都存在一个能产生光电离的临界波长，气体的电离电压不同，其临界波长也不同，只有当接受的光辐射波长小于临界波长时，中性气体粒子才可能被直接电离。

最小电压原理最小电压原理的含义是在电流和周围条件一定的情况下,稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面,以保证电弧的电场强度具有最小的数值,即在固定弧长上的电压最小。这意味着电弧总是保持最小的能量消耗。

电弧的电特性包括哪些焊接电弧的电特性主要指的是焊接电弧的静特性和焊接电弧的动特性。

电弧静特性概念焊接电弧的静特性是指在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系，也称伏-安特性。

影响焊接电弧稳定性的因素有哪些影响焊接电弧稳定性的因素有1、焊接电源，2、焊接电流和电弧电压，3、电流的种类和极性，4、焊条药皮和焊剂，5、磁偏吹，6、其他因素如操作人员技术、焊件清理情况和环境因素等。

熔合比熔合比（γ）——指单道焊时，在焊缝横截面上熔化的母材所占的面积与焊缝的总面积之比。它能反映母材成分对焊缝成分的稀释程度，熔合比γ越大，说明母材向焊缝中熔入的量越大，稀释程度越大。

溶滴过度的基本类型根据外观形态，熔滴尺寸以及过渡频率等特征，熔滴过渡通常可分为三种基本类型，即自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。自由过渡是指熔滴脱离焊丝末端前不与熔池接触，它经电弧空间自由飞行进入熔池的一种过渡形式。接触过渡是通过焊丝末端的熔滴与熔池表面接触成桥而过渡的。渣壁过渡是渣保护时的一种过渡形式，埋弧焊时在一定条件下熔滴沿熔渣的空腔壁形成过渡。

短路过渡的特点短路过渡时燃弧、短路交替进行。2、短路过渡时所使用的焊接电流（平均值）较小，但短路时的峰值电流可达平均电流的几倍。

3、短路过渡一般采用细丝，焊接电流密度大，焊接速度快，故对焊件热输入低而且电弧短，加热几种，减小焊接变形。

射流过渡工艺上的特点射流过渡最富有代表性且用途广泛的一种过渡

形式。主要特点有：1、焊接过程稳定，飞溅极少，焊缝成形质量好。2、电弧稳定，对保护气流的扰动作用小，故保护效果好。3、射流过渡电弧功率大，热流集中，对焊件熔透能力强。

射流过渡临界电流的大小的影响因素1、焊丝成分焊丝成分不同将引起电阻率、熔点、及金属蒸发能力的变化。2、焊丝直径即使同种材料的焊丝，直径不同临界电流值夜不同。3、焊丝伸出的长度焊丝生出长度长，电阻热的预热作用增强，焊丝溶化快，易是想射流过渡，是临界电压值降低。4、气体介质不同气体介质对电弧电场强度的影响不同。5、电源极性直流反接时，焊丝为阳极易于、实现射流过渡。

焊缝成形过程电弧焊时，焊缝的形成一般要经历加热、熔化、化学冶金、凝固、和固态相变等一系列冶金过程。其中溶化和凝固时必不可少的过程。焊接过程中由于熔池是移动的，也使各点的温度是变化的。沿着熔池的纵向看，熔池前部的固体母材金属处于急剧升温的阶段并不断被电弧熔化成为液体金属；熔池尾部的液体金属渐离电弧热源，温度降低，不断凝固形成焊缝。

脉冲熔化极氩弧焊熔滴过渡控制形式

根据脉冲电流各参数值及熔滴过渡的不同，具有三种熔滴过渡控制形式：一个脉冲电流过渡一个熔滴，即一脉一滴；一个脉冲电流过渡多个熔滴，即一脉多滴；多个脉冲电流过渡一个熔滴，即多脉一滴。

焊接参数对焊缝成形的影响焊接参数对焊缝成形的影响1、焊接电流，在其它条件一定的情况下，随着焊接电流增加，焊缝的熔深和余高均增加，熔宽略有增加。2、电弧电压，在其它条件一定的情况下，提高电弧电压，熔深略有减小而熔宽增大，焊缝余高减小。3、焊接速度，在其它条件一定的情况下，提高焊接速度导致焊接热输入减少，从而焊缝熔宽、熔深和余高都减小。

电弧自身调节系统的静特性概念在一定的焊接条件下，在给定焊丝送进速度的条件下，由电弧自身调节系统控制的焊接电弧弧长稳定时的电流与电弧电压之间的关系。

影响电弧自身调节系统的静特性曲线特征因素

1)送丝速度Vｆ当Vｆ增加时，电弧自身调节系统静特性曲线向右上方移动；2) 焊丝伸出长度当伸出长度增加时，电弧自身调节系统静特性曲线向左移动；3) 焊丝直径和电阻率当焊丝直径增大或电阻率减小时，将使K ｉ值减小，电弧自身调节系统静特性曲线向右移动；4) 电弧的长度当电弧较长时，电弧自身调节系统静特性曲线几乎垂直于电流轴，这说明ｋｕ值很小。

电弧自身调节溶化极电弧焊和电弧电压反馈调节溶化极电弧焊的电流和电压调节方法

(1)电弧自身调节熔化极电弧焊的电流和电压的调节方法:

焊接电弧的稳定工作点就是焊接电源的外特性曲线和电弧自身调节系统

静特性曲线的交点，因此通过调节这两条曲线就可以调节焊接电流和电弧电压。在长弧焊的条件下，电弧自身调节系统静特性曲线几乎与电流坐标垂直，应该采用缓降、平的或微升的外特性电源。而在短弧焊条件下，电弧自身调节系统静特性曲线向左弯曲，应该采用陡降或恒流外特性电源。

(2) 电弧电压反馈调节熔化极电弧焊的电流和电压的调节方法：

具有电弧电压反馈调节系统的自动电弧焊机是通过改变焊接电源的外特

性和送丝给定电压来调节焊接电流和电弧电压的。当焊接电源的外特性不变时，改变送丝给定电压可以调节电弧电压。当给定电压增加时，使电弧电压提高，焊接电流减小。

1、埋弧焊的优缺点

优点：1、生产效率高，所用的焊接电流大，电弧的熔深能力和焊丝熔敷效率大。2、焊接质量好，1、埋弧焊的焊接参数稳定，焊缝成形好、成分稳定；2、采用熔渣保护，隔离空气的效果好。3、劳动条件好，埋弧自动焊没有刺眼的弧光，不需要焊工手工操作。4、节约金属及电能，薄的焊件可以不开坡口焊接，焊缝中焊丝填充量减少，金属的烧损和飞溅也少。电弧能量利用率高，节省电能。

缺点：1、适用的位置受到限制，一般只适用于平焊位置（俯位）的焊接。

2、焊接厚度受到限制，由于埋弧焊时，当焊接电流小时电弧的稳定性变差，不适于焊接厚度小的薄板。

3、对焊件坡口加工与装配要求较严，不能直接观察电弧与坡口的相对位置，故必须保证坡口的加工和装配精度。钨极惰性气体保护焊（TIG）优点：1、能够实现高品质焊接，得到优良的焊缝。2、焊接过程中钨电极是不熔化的，故易于保持恒定的电弧长度，不变的焊接电流，稳定的焊接过程，使焊缝很美观、平滑、均匀。3、焊接电流的使用范围通常为5～500A。

4、在薄板焊接时无需添加焊丝。在厚板焊接时，由于填充焊丝不通过焊接电流，所以不会产生因熔滴过渡引起电弧电压和电流变化而产生的飞溅现象，为获得光滑的焊缝表面提供了良好条件。

5、钨极氩弧焊时的电弧是各种电弧焊方法中稳定性最好的电弧之一。

6、可以焊接各种金属材料，如：钢、铝、钛、镁等。

7、TIG 焊可靠性高，所以可以焊接重要构件。

缺点：1、焊接效率低于其它方法。2、氩气没有脱氧或去氢作用，所以焊前对除油、去锈、去水等准备工作要求严格，否则易产生气孔，影响焊缝的质量。3、焊接时钨极有少量的熔化蒸发，钨微粒如果进入熔池会造成夹钨，影响焊缝质量，电流过大时尤为明显。4、由于生产效率较低和惰性气体的价格较高，生产成本比焊条电弧焊、埋弧焊和CO2 气体保护焊都要高。

焊接过程中飞溅产生的主要原因

CO2 气体保护焊时，容易产生飞溅，这是由CO2 气体的性质所决定的。产生的原因有：1、由冶金反应引起的飞溅，如产生CO 气体；2、由斑点压力引起的飞溅，直流正接时飞溅大且多；3、熔滴短路时引起的飞溅；

TIG 引弧方法类型1．高频高压引弧和稳弧装置：采用高频振荡器，产生高频高压电击穿钨极与工件之间的间隙，是引燃电弧常用的方法。通常需要产生的高频高压大约为3000V，这时电源的空载电压只要65V左右就可以了。2．高压脉冲引弧和稳弧装置：在钨极与工件之间加一高压脉冲，加强阴极发射电子及两极间气体介质电离而实现引弧。在交流TIG焊时，既可用它来引弧又可用它来稳弧。

熔化极氩弧焊优点：1、电弧空间无氧化性，能避免氧化，焊接中不产生熔渣，在焊丝中不需要加入脱氧剂，可以使用与母材同等成分的焊丝进行焊接。2、与CO2 电弧焊相比较，熔化极氩弧焊电弧稳定、熔滴过渡稳定，焊接飞溅少，焊缝成形美观。3、与钨极氩弧焊相比较，焊丝和电弧的电流密度大，焊丝熔化速度快，熔敷效率高，母材熔深大，焊接变

形小，焊接生产率高。4、MIG 焊采用焊丝为正的直流电弧焊接铝及铝合金时，对母材表面的氧化膜有良好的阴极清理作用。

缺点： 1、氩气及混合气体比CO2 气体的售价高，熔化极氩弧焊的焊接成本比CO2 电弧焊的焊接成本高。2、MIG 焊对工件、焊丝的焊前清理要求较高，即焊接过程对油、锈等污染比较敏感。

亚射流过渡只在铝及铝合金MIG焊时才会出现的一种熔滴过渡形式，其特征介于短路过渡和射滴过渡之间。弧长比较短，电弧向四周扩展为碟形，存在熔滴短路过程，电弧略微带有爆声。形成亚射流过渡的弧长La介于2～8mm之间。弧长小于2 mm时形成短路过渡，弧长大于8 mm时形成射滴过渡。形成亚射流过渡的弧长因电弧电流大小而取不同的数值，弧长取下限时具有部分短路过渡的特征；弧长取上限时具有部分射滴过渡的特征。

电弧固有自身调节系统焊接电流和电弧电压的调节方法

从理论上讲焊接电流应通过改变电源输出的外特性曲线来调节，电弧电压应通过改变送丝速度来调节，而且调节后弧焊电源输出的外特性曲线与等熔化特性曲线的交点最好处于亚射流过渡区间段的中心点上。通常采用送丝速度和焊接电流一元化调节，即在调节弧焊电源的外特性曲线的同时自动调节送丝速度。

药芯CO2焊接的工艺特点 1.熔敷效率高2.保护效果好3.调整合金成分

方便4.可以选用直流电或交流电焊接

CO2焊接优点

1、CO2 焊是一种高效节能的焊接方法。

2、用粗丝（焊丝直径≥φ1．6mm）焊接时可以使用较大的电流，实现射滴过渡。

3、用细丝（焊丝直径＜φ1．6mm）焊接时可以使用较小的电流，实现短路过渡。

4、CO2 焊是一种低氢型焊接方法，焊缝的含氢量极低。

5、CO2焊所使用的气体和焊丝价格便宜，焊接设备在国内己定型生产，为该方法的应用创造了十分有利的条件。

6、CO2 焊是一种明弧焊接方法，焊接时便于监视和控制电弧和熔池，有利于实现焊接过程的机械化和自动化。用半自动焊焊接曲线焊缝和空间位置焊缝十分方便。

双弧的形成原因

1、喷嘴因素，喷嘴孔径越小、孔道长度或内缩增大，双弧倾向大；

2、电流因素，电流大，双弧倾向大；

3、离子气体因素，离子气体流量增加，双弧倾向反而减小；

4、其他因素：喷嘴冷却不好使温度升高，或喷嘴表面有氧化物或金属飞溅物等，也是形成双弧的原因。

等离子弧焊接的种类和特点

种类：1.穿孔型等离子弧焊接2.熔透型等离子弧焊接

优点：（1）电弧能量集中，因此焊缝深宽比大，截面积小；焊接速度快，特别是厚度大于3.2mm的材料尤显著；薄板焊接变形小，厚板热影响区窄。（2）电弧挺直性好，以焊接电流10A为例，等离子弧喷嘴高度（喷嘴到焊件表面的距离）达6.4mm，弧柱仍较挺直，而钨极氩弧焊的弧长仅能采用0.6mm。（3）电弧的稳定性好，微束等离子弧焊接的电流小至0.1A时仍能稳定燃烧。（4）由于钨 .内缩在喷嘴之内，不可能与焊件接触，因此没有焊缝夹钨问题。

缺点：1）由于需要两股气流，因而使过程的控制和焊枪的构造复杂化。2）由于电弧的直径小，要求焊枪喷嘴轴线更准确地对中焊缝。

电渣焊种类1、丝极电渣焊；2、熔嘴电渣焊；3、板极电渣焊；4、管极电渣焊；5、电渣压力焊。

电渣焊特点1、适宜在垂直位置焊接；2、厚大焊件能一次焊接成形；3、生产率高；4、焊缝成形系数和熔合比调节范围大；5、渣池对被焊件有较好的预热作用；6、焊缝和热影响区晶粒粗大。

电离：中性气体分子或原子分离成电子和正粒子的现象。

电子发射：电极表面受到外加能量的作用，使其内部的电子冲破电极表面的束缚飞到电

MIG焊/MAG焊：熔化极氩弧焊是使用焊丝作为熔化电极，采用氩气或富氩混合气作为保护气体的电弧焊方法。当保护气体是惰性气体Ar或Ar+He时，通常称作熔化极惰性气体保护电弧焊，简称MIG焊；当保护气体以Ar为主，加入少量活性气体如Ｏ2或CO2，或CO2+Ｏ2等时，通常称作熔化极活性气体保护电弧焊，简称MAG焊。

阴极斑点：阴极表面经常可以看到发出闪烁的区域，这个区域称为阴极斑点。

阴极破碎作用：当阴极斑点受到弧柱中的正离子流的强烈撞击时温度很高氧化膜很快被汽化破碎显露出纯洁的焊件金属表面电子发射条件也由此变差。这时阴极斑点就会自动转移到附近有氧化膜存在的地方如此下去就会把焊件焊接区表面的氧化膜清除掉这种现象称为阴极破碎现象。

直流正极性/直流反极性：【正极性指直流焊接时，被焊物接（＋）极，焊条、焊丝接（－）极】。直流电弧焊或电弧切割时，焊件与焊接电源输出端正、负极的接法称为极性。极性分正极性和反极性两种。焊件接电源输出端的正极，电极接电源输出端的负极的接法为正极性。反之，焊件接电源输出端的负极，电极接电源输出端的正极的接法为反极性。

电子发射的种类有哪些？其中的热发射和场致发射与阴极材料有什么关系？

电子发射的种类有热发射、场致发射、光发射和粒子碰撞发射。热发射和场致发射受到阴极材料的沸点影响。

埋弧焊时为什么容易产生氢气孔？如何防止？

氢气孔主要来源于焊丝、焊剂等的水分；防止之一是去除焊丝和焊件表面的水分、铁锈、油和其他杂物，并要求焊剂要烘干；二是通过冶金手段去除已混入熔池中的氢。

CO2焊电弧气氛为什么具有强烈的氧化性？常用哪些脱氧方法？

⑴因为 CO2 及其高温分解出的氧，都具有很强的氧化性。⑵常用脱氧方法是在焊丝中加入铝、钛、硅、锰等元素来脱氧，最好的方法是硅、锰联合脱氧。

脉冲熔化极惰性气体保护焊有何特点？

(1)具有较宽的焊接参数调节范围

(2)可以精确控制电弧的能量

(3)适于焊接薄板和全位置焊

交流TIG焊焊接铝、镁及其合金时为什么会产生直流分量？有什么危害性？如何消除它？

1)产生原因：①钨极与工件的熔点不同②逸出功不同③几何尺寸相差很大。从而使交流TIG焊正负半波的电导率、电弧电压、再引燃电压存在很大的差别。因此，正负半波电流不对称，从而导致直流分量。

2)危害：直流分量既影响焊缝成形，降低阴极雾化作用恶化设备的工作条件，变压器铁芯易饱和，降低功率因数，是电弧电流的形状偏离正弦，降低电弧的热效率系数。

3)通常配置消除直流分量的装置。

①正弦波交流TIG焊机通常通过在焊接主回路串接大容量无极性电容器的方法来消除直流分量，该方法既可完全消除直流分量，又不额外损耗能量。

②方波交流TIG焊机可通过调节正负半波的极性比（D=tSP/（tSP+tRP））来消除直流分量，当 I+t+=I-t-时，直流分量为零。射流过渡：熔滴呈细小颗粒，沿焊丝的铅笔尖状的端头以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。

磁偏吹：焊接时，由于多种因素的影响使电弧周围磁力线均匀性受到破坏，导致焊接电弧偏离焊丝(条)轴线，而向某一方向偏吹的现象称为磁偏吹。

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熔焊方法及设备 绪论 1、焊接定义及焊接方法分类 焊接：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。 焊接方法分为熔焊、钎焊、和压焊三大类 熔焊：熔焊是在不施加压力的情况下，将待焊处的母材加热溶化以形成焊缝的焊接方法。焊接时母材熔化而不施加压力是其基本特征。 压焊：压焊是焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）才能完成焊接的方法。焊接施加压力是其基本特征。 钎焊：钎焊是焊接事采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但是低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接的方法。其特征是焊接时母材不发生溶化，仅钎料发生溶化。 熔焊方法的物理本质：在不施加外力的情况下，利用外加热源使木材被连接处发生熔化，使液相与液相之间、液相与固相之间的原子或分子紧密地接触和充分扩散，使原子间距达 到r A，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。 熔焊方法的特点：焊接时木材局部在不承受外加压力的情况下被加热熔化；焊接时须采取更为有效的隔离空气的措施；两种被焊材料之间必须具有必要的冶金相容性；焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。 第一章焊接电弧 1、焊接电弧 焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具体一定电压的两极之间或电极与母材之间气体介质中产生的一种强烈而持久的放电现象，从其物理本质来看，它是一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。 激励：激励是当中性气体分子或原子收到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子时，而使电子从较低的能量级转移到较高的能级的现象。 2、焊接电弧中气体电离的种类 热电离——气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。其实质是气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一种电离。 场致电离——当气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当其动能增加到一定程度时，能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，这种电离称为场致电离。 光电离——中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。不是所有的光辐射都可以引发电离，气体都存在一个能产生光电离的临界波长，气体的电离电压不同，其临界波长也不同，只有当接受的光辐射波长小于临界波长时，中性气体粒子才可能被直接电离。 3、焊接电弧中气体的发射有几种 热发射——金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。 场致发射——当阴极表面空间有强电场存在时，金属电极内的电子在电场静电库仑力的作用下，从电极表面飞出的现象称为场致发射。

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2.焊接熔池通常受哪些力作用，各力对焊缝成形的影响。 熔池金属的重力：水平位置焊接时，熔池金属的重力有助于熔池的稳定性。空间位置焊接时，熔池金属的重力可能破坏熔池的稳定性，使焊缝成形变坏。 表面张力：表面张力将阻止熔池金属在电弧力或熔池金属重力的作用下的流动，同时对熔池金属在熔池界面上的接触角（即润湿性）的大小也有直接影响。所以，表面张力既影响熔池的轮廓形状，也影响熔池金属在坡口里的堆敷情况，即熔池表面形状。 焊接电弧力：斑点压力会使熔池形成涡流现象，使熔深加大；电弧静压力作用于熔池液体表面，是熔池形成下凹的形态；等离子流力比较明显时，也对焊缝成形产生大影响。 熔滴冲击力：富氩气体保护熔化极电弧焊射流过渡时，焊丝前段熔化金属以比较小的熔滴及很高的速度沿焊丝轴向冲向熔池，对熔池形成较大的冲击力，因此也容易形成指状熔深。 7.熔滴在电弧中收哪些力作用？ 重力：平焊时，重力促使熔滴脱离焊丝；立焊和仰焊时，重力阻碍熔滴从焊丝末端脱离。 表面张力：是焊丝端头保持熔滴的主要作用力，径向力使熔滴在焊丝末端产生缩颈，轴向力则使熔滴保持在焊丝末端，阻碍熔滴过渡。 电弧力：1）电磁收缩力：在熔滴端部与弧柱间导电的弧根面积的大小将决定该外电磁力方向，如果弧根直径小于熔滴直径，此外电磁合力向上，阻碍熔滴过渡，反之，若弧根面积笼罩整个熔滴，此处电磁合力向下，促使熔滴过渡。 2）等离子流力：有助于熔滴过渡。 3）斑点压力：阻碍熔滴过渡。 爆破力：易造成飞溅。 电弧气体气力：利于熔滴过渡。 8.焊缝在成型时的缺陷通常有哪几种？对应的措施。主要有未熔合、未焊透、烧穿、塌陷、咬边、焊瘤、气孔、加渣、表面波纹不均匀，余高不均匀、熔宽不均匀、缩处有弧坑、蛇形焊缝、火口裂纹、收缩处有弧坑。 为防止产生未熔合和未焊透，应选择合适的焊接参数及焊接热输入量，设计合适的焊接坡口形式及装配间隙，确保焊丝对准焊缝中心进行正确的施焊过程；为防止烧穿和塌陷，要特别注意焊接电流不要过大，焊接速度不要过小等；为防止咬边，高速焊时，要适当的调节焊速，保证焊缝两边金属熔化，横焊位置焊接或角焊缝焊接时，焊接电流不宜过大，电压不宜过高，焊枪角度要合适；为防止焊瘤，焊接时应该选用合适的焊接电流及焊接速度，采用合适的焊条角度及焊接位置；因此，对于其他焊缝成形缺陷的防止措施，依上所述，严格控制焊接工艺参数及焊接工艺。 12.脉冲MIG焊工艺特点：①扩大了焊接电流的调节范围②有效控制熔滴过渡及熔池尺寸，有利于全位置焊接③可有效地控制热输入，改善接头性能④脉冲电弧具有加强熔池搅拌的作用，可以改善熔池冶金性能，有利于消除气孔。 9.埋弧焊的工艺参数，及各对焊缝的影响？ 埋弧焊的焊接参数主要有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径和伸出长度等。 ①焊接电流 一般焊接条件下，焊缝熔深与焊接电流成正比。随着焊接电流的增加，熔深和焊缝余高都有显著增加，而焊缝的宽度变化不大。同时，焊丝的熔化量也相应增加，这就使焊缝的余高增加。随着焊接电流的减小，熔深和余高都减小。 ②电弧电压 电弧电压的增加，焊接宽度明显增加，而熔深和焊缝余高则有所下降。但是电弧电压太大时，不仅使熔深变小，产生未焊透，而且会导致焊缝成形差、脱渣困难，甚至产生咬边等缺陷。所以在增加电弧电压的同时，还应适当增加焊接电流。 ③焊接速度 当其他焊接参数不变而焊接速度增加时，焊接热输入量相应减小，从而使焊缝的熔深也减小。焊接速度太大会造成未焊透等缺陷。为保证焊接质量必须保证一定的焊接热输入量，即为了提高生产率而提高焊接速度的同时，应相应提高焊接电流和电弧电压。 ④焊丝直径与伸出长度 当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时，弧柱直径随之增加，即电流密度减小，会造成焊缝宽度增加，熔深减小。反之，则熔深增加及焊缝宽度减小。 当其他焊接参数不变而焊丝长度增加时，电阻也随之增大，伸出部分焊丝所受到的预热作用增加，焊丝熔化速度加快，结果使熔深变浅，焊缝余高增加，因此须控制焊丝伸出长度，不宜过长。 ⑤焊丝倾角 焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾。倾角的方向和大小不同，电弧对熔池的力和热作用也不同，从而影响焊缝成形。当焊丝后倾一定角度时，由于电弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件受到了预热作用，电弧对熔池的液态金属排出作用减弱，而导致焊缝宽而熔深变浅。反之，焊缝宽度较小而熔深较大，但易使焊缝边缘产生未熔合和咬边，并且使焊缝成形变差。 ⑥其他 a.坡口形状 b.根部间隙 c.焊件厚度和焊件散热条件。1.能量密度：采用某种热源来加热工件时，单位 有效面积上的热功率称为能量密度。 2.热阴极：当使用熔点和沸点很高的材料（如C、 W等）做阴极时，阴极可以被加热到很高的温 度，电弧的阴极区的电子可以主要依靠阴极热 发射来提供，这种电极被称为热阴极型电极。 3.冷阴极：当使用钢、铜、铝等材料做阴极时， 其熔点和沸点较低，阴极温度不可能很高，热 发射不可能提供足够的电子，这种电极被称为 冷阴极型电极。 3.焊条电弧有那几部分组成？各部分有何特点？ 焊接电弧是由阴极区，阳极区和弧柱区三部分组 成 特点：①阴极区:阴极附近的区域很狭窄，电压降 U K比较大，电场强度很大，电弧燃烧时，会出现阴 极斑点。 ②阳极区：阳极附近的区域比阴极区稍宽，电压降 U A比阴极区低，电场强度比阴极区小得多。通常可 见阳极斑点。 ③弧柱区：阴极区与阳极区之间的区域，它的长度很 长，电弧压降U C比前两者均小，电场强度也比较小， 在弧柱长度方向上，带电粒子分布均匀，电压降U C 与电弧长度成正比，在其径向方向上，中心的带电粒 子密度大，而周围小。 4.简述焊接电弧的产热机构。 焊接电弧是具有很强能量的导电体，其能量来 自于焊接电源。单位时间焊接电源向阴极区、弧柱区 和阳极区提供的总热量P可表示为 P=P K+P C+P A=IU K+IU C+IU A①阴极区的产热： P k=I(U K-U W-U T).②阳极区的产热：P A=I(U K+U W+U T). ③弧柱区的产热：P c=IU C. 10.常用电弧焊设备的组成及工艺 2）TIG焊设备：手工TIG焊设备：焊接电源、程序 控制系统、引弧装置、稳弧装置（交流焊接设备用）、 焊枪、供气系统和供水系统等部分。TIG焊焊接电源 交流电源和直流电源。直流电源分为直流正接和直流 反接。在生产中，焊接铝、镁及其合金时一般都采用 交流电。这是因为在工件为阴极的半周里有去除工件 表面氧化膜的作用，在钨极为阴极的半周里钨极可以 得到冷却，并能发射足够的电子以利于电弧稳定。高 频高压式引弧和稳弧装置、高压脉冲式引弧和稳弧装 置应用最多。焊枪的作用：夹持钨极、传导焊接电流 和输送并喷出保护气体。焊枪需满足的要求：①喷出 的保护气体具有良好的流动状态和一定的挺度，以获 得可靠的保护；②枪体有良好的气密性和水密性（用 水冷时），传导电流的零件有良好的导电性；③枪体 能被充分冷却，以保证持久地工作；④喷嘴和钨极之 间有良好绝缘，以免喷嘴和工件不慎接触而发生电 路、打弧；⑤质量轻、结构紧凑，可达到性好，装拆 维修方便。焊枪分为气冷式和水冷式两种。实用的喷 嘴材料有陶瓷、纯铜和石英三种。一般钨极氩弧焊时， 供气系统由气源(高压气瓶)、气体减压阀、气体流量 计、电磁气阀和软管组成。水冷系统重要用来冷却焊 接电缆、焊枪和钨棒。TIG焊焊接过程涉及送气、引 弧、电源输出、焊丝送进以及焊车行走等。自动TIG 焊设备：比手工TIG焊设备多了焊枪移动装置。如 果需要填充焊丝，则包括一个送丝机构，通常将焊枪 和送丝机构共同安装在一台可行走的小车上。 3）MIG焊（熔化极氩弧焊）设备：弧焊电源、送丝 系统、焊枪、行走台车（自动焊）、供气系统、水冷 系统、控制系统等部分组成。熔化极氩弧焊通常采用 直流弧焊电源，电源分为变压器抽头二极管整流式、 晶闸管可控整流式、逆变式等几种。送丝系统：推丝 式、拉丝式、推拉丝式。熔化极氩弧焊焊枪按其应用 方式分为半自动焊枪（手工操作）和自动焊枪（安装 在行走台车上）。纯惰性气体供气系统由气源（高压 气瓶）、气压减压阀、气体流量计、电磁气阀、和送 气软管等组成。水冷式焊枪的水冷系统由水箱、水泵、 水管、水流开关等组成，由水泵打压循环系统流动， 实现冷却水的循环应用。MIG焊设备的控制系统包 括焊接过程程序控制电路、送丝驱动电路等。其中焊 接过程程序控制可以采用两步控制方式或四部控制 方式。 5）等离子弧焊接设备：焊接电源、控制系统、焊枪、 气路系统、水路系统、送丝系统、机械旋转系统、行 走系统以及装夹系统。等离子弧的静特性曲线呈略上 升状，因此等离子弧焊接电源应具有下降或垂降的外 特性。在穿透型焊接时，要求等离子弧焊接电流在气 焊阶段随等离子气体流量一起递增，在收弧阶段两者 同步衰减。等离子弧焊接使用两路气体：等离子气和 保护气。气体从气瓶→减压器→电磁气阀→流量计→ 焊枪所经过的回路构成气路。水冷作用：带走钨极和 喷嘴上的热量。冷却水路为水泵→水冷导线→焊枪下 枪体→喷嘴→焊枪上枪体→水冷导线→水流开关→ 水箱。等离子弧自动焊接纵缝或环缝时，焊枪或焊件 作直线或旋转运动。当焊件间隙大、要求有余高或进 行坡口焊接，要向熔池自动送进焊丝，其驱动电机多 为直流电动机。等离子弧焊机的控制系统包括引弧电 路、程序控制电路、水和气体控制电路、送丝和行走、 或转动控制与调节电路等。 4）CO2气体保护焊设备：CO2半自动焊设备：焊接 电源、控制系统、送丝系统、焊枪和气路系统。CO2 自动焊设备是在半自动焊设备的基础上增加了焊接 行走机构。CO2焊一般采用直流反接。因直流反接 时，使用各种焊接电流值都能获得比较稳定的电弧， 熔滴过渡平稳、飞溅小、焊缝成形好。CO2焊设备 的控制系统应具备以下功能：（1）空载时,可手动调 节下列参数：焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护 气体流量以及焊丝的送进与回轴等（2）焊接时，实 现程序自动控制，即：①提前送气、之后停气；②自 动送进焊丝进行引弧和焊接；③焊接结束后，先停丝 后断电。送丝系统分为半自动焊送丝系统和自动焊送 丝系统两类。CO2焊焊枪分为半自动焊枪和自动焊 枪，半自动CO2焊推丝式焊枪有鹅颈式和手枪式， 拉丝式焊枪均为手枪式，因CO2焊多采用细丝焊， 故焊枪多采用空冷式。CO2焊供气系统由CO2气瓶、 预热器、干燥器、减压器、气体流量计和电磁气阀等 组成，与MIG焊不同在于气路中接入预热器和干燥 器。预热器作用：为了防止CO2气体中的水分在钢 瓶出口处及减压表中结冰，使气路堵塞。干燥器作用： 吸收CO2气体中的水分和杂质，以避免焊缝出现气 孔。 11.埋弧焊工作原理：焊接时，颗粒状焊剂由焊剂漏 斗经软化管均匀地堆敷到焊件的待焊处，焊丝由焊丝 盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区，电弧在焊剂下面 的焊丝与母材之间燃烧。电弧热使焊丝、焊剂及母材 局部熔化和部分蒸发。金属蒸气、焊剂蒸气、和冶金 过程中析出的气体在电弧的周围形成一个空腔，熔化 的焊剂在空腔的上部形成一层熔渣膜。这层熔渣膜如 同一个屏障，使电弧、液体金属与空气隔离，而且能 将弧光遮蔽在空腔中。在空腔的下部，母材局部熔化 形成熔池；空腔的上部，焊丝熔化形成焊滴，并以渣 壁过渡的形式向熔池中过渡，只有少数熔滴采取自由 过渡。随着电弧的向前移动，电弧力将液态金属推向 后方并逐渐冷却凝固成焊缝，熔渣则凝固成渣壳覆盖 在焊缝表面。在焊接的过程中，焊剂不仅起着保护焊 接金属的作用，而且起着冶金处理的作用，即通过冶 金反应清除有害的杂质和过渡有益的合金元素。 埋弧焊的应用范围：由于埋弧焊具有生产效率高、 焊缝质量好、熔深大、机械化程度高等特点，其应用 范围很广，至今仍是锅炉、压力容器、船舶、桥梁、 起重机械、工程机械、冶金机械、海洋机构、核电设 备等制造的主要焊接手段，特别是对于中厚板、长焊 缝的焊接具有明显的优越性。可焊接的钢种有，碳素 结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、以及复合 钢等。此外，用埋弧焊堆焊耐热、耐腐蚀合金，或焊 接镍基合金、铜基合金等也能获得很好的效果。 钨极氩弧焊（TIG焊）工作原理：钨极被夹持在电 极夹上，从TIG焊焊枪的喷嘴中伸出一定长度。在 伸出的钨极端部与焊件之间产生电弧，对焊件进行加 热。同时，惰性气体进入腔体，从钨极的周围通过喷 嘴喷向焊接区，以保护钨极、电弧及熔池。使其免受 大气的侵害。当焊接薄板时，一般不需要填充焊丝， 可以利用焊件被焊部位自身熔化形成焊缝。当焊接厚 板和开有坡口的焊件时，可以从电弧的前方把填充金 属以手动或自动的方式，按一定的速度向电弧中送 进。填充金属熔化后进入熔池，与母材熔化金属一起 冷却凝固形成焊缝。钨的熔点高达3653K，与其他金 属相比，具有难熔化。可长时间在高温状态下工作的 性质。TIG焊利用钨的这一性质，在圆棒状的钨极与 母材间产生电弧进行焊接。电弧燃烧过程中，钨极是 不熔化的，故易于维持恒定的电弧长度，保持焊接电 流不变，使焊接过程稳定。惰性气体具有不与其他物 质发生化学反应和不熔于金属的性质。利用这一性 质，TIG焊使用惰性气体完全覆盖电弧和熔化金属， 使电弧不受周围空气的影响和避免熔化金属与周围 的氧、氮等发生反应，从而起到保护的作用。 应用范围：TIG焊的应用很广泛，它可以用于几乎所 有金属和合金的焊接。适用于各种长度焊缝的焊接， 既可以焊薄板，也可焊焊接厚件，可使用于各种位置 焊接。 13.通常减少CO2焊时产生的气孔有哪些方法：①增 强气体的保护效果②选用含有固氮元素（如Ti和Al） 的焊丝③提高CO2气体纯度④采用直流反接，可减 少氢气孔⑤在焊缝金属中添加Si元素，即熔池中含 有足够的脱氧剂。 14.CO2保护焊时为何有较高的抗锈低氢能力？ 因为锈是含结晶水的氧化铁，即FeO.H2O。在电弧 热作用下，该结晶水将分解，发生如下的反应：H2O ≒2H+O 由于氢量增加，将增加形成氢气孔的可能性。可是， 在CO2焊的电弧气氛中的二氧化碳和氧的含量很 高，它们将发生如下反应：CO2+2H≒CO+H2O CO2+H≒CO+OH O+2H≒H2O O+H≒OH 这时，反应都向右进行，其生成物是在液体金属中溶 解度很小的水蒸汽和羟基，从而减弱了氢的有害作 用。所以，一般认为CO2焊具有较强的抗潮和抗锈 能力

熔焊方法及设备(电弧焊)期末复习重点

名词解释 1 焊缝成型系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上，焊缝熔宽（B）与焊缝熔深（H）的比值。 2 热阴极型电极：当使用熔点和沸点很高的材料如C，W等做阴极时，阴极可以被加热到很高温度，电弧的阴极区的电子主要依靠阴极热发射来提供，这种电极被称为热阴极型电极。 3 冷阴极型电极：当使用熔点和沸点较低的材料如钢，铜，铝等做阴极时，阴极温度不能被加热到很高，热发射不能提供足够的电子，这种电极被称为冷阴极型电极。 4 磁偏吹：是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏，从而导致焊接电弧偏离焊丝（或焊条）的轴线而向某一方向偏吹的现象。 5 TIG焊（钨极惰性气体保护焊）是使用纯钨或活化钨作为非溶化电极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法。 6 MIG焊(熔化极惰性气体保护电弧焊)：是使用焊丝作为熔化电极，采用惰性气体Ar或者Ar+He作为保护气体的电弧焊方法。通常称为熔化极惰性气体保护电弧焊，简称MIG 焊 7．MAG焊：采用焊丝作为熔化电极，保护气体以Ar为主，加入少量活性气体O2或CO2，或CO2+O2等时，通常称为熔化极活性气体保护电弧焊，简称MAG焊 8 熔敷效率：在电弧焊过程中，焊丝金属并没有全部过渡到焊缝中去，其中一部分要以飞溅，蒸发，氧化等形式损失掉。过渡到焊缝中的金属质量与使用的焊丝金属质量之比称为熔敷效率。 9 熔化系数：单位时间，单位电流所熔化的焊丝质量。 10 熔敷系数：单位时间，单位电流所熔敷到焊缝中的焊丝金属质量。 11 非转移型等离子弧：电极接电源的负极，喷嘴接电极的正极，电弧在电极与喷嘴之间产生，工件不接电，这种等离子弧叫做非转移型等离子弧。 12 转移型等离子弧：电极接电源的负极，工件接电源的正极，电弧在电极与工件之间燃烧。这种等离子弧叫做转移型等离子弧。 简答题 1 最小电压原理及物理意义 答：在电流和周围条件一定的情况下，稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面，以保证电弧的电场强度具有最小数值，即在固定弧长上有最小电压 物理意义：电弧总是保持最小的能量消耗 2 焊丝的熔化速度受哪些因素的影响及如何影响 一焊接电流的影响电流增大熔化焊丝的电阻热和电弧热均增加，焊丝熔化速度加快 二电弧电压的影响当电弧较长时，电弧电压对焊丝熔化速度影响很小，熔化速度主要取决于电流的大小。而当弧长缩短时电弧热量向周围空间散失减少，提高电弧热效率，使焊丝的熔化系数增加，所以焊丝熔化速度加快。 三焊丝直径的影响电流一定时焊丝直径越细，电阻热越大，同时电流密度也越大，从而使焊丝熔化速度增大。 四焊丝伸出长度的影响其他条件一定时，焊丝伸出长度越长，电阻热越大，通过焊丝传导的热损失减少，所以焊丝的熔化速度越快。 五焊丝材料的影响焊丝材料不同，电阻率也不同，所产生的电阻热就不同，因而对熔化速度影响也不同。 六气体介质及焊丝极性的影响。气体介质不同，对阴极电压降和电弧产热有直接影响（对阳极产热影响不大）。所以焊丝为阴极时，气体介质的成分将直接影响焊丝熔化速度，比如

熔焊方法及设备-复习资料

绪论 焊接定义： 通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子或分子间结合的一种方法。 焊接物理本质 固体材料之所以能保持固定的形状是因为： 1 其内部原子之间的距离足够小，原子之间形成了牢固的结合力。 2焊接使两种材料连接在一起，即连接的材料表面上原子接近到足够小的距离，使之产生足够的结合力。 焊接方法的分类：分类(族系法）：熔焊压焊钎焊 （1）熔焊 定义：在不是施加压力的情况下，将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。 电弧焊：熔化极（焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、螺柱焊） 非熔化极（钨极氩弧焊、等离子弧焊、碳弧焊、原子氢焊、气焊、氧氢、氧乙炔、空气乙炔、铝热焊、电渣焊、电子束焊、激光焊） （2）压焊 定义：焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法称为压焊。 电阻焊（点焊、缝焊、凸焊、对焊、高频焊） 冷压焊（超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、摩擦焊、气压焊）（3）钎焊 定义：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊 （火焰、感应、炉中、浸渍、电子束、红外线等）

第一章焊接电弧 1.电弧的物理本质：焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两级之间或者电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的气体放电现象。 2．两电极间气体导电条件： ①两电极之间有带电粒子；②两电极之间有电场。 3.电弧中产生带电粒子的产生： ①气体介质的电离②电极电子发射 4.气体的电离 (1)电离与激励 气体电离：在外加能量作用下，使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程。 激励：当中性气体粒子受外加能量作用而不足以使其电离，但可能使其内部的电子从原来的能级跃迁到较高的能级的现象。 (2)电离种类（根据外加能量来源分为） 1)热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程。 2)场致电离：在两电极间的电场作用下，气体中的带电粒子被加速，当带电粒子的动能增加到一定数值时，则可能与中性粒子发生非弹性碰撞而使之产生电离的过程。 3)光电离：中性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程。5.电子发射：阴极表面接受一定外加能量作用时，使其内部的电子冲破电极表面的束缚而飞到电弧空间的现象。 电子发射的类型 1)热发射：阴极表面因受热的作用而使其内部的自由电子热运动速度加大，动能增加，一部分电子动能达到或超出逸出功时产生的电子发射现象。 ¤2)场致发射：当阴极表面中间存在一定强度的正电场时，阴极内部的电子将受到电场力的作用，当此力达到一定程度时电子便会逸出阴极表面的现象。 3)光发射：当阴极表向受到光辐射作用时，阴极内的自由电子能量达到一定程度而逸出阴极表面的现象。 4)粒子碰撞发射：电弧中高速运动的粒子（主要是正离子)碰撞阴极时，把能量传递给阴极表面的电子，使电子能量增加而逸出阴极表面的

熔焊方法与设备名词解释

绪论 1.焊接定义：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。 2. 焊接方法分类：按照电极焊接时是否熔化，可以分为熔化极焊和非熔化极焊；按照自动化程度分为手工焊、半自动焊、自动焊等；按照按照焊接过程中母材是否熔化以及对母材是否施加压力进行分类，可以把焊接方法分为熔焊方法、压焊方法和钎焊方法三大类。 3. 焊接技术：焊接技术是机械制造工业中的关键技术之一，是现代先进制造技术的一个重要组成部分。 4. 压焊方法：压焊方法是焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）才能完成焊接的方法。 5. 钎焊方法：钎焊方法是焊接时采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接的方法。 6. 焊接工艺：焊接工艺是指制造焊件所有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法、焊接参数和操作要求等。 第一章 1. 焊接电弧：焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。 2. 气体放电：气体放电，是指当两电极之间存在电位差时，电荷从一极穿过气体介质到达另一极的导电现象。 3. 两电极之间要产生气体放电必须具备两个条件：一是必须有带电粒子，二是在两极之间必须有一定强度的电场。 4. 解离：两电极之间的气体受到外加能量（如外加电场、光辐射、加热等）作用时，气体分子热运动加剧。当能量足够大时，由多原子构成的气体分子就会分解为原子状态，这个过程称为解离。 5. 电离：在外加能量的作用下，使中性气体分子或原子分离成为正离子和电子的现象称为电离。 6. 激励：激励是当中性气体分子或原子受到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子，而使电子从较低的能级转移到较高的能级的现象。 7. 热电离：气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。 8. 场致电离：当气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当其动能增加到一定程度时，能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，这种电离称为场致电离。 9. 光电离：中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。 10. 电子发射：电极表面接受一定外加能量作用，使其内部的电子冲破电极表面的束缚而飞到电弧空间的现象称为电子发射。 11. 逸出功：使一个电子从电极表面飞出所需要的最低外加能量称为逸出功（Ww），单位为电子伏。 12. 热发射：金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。 13. 场致发射：当阴极表面空间有强电场存在时，金属电极内的电子在电场静电库仑力的作用下，从电极表面飞出的现象称为场致发射。 14. 光发射：当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的自由电子能量增加，当电子的能量达到一定值时能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。 15. 非接触式引弧：非接触式引弧是指在电极与焊件之间存在一定间隙，施以高电压击穿间隙，使电弧引燃的方法，常用于钨极氩弧焊、等离子弧焊等。

熔焊方法与设备

第一章焊接电弧 1、熔焊的基本特征：焊接时母材熔化而不施加压力。物理本质：在不施加外力的情况下，利用外加热源使使母材被连接处以及填充材料发生熔化，使液相与液相、液相与固相之间的原子或分子紧密地接触和充分地扩散，使原子间距达到ra，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。 2、熔焊的特点：（1）焊接时母材局部在不承受外加压力的情况下呗加热熔化（2）焊接时必须采取有效的隔离空气的措施（3）两种材料之间须有具有必要的冶金相容性（4）焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。 3焊接电弧：是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。其物理本质：是一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流量大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。 4、气体放电具备条件:一必须有带电粒子，二在两电极之间必须有一定强度的电场。 5、阴极斑点:电弧燃烧时通常在阴极表面上可以看到一个很小但很光亮的斑点是电子集中发射的地方电流密度大 6、阴极区导电机构有：热发射型、场致发射型、等离子型。 7、最小电压原理含义：在电流和周围条件一定的情况下，稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面，以保证电弧的电场强度具有的数值，即在固定弧长上的电压最小。这意味着电弧总是保持最小的能量消耗。 8、焊接电弧力：1、电磁收缩力 2、等离子流力 3、斑点压力： 1）正离子和电子对电极的冲撞力2）电磁收缩 力3）电极材料蒸发产生的反作用力 9、焊接电弧力的影响因素：1、焊接电力和电弧压力 2 、焊丝直径 3 、电极的极性 4 、气体介质 5、钨极 端部的几何形状 6、电流的脉动 10、焊接电弧的静特性（大题） 焊接电弧的静特性是指在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系，也称伏-安特性。 1、弧柱电压降：由Uc=I（lc/Scｒc）=jc（lc/ｒc）可知，电压降Uc与电流密度jc成正比，而与其电导率ｒc 成反比。在ab段，电流I较小，当电流I增加时弧柱的温度和电离度增加使ｒc增大，同时Sc也增加，而且Sc比I增得快，使电流密度jc减小，所以Uc减小，曲线呈下降特性；在bc段，I适中电导率达到一定程度不再增加，Sc也相应增加，使Ic基本不变，Uc近似等于常数，曲线呈平特性；在cd段 I很大，Sc受到限制，已不能再增大了，所以Uc随电流I增加而增加，曲线呈上升特性。 2、阴极电压降：小电流区：当增加电流时，阴极区遵循最小电压原理，通过成比例的增加阴极斑点面积，来维持阴极区电压降基本不变。而增加电流I时，随着AB和CD面积的扩大，从AD和BC面耗散热量比例减小，因此阴极电压降降低，呈下降特性。中等电流区：仅发生随着电流的增加阴极斑点面积成比例地增加的过程。这使得电弧的电流密度基本不变，因而阴极电压降呈现平特性。大电流区：阴极斑点的面积已覆盖阴极端部的全部面积，阴极斑点面积已不再增大。随着电流的增大阴极区的电流密度增大，导致阴极电压降增高，呈现上升特性。 3、阳极电压降：在小电流区，当电流增加时，温度增加，粒子V加快，碰撞和电离加剧，因此阳极电压降下降，呈下降特性。当I增加到一定值时，阳极区温度T很高，通过热电离就能满足弧柱区对正离子的需要，阳极压降到很低，当I继续增加时，阴极电压降基本不发生变化。所以在中等电流和大电流区呈平特性。 11、焊接电弧稳定性及其影响因素：焊接电弧稳定性：焊接时电弧保持稳定燃烧的程度。 1焊接电源：焊接电源的空载电压越高，越有利于场致发射和场致电离，因此电弧的稳定性越高。 2 焊接电流和电弧电压：焊接电流大时的电弧温度要比焊接电流小时高，因而电弧中的热电离要比焊接电流小 时强烈，能够产生更多的带电粒子，因此电弧更为稳定。电弧电压增大意味着电弧长度的增大，当电弧过长时，电弧会发生剧烈摆动，使电弧的稳定性下降。 3电流种类和极性：焊接电流可分为直流、交流和脉冲直流三种类型，其中直流电弧为最稳定，脉冲直流次之，交流电弧稳定性最差。 4 焊条药皮和焊剂：当焊条药皮或焊剂中含有较多电离能低的元素或他们的化合物时，由于容易电离，使电弧 气氛中的带电粒子增多，因此可以提高电弧的稳定性。 5 磁偏吹：所谓磁偏吹，是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏，从而导致焊接电弧 偏离焊丝的轴线而向某一方向偏吹的现象。 6 其他因素：焊件上如果偶铁锈、水分以及油污等时，由于分解时需要吸热而减少电弧的热能，因此会降低电 弧的稳定性。

焊接方法与设备试题

《焊接方法与设备》 班级：姓名：学号：得分： 一、填空题（30分） 1、焊接方法可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 2、焊条电弧焊的特点主要是操作灵活、待焊接头装配要求低、可焊金属材料广、焊接生产率低、焊缝质量依赖性强。 3、焊条电弧焊运条时所做的三个基本动作是：沿焊条轴线的送进、沿焊缝轴线方向的纵向移动和横向摆动。 4、焊条电弧焊时使用碱性焊条，一般采用划擦法引弧，否则引弧部 位易产生气孔。 5、埋弧焊影响焊接电流和电弧电压稳定性的主要因素是电弧长度变化和网路电压波动。 6、脉冲氩弧焊通过调节脉冲频率、脉冲宽度比、脉冲电流、基值电流等参数，可以控制熔池的体积和熔深，因此，特别适于对热敏感材料的全位置及薄板焊接。 7、CO2气体保护焊通常采用直流电源，反极性接法。 8、电弧中的作用力主要包括电磁收缩力、等离子流力、斑点力等 9、细丝CO2焊采用等速送丝式焊机；粗焊丝CO2焊采用变速送丝式焊机 10、单道焊时，在焊缝横截面上母材熔化部分所占的面积与焊缝全部面积之比称为熔合比。二、选择题（15分） 1、焊条电弧焊适宜选用（C）外特性弧焊电源。 A平B缓降C陡降 2、熔滴过渡过程对电弧的稳定性、焊缝成形和冶金过程都有很大的 影响，以下不属于主要的熔滴过渡形式的是：（ B ） A、自由过渡 B、平缓过渡 C、接触过渡 D、渣壁过渡 3、CO2焊的脱氧我们通常采用（ D ）脱氧。 A、Al、Ti联合 B、Cr、Mo联合 C、Al、Si联合 D、Si、Mn联合 4、CO2焊主要用于焊接（ C ）。 A、不锈钢 B、有色金属 C、黑色金属 D、几乎能焊接所有金属 5、MIG焊焊接铝及铝合金时，其熔滴过渡常采用（ C ）形式。 A、短路过渡 B、脉冲过渡 C、亚射流过渡 D、射流过渡 三、判断题（10分） 1、埋弧自动焊是一种广泛使用的焊接方法，适合于全位置焊。（×） 2、当CO2气瓶中气体压力低于10个大气压时，不得再继续使用。（√） 3、CO2焊过程中，金属飞溅是它的主要缺点。（√） 4、斑点力总是阻碍熔滴过渡的。（√） 5、MIG焊几乎可以接所有的金属。（×） 6、CO2焊一般采用直流正极性。（×） 7、采用细焊丝焊接铝及其合金时，采用推丝式最好（×） 8、当金属表面存在氧化物时，逸出功都会减小。（√） 9、焊条电弧焊焊接结束时，应在收尾处直接熄灭电弧，防止电弧灼烧收尾处。（×）

熔焊方法与设备经典复习题(附带答案)

一、判断题 1.面罩是防止焊接时的飞溅、弧光及其他辐射对焊工面部及颈部损伤的一种遮蔽工具。（√） 2.焊工在更换焊条时，可以赤手操作。（×） 3.焊条电弧焊施焊前，应检查设备绝缘的可靠性，接线的正确性，接地的可靠性，电流调整的可靠性等。（√） 4.铝和铝合金的化学清洗法效率高，质量稳定，适用于清洗焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。（√） 5.铝和铝合金采用机械清理时，一般都用砂轮打磨，直至露出金属光泽。（×） 6.铝及铝合金的熔点低，焊前一律不能预热。（×） 7.焊接接头拉伸试验用的样坯应从焊接试件上平行于焊缝轴线方向截取。（×） 8.焊接接头硬度试验的样坯，应在垂直于焊缝方向的相应区段截取，截取的样坯应包括焊接接头的所有区域。（√） 9.钨极氩弧焊焊接铝及铝合金常采用右向焊法。（×） 10.铝和铝合金焊接时，只有采用直流正接才能产生“阴极破碎”作用，去除工件表面和氧化膜。（×） 11.埋弧自动焊是一种广泛使用的焊接方法，适合于全位置焊。（×） 12.当金属表面存在氧化物时，逸出功都会减小。（√） 二、填空题 1.MAG焊时，熔化焊丝的热源主要是（电弧热），对其影响最大的焊接参数是（焊接电流）。 2.按外加能量来源不同，气体的电离可分为（热电离）、（光电离）、（场致电离）三种。 3.变速送丝埋弧焊机主要由（送丝机构），（行走机构），（机头调整机构），（焊机电源和控制系统）四大部分组成。 4.短路过渡的形成条件是（细焊丝），（小电流）和（低电压），主要适用于（薄板）焊件的焊接。 5.埋弧焊的自动调节系统可分为：（电弧自身调节机构系统）、（电弧电压反馈自动调节机构系统）两种。 6.MIG焊MAG焊最大的不同点是（保护气体不同）。 7.在一般的气体保护焊中，为了保护焊缝和电极，应该要（提前）（填“滞后”或“提前”，后同）送气,（滞后）停气。 8.焊接电弧可分为（直流电弧），（交流电弧）和（脉冲电弧）。 9.焊件与焊机的正极相连接，焊条或焊丝与负极相连，称为（正接法）。 10.电弧的主要作用力有：（磁收缩力），（等离子流力），（斑点力）。 11.焊丝的熔化速度通常以单位时间内焊丝的（熔化长度）或（熔化重量）表示。 12.熔滴过渡通常可分为（自由过渡），（接触过渡）和（渣壁过渡）。 13.埋弧焊的主要特点包括（焊缝质量好），（焊接生产率高），（焊接成本低），（劳动条件好）等。 14.埋弧焊自动调节的对象是（电弧长度），可通过两种调节系统实现，等速送丝焊机采用（电弧自身调节）系统，变速送丝焊机 采用（电弧电压反馈自动调节）系统。 15.焊接接头包括（焊缝），（熔合区）和（热影响区）三部分。 16.焊条电弧焊接头形式包括（对接接头），（角接接头），（T形接头）和（搭接接头），其中（对接接头）受力较均匀，要求较 高强度和韧性的接头常采用此种接头。 17.当焊条直径和焊接电流一定时，电弧长度增加，电弧电压（增加），焊缝熔深（略减），空气中的（氧）、（氮）易于侵入金属， 电弧稳定性降低。 三、选择题 1. 铝及铝合金焊接时生成的气孔主要是（C）气孔。 A. CO B. CO2 C. H2 D. N2 2. 铝及铝合金焊前必须仔细清理焊件表面的原因是为了防止（ C ）。 A. 热裂纹 B. 冷裂纹 C. 气孔 D. 烧穿 3. 焊接铝及铝合金时，在焊件坡口下面放置垫板的目的是为了防止（ D ）。 A. 热裂纹 B. 冷裂纹 C. 气孔 D. 塌陷 4. 铝合金焊接时焊缝容易产生（A ）。 A. 热裂纹 B. 冷裂纹 C. 再热裂纹 D. 层状撕裂 5. 熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金采用的电源及极性是（ B ）。 A. 直流正接 B.直流反接 C. 交流焊 D.直流正接或交流焊

焊接方法及设备复习总结

第一章 1.名词解释 1)焊接电弧焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两电极之间或 电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的气体放电现象。 2)热电离气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一 种电离。 3)场致电离气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为 带电粒子的动能，当动能增加到一定程度时能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，成为场致电离。 4)光电离中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象。 5)热发射金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。 6)场致发射阴极表面空间有强电场存在并达到一定的强度，在电场作用下电 子获得足够的能量克服阴极内部正离子对他的静电引力，受到外加电场的加速，提高动能，从电极表面飞出电子的现象称为场致发射。 7)光发射当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的自由电子能量增加，当 电子的能量增加到一定值时能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。 8)粒子碰撞发射当高速运动的粒子碰撞金属电极表面，将能量传给电极表面 的电子，使电子能量增加并飞出电极表面，这种现象称为粒子碰撞发射。 9)热阴极型电极电弧的阴极区电子主要依靠阴极热发射来提供的电极。 10)冷阴极型电极电弧的阴极区电子主要依靠阴极场致发射来提供的电极。 11)焊接电弧动特性对于一定弧长的电弧，当电弧电流发生连续快速变化时， 电弧电压与电流瞬时值之间的关系。 12)磁偏吹磁偏吹是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到 破坏，从而导致焊接电弧偏离焊丝（或焊条）的轴线而向某一方向偏吹的现象。 13)电弧的物理本质电弧是在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生 的气体放电现象中电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。。 2.试述电弧中带电粒子的产生方式

熔焊方法及设备总结

熔焊方法及设备总结 第一章 非自持放电时气体导电需要的带电粒子需要外加措施才能产生，不能通过导电过程本身产生，自持放电不需要外加措施 导电机构（1）弧柱区：电子质量小，在同样eE 作用下，速度高，载流能力强，电子流占99.9%，正离子流占0.1%，电流I=0.999Ie+0.001Ii ；呈中性，大电流、低电压；弧柱温度5000?50000K热电离（2）阴极区：电子流占（60?80）%,有时超过97.5%,导电机构类型有热发射型、场致发射型、等离子型；（3）阳极区: 接受弧柱区99.9%电子流，提供 弧柱区0.1%正离子流, 提供正离子的方式有场致电离和热电离 最小电压原理:在电流和周围条件一定的情况下, 稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的截面以保证电弧的电场强度具有最小值，即在固定弧长上的电压最小 产热公式：（1 ）阳极区：PA=I（UA+UW+UT）（2阴极区：PK=I（UK-UW-UT）;（3）弧柱区:PC=IUC焊接电弧力、及其影响因素：焊接电弧中的作用力统称电弧力，主要包括电磁力、等离子流力、斑点压力、短路爆破力等。 电磁力：当电流在一个导体中流过时，整个电流可看成是由许多平行的电流线组成，这些电流线间将产生相互吸引力，使导体断面有收缩的倾向，这种收缩现象谓之电磁收缩效应，而作用的力称为电磁收缩力或电磁力。 电磁力合成方向：小断面指向大断面，靠近电极处电磁力大 等离子流力：由等离子流的高速运动产生的气动力，也称电磁动压力。 等离子流力形成原因：沿电弧轴向存在电磁压力梯度，使得电弧中的高温等离子体从高电磁压力区（焊丝）向低压力区流动，形成一股等离子流，同时，又将从上方吸入新气体，被加热电离后继续向低压处流动。 等离子流力除影响焊缝形状外，它还有促进熔滴过渡、搅拌熔池、增加电弧的挺度等作用。等离子流是由焊条与工件形成锥形电弧而引起的，因此与电流种类和极性无关，运动方向总是由焊条指向工件。 斑点力构成：①电磁收缩力②正离子或电子对电极的撞击力③金属蒸发反作用力? 这三个力中，阴极斑点力均较大；斑点力在一定条件下将阻碍焊条熔化金属的过渡。 阴极斑点和阳极斑点：（1）阳极斑点形成条件：①阳极上某些点产生金属的蒸发。②电弧通过这些点可使弧柱消耗的能量最少。 由于阳极斑点的形成条件之一是金属的蒸发，因此金属表面覆盖氧化膜时，同阴极斑点的情况相反，阳极斑点则有避开氧化膜而去自动寻找纯金属表面的倾向。 (2 )阴极斑点形成条件：①阴极上存在热发射和电场发射能力较高的微区②在这些微 区导电电弧消耗能量最小。阴极表面上的热发射性能强的物质有吸引电弧的作用；阴极斑点有自动跳向温度高、

焊接方法与设备试卷

A卷 一．填空题。（每题1分，共10分） 1．熔化极电弧焊熔滴过渡形式主要有_______过渡、________过渡、________过渡和渣壁过渡。 2．无论是何种位置的焊接，电弧气体吹力总是_______熔滴过渡。 3．引弧的方法有________和________两种。 4．焊条电弧焊的收尾方法有____________、______________和_____________________。5．引弧时，必须有较高的___________，才能使两极间高电阻的接触处被击穿。 6．电阻焊按工艺特点可分为________、_________、_________和对焊四种类型。 7．点焊通常采用________接头和________接头。 8．_____________、______________和等离子弧焊统称为高能密度焊。 9．超声波焊是利用超声波频率的________________能量，连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等的特殊焊接方法。 10．采用酸性焊条焊接低碳钢薄板时，应选择的电源及接法是________________。 二．选择题。（每题1分，共10分） 1．焊接电弧静特性曲线的形状类似（）。 A．U形B．直线形C．正弦曲线D．L形 2．当填充金属材料一定时，（）的大小决定了焊缝的化学成分。 A．熔合比B．焊缝厚度C．焊缝余高D．焊缝宽度3．焊机铭牌上负载持续率是表明（）的。 A．焊机的极性B．焊机的功率 C．焊接电流和时间的关系D．焊机的使用时间 4．焊条的直径是以（）来表示的。 A．焊芯直径B．焊条外径 C．药皮厚度D．焊芯直径与药皮厚度之和 5．短路过渡的形成条件为（）。 A．电流较小，电弧电压较高B．电流较大，电弧电压较高 C．电流较小，电弧电压较低D．电流较大，电弧电压较低 6．CO2气体保护焊时，预热器应尽量装在（）。 A．靠近钢瓶出气口处B．远离钢瓶出气口处C．无论远近都行7．在其他条件相同时，下列哪种方法会减弱气体保护效果（）。 A．反面保护B．加挡板C．扩大正面保护区D．采用高速焊接

熔焊方法及设备

第一章 气体放电: 两电极之间存在电位差时, 电荷从一极穿过气体介质到达另一极的导电现象. 自持放电区: 导电机构: 暗放电, 辉光放电, 电弧放电 电弧的物理本质: 一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流量最大, 电压最低, 温度最高, 发电最强的自持放电现象. 气体放电的两个条件: 1. 必须具有带电离子; 2. 两电极之间必须有一定强度的电场 解离: 在能量足够大时, 由多原子构成的气体分子分解为原子状态 电离: 在外加能量作用下, 使中性气体分子或原子分离成为正离子和电子的现象 激励: 当中性气体分子或原子收到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子时, 而使电子从较低能级转移到较高能级的现象 电离的种类: 1.热电离: 气体粒子受热的作用而产生的电离 在电弧通过碰撞传递能量使气体电离的过程中, 电子与气体粒子的碰撞作用最有效 热电离的电离度: 与温度正相关, 与气体压力负相关, 与气体电离电压负相关 实效电离度: 电子密度与电离前中性粒子密度的比值 2.光电离 3.场致电离 电子的发射: 热发射, 场致发射, 光发射, 粒子碰撞发射 带电离子的消失方式: 1.扩散, 带电离子离开他们原来的地方, 逃逸到电弧四周, 不再参加放电过程 2.复合, 正负带电粒子结合成中性的原子或分子 阴极区的导电机构: 热发射型, 场至发射型, 等离子型 弧柱区温度最高(1. 电极受到电极材料的熔点和沸点的限制, 弧柱区中的气体和金属蒸汽不受这一限制; 2. 气体介质的导热性不如金属电极, 热量损失较少);电离和复合过程非常激烈; 弧柱区弧柱电压的大小与电弧的气体种类, 电流大小相关 阳极区的导电机构: 场致电离, 热电离; 大电流熔化极焊接和钨极氩弧焊时, 阳极区压降接近于零 焊接电弧静特性: 电极材料, 气体介质和弧长一定的情况下, 电弧稳定燃烧时, 焊接电流与电弧电压变化的关系 焊接电弧动特性: 对于一定弧长的电弧, 当电弧电流发生连续快速变化时, 电弧电压与电流瞬时值之间的关系 阴极区得到的热能: Pk= I(Uk-Uw-Ut)阴极压降-逸出电压-弧柱区温度的等效电压 阳极区得到的热能: Pa= I(Ua+Uw+Ut) 阳极压降+逸出电压+弧柱区温度的等效电压