焊接方法与设备

焊接方法与设备

第一部分

第一章和第二章

1.电弧：电弧是在一定条件下电荷通过电极间气体空间的一种导电过程，或者说是一种气体放电现象。

2.电弧中带电粒子的产生：电弧是由两个电极和它们之间的气体空间组成。电弧中的带电粒子主要依靠两电极之间的气体电离和电极发射电子两个物理过程所产生的，同时也伴随着解离、激励、扩散、复合、负离子的产生等过程。

3.电离与激励

电离：在一定条件下中性气体分子或原子分离为正离子和电子的现象称为电离。

电离的种类：热电离：高温下气体粒子受热的作用相互碰撞而产生的电离称为热电离。2.电场电离：带电粒子从电场中获得能量，通过碰撞而产生的电离过程称为电场作用下的电离。 3.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。

电子发射：金属表面接受一定的外加能量，自由电子冲破金属表面的约束而飞到电弧空间的现象。

4.电子发射四种方式：

热发射:金属表面承受热作用而产生的电子发射现象。

热阴极:W、C电极的最高温度不能超过沸点；

冷阴极:Fe,Cu,Al,Mg等。

影响因素：温度、材质、表面形态

电场发射：当金属表面空间存在一定强度的正电场时，金属内的自由电子受此电场静电库伦力的作用，当此力达到一定程度时，电子可飞出金属表面，这种现象称电场发射。

对低沸点材料，电场发射对阴极区提供带电粒子起重要作用。

影响因素：温度、材质、电场大小

光发射：当金属表面接受光辐射时，也可使金属表面自由电子能量增加，冲破金属表面的约束飞到金属外面来，这种现象称为光发射。粒子碰撞发射：高速运动的粒子（电子或离子）碰撞金属表面时，将能量传给金属表面的自由电子，使其能量增加而跑出金属表面，这种现象称为粒子碰撞发射。

在一定条件下，粒子碰撞发射是电弧阴极区提供导电所需电子的主要途径。

5.负离子形成

在一定条件下，有些中性原子或分子能吸附一个电子而形成负离子，形成过程中放出热量。表征形成负离子的能力，用电子亲和能表示。亲和能大，电弧气氛中形成的负离子就多，电弧的导电能力就差。负离子形成一般发生在电弧的外围温度低的区域，中性原子或分子捕获运动动能较低的电子。

6.焊接电弧的构成及其导电特性

电弧的组成区域：阴极区10-4～10-6cm，弧柱区，阳极区10-2～10-3cm

7.阴极区的导电机构

1.热发射型导电机构；

2.电场发射型导电机构；

3.等离子型导电机构1.阴极斑点：阴极通过微小的斑点发射电子，这些斑点上的电流密度很高，称为阴极斑点。电流密度：5×105～107A/cm2。形成阴极斑

点的条件决定了焊接过程中一些现象的产生，即阴极表面上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、热收射强的物质上的性能。如果金属表面有低逸出功的氧化膜存在时，阴极斑点有自动寻找氧化膜的倾向。

2.阳极斑点：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。

8.电弧力

1.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。

2.等离子流力：在电弧中由于电弧推力引起高温气流的运动所形成的力称为等离子流力。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。

3.斑点力：斑点力在一定条件下将阻碍焊条熔化金属的过渡。

4.爆破力：熔滴短路过渡时由电磁收缩力及液柱小桥气化爆断引起，促进短路过渡，但会造成飞溅。

5.细熔滴冲击力：富Ar气体射流过渡焊接时，熔化金属形成连续细滴沿焊丝轴向高速射向熔池，产生很大的冲击力，此力加上电磁力、等离子流力，极易造成指状熔深。

9.电弧自身磁场的作用（一）是产生磁收缩力，促进熔滴过渡，保证一定的熔深，使电弧具有刚直性；影响因素：电流大小；气体介质压缩程度；电极形状（二）是在一定条件下，会带来磁偏吹现象，使电弧不稳定，影响焊接过程及焊缝成形。种类导线接线位置引起的磁偏吹（直流）电弧附近的铁磁物质引起的磁偏吹；剩磁引起的磁偏吹交流电弧的磁偏吹解决办法：以交代直；短弧焊；工件消磁、避免周围铁磁物质；对于长和大的工件可采用两边连接地线的方法；选用厚皮焊条。

10.焊丝的熔化速度、熔化系数及影响因素

（一）熔化速度：单位时间熔化焊丝的重量或长度（m/h；g/h）。（二）熔化系数：单位时间内通过单位电流时焊丝熔化的重量或长度（m/A?h;g/A?h）。

影响因素焊接电流与电压电流极性保护气体介质

电阻热

11.熔滴过渡概念：焊丝（条）端头的金属在电弧热作用下被加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝（条）进入熔池，称之为熔滴过渡。

12.熔滴上的作用力

一。表面张力表面张力一方面使熔滴形成缩颈，另一方面是熔滴的主要维持力。

1与材料成分有关2熔滴上有表面活化物质时，可以大大降低表面张力系数3与气体介质有关4与熔滴温

度有关

二。重力：作用：平焊（推力）；立、仰焊（阻力）

三。电磁力：当dG>dD易过渡;dG<dD，构成斑点压力的一部分，会阻碍熔滴过渡。

四。等离子流力对过渡有利

五。斑点力：

电磁收缩力；蒸气反作用力；粒子撞击力；爆破力

13.熔滴过渡主要形式及特点

自由过渡是指熔滴脱离焊丝端部后，经过电弧空间自由运动一段距离后而落入熔池的过渡方式。

接触过渡是焊丝端部的熔滴通过与熔池表面相接触而过渡到熔池中去渣壁过渡：熔滴是通过熔渣的空腔壁上或沿药皮套筒过渡到熔池中去。（一）滴状过渡1形态电弧弧根面积少，斑点力大。2形成原因推力：重力，等离子流力3阻力：表面张力，斑点力4形成条件：小电流，大弧压（二）喷射过渡：1形成条件：Ar或富Ar2主要形式射滴亚射流射流

1.射滴过渡1）特点过渡熔滴的直径同焊丝直径相近，并沿焊丝轴线方向过渡到熔池中，过渡时的加速度大于重力加速度2）过渡力推力：电磁力、重力、等离子流力阻力：表面张力3）应用焊接方法:铝MIG，钢脉冲MIG

2.射流过渡1）特点：熔滴体积小、过渡频率快，等离子流力大，粒子冲击力大，伴有“咝咝”声2）条件：富Ar，直流反接，I>I 临（三）短路过渡采用较小电流和低电压焊接时，熔滴在未脱离焊丝端头前就与熔池直接接触，电弧瞬时熄灭短路，熔滴在短路电流产生的电磁收缩力及液体金属的表面张力作用下过渡到熔池中。短路过渡形式的电弧稳定，飞溅较小，成形良好，是目前薄板件和全位置焊接生产中常用的焊接方式。

渣壁过渡形成条件：涂料焊条手弧焊，埋弧焊十五熔敷效率和熔敷系数1过渡到焊缝中的金属重量与使用焊丝重量之比成为熔敷效率，用ηm表示。

2熔敷系数是指单位时间、单位焊接电流内所熔敷到焊缝上的焊丝金属重量，用ay表示。

14、飞溅。电弧焊过程中，把飞到熔池外而损失掉的那部分焊丝熔化金属称之为飞溅。

15、焊缝和熔池的形状及尺寸（一）焊缝形状焊缝形状是指焊缝横截面的形状，一般以熔深B、熔宽H和余高a来表示。

16、焊接条件对焊缝成形影响：

1电流主要确定熔深；2.电弧电压主要确定熔宽；3.焊接速度重要参数

其他因素的影响1.电流种类、极性熔化极焊直流反接时的H、B大，Pk大。TIG焊正接时H，B大，PA大2.焊丝直径和伸出长度：ф↓---电弧收缩F↑--H↑；B↓一般情况下，ф↓同时需提高UfL↑---Pm↑→αm↑→a↑

第三章埋弧焊

一1埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧，焊丝自动送进的电弧焊方法。

2.特点:1）生产效率高2）焊缝质量高(气、渣联

合保护）3）劳动条件好（无弧光辐射，自动化操作）4)适合于焊黑色金属和不易氧化的金属；厚板;长缝；平焊缝

二焊剂的分类

1按制造方式分：1）熔炼焊剂熔炼温度1500~1600℃2）

烧结焊剂；

2按熔渣碱度分1）酸性工艺性能好，交直流两用，焊缝韧性低2）中性性能介于酸碱性之间3）碱性反之；

3熔炼焊剂分类：1）MnO（无、低、中、高）2）SiO2（低、中、高）3）CaF2（低、中、高）

三常用埋弧焊技术:

1焊前准备1.坡口设计及加工：δ<14mm，可不开坡口；14<δ<22mm，开“V”坡口；22<δ<50mm，开“X”坡口。；另还有“U”、双面“U”形，因加工较难故用得较少。坡口加工：用刨边机或气割2焊前清理焊缝20毫米内的锈斑、油污、氧化皮清理干净

四常见缺陷及防止办法：

1.成形缺陷熔宽不均匀、余高大、咬边、未焊透、烧穿、熔池流淌

2.冶金缺陷:1)气孔2)裂缝3)夹渣

第四章熔化极气体保护电弧焊

一、熔化极气体保护焊原理

二、依据焊丝结构分类：

1实芯焊丝气体保护焊2药芯焊丝电弧焊;依据保护气体分类：1)惰性气体保护焊2）混合气体保护焊3CO2气体保护焊

三、气体选择遵循的原则:

1对焊缝性能无害原则2改善工艺及焊缝质量原则3提高工艺技术水平原则

四熔滴过渡类型的选择：

1MIG焊常用的熔滴过渡形式主要有连续射流过渡（包括射流过渡、亚射流过渡和旋转射流过渡）、脉冲射流过渡和短路过渡。

2射流过渡主要用于中厚板和大厚板的水平对接及水平角接；脉冲射流过渡除可用于上述情况外，还可用于全位置焊接；

3短路过渡一般用于薄板及全位置焊接

五、焊缝起皱及解决办法：

1在增大电流时，当阴极斑点在弧坑集中，引起电弧力剧增，从而将高温熔化金属由弧坑排挤到工件表面，形成未熔合和氧化、氮化。这种过程引起的焊缝表面焊接质量问题总称为焊缝起皱。

2解决办法：1）减小焊接电流，减小电弧力2）压低电弧，减小阴极斑点的活动区3）加强气体保护，防止弧坑金属与工件表面金属氧化、氮化

六1亚射流过渡的特点：短弧，碟状电弧，“啪啪”声，熔滴过渡频率减小，熔滴尺寸增大。

2铝焊丝亚射流过渡重要特性：焊丝熔化系数随可见弧长的缩短而增大。

3亚射流过渡焊接的特点弧长小，保护效果更好，阴极雾化作用更强。恒流外特性，焊缝成形均匀“碟形”电弧，“碗形”熔深

七熔化极混合气体保护焊

1、He比Ar热导率高，电弧电压高，价格高Ar+He电弧温度提高，射流→射滴，改善焊缝成形，提高焊缝致密度，尤其适于焊铝及

其合

金，铜及其合金和热敏感性强的高导热材料。

2、Ar+O2Ar+1~5%O2—焊不锈钢、高合金钢，克服阴极漂移，射流过渡，指状熔深。Ar+20%O2—焊普低钢，提高电弧温度，改善指状熔深

3Ar+CO2Ar+30%CO2：焊碳钢、普低钢，冲击韧性好，工艺性能好，克服了纯Ar阴极漂移、气孔、咬边、焊缝成形不良、指状熔深等问题。

4Ar+CO2+O2Ar+15%CO2+5%O2：焊低碳钢、低合金钢，最佳的焊缝成形，接头质量，熔滴过渡和电弧的稳定性。

5Ar+N2Ar+20%N2提高电弧功率，价廉，质量不如Ar+He存在飞溅、成形稍差。焊铜及其合金。6Ar+H2焊Ni及其合金Ar+<6%H2，提高电弧功率，抑制CO气孔

八CO2电弧焊的冶金特点：

（一）合金元素氧化CO2＝CO＋1/2O2。1）、与CO2直接作用2）、与高温分解的原子氧作用。

（二）脱氧措施及焊缝金属的合金化脱氧剂Al，Ti，Si，Mn 等强化Si,Mn,Cr,Mo,V（焊缝低碳）。

（三）气孔问题CO气孔—脱氧不足（形成原因？）。2N2气

孔—保护不良。3H2气孔--污染。

九、CO2焊接的飞溅控制:

1.正确选择工艺参数1）最主要的I，U，避开混合过渡区2）选择合适的电感3）外伸长度4）焊枪角度5）气流量6）电源极性；

2.采用混合气体应用于颗粒过渡中减少飞溅。主要是加入氩气，细化熔滴，改善电弧形态，降低E.

3.选用先进的电源及送丝装置采用波形控制电源，能量控制，脉动送丝控制可显著降低飞溅.

4.采用新型焊丝药芯焊丝、表面活化焊丝、特种合金钢焊丝，改善电弧形态，提高电弧稳定性，细化熔滴。

十.药芯焊丝的结构:

十一药芯焊丝电弧焊的技术经济特性1焊接生产率高2飞溅率低焊缝综合质量优良3焊接生产成本低4电弧扩散角增大

第五章钨极氩弧焊

一、1基本原理:以钨材料或钨的合金材料做电极，在惰性气体保护下进行的焊接.2.应用:无材料、位置的限制，一般适用于焊接板厚小于6mm的工件，或用于工件的打底焊，以保证单面焊双面成形。

二、直流反接阴极雾化作用，可焊铝镁及其合金，焊缝表面光洁、成形良好，一般作薄板焊接用。

三、、1直流分量产生的原因：由于钨棒和工件在电、热物理性能和几何尺寸上的明显差异，造成交流电弧在相邻两个半周内弧柱区导

电率、电场强度、电弧电压和电流的不对称。钨棒为阴极时，弧柱导电率高、电场强度小、电弧电压低而电流大，而工件为阴极时，电弧电压高而电流小。这种不对称的交流电流可以看作是一个直流电流和一个对称交流电流的合成，前者即直流分量，方向与钨棒为阴极时电流方向相同，由工件指向钨极。

2直流分量的危害：①

减弱阴极破碎作用②在变压器铁心中产生直流磁通分量，导致铁心单向磁饱和，铁损铜损上升，效率下降③焊接电流波形畸变，功率因数下降，不利于电弧的稳定性

3直流分量的消除方法：常用串联电容法

四、常规钨极氩弧焊工艺技术

（一）接头及皮坡口形式：

（二）工件和填充丝的焊前清理：

第六章等离子弧焊接

一概念:等离子弧是通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧。

二、等离子弧的形成:等离子弧是一种受到约束的非自由电弧，是由以下三个效应形成的：

1、机械压缩（前提）

2、热压缩（主要动力）

3、磁压缩

三、1.双弧产生机理概念：对于转移弧W-工件和喷嘴-工件同时存在电弧。

何谓双弧现象？对于正常的转移弧燃烧时，由于某种原因，引起钨极与工件之间、喷嘴与工件之间同时存在电弧，即为双弧。②双弧危害?主电流减小，引起未焊透、切割不断，未熔合等缺陷。?喷嘴过热，甚至烧漏喷嘴

2.影响因素及消除办法①喷嘴形状及参数：起决定性影响收敛性喷嘴喷嘴孔径小孔道比长电极内缩〉↑Uab②工艺参数I↑离子气流量↓钨极与喷嘴不同心↑喷嘴不洁、冷却不良↑喷嘴与工件距离不合适〉易形成双弧

四、焊接方法1.穿孔法等离子弧焊接主要应用形式

2.熔入法应用：薄板、超薄板及多层焊缝的盖面

3.微束等离子弧焊接箔片、细丝的方法（0.08mm)

各种焊接方法的比较

各种焊接方法的比较 2012-02-21 21:50 从原理、特点，冶金反应，熔滴过渡，电弧控制，焊接材料，从原理、特点，冶金反应，熔滴过渡，电弧控制，焊接材料，适用范围等方面比较各种焊接方法。 一、埋弧焊Submerged Metal Arc Welding (SMAW) 埋弧焊是以颗粒状焊剂为保护介质，电弧掩藏在焊剂层下的一种熔化极电焊接方法。埋弧焊的施焊过程由三个环节组成：1 在焊件待焊接缝处均匀堆敷足够的颗粒状焊剂；2 导电嘴和焊件分别接通焊接电源两级以产生焊接电弧；3 自动送进焊丝并移动电弧实施焊接。 埋弧焊的主要特点如下：1、电弧性能独特（1）焊缝质量高熔渣隔绝空气保护效果好，电弧区主要成分为CO2，焊缝金属中含氮量、含氧量大大降低，焊接参数自动调节，电弧行走机械化，熔池存在时间长，冶金反应充分，抗风能力强，所以焊缝成分稳定，力学性能好；（2）劳动条件好熔渣隔离弧光有利于焊接操作；机械化行走，劳动强度较低。2、弧柱电场强度较高比之熔化极气体保护焊有如下特点：（1）设备调节性能好，由于电场强度较高，自动调节系统的灵敏度较高，使焊接过程的稳定性提高；（2）焊接电流下限较高。3、生产效率高由于焊丝导电长度缩短，电流和电流密度显著提高，使电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速率大大提高；又由于焊剂和熔渣的隔热作用，总的热效率大大增加，使焊接速度大大提高。 冶金反应：焊剂参与冶金反应，Si 、Mn被还原，C 部分烧毁，限制杂质S、P 去H，防止产生氢气孔。 熔滴过渡：渣壁过渡 电源：直流电源用于小电流情况,等速送丝，自身电弧调节；大电流一般用交流电源，变速送丝（SAW 焊丝一般较粗），弧压反馈电弧调节焊接材料：焊丝和焊剂。焊丝和焊剂的选配必须保证获得高质量的焊接接头，同时又要尽可能减低成本，还要注意适用的电流种类和极性。 适用范围：由于埋弧焊熔深大、生产率高、机械操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。在造船、锅炉与压力容器、桥梁、超重机械、核电站结构、海洋结构、武器等制造部门有着广泛的应用，是当今焊接生产中最普遍使用的焊接方法之一。埋弧焊除了用于金属结构中构件的连接外，还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。随着焊接冶金技术与焊接材料生产技术的发展，埋弧焊能焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等以及某些有色金属，如镍基合金、钛合金、铜合金等。

焊接方法与设备试卷及答案

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 气体保护焊时，预热器应尽量装在（）。 6．CO 2 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8．（）的优点之一，是可以焊接金属薄箔。 A．钨极氩弧焊 B．微束等离子弧焊 气体保护焊 C．熔化极惰性气体保护焊 D．CO 2 9．与熔焊方法相比，下面哪一项不是电阻焊的特点？（） A．焊接成本低 B．焊接生产率低 C．自动化程度高 D．力学性能低 10．与一般电弧焊相比，电渣焊不具有以下哪个特点？（） A．焊接接头的冲击韧性高 B．焊接生产率高 C．焊缝中气孔与夹渣少 D．焊缝金属化学成分易调整 三．判断题。（每题1分，共10分） 1．焊接电弧中，阴极斑点的温度总是高于阳极斑点的温度。（）2．焊接时为使电弧更容易引燃和稳定燃烧，常在焊条中加入一些电离电位较高的物质。（）3．焊缝的成形系数越小越好。（）4．酸性焊条都是交、直流两用焊条；碱性焊条则仅限采用直流电源。（）5．焊机空载电压一般不超过100V，否则将对焊工产生危险。（）6．等速送丝埋弧自动焊是利用电弧电压反馈来调节送丝速度的。（）

常用焊接设备说明

钨极氩弧焊 钨极氩弧焊是气体保护焊中的一种方法，也叫TIG焊，这种方法以燃烧于非熔化极与工件之间的电弧作为热源来进行焊接。钨极氩弧焊可焊易氧化的有色金属及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金等。钨极氩弧焊能够焊接各种接头形式的焊缝，焊缝优良、美观、平滑、均匀，特别适用于薄板焊接；焊接时几乎不发生飞溅或烟尘；容易观察和操作；被焊工件可开坡口或不开坡口；焊接时可填充焊丝或不填充焊丝。采用钨极氩弧焊，电弧稳定、热量集中、合金元素烧损小、焊缝的质量高，可靠性高，可以焊接重要构件，可用于核电站及航空、航天工业，是一种高效、优质、经济节能的工艺方法。但钨极氩弧焊焊缝容易受风或外界气流的影响，生产效率低，生产成本较高。根据电流种类，钨极氩弧焊又分为直流钨极氩弧焊、直流脉冲钨极氩弧焊和交流钨极氩弧焊，它们各有不同的工艺特点，应用于不同的场合。 钨极氩弧焊机钨极氩弧焊实际操作

用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法称为手弧焊，它是利用焊条和焊件之间产生的电弧将焊条和焊件局部加热到熔化状态，焊条端部熔化后的熔滴和熔化的线母材融合一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池液态金属逐步冷却结晶，形成焊缝。 手弧焊的优点是使用的设备简单，方法简便灵活，适应性强，对大部分金属材料的焊接均适用。缺点是生产率较低，特别是在焊接厚板多层焊时，焊接质量不够稳定；可焊最小厚度为 1.0mm，一般易掌握的最小焊接厚度为 1.5mm；对焊工的操作技术要求高，焊接质量在一定程度上决定于焊工的操作技术；对于活泼金属（Ti、Nb、Zr等）和难熔金属（如Mo）由于其保护效果较差，焊接质量达不到要求，不能采用手弧焊。另外对于低熔点金属（如Pb、Sn、Zn）及其合金由于电弧温度太高，也不可能用手弧焊。 手弧焊的主要设备是电焊机，电弧焊时所用的电焊机实际上就是一种弧焊电源，按产生电流种类不同，这种电源可分为弧焊变压器（交流）和直流弧焊发电机及弧焊整流器（直流）。手弧焊适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金等金属材料的焊接。 直流电焊机交流电焊机手弧焊实际操作

熔焊方法及设备考试复习资料..

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。

各种焊接方法及设备

1 什么是手弧焊？它有什么缺点？ 用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法称为手弧焊，它是利用焊条和焊件之间产生的电弧将焊条和焊件局部加热到熔化状态，焊条端部熔化后的熔滴和熔化的线母材融合一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池液态金属逐步冷却结晶，形成焊缝，见图1。 手弧焊的优点是使用的设备简单，方法简便灵活，适应性强，对大部分金属材料的焊接均适用。缺点是生产率较低，特别是在焊接厚板多层焊时，焊接质量不够稳定；可焊最小厚度为 1.0mm，一般易掌握的最小焊接厚度为1.5mm；对焊工的操作技术要求高，焊接质量在一定程度上决定于焊工的操作技术；对于活泼金属（Ti、Nb、Zr等）和难熔金属（如Mo）由于其保护效果较差，焊接质量达不到要求，不能采用手弧焊。另外对于低熔点金属（如Pb、Sn、Zn）及其合金由于电弧温度太高，也不可能用手弧焊。 目前，由于重力焊条、立向下焊焊条、低毒、低尘焊条及铁粉焊条等高效或专用焊条日益得到广泛应用，使手弧焊工艺得到了进一步的发展。 2 试述手弧焊时焊接电流种类的选择。 手弧焊时焊接电流的种类根据焊条的性质进行选择。酸性焊条是交、直流两种焊条，但通常选用交流电源进行焊接，因交流弧焊电源价格便宜，交流电弧磁偏吹小。碱性焊条中的低氢钠型焊条（如E5015），由于药皮中加入了一定量的氟石），电弧稳定性差，因此必须选用直流电源进行焊接（并采用直流反接），（CaF 2 碱性焊条中的低氢钾型焊条（如E5016），由于药皮中含有一定数量的稳弧剂，电弧的稳定性比低氢钠型焊条好，所以可以选用交流电源进行焊接。 此外，焊接薄板时，由于采用小电流施焊，因为交流电小电流的稳定性较差，引弧比较困难，所以应选用直流电源进行焊接。 3 手弧焊的焊接工艺参数有哪些？

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

第三章焊接方法与设备

第三章焊接方法与设备 焊接方法差不多上可分为三大类：熔化焊、固相焊和钎焊。具体的焊接方法有几十种，这一章要紧讨论埋弧焊、气体爱护焊等一些常用的电弧焊方法。 3.1 手工焊条电弧焊－Shielded Metal-arc Welding (SMAW) 手工焊条电弧焊（适应称为手弧焊）是以手工操纵焊条，利用焊条与工件之间产生的电弧将焊条和工件局部加热到熔化状态，焊条端部熔化后的熔滴和熔化的母材融合一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池液态金属逐步冷却结晶，最终形成焊缝，是目前在工业生产中应用最广的一种焊接方法。 焊接过程如下图3-1： 图3-1 焊条电弧焊焊接过程示意图 手弧焊的要紧优点： ①操作灵活，可达性好． ②设备简单，使用方便，不管采纳交流弧焊机或直流弧焊机，焊工都能专门容易地把握，而且使用方使、简单、投资少。 ③应用范畴广。选择合适的焊条能够焊接许多常用的金属材料。 手弧焊的要紧缺点有； ①焊接质量不够稳固。焊接质量受焊工的操作技术、体会、情绪的阻碍。 ②劳动条件差。焊工劳动强度大，还要受到弧光辐射、烟尘、臭氧、氮氧化合物、氟化物等有毒物质的危害。 ③生产效率低。受焊工体能的阻碍，焊接工艺参数中挥接电流受到限制，加之辅助时刻较长，因此生产效率低。 焊前预备： ①烘干焊条，祛除受潮涂层中的水分，以减少熔池及焊缝中的氢，防止产动

气孔和冷裂纹。 ②清除工件坡口及两侧各20mm范畴内的锈、水、油污等，防止产动气孔和延迟裂纹。 ③组对工件，保证结构的形状和尺寸，预留坡口根部间隙和反变形量，然后按规定的位置进行定位焊。 ④针对刚性大的结构和可焊性差的材料，焊前对工件进行全部或局部预热，以减小接头焊后冷却速度，幸免产生淬硬组织，减小焊接应力和变形，防止产生裂纹。 后热和焊后热处理： 焊后赶忙对焊件全部或局部进行加热或保温使其缓冷的工艺措施，称为后热。后热的目的是幸免形成硬脆组织，以及使扩散氢逸出焊缝表面，从而防止产生裂纹。 焊后为改善接头的显微组织和性能或排除焊接残余应力而进行的热处理，称为焊后热处理。例如，关于易产生脆断和延迟裂纹的重要结构、尺寸稳固性要求高的结构、有应力腐蚀的结构、以及厚度超过一定限度的结构，应考虑焊后进行排除应力退火。 3.2 埋弧自动焊－Submeerged-Arc Welding (SAW) 埋弧焊时，采纳盘状焊丝配合焊剂，以代替手弧焊时的焊条。焊接过程中，焊剂不断撒在焊件接缝和接缝邻近区域。焊丝末端伸入焊剂内并与焊件之间产生电弧。由于电弧被厚约30-50mm的焊剂层所覆盖，看不见电弧，因此称为埋弧焊。 3.2.1 焊接过程 图3-2是埋弧自动焊的过程示意图。电弧的引燃和移动，金属熔池、液态熔渣和气体的形成，液态金属与熔渣和气体之间的相互作用，以及焊缝金属和熔渣的凝固等过程都与手弧焊差不多相同。两者的要紧不同之处在于：①用颗粒状焊剂取代焊条药皮；②用连续自动送进的焊丝取代焊芯；③用自动焊机取代焊工的手工操作。

焊接方法及设备总复习

焊接方法及设备总复习

焊接方法及设备总复习 包括内容：焊接技术概述、火焰技术*、电工基础、电弧、弧焊电源、焊条电弧焊*、气体保护焊*、埋弧焊*、电阻焊、其它焊接方法、热切割及坡口准备方法、热喷涂技术、焊接机器人、钎焊、塑料焊接、其它连接方法 1 焊接概述包括：焊接基本术语（ISO857）、ISO4063对焊接方法的分类及表示符号、各种焊接方法的焊接过程简介及适用范围 1.1 氧乙炔火焰气焊（G；311） 应用范围：主要用于非合金、低合金钢板和管材的焊接（也可用于铸铁的焊接） 板厚：（约从0.8mm）至6mm 用于除立向下以外所有焊接位置的管道工程、车体结构、安装和修理等焊接。 1.2焊条电弧焊（E；111） 应用范围：适用于全位置焊接，工件厚度3㎜以上的低碳钢、低合金钢和高合金钢的连接焊接及堆焊。 1.3钨极惰性气体保护焊（WIG；141） 应用范围：适用于工件厚度0.5～4.0㎜范围内的钢及有色金属全位置连接焊接；以及堆焊。 1.4熔化极气体保护焊（MSG；MIG 131/MAG 135） 应用范围：适于工件厚度0.6～100mm范围内的全位置连接焊接，以及堆焊。

1.5埋弧焊（UP ；12） 应用范围：主要用于工件厚度8㎜以上的碳钢、低合金钢和高合金钢长焊缝的水平位置（包括船形位置）连接焊接；以及用带极堆焊高合金钢的堆焊层。尤其在容器制造、钢结构、造船工业和车辆制造中获得了广泛的应用。 1.6电阻点焊（RP ；21） 适用于工件厚度0.5～3.0㎜范围内的钢板或铝板焊接。尤其适用于成批生产中。 1.7激光焊（LA ；52） 应用范围：它可用于几乎所有焊接，厚度从0.01~200mm 。 1.8电子束焊（EB ；51） 应用范围：电子束可用于金属的焊接（一次焊接厚度可达300mm ），也可用于表面处理和打孔等。 2电工学基础、弧焊电源： 2.1 欧姆定律: R U I 2.2 功率及功率因数 有功功率P 被转换成热量（电弧）或者机械功（马达）的 功率，从电网中取出的有功功率是不可逆转的。 视在功率S 电路中总电压和电流有效值之间的乘积定义 为电路的视在功率。

焊接方法与设备使用实训指导书

焊接方法与设备使用实训指导书 实训一焊条电弧焊方法与设备的操作实训 一、实训目的 1．掌握焊条电弧焊设备及用具使用方法； 2．掌握焊条电弧焊的点燃、调节、保持和熄灭方法。 3．掌握低碳钢普通低合金钢的平对接焊条电弧焊的基本操作技能。 二、实训内容 1．焊条电弧焊设备及用具使用练习； 2．焊条电弧焊的点燃、调节、保持和熄灭练习； 3．碳钢普通低合金钢的平对接焊条电弧焊的基本操作练习。 三、实训相关知识 （一）焊条电弧焊设备实训 对照实物，了解常用焊条电弧焊设备的各个组成部分，了解焊机的结构，各部分的工作情况，调整范围和方法。 （二）焊条电弧焊基本操作实训 1.引弧引弧方法通常有两种 (1) 直击法：将焊条与工件保持一定距离，然后垂直落下使之轻轻敲击工件，发生短路，在迅速提起焊条产生电弧的引弧方法。 (2) 擦划法：将焊条象擦火柴一样擦过焊件表面，随即将焊条提起距焊件表面4—5毫米便产生电弧。 直击法擦划法 2. 焊接过程中，焊条同时进行以下几种运动： 运条的三个基本要素: （1）焊条的送进（2）沿焊缝方向移动（3）焊条的摆动 电弧的高度：应保持在焊条直径的0.5-1倍，3-5mm

1向下送进 2沿焊接方向移动 3横向移动 4焊条 5工件 常用的运条方法： 1）直线形运条法 2）直线反复形 3）月牙形 4）锯齿形 5）三角形 6）圆圈形 3. 收弧 (1) 将焊条端部逐渐往坡口边斜前方拉，同时逐渐抬高电弧，以逐渐缩小熔池。这样，由于熔池的缩小，液体金属量减少及热量的降低，就使熄弧处不致产生裂纹、气孔等。 (2) 用灭弧法堆高弧坑的焊缝金属使熔池饱满过度，焊好后，应将多余的部分锉去或 铲去。 3、平焊（平敷焊）：水平面上的水平位置的焊接称平焊。 平焊：对接平焊、角接平焊、搭接平焊、等 （1）掌握对接平焊的操作要领。 （2）焊接时，焊条的角度、焊接时的焊接电流、工艺参数等 （3）电流的调节，焊接的工艺参数，焊缝外观尺寸的要求。 接平焊对：一般分不开坡口和坡口对接两种。 当板厚小于6mm时不开坡口，当厚度大于或等于6mm时应开坡口。不开坡口对接平焊：焊接正面焊缝时宜选用直径为3-4mm的焊条短弧焊接使熔深达到焊条厚度的2/3左右，焊缝宽度为8-10mm，焊缝高度小于1.5mm反面焊缝用直径3mm的焊条，可用稍大的焊接电流，对于重要的焊缝，在焊反面焊绝削必须铲除焊根。 开坡口对接平焊，坡口有V型和X型采用多层多道焊法，节一层打底焊应采用小直径焊条，运条方法根据间隙的大小而定，间隙小时可采用直线型运条，间隙大时可采用直线往复型运条方法，以防烧穿。 填充焊时可用直径较大的焊条采用直线型，锯齿形，月牙形等运条方法进行短弧焊，而且焊条摆动范围要逐渐加宽，摆动到坡口两边是稍作停留，以防止出现未溶合夹渣等缺陷，多层时每层焊条不应太厚，各层之间的焊接方向应相反，接头也应互相错开。每焊完一层把表面的焊渣飞溅等物清除干净后才能进行下层的焊接。

焊接方法与设备总复习(doc 9页)

焊接方法与设备总复习(doc 9页)

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1. 焊接电弧的基本特点是什么？P7 答：电压低，只有10~50V。电流调节范围大，可从几安～几千安。温度高。发光强。 2．解释电极表面导电现象――阴极斑点与阳极斑点？ 答：电弧燃烧时通常在阴极表面上可以看到一个很小但很亮的斑点，称为印记斑点，它是点子集中发射的地方，电流密度大。通常在阳极表面也可以看到一个很小但很亮的斑点，成为阳极斑点，是集中接收点子的地方，电流密度也很大。 3. 最小电压原理的内容是什么？可以用来解释什么电弧现象？ 答：内容：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，即在固定的弧长上的电压最小，这意味着电弧总是保持着最小的能耗。利用最小电压原理可以解释电弧过程中的许多现象，如，当外部向电弧吹风时使之强制冷却时，会发现电弧会自动的缩小其断面面积，这正是电弧这一特性决定的。

各种焊接方法的代号(实操分享)

代号焊接方法 1 电弧焊 11 无气体保护电弧焊 111 手弧焊 112 重力焊 113 光焊丝电弧焊 114 药芯焊丝电弧焊 115 涂层焊丝电弧焊 116 熔化极电弧点焊 118 躺焊 12 埋弧焊 121 丝极埋弧焊 122 带极埋弧焊 13 熔化极气体保护电弧焊 131 MIG焊:熔化极惰性气体保护焊(含熔化极Ar弧焊) 135 MAG焊:熔化极非惰性气体保护焊(含CO 保护焊) 2 136 非惰性气体保护药芯焊丝电弧焊 137 非惰性气体保护熔化极电弧点焊 14 非熔化极气体保护电弧焊 141 TIG焊:钨极惰性气体保护焊(含钨极Ar弧焊) 142 TIG点焊 149 原子氢焊 15 等离子弧焊 151 大电流等离子弧焊 152 微束等离子弧焊 153 等离子弧粉末堆焊(喷焊) 154 等离子弧填丝堆焊(冷、热丝) 155 等离子弧MIG焊 156 等离子弧点焊 18 其它电弧焊方法 181 碳弧焊 185 旋弧焊 2 电阻焊 21 点焊 22 缝焊 221 搭接缝焊 223 加带缝焊 23 凸焊 24 闪光焊

25 电阻对焊 29 其它电阻焊方法 291 高频电阻焊 3 气焊 31 氧-燃气焊 311 氧-乙炔焊 312 氧-丙烷焊 313 氢-氧焊 32 空气-燃气焊 321 空气-乙炔焊 322 空气-丙烷焊 33 氧-乙炔喷焊(堆焊) 4 压焊 41 超声波焊 42 摩擦焊 43 锻焊 44 高机械能焊 441 爆炸焊 45 扩散焊 47 气压焊 48 冷压焊 7 其它焊接方法 71 铝热焊 72 电渣焊 73 气电立焊 74 感应焊 75 光束焊 751 激光焊 752 弧光光束焊 753 红外线焊 76 电子束焊 77 储能焊 78 螺柱焊 781 螺柱电弧焊 782 螺柱电阻焊 9 硬钎焊、软钎焊、钎接焊91 硬钎焊 911 红外线硬钎焊 912 火焰硬钎焊

焊接方法与设备试卷及答案

焊接方法与设备试卷及 答案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

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 气体保护焊时，预热器应尽量装在（）。 6．CO 2 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 8．（）的优点之一，是可以焊接金属薄箔。

(设备管理)焊接方法及设备(杨峰)

2011年焊接方法及设备总复习 1. 焊接电弧的基本特点是什么？P7 答：电压低，只有10~50V。电流调节范围大，可从几安～几千安。温度高。发光强。 2．解释电极表面导电现象――阴极斑点与阳极斑点？ 答：电弧燃烧时通常在阴极表面上可以看到一个很小但很亮的斑点，称为印记斑点，它是点子集中发射的地方，电流密度大。通常在阳极表面也可以看到一个很小但很亮的斑点，成为阳极斑点，是集中接收点子的地方，电流密度也很大。 3. 最小电压原理的内容是什么？可以用来解释什么电弧现象？ 答：内容：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，即在固定的弧长上的电压最小，这意味着电弧总是保持着最小的能耗。利用最小电压原理可以解释电弧过程中的许多现象，如，当外部向电弧吹风时使之强制冷却时，会发现电弧会自动的缩小其断面面积，这正是电弧这一特性决定的。 4. 什么是焊接电弧的负载特性？P21、24 答：焊接电弧的静特性： 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。焊接电弧是非线性负载，即电弧两端的电压与电流之间不成比例的关系。当焊接电流在很大范围内变化时，焊接电弧的静特性曲线是一条呈U型的曲线，故也称U形特性。它包含下降特性、平特性和上升特性。其中，下降特性区电流小，电弧电压随着电流的增加而下降，呈负阻性；平特性区电流中等，电弧电压在变化时可近似地看成不变；上升特性区电流大，电弧电压随着电流的增大而增大，呈正阻性。 焊接电弧的动特性： 定义：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，称为焊接电弧的动特性。它反映了电弧的导电性对电流变化的响应能力。 当焊接电弧燃烧时，恒定不变的直流电弧不存在动特性问题，只有交流电弧和电流变动的直流电弧（如脉冲电流、脉动电流、高频电流等）才存在动特性问题。 5．焊接电弧的产热机构？ 答：（1）弧柱的产热机构：电能→热能 1）本质：A+、e在电场作用下被加速、使其动能增大的过程,其宏观表现即为温度上升从而产热;由于运动速度，自由程度不同，A+、e得到的能量不同，TA+、Te、TA有可能不同。电子动能：定向运动动能—Ie；散乱运动动能即热运动，表现为热能。 2）产热量：P c=I a ′U a 主要用于散热损失即对流、幅射、传导。 3）影响因素：不仅取决于电流，凡是影响Ua的因素均影响弧柱的产热。 （2）阴极区的产热 1）本质：产生电子、接受正离子的过程中有能量变化，这些能量的平衡结果就是产热，由三部分组成：电子逸出阴极时消耗能量-I′Uw；电子进入弧柱前被电场（Ek）加速得到一部分能量+I a′U k；电子进入弧柱时带走的能量：-I′UT（温度等效电压）。 2）产热公式：Pk=I′（Uk-Uw-UT） 3）作用：用于加热阴极 （3）阳极区的产热机构 1）本质：接受电子、产生A+过程中伴随的能量转换，由三部分组成：e被UA加速所得

焊接方法及设备 (杨峰)

2011年焊接方法及设备总复习 1.焊接电弧的基本特点是什么？P7 答：电压低，只有10~50V。电流调节范围大，可从几安～几千安。温度高。发光强。2．解释电极表面导电现象――阴极斑点与阳极斑点？ 答：电弧燃烧时通常在阴极表面上可以看到一个很小但很亮的斑点，称为印记斑点，它是点子集中发射的地方，电流密度大。通常在阳极表面也可以看到一个很小但很亮的斑点，成为阳极斑点，是集中接收点子的地方，电流密度也很大。 3.最小电压原理的内容是什么？可以用来解释什么电弧现象？ 答：内容：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，即在固定的弧长上的电压最小，这意味着电弧总是保持着最小的能耗。利用最小电压原理可以解释电弧过程中的许多现象，如，当外部向电弧吹风时使之强制冷却时，会发现电弧会自动的缩小其断面面积，这正是电弧这一特性决定的。 4.什么是焊接电弧的负载特性？P21、24 答：焊接电弧的静特性： 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。焊接电弧是非线性负载，即电弧两端的电压与电流之间不成比例的关系。当焊接电流在很大范围内变化时，焊接电弧的静特性曲线是一条呈U型的曲线，故也称U形特性。它包含下降特性、平特性和上升特性。其中，下降特性区电流小，电弧电压随着电流的增加而下降，呈负阻性；平特性区电流中等，电弧电压在变化时可近似地看成不变；上升特性区电流大，电弧电压随着电流的增大而增大，呈正阻性。 焊接电弧的动特性： 定义：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，称为焊接电弧的动特性。它反映了电弧的导电性对电流变化的响应能力。 当焊接电弧燃烧时，恒定不变的直流电弧不存在动特性问题，只有交流电弧和电流变动的直流电弧（如脉冲电流、脉动电流、高频电流等）才存在动特性问题。

各种焊接方法简析讲义

第一章焊接概述 焊接是一种不可拆卸的连接方法，是金属热加工方法之一。焊接与铸造、锻压、热处理、金属切削等加工方法一样，是机器制造、石油化工、矿山、冶金、航空、航天、造船、电子、核能等工业部门中的一种基本生产手段。没有现代焊接技术的发展，就没有现代的工业和科学技术的发展。 第一节焊接的种类 焊接：是指通过适当的物理化学过程（加热或加压），使两个工件产生原子(或分子)之间结合力而连成一体的加工方法。 一、焊接方法的分类 一焊条电弧焊（ARC） 一熔化极一一埋弧焊 一CO2电弧焊（MAG） 氩气电弧焊（MIG） 一电弧焊一 一钨极氩弧焊（TIG） 一非熔化极一一原子氢焊 一等离子弧焊 一熔化焊接一螺柱焊 一氧氢 一气焊一一氧乙炔 一空气乙炔 一铝热焊 一电渣焊 基本焊接方法一一电子束焊 一激光焊 一电阻点、缝焊 一电阻对焊 一冷压焊 一压力焊接一一超声波焊 一爆炸焊 一锻焊 一扩散焊 一磨擦焊 一火焰钎焊 一感应钎焊 一钎焊一一炉钎焊 一盐浴钎焊 一电子束钎焊

二、焊接方法的特点 1、焊接过程的本质 就是采用加热、加压或两者并用的办法，使两个分离表面的金属原子之间接达到晶格距离并形成结合力。按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类。 2、熔焊： 是在焊接过程中，将焊接接头加热至熔化状态，不加压完成焊接的方法。 3、压焊： 是在焊接过程中，对焊件施加压力（加热或不加热，）以完成焊接的方法。 4、钎焊： 是采用比母材熔点低的金属材料，将焊件和钎料加热至高于钎料熔点，低于母材熔点 的温度，利用液态钎润湿母材，填充接头间隙并母材互相扩散实现联接焊件的方法。 二、电弧焊 1、什么是电弧： 电在空气中流动引发气体放电产生的一种发光放热现象。 2、什么是电弧焊： 是指用电弧供给加热能量，使工件熔合在一起，达到原子间接合的焊接方法。电弧焊是焊接方法中应用最为广泛的一种。据一些工业发达国家的统计，电弧焊在焊接生产总量中所占比例一般都在60%以上。根据其工艺特点不同，电弧焊可分为焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊和等离子弧焊等多种。 四、四种常用的弧焊方式 １、手弧焊： 使用焊钳夹住焊条进行焊接的方法； ２、氩弧焊： 用工业钨或活性钨作不熔化电级，惰性气体氩气作保护气的焊接方法。简称 TIG。 ３、二氧化碳气体保护焊： 用金属焊丝作为熔化电极，惰性气体（CO2）作保护的弧焊接方法。简称 MIG。 ４、埋弧焊： 在颗粒助焊剂层下，利用焊丝与母材间电弧的热量，进行焊接的焊接方法。

焊接方法与设备

《焊接方法与设备》教学大纲 一课程的性质、目的和任务 重点培养学生分析焊接设备电路的能力，焊条电弧焊工艺参数的选择及设备安装、调试、保养、维修的能力，埋弧焊工艺参数的选择及设备安装、调试、保养、维修的能力，CO2气体保护焊工艺参数的选择及设备安装、调试、保养、维修的能力，钨极、熔化极氩弧焊工艺参数的选择及设备安装、调试、保养、维修的能力，等离子切割、焊接工艺参数的选择及设备安装、调试、保养、维修的能力，具备安装、调试、维修常用焊接设备的能力，为学生能迅速适应以后的实际工作打好基础。 认真贯彻理论联系实际的原则，紧密结合焊接生产实际； 掌握大纲的深广程度，合理处理教材内容； 加强实验和参观，增加感性认识； 有条件的还可以辅以电化教学的手段，使教学活动生动的进行。 二课程教学的基本要求 2.1 本课程的性质及内容 《焊接方法与设备》课程是培养高职“焊接技术及自动化”专业高等技术应用性专门人才的一门专业课，课程内容包括：理论讲授和焊接工艺方法实训两部

分。理论主要讲授焊接责任工程师所必备的工艺方法知识，包括：电弧焊基础知识、焊条电弧焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊接及切割、电渣焊、电焊及其它焊接方法。焊接工艺方法实训的主要内容是焊接设备的安装、调试、操作与维修。 2.2 通过本课程的教学应使学生达下列要求 2.2.1 掌握焊接方法的本质、电弧焊的基础知识； 2.2.2 掌握焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气保焊、氩弧焊、电阻焊的特点、应用范围、焊接材料的选用、工艺参数的选择、常用的设备及设备的接线安装； 2.2.3 掌握等离子弧焊接、电渣焊的特点应用范围及常用设备； 2.2.4 了解电子束焊、激光焊、超声波焊、钎焊、摩擦焊、扩散焊。 2.3 绪论 2.3.1 教学要求 a.掌握焊接的概念及焊接的方法分类、焊接过程的物质本质； b.了解焊接方法的发展史、本课程的内容。 2.3.2 教学内容 a.焊接方法的本质及分类：熔化焊接、固相焊接、钎焊； b.焊接方法在工业中地位及发展情况； c.本课程的内容及学习方法。

焊接方法及设备

电弧焊及电渣焊 A 一名词解释 1 电场发射型阴极区导电机构 2 射流过渡 3 电弧功率密度，电弧加热斑点 4 双弧 5 电弧固有自调节 二简答题 1 试说明各种主要焊接工艺参数对焊丝熔化速度的影响? 2 与TIG焊相比，等离子弧焊的热源特性有哪些变化？是否可用TIG焊电源进行等 离子弧焊？为什么？ 3 利用熔化极气体保护焊进行全位置焊接时，可选择哪些熔滴过渡方式，为什么？ 4 TIG焊为什么一般不用接触引弧？如果需要采用接触引弧的话，应对设备做哪些 改进？ 5 等离子弧是依靠什么原理提高电弧功率密度的？试根据电弧理论解释。 三利用MIG焊焊不锈钢时，为什么一般不用纯氩作保护气体？一般选择什么混合气体？ 为什么? 四为什么说等速送丝系统仅适用于细丝？与采用低碳钢焊丝相比，采用18-8不锈钢焊丝焊接时等熔化曲线会有什么变化？试作图说明（假定焊丝直径、伸出长度均相同）。五利用CO2焊焊接低碳钢时，如错用埋弧焊焊丝（H08A），会出现什么后果？为什么 焊接方法及设备1 一名词解释 1答：利用Al、Fe等作阴极时，阴极的温度低，电子热发射能力很弱，不能通过热发射提供弧柱导电所需要的电子流，从而使阴极前面出现一空间正电荷区；该区域具有较大的电场强度及电压，在较大的电场强度及电压作用下，该区以电场发射及电场作用的电离产生电子，弥补热发射能力的不足，满足弧柱导电需要，这种导电机构称为电场发射型导电机构。 2答：对于钢焊丝MIG焊，当焊接电流大于临界电流时，熔滴以细小的颗粒，很大的加速度，呈束流状过渡，这种过渡形式被称为射流过渡。

3答：对于一定的加热热源，单位有效加热面积上的热功率被称为电弧功率密度。电弧加热工件的有效区域被称为加热斑点。 4答：正常的转移型等离子电弧应稳定地燃烧在钨极与工件之间，由于某种原因，有时会形成一个燃烧于钨极-喷嘴-工件之间的串联电弧，从外部观察到两个电弧同时存在，这就是双弧。 5 固有自调节：对于Al及Al合金MIG焊，当采用较短的弧长进行焊接时，熔化系数随电弧电压的增大而减小，所以当弧长发生变化时，电弧本身具有恢复原来弧长的能力。这种能力被称为弧长固有自调节作用。（或对于Al及Al合金MIG焊，当采用较短的弧长进行焊接时，ν=k i I - k u U中的K U很大，利用等速送丝匹配恒流特性的电源就可依靠弧长波动时产生的?ν=- k u?U来保证电弧弧长的稳定，这种弧长调节作用被称为固有自调节作用） 二简答题 1 答：熔化速度为单位时间内熔化的焊丝重量或长度。影响熔化速度的主要焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、极性接法、保护气体的成分及焊丝直径、电阻率、伸出长度。 1）焊接电流越大，熔化速度越大；2）电弧电压较大时电压对熔化速度无影响，电弧电压较小时，随着电弧电压的减小，熔化速度（系数）增大；3）焊丝接正极时熔化速度较小，焊丝接负极时熔化速度较大；4）焊丝接正极时保护气体对熔化速度无影响，焊丝接负极时，在Ar弧中加入CO2或O2可增大熔化速度；5）焊丝直径越小或电阻率越大或伸出长度越长，熔化速度越大 2 答：与TIG焊相比，等离子弧焊的热源特性有如下变化：1）温度高，能量密度大；2）等离子弧的稳定性、刚直性增大；3）小电流电弧更加稳定（利用联合电弧时）4）电弧的扩散角更小；5）热源成分不同，TIG焊时加热工件的主要热量为极区产热，而等离子弧焊时加热工件的热量有很大一部分来自弧柱。 等离子弧焊接与TIG焊均采用陡降特性的电源，如利用纯Ar作等离子气，空载电压只需要60~80V，与TIG焊空载电压大致相同，因此可用TIG焊电源。如利用Ar+H2作等离子气，需要的空载电压明显高于TIG焊电源的空载电压，不可利用TIG焊电源（但可将两台TIG焊电源串联起来使用）。 3 答：可选用短路过渡MIG焊、短路过渡CO2焊、脉冲控制MIG焊。 利用熔化极气体焊进行全位置焊接时，熔池的位置以及熔池与熔滴的相对位置一直处于变化之中，因此，熔池的保持及熔滴过渡均较困难。短路过渡工艺及脉冲MIG焊可解决上述问题，这是因为短路过渡时电流较小，熔池体积及熔池重量较小，熔池易于保持，而且，短路过渡依靠焊丝与熔滴间的缩颈发生爆破时的爆破力进行过渡，无论熔池与熔滴的相对位置如何，总能促使熔滴向熔池过渡。 脉冲MIG焊能够在很小的线能量下实现射流过渡，熔池的体积较小，易于保持，同

各种焊接方法及设备(MIG)

各种焊接方法及设备(MIG) 36 什么是熔化极气体保护电弧焊？如何分类？ 熔化极气体保护电弧焊是采用可熔化的焊丝（熔化电极）与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受空气的有害作用。 由于不同的保护气体种类及焊丝形式对电弧状态、电气特性、热效应、冶金反应及焊缝成形等的影响显著不同，熔化极气体保护电弧焊的分类有多种，见表10。 37 什么是MIG焊？ 使用熔化电极的惰性保护焊，英文简称MIG焊，见图16。保护气体可采用Ar、Ar+He或He，电弧燃烧稳定，熔滴过渡平稳、安定，无激烈飞溅。在整个电弧燃烧过程中，焊丝连续等速送进，可用来焊接各种钢材及有色金属。 39 什么是MIG焊的临界电流？ MIG焊时采用的熔滴过渡类型为滴状过渡、短路过渡和喷射过渡。滴状过渡使用的焊接电流较小，熔滴直径比焊丝直径大，飞溅较大，焊接过程不稳定，因此在生产中很少采用。短路过渡电弧长度短，电弧电压较低，电弧功率比较小，通常仅用于薄板焊接。生产中应用最广泛的是喷射过渡，对于一定的焊丝和保护气体，当焊接电流增大至某一值时，熔滴过渡形式即由滴状过渡转变为喷射过渡，这一转变的焊接电流值就称为临界电流。 不同材料和不同直径焊丝的临界电流值，见表11。 表11 MIG焊的临界电流值 材料焊丝直径（mm）保护气体最低临界电流（A） 低碳钢0.80 0.90 1.20 1.60 Ar98%+O22% 150 165 220 275 不锈钢0.90 1.20 1.60 Ar99%+O21% 170 225 285 铝0.80 Ar 95