熔焊方法及設(shè)備.doc

焊接 通過適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)過程，使兩個分離的固態(tài)物件產(chǎn)生原子或分子間結(jié)合力而連成一體的工藝過程。焊接電弧 在一定條件下，在具有一定電壓的兩電極之間或電極與母材之間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象。氣體放電 兩電極間的氣體空間有電流通過，且能形成導(dǎo)電通路。電弧放電特點 電流最大、電壓最低、溫度最高、發(fā)光最強。電離 在外加能量作用下，使中性氣體分子或原子分離成為正離子和電子的現(xiàn)象。激勵 當(dāng)中性氣體分子或原子受到外加能量的作用不足以使電子完全脫離氣體分子或原子時，而使電子從較低的能級轉(zhuǎn)移到較高的能級的現(xiàn)象。電離種類 熱電離：氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生的電離,氣體粒子由于受熱而產(chǎn)生高速運動和相互之間激烈碰撞而產(chǎn)生的一種電離；場致電離：氣體受電場作用使氣體中的帶電粒子被加速，電能被轉(zhuǎn)換為帶電粒子的動能，當(dāng)其動能增加到一定程度時能與中性粒子產(chǎn)生非彈性碰撞，使之電離；光電離：中性粒子接受光輻射的作用而產(chǎn)生的電離。電離度 單位體積內(nèi)被電離的粒子數(shù)與電離前粒子總數(shù)之比。解離度 單位體積內(nèi)被解離的粒子數(shù)與解離前粒子總數(shù)之比。電子發(fā)射 電極表面接受一定外加能量作用，使其內(nèi)部電子沖破電極表面的束縛而飛到電弧空間的現(xiàn)象。陰極電子發(fā)射是電源持續(xù)向電弧供給能量的唯一途徑。逸出功（Ww） 使一個電子從電極表面飛出所需要的最低外加能量。電子發(fā)射種類 1）熱發(fā)射：金屬表面承受熱作用而產(chǎn)生電子發(fā)射的現(xiàn)象（熱陰極型電極：鎢、碳等）；2）場致發(fā)射：當(dāng)陰極表面空間有強電場存在并達到一定程度時，電子從電極表面飛出的現(xiàn)象（冷陰極型電極：鋼、銅、鋁）；3）光發(fā)射：當(dāng)金屬電極表面接受光輻射時，電極表面的自由電子獲得足夠的能量飛出電極表面的現(xiàn)象；4）粒子碰撞發(fā)射：當(dāng)高速運動的粒子碰撞金屬電極表面時，將能量傳給電極表面的電子使電子飛出電極表面的現(xiàn)象。引燃電弧的方式 1）接觸式引弧（短路引弧）：將焊條（或焊絲）和焊件分別接通于弧焊電源的兩級，將焊條（或焊絲）與焊件輕輕地接觸然后迅速提拉（或焊絲自動爆斷），這樣就能在焊條（或焊絲）端部與焊件之間產(chǎn)生一個電弧。分為短路階段分離階段燃弧階段，用于焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護電弧焊等；2）非接觸式引弧：在電極與焊件之間存在一定間隙，施以高電壓擊穿間隙是電弧引燃。目前有高頻高壓引弧和高壓脈沖引弧兩種方式。分為激發(fā)階段燃弧階段，用于鎢極氬弧焊、等離子弧焊等（避免鎢極被污染或造成焊縫夾鎢）。焊接電弧分為陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)三個部分。電弧電壓Ua=陰極電壓降UK+弧柱電壓降UC+陽極電壓降UA。陰極斑點 陰極表面上電流密度最大、溫度最高、能發(fā)出爍亮光的點；形成條件：1）陰極斑點在逸出功較小，容易發(fā)射電子的地方；2）電流流過該點消耗能量最小；特點：1）自動尋找并清除氧化物的特點，具有去除金屬表面氧化膜的作用；2）具有粘著特性；3）存在很大的陰極斑點壓力。陽極斑點 陽極表面上電流密度較大、溫度較高的點；形成條件：1）有金屬的熔化和蒸發(fā)；2）電流流過該點消耗能量最低；特點：1）自動尋找金屬，避開氧化物；2）有粘著特性；3）存在較大的陽極斑點壓力，但遠(yuǎn)小于陰極斑點壓力。陰極區(qū)導(dǎo)電機構(gòu) 陰極區(qū)的總電流是由電子流（來自陰極發(fā)射，占60%80%）和正離子流（來自弧柱區(qū)自身氣體的電離）組成的。導(dǎo)電機構(gòu)分為：1）熱發(fā)射型 采用鎢、碳等熱陰極型材料作為陰極而且電流很大時的導(dǎo)電機構(gòu)；2）場致發(fā)射型 當(dāng)采用銅、鐵、鋁等冷陰極材料作為陰極，或者采用鎢、碳等熱陰極型材料但電流比較小時的導(dǎo)電機構(gòu)；3）等離子型 低氣壓鎢極氬弧焊或使用冷陰極、小電流時的導(dǎo)電機構(gòu)。弧柱區(qū)導(dǎo)電機構(gòu) 弧柱區(qū)的總電流是由電子流（約占99.9%）和正離子流（約占0.1%）組成的，正離子質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子質(zhì)量，在相同電場的作用下正離子的運動速度比電子慢得多，所以電子流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正離子流。陽極區(qū)導(dǎo)電機構(gòu) 接受來自弧柱的占總電流99.9%電子流，同時向弧柱區(qū)發(fā)送占總電流0.1%的正離子流。由于陽極不能發(fā)射正離子，所以陽極區(qū)通過場致電離（電流密度較小時）和熱電離（電流密度較大時）向弧柱區(qū)發(fā)送正離子。最小電壓原理 在給定電流和周圍條件一定，電弧燃燒穩(wěn)定時，其導(dǎo)電區(qū)半徑，應(yīng)使電弧電場強度具有最小數(shù)值。焊接電弧的靜特性 在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系（也稱伏-安特性或U形特性）。影響靜特性曲線形狀及位置的因素有哪些，各是如何影響的？1） 電弧長度 電弧長度越長則弧柱區(qū)電壓越大，使曲線位置上移，形狀不變；2） 電弧周圍氣體介質(zhì) 周圍氣體介質(zhì)導(dǎo)熱性越強或者壓力越大，則會使曲線位置上移，并且形狀也發(fā)生改變。3） 氣體介質(zhì)壓力焊接電弧的產(chǎn)熱機構(gòu)有哪些？熱量各是如何產(chǎn)生和散失的？1） 弧柱區(qū)產(chǎn)熱 電子流在電場下加速運動碰撞產(chǎn)熱，產(chǎn)熱隨電子流密度增加和電場強度的增加而增加，產(chǎn)生的熱量大部分散失；2） 陰極區(qū)產(chǎn)熱 電子、正離子（比例很小，可忽略）產(chǎn)生、消失和運動形成電流流過陰極區(qū)電場產(chǎn)熱，能量的消耗途徑有消耗的逸出功、陰極區(qū)和弧柱區(qū)的溫度差；3） 陽極區(qū)產(chǎn)熱 電流流過陽極區(qū)電場產(chǎn)熱，消耗途徑是通過弧柱區(qū)與陽極區(qū)的溫度差。影響弧柱溫度的因素有哪些？都是如何影響的？1） 弧柱空間氣體的電離能 電離能越大弧柱溫度越高；2） 弧柱周圍氣體介質(zhì)對弧柱的冷卻能力 冷卻能力越好弧柱溫度越高；3） 焊接電流 電流越大弧柱溫度越高。焊接電弧力有哪些？1）電磁收縮力（電磁靜力） 由截面積產(chǎn)生的壓力差而形成的力，由截面積小的一方指向大的一方；2）等離子流力（電弧動壓力） 在電弧中由于電弧推力引起高溫氣流運動所形成的力；3）斑點壓力 帶電粒子對電極轟擊產(chǎn)生的力及電極材料蒸發(fā)產(chǎn)生的反作用力；4）爆破力；5）細(xì)熔滴沖擊力。影響焊接電弧力的因素有哪些？各是如何影響的？1）焊接電流 焊接電流越大則電磁收縮力和等離子流力均增大，電弧力隨之增加；2）電弧電壓 電弧電壓越大則電弧長度越長，電弧范圍變大，使電弧力減?。?）焊絲直徑 焊絲直徑越大則電流密度越小，使電弧力減小；4）電極的極性 熔化極氣體保護焊（MIG焊）時采用直流反接的電弧力較直流正接的大，鎢極氬弧焊時采用直流正接的電弧力較直流反接的大；5）氣體介質(zhì) 氣體介質(zhì)的導(dǎo)熱性強或分子由多原子組成的氣體電弧力大；6）電極端部的幾何形狀 非熔化極端部的角度為45時電弧力最大；7）電流的脈動 頻率越快電弧力越大。焊接電弧的剛直性（挺度） 電弧受到外界干擾時，力求保持焊接電流沿焊條軸向流動的特性。影響電弧穩(wěn)定性的的因素有哪些？各是如何影響的？1）焊接電源 焊接電源空載電壓越高，越利于場制發(fā)射和場致電離，電弧越穩(wěn)定；2）焊接電流和電弧電壓 焊接電流越大，電弧越穩(wěn)定，電弧電壓越小，電弧越穩(wěn)定；3）電流的種類和極性 直流脈沖交流；4）焊條藥皮和焊劑 藥皮焊劑中所含電離能低的元素（如K、Na、Ca等），電弧越穩(wěn)定；5）磁偏吹（偏?。?磁偏吹越小，電弧越穩(wěn)定；6）焊件清理 焊件上有鐵銹、水分以及油污時，由于分解需要吸熱而減少電弧的熱能，會降低電弧的穩(wěn)定性。磁偏吹 電弧在不均勻磁場力作用下會偏離焊條軸線方向發(fā)生由磁場力大的一側(cè)向磁場力小的一側(cè)偏離的現(xiàn)象。磁偏吹產(chǎn)生的原因及改善磁偏吹的方法：原因：1）導(dǎo)線接線位置不當(dāng)；2）電弧一側(cè)存在鐵磁物質(zhì)；改善方法：1）使用交流電壓；2）使用短弧焊，焊條向偏吹方向傾斜；3）在工件兩端各接一根導(dǎo)線；4）避免在焊縫周圍存在鐵磁物質(zhì)。熔化極電弧焊中焊絲的作用 1）作為電弧的一極導(dǎo)電并傳輸能量；2）作為填充材料向熔池提供熔化金屬形成焊縫。熔化極電弧焊熔化焊絲的熱源 1）電極產(chǎn)熱（主要） 陰極區(qū)（直流正接時）或陽極區(qū)（直流反接時）產(chǎn)生的熱量；2）焊絲伸出部分的電阻熱；3）弧柱的輻射熱（次要；非熔化極電弧焊主要靠弧柱熱熔化焊絲）。焊絲熔化速度vm 單位時間內(nèi)焊絲的熔化長度（m/h或m/min）或熔化質(zhì)量（kg/h）。焊絲熔化系數(shù)m 單位時間內(nèi)通過單位電流所熔化的焊絲質(zhì)量（g/Ah）。熔化焊絲總能量 Pm=I（Um+IRs） I：焊接電流；Um：電弧熱的等效電壓，反接時Um=Uw（電子發(fā)射逸出電壓），正接時Um=UK-Uw；Rs：焊絲伸出長度的電阻。影響焊絲熔化速度的因素有哪些？各是如何影響的？1）焊接電流 電流增大，熔化焊絲的電阻熱和電弧熱均增加，熔化速度加快；2）電弧電壓 當(dāng)電弧電壓較高時，電弧較長，電弧電壓對焊絲熔化速度幾乎沒影響；當(dāng)電弧電壓降低，電弧長度在8mm2mm區(qū)間時，電弧電壓越小，即弧長越短，熔化速度越快；3）焊絲直徑 焊絲直徑越細(xì)電阻熱越大，同時電流密度也越大，從而使焊絲熔化速度增大；4）焊絲伸出長度 焊絲伸出長度越長，電阻熱越大，焊絲熔化速度越快；5）焊絲材料 電阻率越大，電阻熱越大，焊絲熔化速度越快；6）氣體介質(zhì)及焊絲極性 氣體介質(zhì)不同對陰極電壓降和電弧產(chǎn)熱有直接影響（對陽極產(chǎn)熱影響不大）。電弧的固有調(diào)節(jié)作用 弧長受到外界干擾發(fā)生變化時電弧本身具有自動恢復(fù)到原來弧長的的能力。為什么不銹鋼焊條長度比一般碳鋼焊條短？不銹鋼電阻率較大，焊條電弧焊使用不銹鋼焊條時，若電流較大，焊條較長將導(dǎo)致焊條紅熱，藥皮開裂，不能正常焊接，為了避免這一現(xiàn)象，所以通常不銹鋼焊條長度比一般碳鋼焊條短。熔滴上的作用力 1）重力Fg；2）表面張力F；3）電弧力（包括電磁收縮力、等離子流力和斑點壓力）；4）爆破力；5）電弧氣體吹力。熔化極電弧焊多采用直流反接的原因是什么？在一定條件下，斑點壓力將阻礙金屬熔滴的過渡，通常陽極受到的斑點壓力比陰極受到的斑點壓力要小，因而焊絲為陽極時熔滴過渡的阻力較小，故采用直流反接。熔滴過渡 在電弧熱作用下，焊絲熔化成液態(tài)金屬，受到各種力作用，在這些力作用之下一部分液態(tài)金屬脫離焊絲形成熔滴落入熔池的過程。熔滴過渡的基本類型 1）自由過渡 熔滴脫離焊絲末端前不與熔池接觸，經(jīng)電弧空間自由飛行進入熔池，包括滴狀過渡、噴射過渡、爆炸過渡；2）接觸過渡 通過焊絲末端的熔滴與熔池表面接觸成過橋而過渡，包括短路過渡、搭橋過渡；3）渣壁過渡 熔滴沿渣壁流下落入熔池，包括沿渣殼過渡、沿套筒過渡。短路過渡的過程 燃弧短路形成縮頸縮頸爆斷重新燃弧。短路過渡的特點 1）燃弧、短路交替進行，可調(diào)節(jié)熱輸入，控制母材熔深；2）焊接電流平均值較小，短路時峰值電流高，利于薄板和全位置焊接；3）一般采用細(xì)絲，焊接電流密度大，焊接速度快，對焊件熱輸入低，且電弧短，加熱集中，減小了焊接熱影響區(qū)寬度和焊件變形。短路過渡穩(wěn)定性取決于短路過渡頻率，頻率越大，穩(wěn)定性越強。燃弧時間取決于電弧電壓和焊接電流或送絲速度。增大電弧電壓，減小焊接電流或送絲速度，均能使熔滴經(jīng)過較長時間才能與熔池接觸短路，故燃弧時間變長，熔滴尺寸也隨之變大，短路頻率較低，將降低電弧穩(wěn)定性和增大飛濺；如果電弧電壓過低或送絲速度過快，則會造成熔滴尚未脫離焊絲而焊絲未熔化部分就可能插入熔池熔池造成固態(tài)短路，并產(chǎn)生大段爆斷，使飛濺增加。短路時間取決于短路時的電流增長速度。增長速度大則短路時間短，增長速度小則短路時間長。增長速度由串聯(lián)在焊接回路上的電感來調(diào)節(jié)的。電感大時短路電流增長速度慢，短路時間長，短路峰值電流小，短路頻率下降；電感小時短路電流增長速度快，短路時間短，短路峰值電流大，短路頻率增加。當(dāng)電感過小時，短路過程不穩(wěn)定，將造成大量飛濺，電感過大時則縮頸難以形成。保證短路過渡過程穩(wěn)定進行的電源動特性 1）對于不同直徑的焊絲和焊接參數(shù)，要有合適的短路電流上升速度，保證縮頸柔順地斷開，達到減少飛濺的目的；2）要有適當(dāng)?shù)亩搪贩逯惦娏鱅max，一般為平均電流的23倍；3）短路結(jié)束后，空載電壓恢復(fù)速度快，以便電弧及時再引燃，避免斷弧現(xiàn)象。射流過渡的主要優(yōu)點 1）焊接過程穩(wěn)定，飛濺極少，焊縫形成質(zhì)量好；2）電弧穩(wěn)定，對保護氣流的擾動作用小，保護效果好；3）電弧功率大，熱流集中，對焊件的熔透能力強（不宜焊接薄件）。射流過渡臨界電流Ic 產(chǎn)生跳弧現(xiàn)象的最小電流。影響射流過渡臨界電流的因素有哪些？1）焊絲成分；2）焊絲直徑 直徑越大電流密度越小，臨界電流越大；3）焊絲伸出長度 焊絲伸出越長，電阻熱的預(yù)熱作用越強，焊絲熔化越快，易形成射流過渡，臨界電流值越低；4）氣體介質(zhì) Ar氣保護下弧柱電場強度較低，易形成射流過渡，臨界電流值較低，當(dāng)加入CO2氣體時臨界電流值增大，當(dāng)CO2比例超過30%時則不能形成射流過渡（因為CO2氣體解離吸熱對電弧起冷卻作用）；5）電源極性 直流反接時，焊絲為陽極，陽極斑點壓力小，臨界電流?。恢绷髡訒r，焊絲為陰極，陰極斑點壓力大，臨界電流大。熔敷效率 過渡到焊縫中的金屬質(zhì)量與使用的焊絲（條）金屬質(zhì)量之比。熔敷系數(shù) 單位時間單位焊接電流所熔敷到焊縫內(nèi)焊絲金屬的質(zhì)量。飛濺率 飛濺損失的金屬與熔化的焊絲（條）金屬的質(zhì)量百分比。熔滴過渡的控制方法 1）脈沖電流控制法；2）噴射短路交替控制法；3）機械控制法；4）電控與機械相結(jié)合控制法（操作難度大）。焊縫形狀尺寸參數(shù) 焊縫熔深H、焊縫熔寬B、焊縫余高h(yuǎn)、成形系數(shù)=B/H、余高系數(shù)=B/h。熔合比 單道焊時在焊縫橫截面上熔化的母材所占的面積與焊縫的總面積之比。焊接溫度場 焊接過程中某一瞬間焊接接頭上各點的溫度分布狀態(tài)，通常用等溫線或等溫面來表示。比熱流 單位時間內(nèi)通過單位面積傳入焊件的熱量。熔池所受到的作用力 1）重力；2）表面張力；3）焊接電弧力；4）熔滴沖擊力。焊縫成形的影響因素有哪些？各是如何影響的？1）焊接電流對焊縫成形的影響 隨著焊接電流的增大，焊縫熔深和余高增加，熔寬略有增加；2）電弧電壓對焊縫成形的影響 隨著電弧電壓的增加，焊縫熔深略有減小，而熔寬增大，焊縫余高減小；3）焊接速度對焊縫成形的影響 提高焊接速度會使焊縫熔寬和熔深以及余高均減小；4）焊接電流的種類和極性影響 鎢極氬弧焊焊接鋼、鈦等金屬材料時采用直流正接，因為這樣可以得到熔深最大的焊縫且鎢極燒損最小；鎢極氬弧焊焊接鋁、鎂及其合金時采用方波交流，因為需要利用陰極清理作用去除母材表面的氧化膜，同時方波交流的波形參數(shù)可調(diào)，焊接效果更好；鎢極氬弧焊采用脈沖直流焊接時，可以通過調(diào)整脈沖參數(shù)來控制焊縫成形尺寸；熔化極電弧焊時，焊縫的熔深與熔寬由大到小的順序為：直流反接交流焊接直流正接。埋弧焊采用直流反接獲得較大熔深；埋弧堆焊采用直流正接減小熔深；熔化極氣體保護焊采用直流反接，因為直流反接熔深大，焊接電弧和熔滴過渡過程穩(wěn)定，且具有陰極清理作用；5）鎢極端部形狀、焊絲直徑和伸出長度的影響 鎢極前端角度和形狀對電弧的集中性及電弧壓力影響較大，電弧越集中、電弧壓力越大，焊縫熔深越大，熔寬相應(yīng)減?。缓附z越細(xì)，電弧加熱越集中，熔深增加，熔寬減小；焊絲伸出長度增加時，電阻熱增加，焊絲熔化速度增加，焊縫余高增大，熔深有所減小；6）坡口和間隙的影響 坡口或間隙的尺寸越大，所焊出焊縫的余高越小，熔合比減小；7）電極（焊絲）傾角的影響 焊絲后傾時熔深減小，熔寬增大，余高減小；焊絲前傾時熔深增大，熔寬減小，余高增大；8）焊件傾角的影響 上坡焊時，熔深增大，熔寬減小，余高增大；下坡焊時，熔深減小，熔寬增大，余高減小；9）焊件材質(zhì)和厚度的影響 材料導(dǎo)熱性能越好、容積熱容越大、密度或液體粘度越大、焊件越厚均使熔深和熔寬減?。?0）焊劑、焊條藥皮和保護氣體的影響 焊劑密度小、顆粒度大或堆積高度小時，熔深較小，熔寬較大，余高小。低碳鋼埋弧焊的主要化學(xué)冶金反應(yīng)1）錳、硅的還原反應(yīng) Fe+(MnO)=Mn+（FeO）；2Fe+（SiO2）=Si+2（FeO）；2）碳的氧化燒損 C+O=CO；（碳與氧的親和力大于硅、錳與氧的親和力，因此很容易被氧化燒損，硅的含量增加可以抑制碳的氧化，錳的含量對碳的氧化無明顯影響，碳的含量增加時碳的氧化燒損會增大）；3）去氫反應(yīng) 形成HF：2CaF2+3SiO2=2CaSiO3+SiF4、SiF4+3H=SiF氣+3HF或SiF4+2H2O=SiO2氣+4HF；形成OH：MnO+H=Mn+OH、SiO2+H= SiO+OH、CO2+H=CO+OH；4）脫硫和脫磷反應(yīng) 增加焊絲中含錳量或增加焊劑中CaO、MnO等堿性氧化物含量：FeS+Mn=（MnS）+Fe、FeS+(CaO)=(CaS）+（FeO）、FeS+（MnO）=（MnS）+（FeO）；增加焊劑中的CaO等堿性氧化物的含量：2Fe3P+5(FeO)+3(CaO)(CaO）3P2O5）+11Fe。錳元素對焊縫的影響 提高焊縫金屬的強度和韌度，并能提高焊縫的抗熱裂性能，但錳含量大于1.5%時會增加焊縫的冷脆性。硅元素對焊縫的影響 鎮(zhèn)靜熔池，利于獲得致密的焊縫，但當(dāng)硅含量大于0.5%時會降低焊縫的溫室沖擊韌度。影響錳、硅過渡的因素 1）焊劑的成分 焊劑中的MnO、SiO2增多時，錳和硅的過渡量增加；2）錳、硅的原始含量 焊絲和母材中Mn、Si的原始含量越低越有利于Mn、Si的還原，反之則會阻礙Si、Mn的還原，甚至造成Mn、Si的燒損；3）焊劑堿度 提高焊劑堿度，使Mn的過渡量增加，使Si的過渡量減少；4）焊接參數(shù) 電弧電壓提高或焊接電流小時，錳、硅的過渡量增多。氫元素對焊縫的影響 導(dǎo)致焊接接頭產(chǎn)生冷裂紋，同時還能使焊縫產(chǎn)生氣孔。減少焊縫中氫元素的措施 1）焊前清除鐵銹、水分和有機物等，杜絕氫的來源；2）通過冶金反應(yīng)將氫結(jié)合成不溶于液態(tài)熔池金屬的化合物，排出熔池。硫元素對焊縫的影響 促使焊縫產(chǎn)生熱裂紋，降低焊縫金屬的沖擊韌度和抗蝕性。磷元素對焊縫的影響 促使焊縫產(chǎn)生熱裂紋，增加焊縫金屬的冷脆性。減少焊縫中硫、磷元素的措施 1）嚴(yán)格限制焊接材料和被焊材料中硫、磷含量；2）通過冶金反應(yīng)減少硫、磷含量。電弧穩(wěn)定工作點 電弧穩(wěn)定燃燒時的焊接電流和電弧電壓由焊接電源的外特性曲線和電弧靜特性曲線的交點決定的，該點所對應(yīng)的電流和電壓值即是穩(wěn)定燃燒時的焊接電流和電弧電壓，該點稱為電弧穩(wěn)定工作點。埋弧焊自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輕微干擾因素有哪些？1）送絲阻力變化；2）焊槍發(fā)生抖動；3）送絲電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)；4）工件裝配不嚴(yán)格；5）坡口加工不均勻。埋弧焊自動調(diào)節(jié)的主要目標(biāo) 克服因電弧長度變化而引起的焊接參數(shù)的波動。電弧的長度是由焊絲的熔化速度（vm）和焊絲的送進速度（vf）共同決定的，vm=vf時電弧才能穩(wěn)定燃燒且弧長保持不變。調(diào)節(jié)電弧長度的方式及特點 1）電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)（等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)） 開環(huán)控制，vf保持恒定，依靠電弧的自身調(diào)節(jié)作用（內(nèi)反饋作用）調(diào)整vm，使vf=vm，適用于細(xì)焊絲熔化極電弧焊；2）電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)（電弧電壓均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)） 閉環(huán)控制，當(dāng)弧長發(fā)生波動而引起電弧電壓變化時，將變化量反饋到自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入端，改變vf，使vf=vm，適用于粗焊絲熔化極電弧焊。焊絲的熔化特性 焊絲的熔化速度隨著焊接電流的增大而加快，隨著電弧電壓的增大而減慢：vm=kiIakuUa ki：電流熔化系數(shù)，每秒變化1A電流所引起熔化速度的變化值，其與焊絲的電阻率、焊絲直徑、焊絲伸出長度及焊接電流值有關(guān)；ku：電壓熔化系數(shù)，每秒變化1V電壓所引起熔化速度的變化值，其與弧柱電位梯度和弧長值有關(guān)。電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性 焊絲送進速度一定時由電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制的焊接電弧弧長穩(wěn)定時的電流與電弧電壓之間的關(guān)系。電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性方程Ia=vf/ki+kuUa/ki 方程所對應(yīng)曲線為電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線（焊絲等熔化曲線）。影響電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線的因素有哪些？各是如何影響的？1)送絲速度 送絲速度增加曲線右移；2）焊絲伸出長度 焊絲伸出長度增加，曲線左移，因為伸出長度增加導(dǎo)致電阻熱作用增大，所需電流減小；3）焊絲直徑和電阻率 焊絲直徑增大或電阻率減小，ki減小，曲線右移；4）電弧長度 電弧較長時，電弧電壓對焊絲熔化速度的影響可忽略；電弧較短時，曲線向左傾斜。電弧的固有自身調(diào)節(jié)作用 ku值隨弧長的縮短明顯增大的現(xiàn)象。電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線的物理意義 1）根據(jù)送絲條件公式vm=kiI（長弧焊條件下），在焊接條件不變時，焊接電流與送絲速度基本成正比，與電壓無關(guān)；2）該曲線是一條穩(wěn)定的工作曲線，曲線上每一點都是穩(wěn)定的工作點；3）該曲線是一條等熔化曲線，盡管使用的焊接規(guī)范不同，曲線上每一點的速度都相等，而且熔化速度等于送絲速度。調(diào)節(jié)精度（靜態(tài)誤差） 當(dāng)弧長波動時，經(jīng)調(diào)節(jié)后產(chǎn)生新的穩(wěn)定工作點與原穩(wěn)定工作點之間的差別。引起自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)誤差的因素 1）焊槍與工件距離的變化；2）網(wǎng)壓波動使電源的外特性改變。調(diào)節(jié)靈敏度 單位弧長變化所引起的弧長恢復(fù)速度的大小vm/L。自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度的影響因素 1）焊絲直徑和電流密度 焊絲直徑越細(xì)或焊絲中電流密度越大，調(diào)節(jié)靈敏度越高；2）電源外特性 電源外特性曲線越陡，調(diào)節(jié)靈敏度越低；3）弧柱的電場強度 弧柱電場強度越大，調(diào)節(jié)靈敏度越高；4）電弧長度 弧長足夠短時調(diào)節(jié)靈敏度很高，但送絲速度可調(diào)范圍窄。等速送絲焊機電流電壓調(diào)節(jié)方法 1）長弧焊條件下，才用緩降、平的或微升的外特性電源，通過改變送絲速度來調(diào)節(jié)焊接電流，通過改變電源外特性曲線的位置來調(diào)節(jié)電弧電壓；2）短弧焊條件下，采用陡降或恒流外特性電源，通過改變電源外特性來調(diào)節(jié)焊接電流，通過改變送絲速度來調(diào)節(jié)電弧電壓。（實際應(yīng)用中對于長弧焊，在改變送絲速度的同時按適當(dāng)比例改變電源電壓；對于短弧焊，在改變焊接電流的同時按適當(dāng)比例改變送絲速度。）電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性 當(dāng)送絲給定電壓一定時，在電弧穩(wěn)定燃燒的情況下電弧電壓與焊接電流之間的關(guān)系。電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性方程 Ua=KUc/（K+ku）+kiIa/（K+ku） K：電弧電壓調(diào)節(jié)器放大系數(shù)影響電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線的因素有哪些？各是如何影響的？1） 送絲給定電壓Uc 送絲給定電壓增加時曲線平行上移；2）系數(shù)K、ki和ku Kki、ku時曲線斜率接近為零；3）焊絲直徑和伸出長度 焊絲直徑減小或伸出長度增加時，曲線斜率變大；4）焊絲材料和保護條件。電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線的物理意義 1）曲線上每一點的送絲速度等于熔化速度，所以每一點都可以成為穩(wěn)定工作點，每一點送絲速度不同；2）電弧穩(wěn)定工作點電流隨電弧電壓而成正比增加，因為電弧穩(wěn)定點一定在調(diào)節(jié)特性曲線上，而該曲線是一條斜率一定的直線；3）當(dāng)電弧電壓調(diào)節(jié)器放大系數(shù)K足夠高時，曲線基本平行于橫軸，說明反饋非常強烈，只要電弧電壓微小波動就能夠引起強烈調(diào)節(jié)。引起電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)誤差的因素 1）焊絲伸出長度的變化（Kki時可忽略不計）；2）網(wǎng)壓波動使電源外特性曲線發(fā)生變化。電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度的影響因素 1）電弧電壓反饋調(diào)節(jié)器的靈敏度K K值越大靈敏度越高，但K值過大由于機電慣性會產(chǎn)生振蕩，失去工作能力；2）弧柱電場強度 弧柱電場強度越大，調(diào)節(jié)靈敏度越大。自動電弧焊機電流電壓調(diào)節(jié)方法 通過改變焊接電源的外特性和送絲給定電壓來調(diào)節(jié)焊接電流和電弧電壓的。當(dāng)焊接電源的外特性不變時，改變送絲給定電壓可以調(diào)節(jié)電弧電壓，當(dāng)給定電壓增加時，系統(tǒng)靜特性曲線向上平移，使電弧電壓提高，焊接電流減小；當(dāng)送絲給定電壓不變時，改變電源的外特性可以調(diào)節(jié)焊接電流，當(dāng)電源外特性曲線向右移動時，焊接電流增加，電弧電壓略有增加（P89圖）。電弧固有的自調(diào)節(jié)作用 弧長由于外界干擾發(fā)生變化時，由于熔化系數(shù)隨之變化，使弧長本身具有了恢復(fù)到原來弧長的能力。電弧固有的自調(diào)節(jié)系統(tǒng)與電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)的差異 電弧固有的自調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在鋁合金MIG焊時所具有的電弧固有自調(diào)節(jié)作用的基礎(chǔ)上建立起來的一種電弧自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)（P171圖）。相同點：都是利用焊絲熔化速度作為調(diào)節(jié)量來保持焊接弧長的穩(wěn)定；不同點：電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)是依靠焊接電流的改變來影響焊絲的熔化速度，而電弧固有的自調(diào)節(jié)系統(tǒng)是依靠焊絲熔化系數(shù)的改變來影響焊絲的熔化速度。后者由于電流不變所以更為穩(wěn)定。埋弧焊 電弧在焊劑下燃燒以進行焊接的熔焊方法。埋弧焊焊劑的作用 1）保護焊接金屬；2）通過冶金反應(yīng)清除有害雜質(zhì)和過渡有益的合金元素。埋弧焊的特點 優(yōu)點：1）生產(chǎn)效率高；2）焊縫質(zhì)量好；3）勞動條件好；4）節(jié)約金屬及電能；缺點：1）只適合焊平焊縫和直徑較大的環(huán)焊縫，因為要保證焊劑可以堆敷在焊道上；2）機動性差，只適合長焊縫的焊接，對工件組對要求高；3）不適合活潑金屬的焊接，因為焊劑具有強氧化性；4）不宜焊接薄板，因為電流過大，電場強度大，當(dāng)電流小于100A時電弧不穩(wěn)定，板厚應(yīng)在4mm以上，以820mm為最佳。埋弧焊的工藝特點 1）稀釋率高；2）熱輸入高；3）焊接速度快。埋弧焊的冶金特點 1）機械保護作用好；2）冶金反應(yīng)充分；3）焊縫化學(xué)成分穩(wěn)定；4）焊縫組織易粗化。埋弧焊焊劑的分類 1）熔煉焊劑；2）非熔煉焊劑。埋弧焊焊劑的要求 1）良好的焊接工藝性能 良好的穩(wěn)弧性、脫渣性、焊縫成形性等；2）良好的焊接冶金性能 高的有益合金元素含量和低的雜質(zhì)合金元素含量以及良好的力學(xué)性能和較強的抗裂性、抗氣孔性；3）其他性能 諸如焊劑顆粒尺寸適當(dāng)，顆粒強度足夠高，吸潮性小，夾雜物含量少等。常見的用于碳素鋼焊接的焊絲牌號有H08A及H08MnA。埋弧焊設(shè)備的分類 按用途分類可以分為通用焊接設(shè)備和專用焊接設(shè)備；按送絲方式可以分為等速送絲式和變速送絲式；按行走方式可分為小車式、門架式和懸臂式。埋弧焊機的機械系統(tǒng) 由送絲機構(gòu)、行走機構(gòu)、機頭調(diào)解機構(gòu)和導(dǎo)電嘴四部分組成。其中導(dǎo)電嘴有三種不同的形式，即偏心式導(dǎo)電嘴（又稱管式導(dǎo)電嘴，適用于細(xì)焊絲）、滾輪式導(dǎo)電嘴和夾瓦式導(dǎo)電嘴。埋弧焊工藝包括 1）焊前準(zhǔn)備 包括坡口加工、工件組對、焊前清理、焊劑烘干等；厚度小于14mm的工件無需開坡口，1422mm的開V型坡口，大于22mm的開X型坡口，重要設(shè)備儀器焊接時可以開U型坡口（參照GB986-1988 埋弧焊焊縫坡口基本形式和使用）；2）規(guī)范參數(shù) 板厚小于14mm的焊件所用焊絲直徑為4mm，板厚大于14mm的焊件應(yīng)用焊絲直徑5mm以上的焊絲。對接接頭雙面焊 雙面焊大大降低了對焊件的裝配要求，主要的工藝措施有：懸空雙面焊法、焊劑墊雙面焊法、臨時工藝襯墊雙面焊法等。高效埋弧焊接方法 1）單面焊雙面成形 用于不能進行雙面焊的工件，主要的工藝措施有：焊劑銅襯墊法、水冷滑塊式銅墊法、熱固化焊劑襯墊法；2）窄間隙埋弧焊 用于厚板的焊接；3）多絲焊（雙絲焊）；4）埋弧堆焊。T型接頭和搭接接頭的焊接方法 1）平角焊法 焊件不易于翻轉(zhuǎn)或尺寸較大時適用；2）船型焊法 主要用于焊件易于翻轉(zhuǎn)的場合。鎢極惰性氣體保護焊（TIG焊） 使用純鎢或活化鎢（如釷鎢、鈰鎢等）作為非熔化電極，采用惰性氣體（如氬氣、氦氣等）作為保護氣體的電弧焊方法。TIG焊特點 1）不存在冶金反應(yīng)（氬氣純度必須達到99.9%以上，且焊前需進行嚴(yán)格處理）；2）保護效果好；3）電弧穩(wěn)定，形成的焊縫質(zhì)量高；4）引弧好，電弧集中，且氬氣不易電離。鎢極氬弧焊特點 1）由于采用惰性氣體保護，最適合焊接活潑金屬如鋁、鎂、鈦等；2）電弧燃燒穩(wěn)定，在小電流、低電壓的情況下電弧也能穩(wěn)定燃燒，更適合薄件焊接；3）對鐵銹、油水、污物敏感，抗氣孔能力弱，焊前清理要求極為嚴(yán)格；4）采用非熔化極，電流范圍受到限制，一半只適合焊接較薄的工件（板厚一半小于6mm）；5）采用非接觸式引弧，使設(shè)備復(fù)雜化；6）氬氣價格較高，使焊接成本較高。TIG焊應(yīng)用 1）幾乎可以焊接所有金屬；2）多用于焊接厚度小于6mm的焊件。保護氣的氣體流態(tài)形式 1）層流 發(fā)生在在近壁處，靠近噴嘴處，對焊接作用無干擾；2）紊流 在氣流中間部分，對焊接質(zhì)量造成干擾作用，應(yīng)極力避免。焊槍的結(jié)構(gòu)和作用 結(jié)構(gòu)：1）鎢極；2）噴嘴；3）電極夾；4）槍體；5）電極帽；6）氣體鎮(zhèn)靜室；7）冷卻套；作用：1）夾持電極；2）通電；3）通保護氣；4）通冷卻水。對焊槍噴嘴的要求 1）要求有一定長度；2）采用圓柱形，內(nèi)部光滑。鎢極的作用 發(fā)射電子，發(fā)射電子的強弱取決于逸出功的大小，降低逸出功有利于電子的發(fā)射。鎢極應(yīng)滿足的條件及各項要求 1）引弧好及穩(wěn)弧性能好；2）耐高溫、不易損耗；3）電流容量大；所以要求鎢極的直徑最大不應(yīng)超過6mm，在同等電流下應(yīng)采用直流正接使鎢極為陰極，因為陰極產(chǎn)熱低，允許通過最大電流較大，避免鎢極燒損。鎢極端部形狀及尺寸的選擇 通直流電時，如果電流較小則將鎢極磨成端部夾角較小、較尖銳的形狀，如果電流較大則將鎢極端部夾角磨成直角或鈍角；如若通交流電，則將鎢極端部磨成半球型。鎢極的形狀加工及斷開都需使用砂輪磨斷。鈰鎢極較釷鎢極的優(yōu)點 1）在相同焊接規(guī)范下，弧束細(xì)長，光亮帶窄，使溫度更集中；2）最大許用電流密度可提升58%；3）電極燒損率下降，修磨次數(shù)減少，電極壽命增長。焊接電流種類及極位的選擇 1）直流反接 對母材表面氧化膜具有“陰極清理”作用（也稱“陰極破碎”或“陰極霧化”作用），鎢極為陽極易過熱熔化，很少使用，只用于焊接厚度小于3mm的鋁、鎂及其合金；2）直流正接 鎢極為陰極，發(fā)射電子能力強，同時發(fā)射電子帶走大量逸出功，對鎢極有冷卻作用，產(chǎn)熱少，不易燒損，同時提高了電流的承載能力；焊件為陽極，產(chǎn)熱高，電弧集中，形成的焊縫深而窄，使生產(chǎn)效率高，工件的收縮、變形也較?。绘u極的熱發(fā)射能力強，電弧在小電流條件下也穩(wěn)定燃燒；3）交流電源 生產(chǎn)中用于焊接鎂、鋁及其合金，結(jié)合了“陰極清理”作用和鎢極冷卻、發(fā)射電子的作用。但交流電源會產(chǎn)生有害的直流分量，應(yīng)在焊接回路中串聯(lián)適當(dāng)電容（或串聯(lián)極性相反的蓄電池或串聯(lián)二極管，但都存在弊端）予以消除；同時交流電源會造成電弧不穩(wěn)，需配備引弧裝置和穩(wěn)弧裝置；4）方波（矩形波）交流電源 過零后增長快，容易再引燃，電弧穩(wěn)定性提高；電流正負(fù)半波可調(diào)，可避免產(chǎn)生直流分量；可選擇適當(dāng)?shù)姆崔D(zhuǎn)比KR（交流方波正、負(fù)極性半周寬度可調(diào)值），消除氧化膜，減少鎢極損耗，增大熔深。TIG焊的接頭、坡口形式及規(guī)范參數(shù)選擇 分為對接接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、T型接頭；選擇規(guī)范參數(shù)的主要原則有：1）根據(jù)被焊材料的種類和極性進行選擇；2）根據(jù)板厚進行選擇；3）根據(jù)焊接電流選擇合適的鎢極直徑和噴嘴形式；4）根據(jù)焊接電流選擇保護氣體流量和焊接速度（參照GB985-1988 氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊基本形式與尺寸）。工藝因素對氣體保護效果的影響 1）保護氣體流量 通常鎢極氬弧焊噴嘴內(nèi)經(jīng)在520mm之間，氣體流量在1215L/min之間；2）噴嘴到工件的距離 距離短則節(jié)約成本，距離長則便于觀察，通常在15mm左右；3）焊接場地側(cè)向風(fēng)；4）焊接接頭形式。實際焊接時確定參數(shù)的順序 選定焊接電流種類、極性、大小選定鎢極種類、直徑選定焊槍噴嘴直徑、保護氣體流量確定焊接速度。鎢極脈沖氬弧焊優(yōu)點 1）電弧的限能量低，電弧穩(wěn)定，保證在熱輸入量很低的情況下形成焊縫；2）電弧的可調(diào)參數(shù)多，精確控制脈沖能量，便于控制熔池形狀、熔深，利于單面焊雙面成形；3）適合難焊接情況。鎢極脈沖氬弧焊的規(guī)范參數(shù)選擇 1）脈沖電流Im和脈沖持續(xù)時間tm 控制焊縫成形尺寸，Im決定熔深，Im越大熔深越大，tm決定熔寬，tm越大熔寬越大；2）基值電流Ij和基值電流存在時間tj Ij維持電弧燃燒，數(shù)值較小，為Im的1020%，tj一般為tm的13倍；3）脈沖頻率 要求前