01_焊接基礎(chǔ)知識(shí)解析

1、第一章 焊接基礎(chǔ)知識(shí)11 概 述焊接是金屬材料連接的最基本方法之一，它具有低成本、永久性、可 靠性高的特點(diǎn)。目前，焊接廣泛應(yīng)用于金屬材料間的連接，并對(duì)所焊產(chǎn)品 產(chǎn)生更大的附加值。焊接作為一種現(xiàn)代的先進(jìn)主導(dǎo)制造工藝技術(shù)，正逐步 集成到產(chǎn)品的主壽命過(guò)程，即從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、工藝制定、制造生產(chǎn)，到運(yùn)行 服役、失效分析、維護(hù)、再循環(huán)等產(chǎn)品的各個(gè)階段。焊接作為一種廣泛的系統(tǒng)工程，大量應(yīng)用于機(jī)械制造、電力建設(shè)、石 油化工、交通運(yùn)輸設(shè)備、建筑工程、航天航空、電子器件、家用電器、醫(yī) 療器械、通訊工程等眾多領(lǐng)域。幾乎有金屬應(yīng)用的地方，都有焊接現(xiàn)象。一、焊接裝備焊接裝備包括焊接電源設(shè)備、焊接輔機(jī)具和切割設(shè)備 。 近幾年

2、來(lái)，我 國(guó)焊接裝備的技術(shù)水平和制造能力不斷提高，絕大多數(shù)焊接裝備能滿足國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)的需要，一些專(zhuān)機(jī)、成套設(shè)備和部分通用焊接設(shè)備還向國(guó)外出口， 但是仍然存在很多問(wèn)題。1、焊接設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理 在電弧焊機(jī)中交流弧焊機(jī)所占比例仍較大，以逆變焊機(jī)為代表的直流 焊機(jī)所占比例還有待提高。2、焊接設(shè)備的自動(dòng)、半自動(dòng)化程度不高。以電弧焊機(jī)為例，自動(dòng)、半自動(dòng)焊機(jī)所占比例較小。3、數(shù)控切割機(jī)的制造已形成一定的規(guī)模，但配套的等離子切割電源還 要大量進(jìn)口，專(zhuān)用的數(shù)控切割設(shè)備品種不多。4、焊接機(jī)器人制造能力、制造水平和推廣應(yīng)用有待進(jìn)一步提高。 國(guó)內(nèi)投產(chǎn)使用的焊接機(jī)器人絕大部分從國(guó)外進(jìn)口，與日本、美國(guó)、西 歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相

3、比，焊接機(jī)器人的數(shù)量極少，焊接機(jī)器人的正常運(yùn)行 率不理想。5、焊接裝備水平相對(duì)落后 我國(guó)在特種焊機(jī)、成套設(shè)備及其他焊接裝備方面發(fā)展較慢，滿足不了 焊接生產(chǎn)的需要。很多國(guó)產(chǎn)新型焊接設(shè)備自行研制開(kāi)發(fā)的少，仿制、組裝 的多。6、焊接設(shè)備、 TIG、CO2 焊槍和配件制造的自動(dòng)化程度不高，手工作業(yè) 較多，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和一次合格率有待提高。二、焊接技術(shù)應(yīng)用 在重型機(jī)械、冶金機(jī)械、礦山工程機(jī)械、電站鍋爐、壓力容器、石油 化工、機(jī)車(chē)車(chē)輛、汽車(chē)等行業(yè)，普遍應(yīng)用了數(shù)控切割技術(shù)以及埋弧焊、電 渣焊、CO氣保焊、TIG焊、MIG焊、MAG旱、電阻焊、釬焊等焊接方法。我國(guó)焊接科技和生產(chǎn)技術(shù)水平雖有很大發(fā)展，但從整體

4、生產(chǎn)水平看， 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大差距，尤其在高新技術(shù)的應(yīng)用上差距更大。1、焊接技術(shù)應(yīng)用不廣、數(shù)量不多焊接結(jié)構(gòu)用鋼量作為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)及焊接技術(shù)先進(jìn)的主要指 標(biāo)。全世界平均 45的鋼材要經(jīng)過(guò)焊接才能成為投入市場(chǎng)的產(chǎn)品。2、焊接生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化水平低 我國(guó)手工焊所占比例很大。按焊絲與焊接材料的比來(lái)計(jì)算機(jī)械化、自動(dòng)化的比例， 1999 年日本為 80.6%，西歐為 74%，美國(guó)為 71%，2000 年我國(guó)為 23%。從生產(chǎn)工藝裝備看，近年來(lái)我國(guó)生產(chǎn)了一些成套的焊接工藝裝備和焊接 生產(chǎn)線，也有的廠家從國(guó)外引進(jìn)了一些設(shè)備，數(shù)量遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)工業(yè)生 產(chǎn)的需要。3、特種工程條件下的特種材料焊接

5、應(yīng)用較少 我國(guó)在特種工程條件下（高溫、低溫、石化、海洋、核能、航空航天、酸堿腐蝕等）特種工程材料的焊接領(lǐng)域，不論是工藝水平，還是實(shí)際應(yīng)用 范圍均滿足不了目前工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。在充分發(fā)揮焊接結(jié)構(gòu)使用性能、 節(jié)約材料、降低成本的異種鋼材料焊接應(yīng)用和工藝水平方面，近年來(lái)雖有 很大進(jìn)展，但總體仍落后于美、日、德等國(guó)家。 12 焊接的本質(zhì)及分類(lèi)焊接過(guò)程的本質(zhì)就是通過(guò)適當(dāng)?shù)奈锢?、化學(xué)過(guò)程使兩個(gè)分離表面的金 屬原子之間的距離接近金屬晶格距離并形成結(jié)合力 。目前找到的基本途徑， 便形成了焊接的基本分類(lèi)。一、熔化焊接 使被連接的母材表面局部加熱熔化成液體，然后冷卻結(jié)晶成一體的方 法為熔化焊接。 為了實(shí)現(xiàn)熔化焊

6、接，關(guān)鍵是要有一個(gè)能量集中、溫度足夠 高的加熱熱源。按照熱源的不同，熔化焊接的基本方法分為：氣焊（以氧 乙炔或其他可燃?xì)怏w燃燒火焰為熱源） ；鋁熱焊（以鋁熱劑放熱反應(yīng)熱為熱 源）；電弧焊（以氣體導(dǎo)電時(shí)產(chǎn)生的熱為熱源） ；電子束焊（以高速運(yùn)動(dòng)的 電子束為熱源）；激光焊（以單色光子束流為熱源）等等若干種。其次，為了防止局部熔化的高溫焊縫金屬跟空氣接觸而造成成分、性 能的不良，熔化焊接過(guò)程一般都必須采取有效的隔離空氣的保護(hù)措施，其 基本形式是：真空、氣相和渣相保護(hù)三種。因此，保護(hù)形式常常是區(qū)分熔 化焊接方法的另一個(gè)特征。例如，熔化焊接方法中最重要的電弧焊方法就 可按保護(hù)方法的不同分為埋弧焊、氣保護(hù)焊

7、等很多種。此外，電弧焊方法 還按電極特征分為熔化極和非熔化極兩大類(lèi)。二、壓力焊接 利用摩擦、擴(kuò)散和加壓等物理作用克服兩個(gè)連接表面的不平度，除去 （擠走）氧化膜及其他污染物，使兩個(gè)連接表面上的原子相互接近到晶格 距離，從而在固態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)的連接統(tǒng)稱為固相焊接。固相焊接時(shí)通常都 必須加壓，因此也稱壓力焊接。為了使固相焊接容易實(shí)現(xiàn)，固相焊接大都 在加壓的同時(shí)伴隨加熱措施，但加熱溫度通常都遠(yuǎn)低于焊件的熔點(diǎn)，因此 固相焊接一般都無(wú)需保護(hù)措施（擴(kuò)散焊等除外） 。按照加熱方法不同，壓力焊接的基本方法有：冷壓焊（不采取加熱措 施的壓焊）、摩擦焊、超聲波焊、爆炸焊、鍛焊、擴(kuò)散焊、電阻對(duì)焊、閃光 對(duì)焊等若干種。應(yīng)

8、該注意的是，通常所指的電阻焊都可以稱為壓力焊（焊接過(guò)程中需 要加壓），但是有些電阻焊（點(diǎn)焊、縫焊）接頭形成過(guò)程伴隨有熔化結(jié)晶過(guò) 程，不過(guò)是在加壓的條件下進(jìn)行的，所以仍然屬壓力焊。三、釬焊 利用某些熔點(diǎn)低于被連接母材熔點(diǎn)的熔化金屬（釬料）作連接的媒介 物在連接界面上的流散浸潤(rùn)作用，然后冷卻結(jié)晶形成結(jié)合面的方法稱為釬 焊。釬焊必須采取加熱（使釬料熔化，但母材不熔化）和保護(hù)措施（使熔 化的釬料不跟空氣接觸） 。按照熱源和保護(hù)條件不同，釬焊方法分為：火焰 釬焊（以氧乙炔燃燒火焰為熱源） ；真空或充氣感應(yīng)釬焊（以高頻感應(yīng)電流 的電阻熱為熱源）；電阻爐釬焊（以電阻爐輻射熱為熱源） ；鹽浴釬焊（以 高溫鹽浴

9、為熱源）等若干種。 以下為基本焊接方法示意圖：15熔化焊捋壓力焊接電弧埠鋁熱焊熔化極氣體保護(hù)電弧焊的分類(lèi):熔化極氣體保護(hù)焊廠實(shí)芯舷熔化焊接電子束捍激光焊電禮焊電弧焊熔北極氣焊氮弧焊4 f手工悍蛾枉焊4 f埋弧焊熔化極氣側(cè)SMIGlAGHeArI Ar+血 r Ar + Oe + %Ar+ COs 、He + COr COz + a5（自保護(hù)藥芯焊絲氣保護(hù)藥芯焊莖COzAr + OtAr +C01注：在MAG旱中，如果保護(hù)氣體以Ar為主，也稱為MIG焊。1 3 焊接電弧原理一、焊接電弧的物理本質(zhì)和引燃 電弧是所有電弧焊接方法的能源，電弧能有效而簡(jiǎn)便的把電能轉(zhuǎn)變成 焊接過(guò)程所需的機(jī)械能及熱能。電弧

10、并不是一般的燃燒現(xiàn)象。實(shí)質(zhì)上， 電 弧是在一定條件下電荷通過(guò)兩電極間氣體空間的一種導(dǎo)電現(xiàn)象。 或者說(shuō)是 一種氣體放電現(xiàn)象。借助這種特殊的氣體放電過(guò)程，電能轉(zhuǎn)變成光能；熱 能和機(jī)械能。焊接就是要利用其熱能和機(jī)械能達(dá)到金屬連接的目地。1、氣體放電的基本概念 不論固體、液體還是氣體，能否呈現(xiàn)導(dǎo)電性，都取決于在電場(chǎng)作用下 是否擁有可自由移動(dòng)的帶電粒子。金屬本身?yè)碛写罅孔杂呻娮?，所以在?屬導(dǎo)體兩端只要加上電壓，自由電子便產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)，形成電流。 但是正 常狀態(tài)下的氣體不含帶電粒子，是由中性分子或原子組成的。它們雖然可 以自由移動(dòng)，但不會(huì)受電場(chǎng)作用而產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)，所以是不導(dǎo)電的。因此， 要使正常狀態(tài)的氣

11、體導(dǎo)電，必須先有一個(gè)產(chǎn)生帶電粒子的過(guò)程，然后才能 呈現(xiàn)導(dǎo)電性能。2、帶電粒子的擴(kuò)散和復(fù)合現(xiàn)象電弧的導(dǎo)電是靠電弧空間帶電粒子的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 , 電弧的穩(wěn)定燃燒 是帶電粒子產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)與消失的動(dòng)平衡過(guò)程 。帶電粒子產(chǎn)生后，一部分承 擔(dān)了導(dǎo)電任務(wù)，另一部分則在電弧空間消失了，帶電粒子在電弧空間的消 失過(guò)程主要有擴(kuò)散與復(fù)合兩種形式。（ 1）擴(kuò)散: 帶電粒子和一般氣體分子和原子一樣，如果分布密度不同，則帶電粒 子將從密度高的地方向密度低的地方移動(dòng)而趨向密度均勻，這種現(xiàn)象稱為 帶電粒子的擴(kuò)散現(xiàn)象。（ 2）復(fù)合:電弧空間的正負(fù)帶電粒子（正離子、負(fù)離子、電子） ，在一定條件下相 遇而互相結(jié)合成中性粒子的過(guò)程稱為

12、復(fù)合。3、焊接電弧的引燃焊接電弧引燃有兩種方式：接觸引弧和非接觸引?。?1） 接觸引弧 : 在弧焊電源接通后，電極（焊條或焊絲）與工件直接短路接觸，隨后 拉開(kāi)，從而把電弧引燃。手弧焊和熔化極保護(hù)焊都采用這種引弧方式。（2）非接觸引?。褐冈陔姌O與工件之間存在一定間隙，施以高壓擊穿間隙，使電弧引燃。 鎢極氬弧焊和等離子弧焊采用這種方式。二、電弧區(qū)域的組成及壓降分布當(dāng)兩電極之間產(chǎn)生電弧放電時(shí)，在電弧長(zhǎng)度方向的電場(chǎng)強(qiáng)度并不是均 勻的，實(shí)際測(cè)量得到沿弧長(zhǎng)方向電壓分布如圖。由圖可以看到電弧由三個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度不同的區(qū)域構(gòu)成。陽(yáng)極附近的區(qū)域 為陽(yáng)極區(qū)，其電壓稱為陽(yáng)極電壓降；陰極附近的區(qū)域?yàn)殛帢O區(qū)，其電壓稱 為陰極

13、電壓降；中間部分為弧柱區(qū)，其電壓稱為弧柱電壓降。電弧的這種 不均勻的電場(chǎng)強(qiáng)度說(shuō)明電弧各區(qū)域的電阻是不相同的?；≈碾娮栎^小， 電壓降較?。欢鴥蓚€(gè)電極區(qū)的電阻較大，電壓降較大。1、陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)為了維持電弧穩(wěn)定燃燒，陰極區(qū)的任務(wù)是向弧柱區(qū)提供所需要的電子 流，接受由弧柱送來(lái)的正離子流，以滿足電弧導(dǎo)電需要大電流的特點(diǎn)。2、陽(yáng)極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)陽(yáng)極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)比陰極區(qū)要簡(jiǎn)單的多，為了維持電弧導(dǎo)電，陽(yáng)極區(qū)的 任務(wù)是接受由弧柱過(guò)來(lái)的電子流和向弧柱提供的正離子流。三、電弧的靜特性（如圖）電弧燃燒時(shí)，兩極間穩(wěn)態(tài)的電壓和電流關(guān)系曲線稱電弧的靜特性（電 弧壓降是陰極壓降.陽(yáng)極壓降.弧柱壓降的總和）。A段：為下降特

14、性段，這時(shí)，電弧不穩(wěn)定，一般不采用這個(gè)區(qū)段。B段：為平特性段，電弧穩(wěn)定燃燒。電流穩(wěn)定，電壓隨著弧長(zhǎng)變化而變化。 埋弧自動(dòng)焊：正常電流密度一平特性區(qū) 焊條手工焊(W 500A：無(wú)上升特性區(qū) TIG :大電流區(qū)-平特性區(qū)C段：為上升特性段，電弧穩(wěn)定燃燒。電流增大，電壓升高。埋弧自動(dòng)焊：大電流密度一上升特性區(qū)細(xì)絲熔化極氣保焊：電流密度較大上升特性區(qū)四、電弧力在焊接過(guò)程中，電弧不僅是一個(gè)熱源而且也是一個(gè)力源。電弧產(chǎn)生的 機(jī)械作用力與焊縫的熔深、熔池?cái)嚢琛⑷鄣芜^(guò)渡、焊縫成型都有直接關(guān)系。 如果對(duì)電弧力控制不當(dāng)他將破壞焊接過(guò)程，使焊絲金屬不能過(guò)渡到熔池而 形成飛濺、焊瘤、咬邊、燒穿等缺陷。焊接電弧力主要包

15、括：電磁力、等 離子流力、斑點(diǎn)壓力、短路爆破力等。1、電磁收縮力在焊接電弧中，電磁收縮力同時(shí)作用于工件和焊條上，實(shí)際上焊接電弧 不是圓柱體，而是斷面直徑變弧的圓錐狀氣態(tài)導(dǎo)體。因?yàn)楹笚l直徑限制了 導(dǎo)電區(qū)的擴(kuò)展，而在工件上電弧可以擴(kuò)展的比較寬。所以接近焊條端電弧 斷面直徑小，接近焊件端電弧斷面直徑大，直徑不同將引起壓力差，從而 產(chǎn)生焊條指向工件的推力F推：F推=kl炯(Rb/Ra)，F(xiàn)推：指向工件的推 力；I :電流值；Rb 錐形弧柱下地面半徑；Ra：錐形弧柱上地面半徑。2、等離子流力電弧中由于電弧推力引起的高溫氣流運(yùn)動(dòng)所形成的力稱為等離子流力。3、斑點(diǎn)力 當(dāng)電極上形成斑點(diǎn)時(shí)，由于斑點(diǎn)上導(dǎo)電和導(dǎo)熱

16、的特點(diǎn)，在斑點(diǎn)上產(chǎn)生 斑點(diǎn)力。斑點(diǎn)力在一定條件下會(huì)阻礙焊條熔化金屬的過(guò)渡。4、爆破力 熔滴短路時(shí)電弧瞬時(shí)熄滅，因短路時(shí)電流很大，短路金屬液柱中電流 密度很高，在金屬液柱內(nèi)產(chǎn)生很大的電磁收縮力，使電弧頸變細(xì)，電阻熱 使金屬液柱溫度急劇升高，使液柱氣化爆裂，此為爆破力并且能使液體金 屬形成飛濺。五、磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用 電弧周?chē)拇艌?chǎng)：電弧本身電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)（自身磁場(chǎng)） 。 電弧自身磁場(chǎng)的作用：使電弧具有剛直性（電弧作為一個(gè)柔軟導(dǎo)體抵 抗外界干擾，保持焊接電流沿焊條軸向流動(dòng)的性能） 。電弧的磁偏吹 （ 自身磁場(chǎng)不對(duì)稱使電流偏離焊條軸線的現(xiàn)象 ）。1、造成磁偏吹的原因是：（1）接地線位置不正確；（2）外

17、部磁場(chǎng)；（3）焊條不同心。短弧焊接； 對(duì)長(zhǎng)和大的工件兩邊連接地線； 消除工件剩磁； 用厚皮焊條； 避免周?chē)判晕镔|(zhì)影響2、消除和減弱偏吹的方法：（1）（2）（3）（4）（5）1 4 焊絲的加熱、熔化及熔滴過(guò)渡一、焊絲的加熱、熔化 熔化極電弧焊時(shí)，焊絲熔化作為填充金屬形成焊縫。焊絲的熔化主要 靠陰極區(qū)或陽(yáng)極區(qū)所產(chǎn)生的熱量，而弧柱區(qū)產(chǎn)生的熱量對(duì)焊絲熔化居次要 地位。焊絲除了受電弧的加熱外，在自動(dòng)和半自動(dòng)焊時(shí)，從焊絲與導(dǎo)電嘴 接觸點(diǎn)到電弧端頭的一段焊絲（即焊絲伸出長(zhǎng)度用 Ls 表示）有焊接電流流 過(guò)，所產(chǎn)生電阻熱對(duì)焊絲有預(yù)熱作用，從而影響焊絲的熔化速度。特別是 焊絲比較細(xì)和焊絲金屬的電阻系數(shù)比較大時(shí)

18、這種影響更為明顯。PR=I Rs RS=Ls/S影響焊絲熔化速度的因素：1 、電流和電壓對(duì)熔化速度的影響。2 、氣體介質(zhì)對(duì)焊絲熔化速度的影響。不同氣體介質(zhì)直接影響陰極壓降的 大小和焊接電弧產(chǎn)熱多少，因此影響焊絲的熔化速度。3. 電阻熱對(duì)熔化速度的影響。熔化焊時(shí)，由于采用的電流密度較大，所 以在焊絲伸出長(zhǎng)度產(chǎn)生的電阻熱對(duì)焊絲起著預(yù)熱作用，可以影響到焊絲的 熔化速度。二、熔滴過(guò)渡和飛濺 在電弧熱作用下，焊絲與焊條端頭的熔化金屬形成熔滴，受到各種力 的作用向母材過(guò)渡，稱為熔滴過(guò)渡。1、熔滴上的作用力 焊條端頭的金屬熔滴受以下幾個(gè)力的作用；表面張力、重力、電磁收 縮力、斑點(diǎn)壓力、等離子流力和其他力。

19、表面張力 表面張力是在焊條端頭上保持熔滴的主要作用力。 重力 當(dāng)焊絲直徑較大而焊接電流較小時(shí)，在平焊位置情況下，使熔滴脫離 焊絲的力主要是重力。如果熔滴的重力大于表面張力時(shí)，熔滴就要脫離焊 絲。在立焊和仰焊時(shí)，重力將阻礙熔滴過(guò)渡。 電磁力 電流通過(guò)熔滴時(shí)，將產(chǎn)生電磁力的軸向分力，其方向總是從小截面指 向大截面，它是促進(jìn)熔滴過(guò)渡的。 等離子流力。 電流較大時(shí)，高速等離子流將對(duì)熔滴產(chǎn)生很大的推力，使之沿焊絲軸 線方向運(yùn)動(dòng)。這種推力的大小與焊絲直徑和電流大小有密切的關(guān)系。 斑點(diǎn)壓力 電極上形成斑點(diǎn)時(shí)，當(dāng)斑點(diǎn)面積較小時(shí)斑點(diǎn)壓力常常是阻礙熔滴過(guò)渡 的力；而當(dāng)斑點(diǎn)面積很大，籠罩整個(gè)熔滴時(shí)斑點(diǎn)壓力常常促進(jìn)熔

20、滴過(guò)渡。 爆破力 當(dāng)熔滴內(nèi)部含有易揮發(fā)金屬或由于冶金反應(yīng)而生成氣體時(shí)，會(huì)使熔滴 內(nèi)部在電弧作用下氣體積聚和膨脹造成較大的內(nèi)力，從而使熔滴爆炸而過(guò) 渡。如短路過(guò)渡焊接時(shí)。上述各種力對(duì)熔滴過(guò)渡的作用，根據(jù)不同的工藝條件應(yīng)做具體的分析。當(dāng)立焊仰焊時(shí)，重力使過(guò)渡的金屬偏離電弧的軸線方向而阻礙熔滴過(guò) 渡。長(zhǎng)弧時(shí)，表面張力總是阻礙熔滴從焊絲端部脫離，但當(dāng)熔滴與熔池金 屬短路并形液體金屬過(guò)橋時(shí)，由于熔池界面很大，這時(shí)表面張力有助于把 液體金屬拉進(jìn)熔池，而促進(jìn)熔滴過(guò)渡。電磁力也有同樣的情況，當(dāng)熔滴短 路使電流線呈發(fā)散形，也會(huì)促進(jìn)液態(tài)小橋金屬向熔池過(guò)渡。2、熔滴過(guò)渡主要形式及其特點(diǎn)（ 1） 熔滴過(guò)渡的分類(lèi)熔滴過(guò)

21、渡形式大體上可分為三種類(lèi)型，即自由過(guò) 渡、接觸過(guò)渡和渣壁過(guò)渡。自由過(guò)渡：指熔滴經(jīng)電弧空間自由飛行，焊絲端頭和熔池之間不發(fā)生 直接接觸。接觸過(guò)渡： 焊絲端部的熔滴與熔池表面通過(guò)接觸而過(guò)渡。 在熔化極氣 體保護(hù)焊時(shí)，焊絲短路并重復(fù)的引燃電弧，這種接觸過(guò)渡亦稱為短路過(guò)渡。 TIG焊時(shí)，焊絲作為填充金屬，它與工件間不引燃電弧，也稱為搭橋過(guò)渡的。渣壁過(guò)渡： 渣壁過(guò)渡與渣保護(hù)有關(guān)， 常發(fā)生在埋弧焊與手弧焊時(shí)，熔 滴是從熔渣的空腔壁上流下的。（2）滴狀過(guò)渡大滴狀排斥過(guò)渡氣體保護(hù)焊時(shí)，因CO2氣體高溫分解吸熱對(duì)電弧有冷卻作用，使電弧 電場(chǎng)強(qiáng)度提高，電弧收縮，弧根面積減小，增加了斑點(diǎn)壓力而阻礙熔滴過(guò) 渡，并形成

22、大滴狀排斥過(guò)渡。熔化極氣體保護(hù)焊直流正接時(shí)， 由于斑點(diǎn)壓力較大， 無(wú)論用 Ar 還是 CO2 氣體保護(hù)，焊絲都有明顯的大滴狀排斥過(guò)渡現(xiàn)象。應(yīng)當(dāng)指出的是，中等電 流規(guī)范CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，因弧長(zhǎng)較短，同時(shí)熔滴和熔池都在不停的運(yùn)動(dòng)， 熔滴與熔池極易發(fā)生短路過(guò)程，所以 CO2 氣體保護(hù)焊除大滴狀排斥過(guò)渡外， 還有一部分熔滴是短路過(guò)渡。正因?yàn)檫@種過(guò)渡形式有一定量的短路過(guò)渡易 形成飛濺，所以在焊接回路中應(yīng)串聯(lián)大一些的電感，使短路電流上升速度 慢一些，這樣可以適當(dāng)?shù)臏p少飛濺。細(xì)顆粒過(guò)渡CO2 氣體保護(hù)焊時(shí)， 隨著焊接電流的增加， 斑點(diǎn)面積也增加，電磁力增 加，熔滴過(guò)渡頻率也增加。雖然由于電流增加使熔滴細(xì)化

23、，但是熔滴尺寸 一般也大于焊絲直徑。電流再增加時(shí)，它的電弧形態(tài)與熔滴過(guò)渡形式?jīng)]有 突然變化，這種過(guò)渡形式稱為細(xì)顆粒過(guò)渡。細(xì)顆粒過(guò)渡飛濺較小。（3）噴射過(guò)渡用氬氣或富氬氣體保護(hù)焊時(shí)，會(huì)出現(xiàn)噴射過(guò)渡形式。射滴過(guò)渡過(guò)渡時(shí)熔滴直徑大于焊絲直徑，脫離焊絲沿焊絲軸向過(guò)渡。 （焊鋼時(shí)總 是一滴一滴的過(guò)渡，焊鋁及其合金時(shí)每次 12 滴）氣體保護(hù)焊時(shí)，均有射 滴過(guò)渡形式。射滴過(guò)渡是界于小電流滴狀過(guò)渡和大電流射流過(guò)渡之間的一 種熔滴過(guò)渡形式。射流過(guò)渡 焊絲端部液體金屬直徑很細(xì)熔滴的表面張力很小，再加等離子氣流的 作用，細(xì)小的熔滴從焊絲尖端一個(gè)接一個(gè)向熔池過(guò)渡，過(guò)渡速度很快。脫 離焊絲端部的熔滴加速度可以達(dá)到重力加

24、速度的幾十倍，稱這過(guò)渡方式為 射流過(guò)渡。（4）短路過(guò)渡 在較小電流低電壓時(shí)，熔滴未長(zhǎng)成大滴就與熔池短路，在表面張力及電磁收縮力的作用下，熔滴向母材過(guò)渡這種過(guò)程稱短路過(guò)渡。 （這種過(guò)渡形 式電弧穩(wěn)定，飛濺較小，熔滴過(guò)渡頻率高，焊縫成形較好，廣泛用于薄板 和全位置焊接過(guò)程）（5）渣壁過(guò)渡 指涂料焊條手弧焊和埋弧焊時(shí)的熔滴形式。使用涂料焊條接時(shí)，可出現(xiàn)四種過(guò)渡形式：渣避過(guò)渡大顆粒過(guò)渡、細(xì)顆粒渡和短路過(guò)渡。過(guò)渡形式 決定于涂料成分和藥皮厚度、焊接規(guī)范、電流種類(lèi)和極性等。用厚皮涂料焊條焊接時(shí)，焊條端頭形成帶一定角度的藥皮套筒，它可 以控制氣流的方向和熔滴過(guò)渡的方向。套筒的長(zhǎng)短與涂料厚度有關(guān)，通常 涂料越

25、厚，套筒越長(zhǎng)，吹送力也越大，但涂料層厚度應(yīng)適當(dāng)。過(guò)厚和過(guò)薄 都不好，均可產(chǎn)生較大的熔滴。當(dāng)涂料層厚度為 1.2m m時(shí)熔滴的顆粒最小。 用薄皮焊條焊接時(shí)，不生成套筒，熔渣很少，不能包圍熔化金屬，成為大 滴或短路過(guò)渡。堿性焊條在很大電流范圍內(nèi)均為大滴狀或短路過(guò)渡。這是因?yàn)橐后w金 屬與熔渣的界面有很大的表面張力，不易產(chǎn)生渣壁過(guò)渡，在電弧氣氛中含 有 30%以上的氣體，與氣保焊相似， 在低電壓時(shí)弧長(zhǎng)較短，熔滴沒(méi)有長(zhǎng)大就 發(fā)生短路，出現(xiàn)短路過(guò)渡。當(dāng)弧長(zhǎng)增加時(shí)，熔滴自由長(zhǎng)大，將呈大滴過(guò)渡。使用酸性焊條焊接時(shí)為細(xì)顆粒過(guò)渡。 因?yàn)樵鸵簯B(tài)金屬含有大量的氧， 在金屬與渣的界面上表面張力較小。焊條熔化時(shí)，熔滴尺

26、寸受電流影響較 大。部分熔化金屬沿套筒內(nèi)壁過(guò)渡，部分直接過(guò)渡，若進(jìn)一步增加電流時(shí)， 將提高熔滴溫度，同時(shí)降低表面張力。高電流密度時(shí)，將出現(xiàn)更細(xì)的熔滴 過(guò)渡。這時(shí)電弧電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)熔滴過(guò)渡影響不大。埋弧焊時(shí)，電弧是在熔渣形成的空腔（氣泡）內(nèi)燃燒，這時(shí)熔滴是通 過(guò)渣壁流入熔池，只有少數(shù)熔滴是通過(guò)氣泡內(nèi)的電弧空間過(guò)渡。埋弧焊熔 滴過(guò)渡與焊接速度、極性、電弧電壓和焊接電流有關(guān)。在直流反極性時(shí)， 若電弧電壓較低，焊絲端頭呈尖錐狀，其液體錐面大致與熔池的前方壁面 相平行，這時(shí)氣泡較小，焊絲端頭的金屬熔滴較細(xì)，熔滴將沿渣壁以小滴 狀過(guò)渡。相反，在直流正接的情況下，焊絲端頭的熔滴較大，在斑點(diǎn)壓力

27、的作用下，熔滴不停擺動(dòng)，這時(shí)熔滴呈大滴狀過(guò)渡，每秒鐘僅 10 滴左右， 而直流反接時(shí)每秒鐘可達(dá)幾十滴，焊接電流對(duì)熔滴過(guò)渡頻率有很大的影響， 隨著電流的增加，熔滴過(guò)渡頻率增加，其中以直流反接時(shí)更為明顯。、熔敷和飛濺 電弧焊接過(guò)程中，熔化的焊絲由于受到電弧高溫 .氣體介質(zhì) .熔滴過(guò)渡 .冶金反應(yīng)等影響，會(huì)產(chǎn)生氧化。蒸發(fā)和飛濺損耗，直接影響焊接質(zhì)量和效 率。熔敷率 : 過(guò)渡到焊縫中的金屬重量與使用焊絲重量之比 （用焊條焊接 時(shí)，按焊條芯重量計(jì)算） 。飛 濺 : 焊接過(guò)程中，大部分焊絲熔化金屬可以過(guò)渡到熔池，有一部 分焊絲熔化金屬飛向熔池之外，飛向熔池之外的金屬稱為飛濺。1 5 焊接參數(shù)和工藝對(duì)焊縫的

28、影響一、電流、電壓、焊接速度對(duì)焊縫的影響 電流、電壓、焊接速度是決定焊縫尺寸的主要能量參數(shù)。1、焊接電流 焊接電流增大時(shí)（其他條件不變） ，焊縫的熔深和余高增大，熔寬沒(méi)多 大變化（或略為增大） 。這是因?yàn)椋海?）電流增大后，工件上的電弧力和熱輸入均增大，熱源位置下移，熔 深增大。熔深與焊接電流近于正比關(guān)系。（2）電流增大后，焊絲融化量近于成比例地增多，由于熔寬近于不變， 所以余高增大。 （3）電流增大后，弧柱直徑增大，但是電弧潛入工件的深度增大，電弧 斑點(diǎn)移動(dòng)范圍受到限制，因而熔寬近于不變。2、電弧電壓電弧電壓增大后，電弧功率加大，工件熱輸入有所增大，同時(shí)弧長(zhǎng)拉 長(zhǎng)，分布半徑增大，因而熔深略有

29、減小而熔寬增大。余高減小，這是因?yàn)?熔寬增大，焊絲熔化量卻稍有減小所致。3、焊接速度 焊速提高時(shí)線能量減小，熔深和熔寬都減小。余高也減小，因?yàn)閱挝?長(zhǎng)度焊縫上的焊絲金屬的熔敷量與焊速成反比，熔寬則近于焊速的開(kāi)方成 反比。二、電流的種類(lèi)和極性以及電極尺寸等的影響1、電流的種類(lèi)和極性 熔化極電弧焊時(shí)，直流反接時(shí)熔深和熔寬都要比直流正接的大，交流 電焊接時(shí)介于兩者之間，這是因?yàn)楣ぜ帢O）析出的能量較大所致。直 流正接時(shí)，焊絲為陰極，焊絲的熔化率較大。鎢極氬弧焊時(shí)直流正接的熔深最大，反接最小。焊鋁、鎂及合金有去 除熔池表面氧化膜的問(wèn)題，用交流為好，焊薄件時(shí)也可用反接。焊其他材 料一般都用直流正接。2、鎢極端部形狀、焊絲直徑和伸出長(zhǎng)度的影響 熔化極電弧焊時(shí)如果電流不變，焊絲直徑變細(xì)，則焊絲上的電流密度 變大，加熱集中，因此熔深增大，熔寬減小，余高也增大。焊絲伸