熔焊方法及設(shè)備2

1、TIG焊：鎢極惰性氣體保護(hù)焊是使用純鎢或活化鎢作為非熔化極， 采用惰性氣體（氬氣、氦氣等）作為保護(hù)氣體的電弧焊方法，簡(jiǎn) 稱TIG焊。MIG焊/MAG焊：熔化極氬弧焊是使用焊絲作為熔化電極，采用氬 氣或富氬混合氣作為保護(hù)氣體的電弧焊方法。當(dāng)保護(hù)氣體是惰性 氣體Ar或Ar+He時(shí)，通常稱作熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱 MIG焊；當(dāng)保護(hù)氣體以Ar為主，加入少量活性氣體如02或CO2, 或CO2+0 2等時(shí)，通常稱作熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱MAG 焊。TIME焊 是一種高效的MIG焊，采用單絲電弧焊接，采用四元混合 氣體（Ar He CO2 02）作為保護(hù)氣，焊接過程保持大的焊絲伸出 長度和大

2、的送絲速度。熔敷速讀較傳統(tǒng)的熔化極氬弧焊提高兩到 三倍。STT 表面張力過渡控制技術(shù)。CMT 冷金屬過渡控制法。A-TIG活性鎢極氬弧焊焊接方法縮寫埋弧焊（SAW） 鎢極惰性氣體保護(hù)焊（T IG/GTAW）熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW/MIG/MAG） 等離子弧焊（PAW） 焊條電弧焊（SMAW） 焊接電?。河珊附与娫垂┙o能量，在具有一定電壓的電極之間或 木材之間的氣體介質(zhì)中的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。電離：中性氣體分子或原子分離成電子和正粒子的現(xiàn)象。 電子發(fā)射：電極表面受到外加能量的作用，使其內(nèi)部的電子沖破 電極表面的束縛飛到電弧空間的現(xiàn)象稱為電子發(fā)射。電弧磁偏吹：指焊接是由于某種原因，使電弧周圍

3、磁場(chǎng)的均勻性 受到破壞，從而導(dǎo)致焊接電弧偏離焊絲的軸線，而向某一方向偏 吹的現(xiàn)象。消除措施：盡量采用短弧焊、采用脈沖或高頻焊、用 交流代替直流、采用外加磁場(chǎng)矯正。最小電壓原理：在電流和周圍條件一定的情況下，穩(wěn)定燃燒的電弧 將自動(dòng)選擇一適當(dāng)?shù)臄嗝?，以保證電弧的電場(chǎng)強(qiáng)度具有最小的數(shù) 值,即在固定弧長上的電壓最小。這意味著電弧總是保持最小的能 量消耗陰極清理：直流反接時(shí)母材作為陰極承擔(dān)發(fā)射電子的任務(wù)，由于 表面有氧化物的地方，電子逸出功小，容易發(fā)射電子。因此電弧 有自動(dòng)尋找金屬氧化物的性質(zhì)，在氧化膜上容易形成陰極斑點(diǎn)， 與此同時(shí)陰極斑點(diǎn)受到質(zhì)量較大的正離子的撞擊，因此，能使該 區(qū)域內(nèi)的氧化膜被清除。

4、陰極斑點(diǎn)：陰極表面經(jīng)?？梢钥吹桨l(fā)出閃爍的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域稱 為陰極斑點(diǎn)。陰極破碎作用：當(dāng)陰極斑點(diǎn)受到弧柱中的正離子流的強(qiáng)烈撞擊時(shí) 溫度很高氧化膜很快被汽化破碎顯露出純潔的焊件金屬表面電子 發(fā)射條件也由此變差。這時(shí)陰極斑點(diǎn)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到附近有氧化 膜存在的地方如此下去就會(huì)把焊件焊接區(qū)表面的氧化膜清除掉這 種現(xiàn)象稱為陰極破碎現(xiàn)象冷陰極：熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低的陰極，如銅鐵鋁陰極。熱陰極：熔點(diǎn)和 沸點(diǎn)較高的陰極，如碳，鎢等送絲系統(tǒng):推絲試 拉絲試 推拉絲試熔化極氣體保護(hù)焊選擇保護(hù)氣體的原則對(duì)焊縫無害改善工藝 提高熔敷率引弧方式a接觸式引弧熔化極 埋弧焊、焊條電弧焊，b非接 觸引弧，非熔化極氣體保護(hù)焊TIG、PA

5、W（高頻高壓、高壓 脈沖）靜特性：焊接電弧的靜特性是指在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一 定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系， 也稱伏-安特性。外特性：焊接電源的外特性在電源參數(shù)一定的條件下，電源 輸出的電壓穩(wěn)定值Uy與輸出的電流穩(wěn)定值Iy之間的關(guān)系 Uy=f （Iy）。短路過渡：焊條（或焊絲）端部的熔滴與熔池短路接觸，由于強(qiáng) 烈過熱和磁收縮的作用使其爆斷，直接向熔池過渡的形式。亞射流過渡：大電流MIG焊鋁合金時(shí)，弧壓較低，電弧呈半潛狀 態(tài)，熔滴尺寸約等于焊絲直徑的射滴過渡，伴隨著瞬時(shí)短路，熔 滴過渡頻率達(dá)100-200個(gè)/s。介于短路與射滴之間的過渡形式， 其實(shí)應(yīng)該稱為亞射滴

6、過渡。射流過渡：熔滴呈細(xì)小顆粒，沿焊絲的鉛筆尖狀的端頭以噴射狀 態(tài)快速通過電弧空間向熔池過渡的形式。熔滴過渡通?？煞譃槿N基本類型，即自由過渡、接觸過渡和渣壁過渡。氣體放電：當(dāng)兩電極之間存在電位差時(shí)，電荷從一極穿過氣體介 質(zhì)到達(dá)另一極的導(dǎo)電現(xiàn)象。電弧由弧柱區(qū)、陽極區(qū)和陰極區(qū)組成。場(chǎng)致發(fā)射一一當(dāng)陰極表面空間有強(qiáng)電場(chǎng)存在并達(dá)到一定程度時(shí)， 在電場(chǎng)的作用下電子可以獲得足夠的能量克服陰極內(nèi)部正電荷對(duì) 它的靜電引力，因此可以沖破電極表面，飛入電弧空間，并受到 外加電場(chǎng)的加速，提高動(dòng)能，這種從電極表面飛出電子的現(xiàn)象稱 為場(chǎng)致發(fā)射。光發(fā)射一一當(dāng)金屬電極表面接受光輻射時(shí)，電極表面的自由電子 能量增加，當(dāng)電子的

7、能量達(dá)到一定值時(shí)能飛出電極的表面，這種 現(xiàn)象稱為光發(fā)射短路過渡：焊條（焊絲）端部熔滴與熔池短路接觸，由于強(qiáng)烈過 熱和磁收縮作用使其爆斷，直接向熔池過渡的形式。磁偏吹防止措施：在實(shí)際生產(chǎn)中，選用交流電源代替直流；2,采 用短弧焊3,采用脈沖焊或高頻電弧焊4,采用外加磁場(chǎng)矯正5, 工件采用多分布對(duì)稱接法6，改變焊槍角度弧壓反饋?zhàn)哉{(diào)節(jié)原理：當(dāng)電弧長度波動(dòng)而引起焊接參數(shù)偏離原來 的穩(wěn)定值時(shí)，利用電弧電壓作為反饋量，通過一個(gè)專門的自動(dòng)裝 置一一電弧電壓反饋調(diào)節(jié)器，強(qiáng)迫改變送絲速度，使弧長恢復(fù)到 原來的長度。埋弧焊有何特征？試述埋弧焊弧壓反饋?zhàn)哉{(diào)節(jié)原理優(yōu)點(diǎn)：1、生產(chǎn)效率高，所用的焊接電流大，電弧的熔深能力

8、和焊 絲熔敷效率大。2、焊接質(zhì)量好3、勞動(dòng)條件好4、節(jié)約金屬及電 能 缺點(diǎn)：1、適用的位置受到限制2、對(duì)焊件坡口加工與裝配要 求較嚴(yán)，3、焊接厚度受到限制，不適于焊接厚度小的薄板，不適 合厚度小于1mm的薄板。等送絲電弧自調(diào)節(jié)原理，并說明它與亞射流過度的電弧固有自調(diào) 節(jié)異同相同點(diǎn)，都是利用焊絲熔化速度做調(diào)節(jié)量來保持弧長的穩(wěn)定，不 同點(diǎn)：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 焊絲熔化速度。GMAW如何選擇極性？試說明CO2產(chǎn)生飛濺的原因及減小措施GMAW是熔化極氣體保護(hù)焊，一般采用直流反接，焊接過程中， 一方面為了得到穩(wěn)定的

9、熔滴過渡過程，二是在焊接鋁鎂及其合金 時(shí)，需要用直流反接對(duì)熔池表面的氧化膜具有的陰極清理作用。 CO2產(chǎn)生飛濺的原因及其減少措施：1、由冶金反應(yīng)引起的飛濺， 采用含有脫氧元素焊絲來減少飛濺；2、由斑點(diǎn)壓力引起的飛濺， 直流反接時(shí)飛濺減少斑點(diǎn)壓力；3、熔滴短路時(shí)引起的飛濺，焊接 回路串如合適的電感；4、非軸向熔滴過渡造成的飛濺，由斑點(diǎn)壓 力和氣流壓力引起；5、焊接參數(shù)選擇不當(dāng)引起的飛濺，正確選擇 焊接參數(shù)或采用波形控制法或STT法減少飛濺。CO2焊有何優(yōu)點(diǎn)，與埋弧焊相比不足之處？1、CO2焊是一種高效節(jié)能的焊接方法。2、用粗絲（焊絲直徑3 1. 6mm）焊接時(shí)可以使用較大的電流，實(shí)現(xiàn)射滴過渡。3

10、、用細(xì) 絲（焊絲直徑 1. 6mm）焊接時(shí)可以使用較小的電流，實(shí)現(xiàn)短 路過渡。4、CO2焊是一種低氫型焊接方法，焊縫的含氫量極低。 5、CO2焊所使用的氣體和焊絲價(jià)格便宜，焊接設(shè)備在國內(nèi)己定型 生產(chǎn)，為該方法的應(yīng)用創(chuàng)造了十分有利的條件。6、CO2焊是一種 明弧焊接方法，焊接時(shí)便于監(jiān)視和控制電弧和熔池，有利于實(shí)現(xiàn) 焊接過程的機(jī)械化和自動(dòng)化。用半自動(dòng)焊焊接曲線焊縫和空間位 置焊縫十分方便。與埋弧焊相比不足之處1、焊接過程金屬飛濺較多，焊縫成形 較為粗糙，特別是焊接參數(shù)匹配不當(dāng)時(shí)飛濺就更嚴(yán)重。2、不能 焊接易氧化的金屬材料也不適合在有風(fēng)的地方焊接。3、焊接過 程弧光較強(qiáng)，尤其是采用大電流焊接時(shí)電弧的

11、輻射較強(qiáng)，故要特 別注意操作人員的勞動(dòng)保護(hù)4、設(shè)備較復(fù)雜，需要專業(yè)人員負(fù)責(zé) 維護(hù)CO2氣體保護(hù)焊短路過度特點(diǎn):短路過度時(shí)熔滴在未脫離焊絲之前 就與熔池接觸形成金屬液態(tài)過橋，在其表面張力及其他力共同作 用下向熔池過度過程。在小電流低電壓焊接時(shí)熔滴在未脫離焊絲 前就與熔池接觸形成液態(tài)金屬短路，使電弧熄滅，當(dāng)液橋金屬在 電磁收縮力，表面張力作用下脫離焊絲過度到熔池中后電弧復(fù)燃， 又開始下一周期過程，短路過渡適合用細(xì)焊絲焊接薄板的情況。熔滴過渡如何分類常用的熔滴過渡形式有哪些？說明其特點(diǎn)及適 用條件？根據(jù)外觀形態(tài)，熔滴尺寸以及過渡頻率等特征，熔滴過渡通?？?分為三種基本類型，即自由過渡、接觸過渡和渣壁

12、過渡。短路過 渡:主要用于01.6mm以下的細(xì)絲CO2氣體保護(hù)焊或使用堿性焊條， 采用低電壓，小電流焊接工藝的焊條電弧焊。特點(diǎn)a,對(duì)焊接熱輸 入調(diào)節(jié)來控制母材熔深，b，焊接電流較小，有利于薄板焊接c， 電流密度大，焊接速度快，可減小焊接熱影響區(qū)的寬度和焊接變 形。 射流過渡：用于焊接厚度大于3mm的工件，用于MIG焊。 特點(diǎn)：a，焊接過程穩(wěn)定，飛濺極小，焊縫成形質(zhì)量好b，電弧穩(wěn) 定，對(duì)氣流的擾動(dòng)作用小，故保護(hù)效果好c，出現(xiàn)指深熔深。亞 射流過渡：鋁鎂焊絲MIG焊特點(diǎn)：可以避免射流過渡時(shí)出現(xiàn)的指狀熔深。等離子弧焊的分類及應(yīng)用：（1）、非轉(zhuǎn)移型等離子弧，電極接電源的負(fù)極，噴嘴接電源的正極，電弧在電

13、極與噴嘴之間產(chǎn)生， 工件不接電，其溫度和能量密度都較低，常用于噴涂和焊接。以 及切割薄金屬和對(duì)非導(dǎo)電材料進(jìn)行加熱。（2）轉(zhuǎn)移型等離子弧， 電極接電源的負(fù)極，工件接電源的正極，電弧在工件和電極之間 燃燒，其溫度和能量密度都較高，常用于切割，焊接及堆焊。（3） 聯(lián)合型等離子弧轉(zhuǎn)移型等離子弧和非轉(zhuǎn)移型等離子弧同時(shí)存 在，需要兩個(gè)獨(dú)立電源供電，用于小電流微束等離子焊接及粉末 堆焊。TIG的優(yōu)點(diǎn)：1、能實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)焊接，得到優(yōu)良的焊縫。2、焊接 過程中鎢電極是不熔化的，故易于保持恒定的電弧長度，不變的 焊接電流，穩(wěn)定的焊接過程，使焊縫很美觀、平滑、均勻。3、焊 接電流的使用范圍通常為5500A。4、在薄板

14、焊接時(shí)無需添加焊 絲。在厚板焊接時(shí)，由于填充焊絲不通過焊接電流，所以不會(huì)產(chǎn) 生因熔滴過渡引起電弧電壓和電流變化而產(chǎn)生的飛濺現(xiàn)象，為獲 得光滑的焊縫表面提供了良好條件。5、鎢極氬弧焊時(shí)的電弧是各 種電弧焊方法中穩(wěn)定性最好的電弧之一。6、可以焊接各種金屬材 料，如：鋼、鋁、鈦、鎂等。7、TIG焊可靠性高，所以可以焊接 重要構(gòu)件。缺點(diǎn)：1、焊接效率低于其它方法。2、氬氣沒有脫氧或去氫作用， 所以焊前對(duì)除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，否則易產(chǎn)生 氣孔，影響焊縫的質(zhì)量。3、焊接時(shí)鎢極有少量的熔化蒸發(fā)，鎢微 粒如果進(jìn)入熔池會(huì)造成夾鎢，影響焊縫質(zhì)量，電流過大時(shí)尤為明 顯。4、由于生產(chǎn)效率較低和惰性氣體的

15、價(jià)格較高，生產(chǎn)成本比焊 條電弧焊、埋弧焊和CO2氣體保護(hù)焊都要高。焊接電弧如何產(chǎn)生？有哪些方式？適用哪些焊接？焊接電弧需要把電壓加入到電極和焊件兩端并有焊接電源提供能 量，提供一個(gè)導(dǎo)電通道，氣體介質(zhì)產(chǎn)生了持續(xù)的放電現(xiàn)象。分為 接觸式引弧和非接觸式引弧，接觸式引弧適用于焊條電弧焊，埋 弧焊，熔化極氣體保護(hù)電弧焊。非接觸式引弧用于鎢級(jí)氬弧焊， 等離子弧焊。等離子弧焊接的種類和特點(diǎn)種類：1.穿孔型等離子弧焊接2.熔透型等離子弧焊接優(yōu)點(diǎn)：（1）電弧能量集中，因此焊縫深寬比大，截面積小；焊接 速度快，特別是厚度大于3.2mm的材料尤顯著；薄板焊接變形小， 厚板熱影響區(qū)窄。（2）電弧挺直性好，以焊接電流1

16、0A為例，等 離子弧噴嘴高度（噴嘴到焊件表面的距離）達(dá)6.4mm，弧柱仍較挺 直，而鎢極氬弧焊的弧長僅能采用0.6mm。（3）電弧的穩(wěn)定性好， 微束等離子弧焊接的電流小至0.1A時(shí)仍能穩(wěn)定燃燒。（4）由于鎢. 內(nèi)縮在噴嘴之內(nèi)，不可能與焊件接觸，因此沒有焊縫夾鎢問題。 缺點(diǎn)：1）由于需要兩股氣流，因而使過程的控制和焊槍的構(gòu)造復(fù) 雜化。2）由于電弧的直徑小，要求焊槍噴嘴軸線更準(zhǔn)確地對(duì)中焊 縫。等離子弧的產(chǎn)生機(jī)理及分類機(jī)理：等離子弧是一種受到約束的非自由電弧，它是借助于以下 三種壓縮效應(yīng)而形成的：1、機(jī)械壓縮效應(yīng)，利用噴嘴來限制弧柱 直徑，提高能量密度的效應(yīng)；2、熱壓縮效應(yīng)，利用氣流或水流的 冷卻作

17、用使電弧得到壓縮的效應(yīng)；3、磁壓縮效應(yīng)，如果將通過噴 嘴的弧柱看作是由許多載流導(dǎo)線束，由于電流同向，因此會(huì)彼此 吸引，形成一個(gè)指向弧柱中心的力場(chǎng)，使電弧收縮，這種效應(yīng)稱 為磁壓縮效應(yīng)作用在熔滴上的作用力有哪些 重力，表面張力，電弧力，爆破 力，電弧氣體吹力。鋁，鎂及其合金為何采用交流TIG焊？方波交流比正弦交流相比 有何好處？（1）鋁鎂及其合金性質(zhì)活潑，易發(fā)生氧化。TIG焊使用惰性氣體 完全覆蓋電弧和融化金屬，電弧不受空氣的影響，避免熔化金屬 與周圍氧氮發(fā)生反應(yīng)。起保護(hù)作用。采用交流因?yàn)椋涸诠ぜ帢O 的半周里有去除工件表面氧化膜的作用，在鎢級(jí)為陰極的半周得 到冷卻，并能發(fā)射有足夠能量的電子有利

18、于穩(wěn)定（2）方波的優(yōu)勢(shì)： 引燃快，提高穩(wěn)定性；可以根據(jù)焊接條件選擇最小而必要的反轉(zhuǎn) 比；正負(fù)半周電流幅值可調(diào)，且無需直流分量消除裝置。TIG直流和反接：電弧對(duì)母材氧化膜有陰極清理作用。采用反接可 以獲得表面光滑的焊縫。反接只用于厚度3mm以下的活性金屬及 其合金。正接的TIG焊是所有電弧中最為穩(wěn)定的焊接方法，適用 于除鎂鋁外的其他焊接）電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)和弧壓反饋系統(tǒng)的靜特性方程，說明原理。（1）電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)：I=V/K+kU/K ；在采用下降外特性電a f i u a f源時(shí)，焊接電流電壓將隨電弧長度變化而變化。電弧縮短，電弧 電壓降低，電流增大。電弧變長，電壓變高，電流降低。這種因 弧長

19、變化而導(dǎo)致的焊接系數(shù)的變化能夠改變焊接參數(shù)從而起到自 動(dòng)改變焊絲熔化速度，這種調(diào)節(jié)是自發(fā)而不是靠外界強(qiáng)制作用的。（2）弧壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)：U =KU/（K+K ）+k I/（k+k ）其中U為電a cu i aua弧反饋電壓，Uc為給定控制電壓折算值，Ia為焊接電流。工作于電弧靜特性上升段上弧焊方法，可以用哪種外特性電源？ 為什么?對(duì)于等速送絲的MAG焊采用何種外特性電源最合適？為 什么？答：1) “電源-電弧”系統(tǒng)穩(wěn)定性條件為電弧靜特性曲線在工作點(diǎn) 上的斜率必須大于弧焊電源外特性曲線在工作點(diǎn)上的斜率。電弧 靜特性為上升特性時(shí)，應(yīng)采用下降平微升的外特性電源2)MAG焊 的電弧靜特性是上升的，故采用下降平微升的外特性電源都可以， 但平外特性電源最合適。平特性曲線產(chǎn)生電流大于下降外特性產(chǎn) 生的電流偏差，由于電極中電流密度較大，電弧的自身調(diào)節(jié)作用 較強(qiáng)，因此，應(yīng)盡可能采用平的弧焊電源特性。晶體管類弧焊電源根據(jù)大功率晶體管組工作方式不同，分為哪兩 大類？，每一類中，晶體管組各以何種方式工作？1)晶閘管式脈沖弧焊電源和晶閘管式矩形波交流弧焊電源2) 晶閘管式脈沖弧焊電源包括以下兩種電源，a晶閘管給定值式脈沖 弧焊電源：通過調(diào)節(jié)脈沖給定電壓的脈沖寬度和脈沖間歇時(shí)間， 就可以實(shí)現(xiàn)輸出電