電弧焊基礎考試

電弧焊基礎名詞解釋1．焊接：焊接是一門材料連接技術(shù)，通過某種物理化學過程使分離的材料產(chǎn)生原子或分子間的結(jié)合力而永久連接在一起。2．熔化焊：使被連接的構(gòu)件表面局部加熱熔化成液體，然后冷卻結(jié)晶成一體的方法稱為熔化焊接。3．固相焊：利用加熱、摩擦、擴散等物理作用克服兩個連接表面的不平度，除去氧化膜及其他污染物，使兩個連接表面上的原子相互接近到晶格距離，從而在固態(tài)條件下實現(xiàn)的連接統(tǒng)稱為固相焊或固相連接。4．焊接電?。鹤猿址烹娭须妷鹤畹?、電流最大、溫度最高、發(fā)光最強的一種氣體放電現(xiàn)象。5．電極金屬的電子發(fā)射：金屬表面吸收外加能量使電子從表面溢出的現(xiàn)象。6．電離：中性粒子存在于電弧空間（氣隙中），當處于高能量狀態(tài)時，其電子軌道上的電子脫離約束，分離成電子和離子稱之為電離。能量密度：指單位有效面積上的熱功率稱為能量密度以W/cm2來表示。8．等離子流力：電弧中由電弧推力引起高溫氣體的運動所形成的力稱為等離子流力。熱陰極：以鎢和碳等高熔點材料作為陰極的情況下，由于材料熔點很高，能夠承受很高的被加熱而不熔化，在電弧電流較大時，表現(xiàn)出熱陰極電子發(fā)射能力。冷陰極：以鐵、銅、鋁等低熔點材料作為陰極時，由于材料不能承受很高的溫度，通過電子發(fā)射逸出的電子較少，表現(xiàn)為冷陰極電子發(fā)射機制。直流正接：采用直流電源施焊時，焊接工件接電源正極，電極接負極的接線法。直流反接：采用直流電源施焊時，焊接工件接電源負極，電極接正極的接線法。電弧的挺直性：電弧作為柔性導體具有抵抗外界干擾、力求保持焊接電流沿電極軸線方向流動的性能。磁偏吹：電弧挺直性是由于電弧中流動著的電流受到其自身磁場的作用而表現(xiàn)出的現(xiàn)象，如果某種原因使磁力線分布的均勻性受到破壞，使電弧中的電荷受力不均勻，就會使電弧偏向一側(cè)的現(xiàn)象稱作電弧磁偏吹。成形系數(shù)：焊縫熔寬B與熔深H之比（B/H）稱作焊縫的成形系數(shù)?。熔合比：指焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例。熔合比Y=Fm/（Fm+FH）。未焊透：單面焊接時，接頭根部未完全焊透的現(xiàn)象。未熔合：單層焊、多層焊或雙面焊時，焊道與母材之間、焊道與焊道之間未能完全結(jié)合的部分稱作未熔合。焊穿：焊接時熔化金屬自焊縫背面流出并脫離焊道形成穿孔的現(xiàn)象。咬邊：當焊速很快，焊縫兩側(cè)的金屬沒有被很好熔化，同時熔化金屬受表面張力的作用容易聚集在一起而對焊趾部位的潤濕性不好，容易形成固液態(tài)剝離，凝固后沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷成為“咬邊”。焊瘤：熔化金屬流淌到焊縫區(qū)以外未熔化母材上（或直接在焊縫上）聚集成的金屬瘤。熔化速度：是指單位時間內(nèi)熔化焊絲的重量（g/h）。焊絲熔化系數(shù)：是指單位時間內(nèi)通過單位電流時熔化焊絲的重量（g/（A*h））。熔滴過渡：在電弧熱作用下，焊絲與焊條端頭的熔化金屬形成熔滴，它受各種力的作用向母材過渡稱為熔滴過渡。陰極霧化現(xiàn)象：直流反極性鎢極氬弧焊時，會發(fā)生陰極變化現(xiàn)象，接負極的熔池表面受到正離子的猛烈撞擊，高熔點的金屬氧化膜被打碎清除，此現(xiàn)象稱為陰極霧化現(xiàn)象。26．等離子?。旱入x子弧是通過外部拘束使自由電弧的弧柱被強烈壓縮所形成的電弧。27．非轉(zhuǎn)移型等離子?。弘娀‰娫凑摌O分別接續(xù)到電極和噴嘴上，在鎢極與噴嘴內(nèi)壁之間引燃等離子弧，流出噴嘴時帶出的高溫等離子焰流。28．轉(zhuǎn)移型等離子?。阂茧娀r由于電極到工件的距離較長，首先在電極與噴嘴內(nèi)壁間引燃一個小電弧，隨后在主電源較高的空載電壓下，電弧能夠自動轉(zhuǎn)移到電極與工件之間燃燒的等離子焰流稱作“轉(zhuǎn)移弧”。29．焊接飛濺：在焊接過程中，大部分焊絲熔化金屬可以過渡到熔池，有一部分焊絲熔化金屬（也包括少量的熔池金屬）飛到熔池以外的地方，這種現(xiàn)象稱作“焊接飛濺”。30．焊絲的熔敷系數(shù)：單位時間、單位電流所熔敷到焊縫中的焊絲金屬重量。焊絲的損失系數(shù)：焊絲損失系數(shù)包含飛濺損失和氧化、蒸發(fā)損失等，表示公式如下：a-a屮二-myX1OO%sam脈沖MIG：利用周期性變化的脈沖電流進行的MIG焊接。簡答主要的焊接方法有哪些？請指出10種焊接方法的名稱。主要的焊接方法有：熔化焊、固相連接、釬焊。例如：手工電弧焊、TIG焊、MIG焊、

MAG焊、等離子弧焊、埋弧焊、CO2電弧焊、熔化極等離子弧焊、摩擦焊、擴散焊、螺柱焊接有哪些特點？優(yōu)點：可實現(xiàn)不同厚度、不同形狀以及不同材料的連接；剛度大，整體性好；生產(chǎn)效率高；重量減輕，生產(chǎn)成本低。缺點：焊接結(jié)構(gòu)是不可拆卸的；易產(chǎn)生殘余應力；焊縫易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。什么是電弧的靜特性？影響電弧靜特性的因素有哪些？一定長度的電弧在穩(wěn)定燃燒時，電弧電壓和電弧電流之間的關系稱為電弧的靜特性。其影響因素有：電弧長度；保護氣成分；保護氣體壓力；電極條件；母材情況。什么是陰極斑點？試述其產(chǎn)生條件和特點。概念：指陰極表面局部出現(xiàn)的發(fā)光強、電流密度很高的現(xiàn)象。產(chǎn)生條件：Al、Cu、Fe等作陰極時，或W、C等作陰極時，小電流時。特點：陰極斑點由許多小斑點組成；存在較大的斑點壓力；自動尋找氧化膜。什么是陽極斑點？試述其產(chǎn)生條件和特點。概念：指陽極表面局部出現(xiàn)的發(fā)光強、電流密度很高的現(xiàn)象。產(chǎn)生條件：Al、Cu、Fe等作陽極，大電流時。特點：陽極斑點由許多小斑點組成；有自動尋找純金屬表面而避開氧化膜的傾向；也存在斑點壓力（但較陰極斑點壓力?。?。為什么熔化極電弧焊均采用直流反接？陰極區(qū)和陽極區(qū)的產(chǎn)熱主要決定于Uc和U?。熔化極電弧焊時：???Uc>>Uu...Pc>PA。???熔化極電弧焊時為了保證熔深，一般均采用直流反接（即工件接電源負極）。電弧焊接時常用的引弧環(huán)節(jié)有哪些？各用于何種場合？接觸引弧，應用范圍：熔化極焊接；①爆裂引弧，適用于細焊絲熔化極電弧焊；②慢送絲爆裂引弧，適用于粗焊絲熔化極氣保護焊；③慢送絲劃擦引弧，主要用于埋弧焊；④回抽引弧，用于埋弧焊。非接觸引弧(高頻或脈沖引弧)，適用于非熔化極電弧焊(TIG(GTAW)和PAW)。電弧焊接時常用的收弧環(huán)節(jié)有哪些？各用于何種場合？焊絲返燒熄弧，這是一般熔化極電弧焊中最常見的方法；電流衰減熄弧，適用于非熔化極的TIG和PAW；電弧返回熄弧，用于焊速較高、熔池較長的熔化極環(huán)縫搭節(jié)點熄弧。氣體保護焊時常采用的保護氣體有哪些？常用保護氣體的種類：對于GTAW方法，使用最普遍的是氬氣，特殊要求下選擇使用氦氣、氬氣和氦氣的混合氣、在Ar氣中加入少量的H2氣這幾種組合；對于GMAW方法，使用的主要氣體是Ar、C02、O2,有單一Ar、單一C02、Ar+C02、Ar+C02+02、CO2+O2幾種選擇。焊接不銹鋼時、Q345E低合金鋼時，應采用何種保護氣體？比例如何？為什么？不銹鋼：Ar+(1—5%)O2，降低金屬表面張力；Ar+?5%)CO2，提高電弧能量；Ar+(30--50%)He，He可以提高電弧功率和溫度。Q345E低合金鋼：Ar+(10—50%)CO2，Ar+(1—5%)02，改善熔深，提高生產(chǎn)率，減少結(jié)晶裂紋。試述焊接條件對焊縫成形的影響。焊接規(guī)范參數(shù)的影響：Q焊接電流對焊縫尺寸的影響：H=Kml；Q電壓對焊縫尺寸的影響；⑥焊速對焊縫尺寸的影響。電流種類和極性的影響：Q熔化極電弧焊：直流反接一BfHf直流正接-B；H；，交流介于反接和正接之間；Q鎢極氬弧焊：直流反接-B；H；，直流正接一BfHf。其他工藝參數(shù)的影響：Q焊絲直徑及伸出長度；焊絲直徑：d；-HfafB；；伸出長度：Lsf-afH；OQ焊絲傾角、工件傾角；?接口間隙和坡口形狀：坡口或間隙f-a；Y；Hf；Q工件厚度及散熱條件：厚度§f-B；H但H=0.68時，§f-Hf什么是熔滴過渡？它有何分類？在電弧熱作用下，焊絲與焊條端頭的熔化金屬形成熔滴，它受各種力的作用向母材過渡稱為熔滴過渡。 熔滴過渡的分類:自由過渡滴狀過渡大滴過渡、大滴排斥過渡、細顆粒過渡噴射過渡射滴過渡、射流過渡、旋轉(zhuǎn)射流過渡爆炸過渡接觸過渡短路過渡、搭橋過渡渣壁過渡沿渣壁殼過渡、沿套筒過渡13.分別試述滴狀過渡、射滴過渡、射流過渡、短路過渡和亞射流過渡的產(chǎn)生條件及應用。滴狀過渡：產(chǎn)生條件：大電壓、小電流；大滴過渡：MIG焊；大滴排斥過渡：小電流CO2焊；細顆粒過渡：大電流CO2焊。射滴過渡：產(chǎn)生條件：中電壓、中電流；用于鋁MIG焊，或鋼焊絲MIG脈沖焊。射流過渡：產(chǎn)生條件：鋼MIG焊，大電流；用于厚板焊接。短路過渡：產(chǎn)生條件：小電流，低電壓；細絲CO2焊，廣泛用于薄板和全位置焊接。亞射流過渡：產(chǎn)生條件：電流、電壓介于短路和射流之間；用于Al及其合金的焊接。什么叫TIG焊，有何特點？鎢極氬弧焊是以鎢或鎢合金材料做電極，在惰性氣體保護下進行的焊接。優(yōu)點：焊接品質(zhì)高；電弧穩(wěn)定，焊縫美觀、平滑；電壓低（8-15V）,電流（熱輸入）調(diào)節(jié)范圍大，適用于薄板焊接、空間焊接、精密焊接；適用母材范圍廣，適焊位置靈活；電極為難熔材料，易于保持弧長恒定；Ar氣為惰性氣體，可焊任何金屬； 明弧，無熔渣。缺點：焊接效率低于其他焊接方法；使用惰性氣體，成本略高；對焊接工人有技術(shù)要求，特別是手工焊。AC-TIG焊接中負半波的陰極清理作用？AC-TIG焊接時在正弦、方波電流的負半波時，惰性氣體中的電弧在以金屬板或絲作為陰極的情況下，陰極斑點在金屬板或絲上掃動，除去金屬表面的氧化膜，使其露出潔凈金屬面的作用，但同時鎢極被燒損。低頻脈沖TIG焊的優(yōu)點及規(guī)范參數(shù)？優(yōu)點：焊縫致密性好；電弧線能量低（平均電流?。┛梢院附颖“寤虺“鍢?gòu)件；成型美觀易控制；能夠控制熔池尺寸，實現(xiàn)全位置焊和單面焊雙面成形；宜于難焊金屬的焊接；降低對裝配、夾緊的要求；應用非常廣泛。規(guī)范參數(shù)：根據(jù)被焊件厚度、材料、所設定的焊接速度、接頭形式等，采取配合調(diào)整的辦法選取峰值電流Ip、基值電流Ib、峰值時間tp、基值時間tb、脈沖周期T、脈沖頻率f（通常在0.5—lOHz）。TIG焊能焊接什么金屬？鋼材、各種有色金屬、各種合金以及金屬基復合材料，其中對有色金屬及其合金（Al、Mg）、不銹鋼、Ti及Ti合金、難溶的活性金屬（Mo、Nb、）、高溫合金等的焊接最具優(yōu)勢。為什么焊接鋁、鎂及其合金時常釆用交流TIG焊？鋁、鎂是活性較強的金屬，表面易被氧化形成熔點高且很難清理的氧化膜，不利于施焊；使用交流TIG焊接：在正弦、方波電流的負半波，由于陰極霧化清理作用存在可以打碎并清理去除高熔點氧化膜，為在正半波熔化母材做準備，但此時鎢極燒損；而在正半波，電弧穩(wěn)定，母材金屬被熔化進行焊接，此時鎢極可以得到冷卻。什么是等離子弧，有何特點？等離子弧就是外部拘束條件下高度電離了的電弧。其特點有：溫度更高，能量密度更大；等離子弧帶電粒子的運動速度很高，其挺直性明顯好于TIG電??；等離子弧中，弧柱高速高溫等離子體通過接觸傳導和輻射帶給焊件的熱量很大。等離子弧焊接有何特點？（1） 溫度高，能量集中，穿透力強，利用小孔效應，可確保焊透；（2） 焊接熱影響區(qū)窄；（3）焊接電流可小到0.1A，可焊超薄件；（4）弧長變化對工件的加熱影響小。什么是小孔等離子弧焊接，有何特點？離子弧把工件完全熔透并在等離子流力作用下形成一個穿透工件的小孔，隨著等離子弧在焊接方向的移動，熔化的金屬排擠在小孔周圍向后方移動，冷卻后，形成焊縫，單面焊雙面成型的焊接方法稱為小孔等離子弧焊接。特點：大電流常用，100-300A；受能量密度限制，一般適于薄板焊接，無需背面支撐；用在自動化焊接中效率高；為保證穿孔焊接過程的穩(wěn)定性，裝配間隙、錯邊等必須嚴格控制；通常填絲防止咬邊，降低對裝配精度的要求，焊穿并形成一定的焊縫余高。小孔等離子弧焊接有哪些規(guī)范參數(shù)？等離子氣流量、焊接電流、焊接速度、噴嘴孔徑、噴嘴高度、保護氣體流量。什么是CO2氣體保護焊，有何特點？利用CO2氣體在熔化極電弧焊中對電弧及熔池進行保護的焊接方法為CO2氣體保護焊。優(yōu)點：焊接成本低；生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)率比焊條電弧焊提高1--3倍；焊接能耗低；適用范圍廣，半自動焊可焊接任意空間焊縫，工件的厚度尺寸適應范圍廣，最薄可達1mm；是一種低氫型或超低氫型焊接方法，焊縫抗裂性能好；CO2氣體密度大，保護效果好；焊后不需清渣，明弧焊接便于監(jiān)視，有利于機械化操作。缺點：CO2高溫分解，氧化性強，不能用于非鐵金屬的焊接；過渡不如MIG焊穩(wěn)定，飛濺量較大；產(chǎn)生很大的煙塵，弧光較強；送絲速度快，只能自動或半自動焊；成形差；焊縫沖擊性能低。從冶金角度來講C02焊有哪些問題？主要問題有：合金元素燒損、CO氣孔、焊接飛濺、增碳、脫氧。C02焊為什么要釆用Si、Mn聯(lián)合脫氧？Mn、Si與O的親和力大于C與O的親和力，液態(tài)金屬中的FeO將首先與Mn、Si結(jié)合，以2FeO+Si=2Fe+SiO2,FeO+Mn二Fe+MnO兩種形式進行脫氧，可以阻止CO的產(chǎn)生，進而防止焊接區(qū)氣孔的產(chǎn)生；另一方面，上述反應生成的MnO及SiO2作為非金屬夾雜如果從殘存在焊縫金屬中，會降低焊縫金屬的機械性能，故需釆取措施使脫氧產(chǎn)物浮出熔池，而單獨采用Si時，雖然Si有較強的脫氧能力，但產(chǎn)物SiO2熔點較高，顆粒較細，不易浮出熔池；單獨用Mn時，Mn的脫氧能力較小，且生成物密度較大，也不易浮出熔池，故最有效的辦法是采用Si-Mn聯(lián)合脫氧并合理選用焊絲中Si、Mn的含量及比例。短路過渡C02焊有哪些規(guī)范參數(shù)？焊絲直徑；焊接電流和電弧電壓；焊接回路電感；其他規(guī)范參數(shù)：焊接速度、焊絲干伸長、氣體流量、電源極性。什么是焊接飛濺？減少的措施？在焊接過程中，大部分焊絲熔化金屬可以過渡到熔池，有一部分焊絲熔化金屬（也包括少量的熔池金屬）飛到熔池以外的地方，這種現(xiàn)象稱作“焊接飛濺”。措施：焊接材料方面：限制焊絲含C量，選擇有較多脫氧元素成分的焊絲;采用混合氣體保護進行焊接，降低電弧氣氛的氧化性，減少FeO進而減少CO的產(chǎn)生數(shù)量。另外，Ar的加入能夠使電弧形態(tài)相對擴展，電弧對熔滴的排斥作用減弱，對減少大顆粒飛濺有利,但Ar的混入量需要達到30%以上才有明顯效果。工藝和規(guī)范方面：正確選擇焊接電流，匹配合適的電壓，盡可能避免排斥過渡；焊槍傾角不超過20°，焊槍垂直時飛濺最?。幌拗坪附z干伸長；送絲速度均勻；電源直流反接時飛濺小。電源方面：通過回路電感使短路過渡焊接中的電流上升速率di/dt和短路峰值電流Imax有一個合適的數(shù)值。用埋弧焊進行角接時存在的主要問題是什么？如何解決？船形焊縫：易保證質(zhì)量；要求間隙V1.5mm。斜角焊縫：用于焊件太大不能反轉(zhuǎn)時。優(yōu)點：對間隙不敏感。缺點：單道焊腳不超過8mm；焊絲位置影響成形?！蚪鉀Q辦法：將待焊焊縫經(jīng)過工裝設計為水平焊縫施焊，另外從破口角度、焊接電流、焊接姿勢等方面采取措施解決。

試述等速送絲自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理、靜特性、規(guī)范調(diào)節(jié)和應用范圍？該系統(tǒng)配何電源？（1） 、原理：利用了電弧的自身調(diào)節(jié)作用一一即是指在焊接過程中，焊絲等速送進，利用焊接電源固有的電特性來調(diào)節(jié)焊絲熔化速度，以控制弧長保持不變。具有抗弧長干擾的能力。（2） 靜特性：在等速送絲的條件小，電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流和電弧電壓之間的關系。（3） 規(guī)范調(diào)節(jié)：焊接電流一等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)的靜特性;焊接電壓一焊接電源的外特性（如圖）。（4） 應用范圍：埋弧自動焊；細絲CO2氣體保護焊。（5） 電源：長弧焊時：等速送絲（電弧自身）調(diào)節(jié)系統(tǒng)應選用平、緩降特性電源。短弧焊時：一般采用等速送絲匹配陡降（垂直陡降）外特性的電源。畫圖分析當弧長波動時，等速送絲自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程。調(diào)節(jié)過程：假設由于某種原因電弧長度發(fā)生變化，例如當弧長突然縮短時，電弧的工作點將從00點移到0’點，00是穩(wěn)定工作點，當其轉(zhuǎn)移到Q時雖能滿足電源-電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定條件，但不能滿足焊絲送進與焊絲熔化的平衡條件，其焊絲熔化速度Vm1（01點）〉Vm°（00點），而焊絲是等速送進（Vf=Vm°）,使得焊絲熔化速度大于焊絲送進速度，從而使電弧長度逐漸增加，電弧工作點從01點沿電源外特性曲線逐步向00點靠近，最后穩(wěn)定在00點電弧長度恢復到改變前的數(shù)值。脈沖MIG焊有何特點？（1） 脈沖MIG焊擴大了電流的使用范圍；（2） 可控制熔滴過渡和熔池尺寸，有利于全位置焊接；（3） 可有效地控制熱輸入量，改善接頭性能。脈沖MIG焊有哪些規(guī)范參數(shù)？主要參數(shù)：基值電流lb、脈沖電流Ip、脈沖寬度Tp、基值時間Tb；平均電流Ia、脈沖頻率f、脈寬比K。埋弧焊可焊那些金屬？碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼及其復合材料、鎳基合金、銅合金等。什么是埋弧焊，有何特點？預先把顆粒狀焊劑散布在焊接線上，焊絲通過送絲裝置，自動連續(xù)地想焊劑中送進，在焊絲前端與母材間引燃電弧，進行自動電弧焊的焊接方式稱為埋弧焊。優(yōu)點：⑴生產(chǎn)率高；⑵焊接質(zhì)量高；⑶勞動條件好；⑷焊縫成形美觀；（5）焊接成本低。缺點：⑴一般僅限于平焊位；⑵靈活性差；⑶不適宜焊接薄板；⑷不能焊接氧化性強的金屬；（5）設備費用高，焊接姿勢受限。

試述電弧電壓反饋變送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理、靜特性、規(guī)范調(diào)節(jié)和應用范圍，該系統(tǒng)配何電源？、原理：以電弧電壓為被調(diào)量，以送絲速度為控制輸出(操作)量的閉環(huán)系統(tǒng)。即以弧長變化時引起的電弧電壓變化為反饋量，用它來控制送絲速度，從而迫使弧長恢復到原來的長度，以保持焊接規(guī)范