焊接方法及设备 精简版

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1、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1050 V。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

2、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：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：静特性：动特性：5. 焊接电弧的产热机构？答：1）弧柱的区产热2）阴极区的产热3）阳极区的产热6. 焊接电弧中的作用力包括哪些？影响其的因素包括？答：焊接电弧中的作用力：电磁收缩力，等离子流力，斑点压力。影响因素：焊接电流和电弧电压电极的极性气体介质钨极端部的几何形状电流的脉动7. 如何解释焊丝的熔化速度？其影响因素包括？（P37）答：熔化速度：单位时间内焊丝的熔化长度或熔化质量。

3、1）焊接电流2）电弧电压3）焊丝直径4）焊丝伸出长度5）焊丝材料6）气体介质及焊丝 极性。8. 熔滴过渡时的飞溅及影响因素？（p52）答：飞溅：焊接过程中，熔化的金属颗粒或熔渣向周围飞散的现象。影响因素：熔滴的过渡形式、焊接参数、焊丝成分、气体介质9. 试述熔滴过渡时产生飞溅的原因？答1）气体爆炸引起飞溅2）斑点压力引起飞溅3）短路过渡引起飞溅。10. 为什么用Ar或富Ar气体作为保护气体时，能够产生喷射过渡，而用CO2气体保护焊 时，常常出现排斥过渡？答：不同气体介质对电弧电场强度的影响不同。在氩气保护下弧柱电场强度较低，电弧弧 根容易扩展，易形成射流过渡，临界电流值较低。当氩气中加入二氧化

4、碳时，随加入二氧 化碳的比例增加临界电流值增大。若二氧化碳的比例超过30% （体积），则不能形成射流过 渡，这是由于二氧化碳气体解离吸热对电弧的冷却作用较强，使电弧收缩，电场强度提高， 电弧不易扩散。11. 什么是短路过渡，它有什么特点？答：短路过渡：由于电压低，电弧较短，熔滴尚未长成大滴时即与熔池接触而形成短路液 体过桥，在表面张力及电磁收缩力的作用下，熔滴金属过渡到熔池中。短路过渡的特点：1）短路过渡是燃弧、短路交替进行 2）短路过渡时所使用的焊接电流（平均值）较 小，但短路时的峰值电流可达平均电流的几倍3）短路过渡一般采用细丝（或细焊条），焊 接电流密度大，焊接速度快，可减小焊焊件变形。

5、12. 焊接工艺参数对焊缝成形的影响。答：1）焊接电流：在其他条件一定的情况下，焊接电流增加，熔深H和余高h均增加，2）电弧电压：提高电弧电压，焊件输入的热量有所增加；熔深略有减小而熔宽增大，焊缝 余高减小。3）焊接速度：提高焊接速度会导致焊接热输入减少，H、B、h减小。13. 焊缝引弧处存在的主要问题及产生原因是什么？答：14. 埋弧焊的主要优缺点？答：优点：1、生产效率高 2、焊接质量好3、劳动条件好4、节约金属及电能 缺点：1、焊接适用的位置受到限制。2、焊接厚度受到限制。3、对焊件坡口加工与装配要 求较严。15. 试述埋弧焊机的主要功能及分类？答：埋弧焊机是核心部分，由机械系统、焊接电

6、源和控制系统三部分组成。机械系统：送丝、移弧、撒焊剂焊接电源：提供电能、电气特性（如外特性、动特性等），参数调节；控制系统：引弧、送丝、移动电弧、熄弧等程序自动控制，接参数调节分类：1）按用途分通用和专用，2）按电源分交流和直流，3）按行走机构分焊车式、 悬挂式、车床式、悬臂式及门架式，4）按送丝方式 分等速送丝式和变速送丝式，5） 按焊丝数量和截面形状分单丝、双丝、多丝和带状电极等。16. 试述CO2焊的特点及应用？答：（1）优点：CO2焊是一种高效节能的焊接方法；用粗丝焊时可以使用较大的电流，实现射滴过渡方式；用细丝焊时可以使用较小的电流，实现短路过渡方式；CO2焊是一种低氢型焊接方法，焊

7、缝含氢量极低抗锈能力强，焊接所使用的气体和焊丝价格便宜，CO2焊是一种明弧焊接方法焊接时便于监视和控制，有利于实现机械化和自动化不足：焊接过程中金属飞溅较多，焊缝外形粗糙，；不能焊接易氧化金属材料，也不适 于在有风的环境施焊；焊接过程弧光较强；设备比较复杂，需要专业队伍进行维修。（2）应用：CO2焊在车辆制造、船舶制造、金属结构及机械制造等方面应用十分普遍， 既可采用小电流短路过渡方式焊接薄板，也可以用大电流自由过渡方式焊接厚板。从焊接接头的形式来看，CO2焊可以平焊、立焊、仰焊等全位置焊接。CO2焊除不适于焊 接易氧化的有色金属及其合金外，可以焊接碳钢和合金结构钢构件，甚至用于焊接不锈钢。1

8、7. 试述CO2焊的熔滴过渡？答：短路过度和自由过渡（滴状过渡、喷射过渡等）两种方式。 低电流低电压时，短路过渡。中电流、高电压时，排斥过渡。电流、电压介于上述 两种情况之间时，短路过渡和滴状过渡都存在的混合过渡大电流高电压时，细滴过渡。在粗丝（直径35mm）大电流时，射流过渡。18. 飞溅的主要形式有哪些？引起飞溅的原因及控制措施答：冶金反应引起的飞溅 措施：采用含有脱氧元素的焊丝。斑点压力引起的飞溅措施：采用直流反接。熔滴短路时引起的飞溅措施：在焊接回路中串入合适的电感。非轴向熔滴过渡造成的飞溅焊接参数选择不当引起的飞溅措施：正确选择焊接参数。19. 试述CO2焊产生气孔的原因及预防措施？

9、答：CO：在金属结晶过程中，由于激烈的冶金反应，FeO与C发生反应：FeO+C=Fe+CO。 由于这时熔池已开始凝固，CO气体不易逸出，于是在焊缝中形成气孔。预防措施：焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn，有效地防止CO气孔的产生。氮气：氮气的来源 由于保护效果不良，空气侵入焊接区所致。预防措施：增强气体的保护效果，防止空气的侵入。另外，选用含有固氮元素（如Ti 和Al）的焊丝，氢气：氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈，以及CO2气体中所含的水分。预防措施：焊前适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈，另一方面应尽可能使用含水 分低的CO2气体。20. CO2焊短路过渡焊接工艺参数对短路过渡过程稳定

10、性的影响？答工艺参数：电弧电压、焊接电流、电流极性、焊接回路电感、焊接速度、气体流量、 焊丝直径、焊丝的伸出长度。21. 为什么CO2气体保护焊一般采用平外特性电源加等速送丝调节系统？答：当焊丝直径小于2.5mm时，由于电流密度较大，焊接电弧静特性为上升曲线，此时电 弧自身调节作用强烈，因此采用等速送丝方式与平特性电源配合时，当遇到外界干扰因素使 弧长变化时，弧长能迅速回复到原先值。22. 熔化极氩弧焊的主要特点？答：优点：1）MIG焊的保护气体是没有氧化性的纯惰性气体，电弧空间无氧化性，能避免 氧化，焊接中不产生熔渣，在焊丝中不需要加入脱氧剂，可以使母材与同等成分的焊丝进行 焊接；MAG焊的

11、保护气体虽然具有氧化性，但相对较弱。2）与CO2气保电弧焊相比较，熔化极氩弧焊电弧稳定，焊接飞溅少，焊缝成形美观。3）与TIG焊相比较，熔化极氩弧焊由于采用焊丝作电极，焊丝和电弧的电流密度大，焊丝 熔化速度快，熔深大，焊接变形小，生产率高。4）MIG焊采用直流反接焊接铝及铝合金时，对母材表面的氧化膜有良好的阴极清理作用。不足：1）焊接成本比CO2高。2）MIG焊对焊丝、工件的焊前清理要求较高，即焊接过程对油、锈等污染比较敏感。23. 熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金时，电流极性一般如何选择，原因？大电流焊接时，焊缝 起皱现象的原因及防止措施？答：（1）直流反接，利用阴极雾化作用清除焊件表面的氧化膜，

12、为了得到稳定熔滴过渡过程（2）原因：阴极斑点进入熔池，在电弧力的作用下，熔池液态金属被搅拌，卷入空气， 然后被氧化，措施：加强保护，采用双层喷头。屏蔽风的入侵。采用大直径焊丝。采用恒流源，减 少电流变化及电弧力影响24. 脉冲喷射过渡氩弧焊工艺特点及脉冲参数对焊接过程的影响？工艺特点：1、扩大了焊接电流的调节范围 2、有效控制熔滴过渡及熔池尺寸，有利于全位置焊接3、可有效地控制热输入，改善接头性能4、脉冲电弧还具有加强熔池搅拌的作用，可以改 善熔池冶金性能，有利于消除气孔。脉冲参数影响：1、基值电流Ib及基值时间Tb 维持电弧稳定燃烧，预热焊丝和母材使焊丝端部有一定的 熔化量，为脉冲电弧期间熔

13、滴过渡做准备。2、脉冲电流Ip及脉冲时间Tp 决定脉冲能量；临界脉冲射滴电流和临界电流射流电流随 这两个参数的增大而减小；在平均电流和送丝速度不变的情况下，脉冲电流增大，熔深增大 2）焊接电流Ia 焊接电流低于临界电流时能够实现熔滴喷射过渡;决定对母材的热输入量3）脉冲频率f和脉冲宽度比Kp 脉冲频率存在一定调节范围，过高、过低产生不良影响。 脉冲宽度比反应了脉冲焊接特点的强弱，过大则脉冲焊接特点不显著，一般不大于50%25. TIG焊的引弧方法有哪几种，各有什么优缺点？ 答：高频高压式：优点：直流TIG焊时引弧效果好，交流TIG焊半只用于开始引弧。引燃后可以通过控制电 路实现自动关闭。缺点：

14、高频高压和交流电弧过零点的时间很难保持一致，致使稳弧不可靠；高频振荡对电源 和控制电路有干扰作用，甚至损坏器件，对人体健康也不利。高压脉冲式：优点：避免高频对人体的危害和对电子器件及仪器的干扰，简单易行，成本不高，效果好。 缺点：高压脉冲与电源电压和焊接电流之间必须保持严格的相位关系。26. 试述TIG焊机的组成及各部分的作用？答：TIG焊机主要由：焊接电源、控制系统、焊枪、引弧装置、稳弧装置（交流焊机用）、 供气系统和供水系统组成。焊接电源：为焊接过程提供电能、电气特性（外特性和动特性等）焊 枪：夹持钨极、传导电流和输送并喷出保护气体；引弧装置：为避免钨极对焊缝的污染，TIG焊采用非接触式引

15、弧，需要使用辅助引弧装置 稳弧装置：交流TIG焊时电流要过零点，在此瞬间需要重新引燃电弧供气系统：提供保护气体供水系统：焊接电流高于150A时焊枪需要水冷以防止温度过高；控制系统：控制TIG焊时的送气、引弧、电源输出、焊丝送进以及焊车行走等过程27. 钙极氩弧焊采用交流电源操作时，两个特殊问题是指什么？产生原因？答：两个特殊问题：产生有害的直流分量，必须予以消除；在50Hz频率下交流电流每 秒钟经过零点100次，必须采取稳弧措施。原因：在交流电弧的情况下，电极和母材的物理性能等方面存在的差异，致使电弧电流不对 称。由于在两半周中电流不对称，可以认为交流电弧的电流有两部分组成：一部分是交流电 流，另一部分是叠加在交流电流上的直流电流。