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1、电弧焊与电渣焊复习题 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】电弧焊与电渣焊复习题1.焊接的概念及其含义，熔化焊接焊接分类焊接是指通过适当的物理化学过程是两个分离的固态物质产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。被连接的两个物体可以是各种同类或者不同类的金属、非金属也可以是一种金属与另一种金属。熔化焊接：是被连接的构件表面局部加热融化成液体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。焊接分类：熔化焊接、压力焊接、钎焊2.电弧组成的特点电离、电子发射分类a)电弧是在一定条件下电荷通过两电极间气体空间的一种气体导电过程，或

2、者说是一种气体放电现象。电弧是几种自恃放电形式中电压最低、电流最大、温度最高、发光最强的一种气体放电现象。b)一定条件下中性气体分子或原子分离成为正离子和电子的现象称为电离。c)当阴极或阳极表面接受一定的外加能量作用时，典籍中的电子可能冲破金属电极表面的约束而非导电胡空间，这种现象称为电子发射。d)电离种类：热电离（互助区产生带电离子最主要途径），电场电离（阴极区域阳极区最主要的形式）光电离e)电子发射种类：热发射、电场发射、光发射、粒子碰撞发射3.最小电压原理电弧力的影响因素有哪些如何影响a)最小电压原理：在给定的电力和周围条件一定的情况下，电弧稳定燃烧时，起到点去的半径（或温度），应使电弧

3、电场强度具有最小的数值。就是说电弧具有保持最小能量消耗的特性。b)电弧力的影响因素：1)气体介质：导热性强或多原子气体皆能引起弧柱收缩，导致电弧压力的增加。气体流量或电弧空间气体压力增加，也会引起气体保护焊是这种现象特别明显。2)电流和电弧电压：电流增大时，电弧收缩力和等离子流皆增加，故电弧力也增大。而电弧电压升高以及电弧长度增加时，使电弧压力降低。3)焊丝直径：焊丝直径越细，电流密度越大，电磁力越大，造成电弧锥形越明显，则等离子流力越大，使电弧的总压力增大。4)焊条（焊丝）的极性：焊条（焊丝）的极性对电弧力有很大的影响。钨极氩弧焊，当钨极接负极时允许的流过电流大，阴极导电区收缩程度大，将形成

4、锥度较大锥形电弧，产生锥向推力较大，电弧压力也大。反之钨极接正极则形成较小的电弧压力。对熔化极保护焊，不仅极区的导电面积对电弧力有影响，同时要考虑熔滴过渡形式，直流正接因焊丝接负受到较大的斑点压力，使熔滴长大不能顺利过渡，不能形成很强的电磁力与等离子流力，因此电弧压力小。直流反接汗死段不容地受到的斑点压力小，形成细小的熔滴，有较大的电磁力与等离子流力，电弧压力较大，增大了电磁收缩力。5)电流的脉动：当电流以某一规律变化时，电弧压力也变化，TIG焊时交流电弧压力低于直流正接，高于直流反接。4.等离子流力a)定义：在电弧中由于电弧推力引起高温气流的运动所形成的力称为等离子流力。b)特点：焊接电弧呈

5、锥形，使电磁收缩力在电弧各处分布式不均匀的，具有一定的压力梯度，靠近焊条（焊丝）处的压力大，靠近工件处的压力小，形成沿轴线的推力。5.电弧的刚直性什么叫磁偏吹生产中可用哪些办法消除或减少磁偏吹a)电弧刚直性：电弧作为一个柔软导体抵抗外界干扰，力求保持焊接电流沿焊条轴向流动的性能，这种性能是由电弧自身磁场决定的。b)磁偏吹：如果某种原因使磁力线分布的均匀性受到破坏，使电弧四周受力不均匀，就会使电弧偏向一侧。这种自身磁场不对称使电弧偏离焊条轴线的现象称为磁偏吹。c)措施：i.可能使用交流电源代替直流电源；ii.尽量用短弧进行焊接，电弧越短磁偏吹越小；iii.对于长和大的工件可采用两边连接地线的方法

6、；iv.若工件有剩磁，焊前要消除工件的剩磁；v.尽量用厚皮焊条代替薄皮焊条；vi.避免周围铁磁物质的影响。6.熔滴的过渡分类飞溅何为电弧的固有自调节作用熔滴的过渡分为三种：自由过渡、 接触过渡（短路过渡）和渣壁过渡（附壁过渡）。1 自由过渡 自由过渡是指熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触的过渡方式。1滴状过渡：特点：熔滴直径大于焊丝直径。大颗粒过渡：条件：电流较小，电弧电压高时，小电流MIG焊。过渡频率低，主要是重力与表面张力的平衡。细颗粒过渡：条件：较大电流时，大电流CO2焊。频率高，电弧稳定，焊缝质量高, 重力、电磁力促进过渡。注：CO2中等电流焊时：短路过渡加大滴状

7、排斥过渡，飞溅大。 喷射过渡：在MIG焊(熔化极惰性气体保护焊)时会出现这种形式的过渡，又分为：射滴过渡、亚射流过渡、射流过渡、旋转射流过渡。1) 射滴过渡:熔滴直径接近焊丝直径，熔滴加速度大于重力加速度，尺寸规则呈球形，沿轴向过度。形成原因：熔滴被弧根笼罩，电弧呈种罩形，从而电磁收缩力形成较强的推力。出现场合：铝及其合金的氩弧焊及钢的脉冲氩弧焊。）射流过渡：电流密度大，熔滴直径小于焊丝直径，熔滴加速度比重力加速度大几十倍。形成原因：电流密度大，焊丝熔化端部形成尖锥状，出现金属蒸发，电弧跳弧，形成很强的等离子流力。 3） 亚射流过渡（亚射滴过渡） 介于短路过渡与射滴过渡之间的熔滴过渡形式。 形

8、成：因其电弧较短，在电弧热作用下，形成的熔滴长大，在即将以射滴过渡时与熔池短路，在电磁收缩力的作用下断裂形成过渡。 特点：短路前就已经形成细颈；短路时间短，电流上升不大；飞溅小，焊缝成形美观；电弧自调节能力极强（弧长28mm)；主要用于铝及其合金的焊接。接触过渡（短路过渡）定义：当电流较小，电弧电压较低时，弧长较短，熔滴未长成大滴就与熔池接触形成液态金属短路，电弧熄灭，随之金属熔滴在表面张力及电磁收缩力的作用下过渡到熔池中去，熔滴脱落之后电弧重新引燃，如此交替进行。）短路过渡的过程 ）稳定性及其影响因素 稳定性是指焊接持续稳定、 飞溅大小、成形等方面a. 电流上升率；b. 短路最大电流IMax

9、c. 空载电压恢复速度；d. 短路频率：越大越稳定。 ）影响短路频率的因素：a.电弧电压：有一个最佳值；b. 送丝速度：有一个最佳值。c. 电感：增加，频率降低，但可增加燃弧时间，调节热输入。）特点a. 短路过渡是燃弧、熄弧交替进行的。 b. 短路过渡时，焊接过程中的平均电流较小，而短路电流峰值又相当大，这种电流形式既可避免薄板的焊穿，又可保证熔滴过渡的顺利进行，有利于薄板焊接或全位置焊接。c.短路过渡时，一般使用小直径的焊丝或焊条，电流密度较大，电弧产热集中，焊丝或焊条熔化速度快，因而焊接速度快。同时，短路过渡的电弧弧长较短，焊件加热区较小，可减小焊接接头热影响区宽度和焊接变形量，提高焊接接

10、头质量d.小电流、低电压、细焊丝，二氧化碳细丝焊。渣壁过渡（附壁过渡）定义：渣壁过渡是熔滴沿着熔渣的壁面流入熔池的一种过渡形式。出现的焊接方法：埋弧焊和焊条电弧焊。 埋弧焊时，电弧在熔渣形成的空腔(气泡)内燃烧，熔滴主要通过渣壁流入熔池，只有极少数熔滴通过空腔内的电弧空间进入熔池。埋弧焊的熔滴过渡频率及熔滴尺寸与极性、电弧电压和焊接电流有关。直流反接时：熔滴较细，沿渣壁以小滴状过渡，频率较高；直流正接时：熔滴较大，在斑点力的作用下摆动，呈粗滴状过渡，频率较低。 焊条电弧焊时，熔滴过渡形式可能有四种：渣壁过渡、粗滴过渡、细滴过渡和短路过渡，过渡形式取决于药皮成分和厚度、焊接参数、电流种类和极性等

11、。当采用厚药皮焊条焊接时，焊芯比药皮熔化快，使焊条端头形成有一定角度的药皮套筒，控制熔滴沿套筒壁落入熔池，形成渣壁过渡。 碱性焊条：大滴状或短路过渡。（弧长较短时，短路过渡；弧长较长时，大滴状过渡）酸性焊条：细颗粒过渡（部分沿套筒内壁过渡，部分直接过渡） 飞溅：定义：焊接过程中，大部分焊丝熔化金属可过渡到熔池，有一部分焊丝熔化金属飞向熔池之外，飞到熔池之外的金属成为飞溅。2 熔滴过渡的飞溅及其影响因素1)焊接中飞溅的产生a. 伴随气体析出而引起的飞溅 b.气体爆炸引起的飞溅c.电弧斑点力引起的飞溅d.短路过渡再引燃引起的飞溅）影响因素飞溅的因素a.焊接方法和规范b.过渡形式c.电源动特性d.气

12、体介质e.极性f.焊丝、焊件表面的清洁度电弧的固有调节作用：电流及送丝速度不变时，在弧长较短的范围内，当弧长因受外界干扰发生变化时，使弧长缩短或增长，则此时的熔化系数要增大或减小，导致熔化速度增大或减小，使弧长得以恢复。这种弧长受外界干扰发生变化时电弧本身具有自动恢复到原来弧长的能力称为电弧的固有调节作用7.熔敷效率焊缝形状尺寸参数分别以TIG焊和MIG焊为例，说明电流的种类及极性对焊缝尺寸的影响焊缝成形缺陷有哪些定义 熔敷效率：过渡到焊缝中的金属重量与焊丝质量之比。焊缝的形状通常是指熔化焊缝区横截、熔宽面和余高来表的形状，一般以熔深H、熔宽B和余高a来表示。其中熔深是对接接头焊缝最重要的尺寸

13、，它直接影响到接头的承载能力。熔宽和余高则应与熔深具有恰当的比例， 来表征焊缝的成形特点。焊缝成形系数的大小影响到熔池中气体逸出的难易、熔池的结晶方向、焊缝中心偏析的严重程度等。要受到焊接方法及材料对焊缝产生裂纹和气孔的敏感性，即熔池合理冶金条件的制约。 焊缝余高可避免熔池金属凝固收缩时形成缺陷，也可增加焊缝截面，提高结构承受静载荷能力。但余高太大将引起应力集中，从而降低承受动载荷能力，因此要限制余高的尺寸。 焊缝准确的横截面形状及面积可由焊缝断面的粗晶腐蚀确定。焊缝熔合比决定于母材金属在焊缝中的横截面积与焊缝横截面积的比值。 熔化极电弧焊时，直流反接时的熔深和熔宽都要比直流正接的大，交流电弧

14、焊接时介于上述两者之间，这是由于熔化极电弧阳极（工件）析出的能量较大所致。直流正接时，焊丝为阴极，焊丝的熔化率较大，使焊缝余高较大，焊缝成形不良，熔化极电弧焊一般采用直流反接。钨极氩弧焊直流正接时熔深最大，反接时最小。这是因为此时阳极（焊件）析出的热量较大。不熔化极电弧焊一般采用直流正接。焊铝、镁及其合金有去除工件与熔池表面氧化膜的要求，一般用交流，焊薄件时也可用直流反接。焊接成型缺陷：主要有气孔、裂纹、夹渣、未焊透、未熔合、烧穿、咬边、焊瘤。 1)未焊透 熔焊时接头根部未完全焊透的现象。最易发生在短路过渡CO2焊中。 原因Ia太小 w太大 坡口尺寸不合适。 2)未熔合 熔焊时焊道与焊道间或焊

15、道与母材间未完全熔化结合的部分叫未熔合。 原因高速大电流焊上坡焊。 3)烧穿 熔焊时熔化金属自焊缝背面流出形成穿孔的现象叫烧穿。 原因 Ia过大焊接速度过小坡口尺寸过大。 4)咬边 沿焊趾的母材部位烧熔成凹陷或沟槽的现象叫咬边。 原因大电流高速焊角焊缝、焊脚过大或Ua过大。 5)焊瘤 熔焊时熔化金属流淌到焊缝以外未熔合的母材上形成金 属瘤的现象叫焊瘤。 原因 坡口尺寸小 Ua过小干伸长度太大。 6)凹坑 焊缝表面低于母材表面的部分叫凹坑。 原因 Ia太大坡口尺寸太大。 7)塌陷 焊缝表面塌陷背面凸起的现象。 原因 Ia太大焊接速度太小。8.埋弧焊特点焊剂的作用及要求埋弧焊的冶金特点主要有哪四方

16、面问题 埋弧焊特点： 1） 电弧在气泡（熔化焊剂形成）中燃烧：隔绝熔池与空气、防止弧光。 2） 焊接过程自动进行：焊丝送进、电弧引燃、小车行走。 1.埋弧焊的主要优点：1）焊接生产率高 。 原因：干伸长短，可用大电流焊接（H大：厚度20mm钢板，不开坡口一次焊透）；热效率高。 结果：焊速大。厚度810mm工件，手弧焊：VwUw,所以PkPw.用同一种材料和相同情况下，焊丝阴极的产热比焊丝为阴极时产热多。因散热条件相同，所以焊丝接负时比焊丝接正时熔化快15.短路过渡的特点？1)燃弧短路交替进行2)既可避免薄板的焊穿又能保证熔滴的顺利过渡，又利于薄板焊接或全位置焊接3)一般采用细丝，焊接电流密度大

17、，焊接速度快，故对焊件热输入低，而且电弧短，加热集中，可减小焊接热影响区和焊件变形。16.实际电弧中，为什么电子对中性粒子的碰撞是电弧本身制造带电粒子，维持其导电的最主要途径？1)当中性粒子与正离子碰撞时多属于弹性碰撞，不会制造带电粒子。2)电子质量远小于中性粒子和正离子，所以当具有足够动能的电子与中性粒子进行非弹性碰撞时，其动能几乎全部传递给中性粒子，转化为中性粒子内能使其激励与电离。3)中性粒子之间碰撞时，由于质量相近，只有部分能量传递给碰撞粒子。4)电弧中的高温和电场的存在提高粒子的动能，电场更能提高电子、离子的动能。所以实际电弧中，电子对中性粒子的碰撞是电弧本身制造带电粒子，维持其导电的最主要途径