焊接基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)

第一章電弧焊基礎(chǔ)知識

焊接的概念：電弧的概念：三電弧中帶電粒子的產(chǎn)生：電弧是由兩個(gè)電極和它們之間的氣體空間組成。電弧中的帶電粒子主要依靠兩電極之間的氣體電離和電極發(fā)射電子兩個(gè)物理過程所產(chǎn)生的，同時(shí)也伴隨著解離、激勵(lì)、擴(kuò)散、復(fù)合、負(fù)離子的產(chǎn)生等過程。四電離與激勵(lì)（一）電離：在一定條件下中性氣體分子或原子分離為正離子和電子的現(xiàn)象稱為電離。電離的種類：1.熱電離：

2.電場電離：

3.光電離：1（二）電子發(fā)射：

1、熱發(fā)射金屬表面承受熱作用而產(chǎn)生的電子發(fā)射現(xiàn)象。熱陰極：冷陰極：影響因素：溫度、材質(zhì)、表面形態(tài)2、電場發(fā)射：當(dāng)金屬表面空間存在一定強(qiáng)度的正電場時(shí)，金屬內(nèi)的自由電子受此電場靜電庫倫力的作用，當(dāng)此力達(dá)到一定程度時(shí)，電子可飛出金屬表面，這種現(xiàn)象稱電場發(fā)射。對低沸點(diǎn)材料，電場發(fā)射對陰極區(qū)提供帶電粒子起重要作用。影響因素：溫度、材質(zhì)、電場大小3、光發(fā)射：當(dāng)金屬表面接受光輻射時(shí)，也可使金屬表面自由電子能量增加，沖破金屬表面的約束飛到金屬外面來，這種現(xiàn)象稱為光發(fā)射。4、粒子碰撞發(fā)射：高速運(yùn)動(dòng)的粒子（電子或離子）碰撞金屬表面時(shí)，將能量傳給金屬表面的自由電子，使其能量增加而跑出金屬表面，這種現(xiàn)象稱為粒子碰撞發(fā)射。（三）.負(fù)離子形成負(fù)離子形成一般發(fā)生在電弧的外圍溫度低的區(qū)域，中性原子或分子捕獲運(yùn)動(dòng)動(dòng)能較低的電子。2五、焊接電弧的構(gòu)成及其導(dǎo)電特性陰極區(qū)10-4～10-6cm；弧柱區(qū);陽極區(qū)10-2～10-3cm六、陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)1.熱發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)；2.電場發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)；3.等離子型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)七、斑點(diǎn)1.陰極斑點(diǎn)：陰極通過微小的斑點(diǎn)發(fā)射電子，這些斑點(diǎn)上的電流密度很高，稱為陰極斑點(diǎn)。電流密度：5×105～107A/cm2。形成陰極斑點(diǎn)的條件決定了焊接過程中一些現(xiàn)象的產(chǎn)生，即陰極表面上熱發(fā)射性能強(qiáng)的物質(zhì)有吸引電弧的作用；陰極斑點(diǎn)有自動(dòng)跳向溫度高、熱發(fā)射強(qiáng)的物質(zhì)上的性能。如果金屬表面有低逸出功的氧化膜存在時(shí)，陰極斑點(diǎn)有自動(dòng)尋找氧化膜的傾向。2.陽極斑點(diǎn)：由于陽極斑點(diǎn)的形成條件之一是金屬的蒸發(fā)，因此金屬表面覆蓋氧化膜時(shí)，同陰極斑點(diǎn)的情況相反，陽極斑點(diǎn)則有避開氧化膜而去自動(dòng)尋找純金屬表面的傾向。3八、電弧力1.電磁力：當(dāng)電流在一個(gè)導(dǎo)體中流過時(shí)，整個(gè)電流可看成是由許多平行的電流線組成，這些電流線間將產(chǎn)生相互吸引力，使導(dǎo)體斷面有收縮的傾向，這種收縮現(xiàn)象謂之電磁收縮效應(yīng)，而作用的力稱為電磁收縮力或電磁力。2.等離子流力：在電弧中由于電弧推力引起高溫氣流的運(yùn)動(dòng)所形成的力稱為等離子流力。等離子流力除影響焊縫形狀外，它還有促進(jìn)熔滴過渡、攪拌熔池、增加電弧的挺度等作用。3.斑點(diǎn)力：斑點(diǎn)力在一定條件下將阻礙焊條熔化金屬的過渡。4.爆破力：熔滴短路過渡時(shí)由電磁收縮力及液柱小橋氣化爆斷引起，促進(jìn)短路過渡，但會(huì)造成飛濺。5.細(xì)熔滴沖擊力：富Ar氣體射流過渡焊接時(shí)，熔化金屬形成連續(xù)細(xì)滴沿焊絲軸向高速射向熔池，產(chǎn)生很大的沖擊力，4九、電弧自身磁場的作用（一）是產(chǎn)生磁收縮力，促進(jìn)熔滴過渡，保證一定的熔深，使電弧具有剛直性；影響因素：電流大?。粴怏w介質(zhì)壓縮程度；電極形狀（二）是在一定條件下，會(huì)帶來磁偏吹現(xiàn)象，使電弧不穩(wěn)定，影響焊接過程及焊縫成形。種類導(dǎo)線接線位置引起的磁偏吹（直流）電弧附近的鐵磁物質(zhì)引起的磁偏吹；剩磁引起的磁偏吹；交流電弧的磁偏吹。解決辦法：以交代直；短弧焊；工件消磁、避免周圍鐵磁物質(zhì)；對于長和大的工件可采用兩邊連接地線的方法；選用厚皮焊條。5十、焊絲的熔化速度、熔化系數(shù)及影響因素（一）熔化速度：單位時(shí)間熔化焊絲的重量或長度（m/h；g/h）。（二）熔化系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)通過單位電流時(shí)焊絲熔化的重量或長度（m/A·h;g/A·h）。影響因素：焊接電流與電壓電流極性保護(hù)氣體介質(zhì)電阻熱十一、熔滴過渡概念：焊絲（條）端頭的金屬在電弧熱作用下被加熱熔化形成熔滴，并在各種力的作用下脫離焊絲（條）進(jìn)入熔池，稱之為熔滴過渡。十二熔滴上的作用力（一）表面張力表面張力一方面使熔滴形成縮頸，另一方面是熔滴的主要維持力。1與材料成分有關(guān)2熔滴上有表面活化物質(zhì)時(shí)，可以大大降低表面張力系數(shù)3與氣體介質(zhì)有關(guān)4與熔滴溫度有關(guān)（二）重力：作用：平焊（推力）；立、仰焊（阻力）（三）電磁力：當(dāng)dG（弧根）>dD（熔滴）易過渡;dG<dD，構(gòu)成斑點(diǎn)壓力的一部分，會(huì)阻礙熔滴過渡。（四）等離子流力對過渡有利（五）斑點(diǎn)力：電磁收縮力；蒸氣反作用力；粒子撞擊力；爆破力。6十三熔滴過渡主要形式及特點(diǎn)自由過渡（一）滴狀過渡1形態(tài)電弧弧根面積少，斑點(diǎn)力大。2形成原因推力：重力，等離子流力3阻力：表面張力，斑點(diǎn)力4形成條件：小電流，大弧壓（二）噴射過渡：1形成條件：Ar或富Ar2主要形式：射滴、亞射流、射流1.射滴過渡

1）特點(diǎn)過渡熔滴的直徑同焊絲直徑相近，并沿焊絲軸線方向過渡到熔池中，過渡時(shí)的加速度大于重力加速度；2）過渡力推力：電磁力、重力、等離子流力阻力：表面張力；3）應(yīng)用焊接方法:鋁MIG，鋼脈沖MIG2.射流過渡1）特點(diǎn)：熔滴體積小、過渡頻率快，等離子流力大，粒子沖擊力大，伴有“咝咝”聲；2）條件：富Ar，直流反接，I>I臨接觸過渡短路過渡形式的電弧穩(wěn)定，飛濺較小，成形良好，是目前薄板件和全位置焊接生產(chǎn)中常用的焊接方式。渣壁過渡：形成條件：涂料焊條手弧焊，埋弧焊7十四焊縫和熔池的形狀及尺寸（一）焊縫形狀焊縫形狀是指焊縫橫截面的形狀，一般以熔深H、熔寬B和余高a來表示。（二）焊接條件對焊縫成形影響：1電流主要確定熔深；2.電弧電壓主要確定熔寬；3.焊接速度重要參數(shù)其他因素的影響1.電流種類、極性。熔化極焊直流反接時(shí)的H、B大，Pk大。TIG焊正接時(shí)H，B大，PA大2.焊絲直徑和伸出長度：ф↓---電弧收縮F↑--H↑B↓8第三章埋弧焊一1.埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒，焊絲自動(dòng)送進(jìn)的電弧焊方法。2.特點(diǎn):1）生產(chǎn)效率高2）焊縫質(zhì)量高(氣、渣聯(lián)合保護(hù)）3）勞動(dòng)條件好（無弧光輻射，自動(dòng)化操作）4)適合于焊黑色金屬和不易氧化的金屬；厚板;長縫；平焊縫二焊劑的分類1按制造方式分：1）熔煉焊劑熔煉溫度1500~1600℃2）燒結(jié)焊劑；

2按熔渣堿度分1）酸性工藝性能好，交直流兩用，焊縫韌性低2）中性性能介于酸堿性之間3）堿性反之；

3熔煉焊劑分類：1）MnO（無、低、中、高）2）SiO2（低、中、高）3）CaF2（低、中、高）三常用埋弧焊技術(shù):1焊前準(zhǔn)備1.坡口設(shè)計(jì)及加工：δ<14mm，可不開坡口；14<δ<22mm，開“V”坡口；22<δ<50mm，開“X”坡口。；另還有“U”、雙面“U”形，因加工較難故用得較少。坡口加工：用刨邊機(jī)或氣割2焊前清理焊縫20毫米內(nèi)的銹斑、油污、氧化皮清理干凈四常見缺陷及防止辦法：1.成形缺陷熔寬不均勻、余高大、咬邊、未焊透、燒穿、熔池流淌2.冶金缺陷:1)氣孔2)裂縫3)夾渣9第四章熔化極氣體保護(hù)電弧焊一、熔化極氣體保護(hù)焊原理二、依據(jù)焊絲結(jié)構(gòu)分類：1實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊2藥芯焊絲電弧焊;依據(jù)保護(hù)氣體分類：1)惰性氣體保護(hù)焊2）混合氣體保護(hù)焊3CO2氣體保護(hù)焊三、氣體選擇遵循的原則:1對焊縫性能無害原則2改善工藝及焊縫質(zhì)量原則3提高工藝技術(shù)水平原則四熔滴過渡類型的選擇：1MIG焊常用的熔滴過渡形式主要有連續(xù)射流過渡(包括射流過渡、亞射流過渡和旋轉(zhuǎn)射流過渡)、脈沖射流過渡和短路過渡。2射流過渡主要用于中厚板和大厚板的水平對接及水平角接；脈沖射流過渡除可用于上述情況外，還可用于全位置焊接；3短路過渡一般用于薄板及全位置焊接。10五、焊縫起皺及解決辦法：1在增大電流時(shí)，當(dāng)陰極斑點(diǎn)在弧坑集中，引起電弧力劇增，從而將高溫熔化金屬由弧坑排擠到工件表面，形成未熔合和氧化、氮化。這種過程引起的焊縫表面焊接質(zhì)量問題總稱為焊縫起皺。112解決辦法：1）減小焊接電流，減小電弧力2）壓低電弧，減小陰極斑點(diǎn)的活動(dòng)區(qū)3）加強(qiáng)氣體保護(hù)，防止弧坑金屬與工件表面金屬氧化、氮化六、1亞射流過渡的特點(diǎn)：短弧，碟狀電弧，“啪啪”聲，熔滴過渡頻率減小，熔滴尺寸增大。2鋁焊絲亞射流過渡重要特性：焊絲熔化系數(shù)隨可見弧長的縮短而增大。3亞射流過渡焊接的特點(diǎn)弧長小，保護(hù)效果更好，陰極霧化作用更強(qiáng)。恒流外特性，焊縫成形均勻“碟形”電弧，“碗形”熔深。11七、熔化極混合氣體保護(hù)焊1、He比Ar

熱導(dǎo)率高，電弧電壓高，價(jià)格高Ar+He電弧溫度提高，射流→射滴，改善焊縫成形，提高焊縫致密度，尤其適于焊鋁及其合金，銅及其合金和熱敏感性強(qiáng)的高導(dǎo)熱材料。2、Ar+O2Ar+1~5%O2—焊不銹鋼、高合金鋼，克服陰極漂移，射流過渡，指狀熔深。Ar+20%O2—焊普低鋼，提高電弧溫度，改善指狀熔深。3Ar+CO2Ar+30%CO2

：焊碳鋼、普低鋼，沖擊韌性好，工藝性能好，克服了純Ar陰極漂移、氣孔、咬邊、焊縫成形不良、指狀熔深等問題。4Ar+CO2+O2Ar+15%CO2+5%O2：焊低碳鋼、低合金鋼，最佳的焊縫成形，接頭質(zhì)量，熔滴過渡和電弧的穩(wěn)定性。5Ar+N2Ar+20%N2提高電弧功率，價(jià)廉，質(zhì)量不如Ar+He

存在飛濺、成形稍差。焊銅及其合金。6Ar+H2

焊Ni及其合金Ar+<6%H2，提高電弧功率，抑制CO氣孔。12八、CO2電弧焊的冶金特點(diǎn)：（一）合金元素氧化CO2

＝CO＋1/2O2

。1）與CO2直接作用2）與高溫分解的原子氧作用。（二）脫氧措施及焊縫金屬的合金化脫氧劑Al，Ti，Si，Mn等強(qiáng)化Si,Mn,Cr,Mo,V（焊縫低碳）。（三）氣孔問題1CO氣孔—脫氧不足(形成原因？)。2N2氣孔—保護(hù)不良。3H2氣孔--污染。九、CO2焊接的飛濺控制:1.正確選擇工藝參數(shù)1）最主要的I，U，避開混合過渡區(qū)2）選擇合適的電感3）外伸長度4）焊槍角度5）氣流量6）電源極性；2.采用混合氣體應(yīng)用于顆粒過渡中減少飛濺。主要是加入氬氣，細(xì)化熔滴，改善電弧形態(tài)，降低E；3.選用先進(jìn)的電源及送絲裝置采用波形控制電源，能量控制，脈動(dòng)送絲控制可顯著降低飛濺；4.采用新型焊絲藥芯焊絲、表面活化焊絲、特種合金鋼焊絲，改善電弧形態(tài)，提高電弧穩(wěn)定性，細(xì)化熔滴。十

、藥芯焊絲的結(jié)構(gòu):十一、藥芯焊絲電弧焊的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性

1焊接生產(chǎn)率高2飛濺率低焊縫綜合質(zhì)量優(yōu)良3焊接生產(chǎn)成本低4電弧擴(kuò)散角增大13第五章鎢極氬弧焊一、1基本原理:以鎢材料或鎢的合金材料做電極，在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行的焊接.2.應(yīng)用:無材料、位置的限制，一般適用于焊接板厚小于6mm的工件，或用于工件的打底焊，以保證單面焊雙面成形。二、直流反接陰極霧化作用，可焊鋁鎂及其合金，焊縫表面光潔、成形良好，一般作薄板焊接用。三、1直流分量產(chǎn)生的原因：由于鎢棒和工件在電、熱物理性能和幾何尺寸上的明顯差異，造成交流電弧在相鄰兩個(gè)半周內(nèi)弧柱區(qū)導(dǎo)電率、電場強(qiáng)度、電弧電壓和電流的不對稱。鎢棒為陰極時(shí)，弧柱導(dǎo)電率高、電場強(qiáng)度小、電弧電壓低而電流大，而工件為陰極時(shí)，電弧電壓高而電流小。這種不對稱的交流電流可以看作是一個(gè)直流電流和一個(gè)對稱交流電流的合成，前者即直流分量，方向與鎢棒為陰極時(shí)電流方向相同，由工件指向鎢極。2直流分量的危害：①減弱陰極破碎作用②在變壓器鐵心中產(chǎn)生直流磁通分量，導(dǎo)致鐵心單向磁飽和，鐵損銅損上升，效率下降③焊接電流波形畸變，功率因數(shù)下降，不利于電弧的穩(wěn)定性3直流分量的消除方法：常用串聯(lián)電容法四、常規(guī)鎢極氬弧焊工藝技術(shù)（一）接頭及皮坡口形式：（二）工件和填充絲的焊前清理：14第六章等離子弧焊接一、概念:等離子弧是通過外部拘束使自由電弧的弧柱被強(qiáng)烈壓縮所形成的電弧。二、等離子弧的形成:等離子弧是一種受到約束的非自由電弧，是由以下三個(gè)效應(yīng)形成的：1、機(jī)械壓縮（前提）2、熱壓縮（主要?jiǎng)恿Γ?、磁壓縮三、1.雙弧產(chǎn)生機(jī)理概念：對于轉(zhuǎn)移弧W-工件和噴嘴-工件同時(shí)存在電弧。何謂雙弧現(xiàn)象？對于正常的轉(zhuǎn)移弧燃燒時(shí)，由于某種原因，引起鎢極與工件之間、噴嘴與工件之間同時(shí)存在電弧，即為雙弧。②雙弧危害

主電流減小，引起未焊透、切割不斷，未熔合等缺陷。

噴嘴過熱，甚至燒漏噴嘴

2.影響因素及消除辦法①噴嘴形狀及參數(shù)：起決定性影響收斂性噴嘴噴嘴孔徑小孔道比長電極內(nèi)縮↑Uab②工藝參數(shù)I↑離子氣流量↓鎢極與噴嘴不同心↑噴嘴不潔、冷卻不良↑噴嘴與工件距離不合適

易形成雙弧四、焊接方法1.穿孔法等離子弧焊接主要應(yīng)用形式2.熔入法應(yīng)用：薄板、超薄板及多層焊縫的蓋面3.微束等離子弧焊接箔片、細(xì)絲的方法（0.08mm)15第七章電阻焊一、電阻焊的基本原理電阻焊是利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，同時(shí)對焊接處加壓完成焊接的一種方法二、1點(diǎn)焊將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電流通過焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻熱熔化母材金屬，冷卻后形成焊點(diǎn).2凸焊是點(diǎn)焊的一種特殊形式，它是利用零件原有型面的倒角、底面或預(yù)制的凸點(diǎn)作為上下兩工件的接觸面，施加壓力并通以電流，達(dá)到在凸點(diǎn)處焊合的一種電阻焊方法

3縫焊是點(diǎn)焊的一種演變，用圓形滾輪取代點(diǎn)狀電極，焊輪壓緊工件并連續(xù)或斷續(xù)滾動(dòng)，同時(shí)通以連續(xù)或斷續(xù)電流脈沖形成一系列焊點(diǎn)組成焊縫。4電阻對焊將被焊工件裝配成對接接頭，使其端面緊密接觸后通電，利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài)，然后施加頂鍛力使之發(fā)生塑性連接的焊接方法。5閃光對焊將被焊工件裝配成對接接頭，接通電源后使其端面逐漸移進(jìn)達(dá)到局部接觸，利用電阻熱加熱這些觸點(diǎn)（產(chǎn)生閃光），使端面金屬熔化，直到端部在一定范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度分布時(shí)，迅速施加頂鍛力使之發(fā)生塑性連接的焊接方法16三、1點(diǎn)焊時(shí)的電阻點(diǎn)焊焊接區(qū)總電阻R由2Rew、Rc、2Rw共同組成。即：R＝Rc＋2Rew＋2Rw1）接觸電阻Rc＋2Rew接觸電阻是一種附加電阻，通常指的是在點(diǎn)焊電極壓力下所測定的接觸面處的電阻值。2）焊件內(nèi)部電阻2Rw四、熱量及其傳遞？五、金屬材料電阻焊的焊接性是指材料對焊接加工的適應(yīng)性。焊接性受材料特性、焊接方法、結(jié)構(gòu)類型及使用要求四個(gè)因素的影響。（一）材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱特性（二）材料的高溫、常溫強(qiáng)度（三）材料的線膨脹系數(shù)（四）材料與電極粘損傾向（五）材料的熱敏感性六、點(diǎn)焊循環(huán)1、預(yù)壓（F>0,I=0）;2、焊接（F＝Fw，0,I=Iw

）3、維持（F>0,I=0）4、休止（F＝0,I=0七、對焊對焊分為電阻對焊和閃光對焊兩種。八、閃光對焊過程分析：連續(xù)