材料成型設(shè)備考試猜題

上海復(fù)習(xí)焊接★★電弧是在一定條件下電荷通過兩電極間氣體的一種導(dǎo)電過程，或者說是一種氣體放電現(xiàn)象。電極間產(chǎn)生氣體放電的條件：1）有帶電粒子；2）兩極間有強(qiáng)電場?！镫婋x：在外加能量作用下，使中性氣體分子或原子分離成為正離子和電子的現(xiàn)象?！镫婋x電壓：表明電子脫離原子或分子所需要的外加能量的大小，也表明氣體電離的難易程度?！镫婋x的種類：熱電離；場致電離；光電離。熱電離：氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生的電離稱為熱電離。電子與中性粒子進(jìn)行非彈性碰撞是最有效碰撞。場致電離：帶電粒子從電場中獲得能量，通過碰撞而產(chǎn)生的電離過程。特點：1）具有連鎖反應(yīng)性質(zhì)；2）主要由電子與中性粒子發(fā)生非彈性碰撞引起?！铩镉绊戨婋x度的影響因素：溫度T；氣體壓力P；電離電壓Ui（電離度隨著溫度T的升高而增大，隨著氣體壓力P的減小而增大，隨著氣體電離電壓Ui的減小而增大）?！铩锘旌蠚怏w的實效電離電壓取決于其中電離電壓較小的氣體成分，即使其比例很小?！镫娮影l(fā)射種類：1）熱發(fā)射--（受熱）；2）場致發(fā)射--（強(qiáng)電場）；3）光發(fā)射；4）粒子碰撞發(fā)射。冷陰極電弧依靠場致發(fā)射維持電弧穩(wěn)定燃燒。引燃電弧的方式：1）接觸式引?。?）非接觸式引弧?！锝佑|式引?。ǘ搪芬。┑娜齻€階段：短路階段；分離階段；燃弧階段。焊接電弧的構(gòu)成：陰極區(qū)；陽極區(qū)；弧柱區(qū)。★焊接電弧的電特性：1）焊接電弧的靜特性：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，焊接電流和電弧電壓變化之間的關(guān)系。也稱為伏安特性；2）焊接電弧的動特性：焊接電弧的動特性：弧長一定的電弧，當(dāng)電弧電流發(fā)生連續(xù)快速變化時，電弧電壓與電流瞬時值之間的關(guān)系。反映了電弧的導(dǎo)電性對電流變化的響應(yīng)能力。影響電弧靜特性的因素：①電弧長度②氣體介質(zhì)成分③氣體介質(zhì)壓力?！铩镉绊懟≈鶇^(qū)溫度的因素：1）電極材料；2)氣體介質(zhì)成分；3）弧柱壓縮程度；4）焊接電流?！锖附与娀〉膹较驕囟确植继攸c：1）徑向溫度分布不均勻，中心軸溫度最高。（電弧外圍散熱快）2）焊接電流增大，電弧中心的溫度升高。焊接電弧力：1）電磁收縮力；2)等離子流力；3)斑點壓力(斑點力)。熔滴過渡的三種基本類型：（1）自由過渡；（2）接觸過渡；（3）渣壁過渡。★焊縫幾何尺寸通常以什么來表示：熔深H；熔寬B；余高h(yuǎn)。（在生產(chǎn)中，通常是以成形系數(shù)φ＝B／H和余高系數(shù)B／h來表征焊縫的成形特點。）★常見焊縫成形缺陷：(1)焊縫尺寸不符合要求（包括表面高低不平、波形粗劣、寬度不均勻、余高過高或過低等。）；(2)咬邊（電弧將焊縫邊緣熔化后，沒有得到填充金屬的補(bǔ)充而留下缺口的現(xiàn)象叫咬邊，也稱咬肉。咬邊處造成應(yīng)力集中，焊縫承載后可能在咬邊處產(chǎn)生裂紋。）(3)未焊透與未熔合；(4)焊瘤；(5)弧坑；(6)焊穿及塌陷?！顲O2氣體保護(hù)焊設(shè)備－焊接電源，采用直徑08焊絲，通常采用等速送絲式焊機(jī)，配合水平外特性電源。（一般采用直流反接。細(xì)焊絲采用等速送絲式焊機(jī)，配合平外性電源；粗焊絲采用變速送絲式焊機(jī)，配合下降外特性電源。）★焊接薄板時，可選用細(xì)焊絲（d<=1.2mm），使用較小電流，實現(xiàn)熔滴的短路過渡。電弧對工件間斷加熱，線能量小，變形小，不需要焊后校正，提高工效。

焊接中厚板時，選擇較粗焊絲（d>=1.6mm），使用較大電流，實現(xiàn)熔滴的細(xì)顆粒過渡。焊絲中的電流密度高達(dá)100-300A/m㎡，焊絲熔化速度快，熔敷率高，電弧挺度大，穿透力強(qiáng)，熔深大，可以不開坡口或開小坡口，生產(chǎn)率比焊條電弧焊提高1-3倍?！铩飩鞲衅鞯娜齻€構(gòu)成：敏感元件；轉(zhuǎn)換元件；基本轉(zhuǎn)換電路。★直流電動機(jī)的穩(wěn)定運行點：電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩特性Tm（n）與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性TL(n)有交點，并且在交點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上保證Tm<TL，而在交點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之下保證Tm>TL?！锊竭M(jìn)電機(jī)的通電方式：三相單三拍；三相雙三拍；三相六拍。★矩角特性：靜轉(zhuǎn)距Tm（保持力矩）；失調(diào)角θ?！铩锔淖兺婍樞蚩筛淖儾竭M(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向?！铩锖附訖C(jī)器人分類的三個要素：思考要素（最重要）；感覺要素；運動要素?！铩锖附訖C(jī)器人的性能參數(shù)：自由度：可獨立運動的軸的數(shù)量；分辨率：控制分辨率；編程分辨率；精度包含有：機(jī)械誤差；分辨率誤差；控制算法誤差?！铩餀C(jī)器人運動的基本方式有：平移；擺動；旋轉(zhuǎn)，其中關(guān)節(jié)型機(jī)器人的運動方式只有：擺動和旋轉(zhuǎn)?！铩飻[動掃描式傳感器可根據(jù)電流值的變化判斷電弧的位置：電弧對中焊縫：IL=IR；電弧偏左焊縫：IL=>IR；焊槍高度適中：IL+IR=IG；焊槍高度偏低：IL+IR>IG；焊槍高度偏高：IL+IR<IG。簡答題（應(yīng)有9*4’/5’=50’）★電弧焊時，加入少量低電離電壓物質(zhì)可以顯著提高電弧穩(wěn)定性？

1）混合氣體實效電離電壓取決于其中電離電壓較低的成分。

2）電離電壓低，電弧中帶電粒子容易產(chǎn)生，電弧穩(wěn)定性提高?！铩锝佑|式引弧（短路引弧）的三個階段。

1）短路階段

兩極接觸短路-電流密度急劇增大–大量電阻熱–形成液態(tài)金屬層

2）分離階段

兩極分離–兩極間的電場強(qiáng)度增大

產(chǎn)生大量電離電壓較低的金屬蒸汽和藥皮蒸汽

-發(fā)生強(qiáng)烈場致發(fā)射和場致電離–帶電粒子數(shù)劇增

3）燃弧階段

強(qiáng)電場作用下，有足夠多的帶電粒子，電弧引燃?！镫娀〉臏囟确植?)弧柱區(qū)的溫度最高

電極受材料熔點和沸點限制，而氣體和金屬蒸汽不受限制；

氣體介質(zhì)導(dǎo)熱性比較差，熱損失少。

2)陰極區(qū)溫度略低于陽極區(qū)

兩極產(chǎn)熱相似，但陰極發(fā)射電子的冷卻作用強(qiáng)。★焊接電弧力的影響因素焊接電流和電弧電壓；2）焊絲直徑；3）電極極性；4）氣體介質(zhì)；5）鎢極端部形狀；6）電流的脈動。5.短路過渡的穩(wěn)定性短路過渡的周期T是由燃弧時間t1和熄弧時間t2所組成。

t1取決于電弧電壓和焊接電流或焊絲送進(jìn)速度。如果電弧電壓過低或送絲速度過快，熔滴尚未脫離焊絲時焊絲未熔化部分就可能插入熔池，造成固體短路，產(chǎn)生大段爆斷，使飛濺增大；短路時間主要取決于短路時的電流增長速度di/dt。di/dt過小，短路時電流不能及時增到相應(yīng)數(shù)值，則熔滴不能及時過渡，熄弧時間就拉長，電弧空間溫度下降許多，將造成電弧復(fù)燃困難。短路過渡過程中，熔滴與熔池接觸時將形成縮頸。隨著短路電流增大，縮頸變細(xì)，縮頸內(nèi)的電流密度大大增加，使縮頸金屬迅速加熱，最后導(dǎo)致縮頸金屬汽化爆炸，產(chǎn)生大量細(xì)顆粒飛濺，如圖b。此時的電流稱為短路峰值電流。6.幾種過渡飛濺的特點a.短路過渡飛濺的特點

熔滴與熔池接觸形成液態(tài)縮頸。隨電流增大，縮頸變細(xì)，縮頸內(nèi)電流密度顯著增加，使縮頸液態(tài)金屬迅速加熱，導(dǎo)致縮頸金屬汽化爆炸，產(chǎn)生大量細(xì)顆粒飛濺。

飛濺多少與電流值有關(guān)，稱為短路峰值電流。該電流值越大，爆炸能量越大，飛濺越嚴(yán)重?！颾.滴狀過渡飛濺的特點

CO2電弧焊或CO2含量大于30％(體積)的混合氣體保護(hù)焊呈粗滴過渡，因CO2氣體高溫分解吸熱對電弧有冷卻作用，使電弧電場強(qiáng)度提高，電弧收縮，集中于熔滴頂部，弧根面積小于熔滴直徑，此時電磁收縮力會阻礙熔滴過渡，易形成粗滴飛濺。熔滴在焊絲端頭停留時間較長，嚴(yán)重過熱，此時在熔滴內(nèi)部發(fā)生強(qiáng)烈的冶金反應(yīng)，析出氣體使熔滴爆炸而形成大量金屬飛濺，焊縫成形很差，故不宜采用。c.細(xì)滴過渡飛濺細(xì)滴過渡飛濺較少，主要產(chǎn)生于縮頸處。因該處電流密度較大，使金屬過熱而爆斷，形成細(xì)小顆粒飛濺。如果焊絲或工件清理不良或焊絲含C量較大，在熔化金屬內(nèi)部生成CO氣體并從熔化金屬中析出時，將造成小滴金屬飛濺。

酸性焊條焊接一般為細(xì)滴過渡。當(dāng)電流較大，渣與金屬生成的氣體較多時，由于氣體膨脹，將造成渣和液體金屬爆炸，形成大量金屬飛濺。7.★活性斑點區(qū)和加熱斑點區(qū)。①活性斑點

帶電質(zhì)點集中轟擊的部位，并把電能轉(zhuǎn)為熱能。

②加熱斑點

在加熱斑點區(qū)焊件受熱是通過弧柱的輻射和電弧周圍介質(zhì)的對流進(jìn)行。8.★★短路過渡過程及其電壓電流變化（課堂作業(yè)題）引燃電弧后，由于電弧的加熱，焊絲端頭開始熔化形成熔滴，因為電流較小，熔滴不能很快長大，并且隨著熔滴的長大電弧向焊絲傳遞熱量減少，使焊絲的熔化速度降低，而焊絲仍以一定速度送進(jìn)，使得熔滴還未長得很大時就與熔池短路。此時電弧瞬時熄滅，電弧電壓急劇下降，而電流逐漸上升（焊接回路中接有電感）。隨著電流的上升，電磁收縮作用增強(qiáng)，同時在熔滴的重力及表面張力作用下使熔滴與焊絲之間形成液橋縮頸，并逐漸變細(xì)。當(dāng)短路電流增到一定數(shù)值時，液橋縮頸迅速斷開，熔滴過渡到熔池中去，電壓很快恢復(fù)到空載電壓，電弧又重新引燃，此后重復(fù)上述過程?；蛘吆喆鸹卮穑弘娀∪紵?、熔滴逐漸長大（此時電流較?。⒍搪吠瑫r電弧熄滅（電弧電壓急劇下降，電流逐漸上升（焊接回路中接有電感））、熔滴上部形成縮頸、電流增到一定數(shù)值，短路斷開同時電弧復(fù)燃，電壓很快恢復(fù)到空載電壓，此后重復(fù)整個短路過渡過程。（有點不詳細(xì)，估計也能得差不多分）9.★簡述飛濺產(chǎn)生的原因及防治措施產(chǎn)生原因：1.氣體爆炸引起的飛濺；2.電弧斑點壓力而引起的飛濺；3.短路過渡時由于液態(tài)小橋爆斷引起的飛濺；4.當(dāng)焊接參數(shù)選擇不當(dāng)時，會引起飛濺防治措施：正確選擇焊接工藝和參數(shù)：1）焊接電流和電弧電壓2）限制焊絲干伸長3）焊槍角度4）細(xì)滴過渡時在CO2中加入Ar氣5）采用低飛濺率焊絲6）短路過渡時限制金屬液橋爆斷能量10.★★電磁式位置傳感器的工作原理及優(yōu)缺點（課堂作業(yè)題）在線圈上加上高頻電壓后，線圈在高頻交變電流i0作用下產(chǎn)生磁場φ0。如果作為測定對象的導(dǎo)體接近該線圈時，則在線圈所產(chǎn)生磁場φ0的作用下，導(dǎo)體中會產(chǎn)生渦流i1。該渦流將形成一個方向相反的磁場φ1，影響電磁線圈磁場φ0變化而理論及實踐證明，渦流的大小除與金屬導(dǎo)體的電阻率ρ、磁導(dǎo)率μ、厚度h、線圈勵磁電流的角頻率ω有關(guān)外，還與線圈與金屬導(dǎo)體間的距離δ有關(guān)。從而根據(jù)電磁線圈磁場的變化，測出距離δ。優(yōu)點：受外界干擾??；缺點：適用范圍小，只適用于鐵磁性物體。11.★★描述該繼電器控制的順序起停（圖可能不一樣，舉個例子）控制要求：啟動：先M2后M1，停止：先M1后M2啟動：1）按下SB2→線圈KM2通電→觸電KM2閉合，自鎖→M2啟動→按鈕SB4有效2）按下SB4→線圈KM1通電→觸電KM1閉合，自鎖→M1啟動→按鈕SB1無效停止：3）按下SB3→線圈KM1斷電→觸點KM1復(fù)位→M1停止→SB1有效4）按下SB1→線圈KM2斷電→KM2復(fù)位→M2停止12.簡單分析反接制動的過程及影響制動效果的因素（課堂作業(yè)題）1）按下SB2→線圈KM1通電，自鎖→電動機(jī)M運行→當(dāng)轉(zhuǎn)速升高后，速度繼電器KV的常開觸點閉合，為反接制動做準(zhǔn)備2）按下SB1→線圈KM1斷電→線圈KM2通電，自鎖→電動機(jī)反接制動→當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低接近于0時，速度繼電器KV的常開觸點斷開，復(fù)位→KM2斷電，制動結(jié)束。13.★短路過渡時影響熔滴過渡的力及改進(jìn)熔滴過渡的措施（課堂作業(yè)題）力：①重力；②表面張力；③電弧力；④熔滴爆破力；⑤電弧氣體吹力。措施：①采用直流反接；②改善工藝減少損失；③大熔敷量的焊接工藝；④采用短弧焊；⑤降低短路電流峰值及峰值增長速度；⑥采用過渡效率比較高的方法；⑦減小焊絲直徑。14.★簡述離線編程的優(yōu)點。①便于和CAD/CAM集成；②可使用高級語言編程（專注任務(wù)）；③可用于各種機(jī)器人；④有效工作時間長；⑤可使工作人員遠(yuǎn)離極端環(huán)境；⑥程序修改方便。15.★簡述弧焊工藝對焊接機(jī)器人的基本要求。①具有高度靈活的運動系統(tǒng)；②具有高精度的控制系統(tǒng)；③其示教記憶容量大，易于示教；④運動系統(tǒng)和焊接參數(shù)協(xié)調(diào)；⑤其可達(dá)工作空間達(dá)到4~6m；⑥具有可靠的保護(hù)和自檢查系統(tǒng)。16.步矩角細(xì)分（θb↓）1)IA=IN，轉(zhuǎn)子處于A-A位；2）IA=IN，IB=1/2IN，處于Ⅱ位；3）IA=IN=IB，轉(zhuǎn)子處于Ⅰ位；4）IA=1/2IN，IB=IN，處于Ⅲ位；5）IB=IN轉(zhuǎn)子處于B-B位。將控制脈沖電流逐步增加或減小到IN/0。論述與分析題（應(yīng)有3*10’=30’）（每道題中應(yīng)該有10個以上的點，自己再補(bǔ)充題吧）★★★簡述TIG悍時，四種電源接法的優(yōu)缺點。（課堂作業(yè)題）1）．直流反接優(yōu)點:①（由于表面有氧化膜的地方逸出功小，容易發(fā)射電子，在氧化膜上容易形成陰極斑點②陰極斑點受到質(zhì)量較大的正離子的撞擊，使該區(qū)域內(nèi)的氧化膜被清理掉）陰極霧化作用③陰極斑點能量密度高，有利于氧化膜的加熱與分解缺點：①反接時鎢極是電弧陽極，(不具有發(fā)射電子的作用，而是接受大量電子，易產(chǎn)生過熱，)鎢極在高溫下易燒損②(由于鎢極得不到冷卻，焊接時)許用電流小，焊接效率低。③電弧分散，加熱不集中。2）.直流正接優(yōu)點：①鎢極發(fā)射電子能力強(qiáng)，對鎢極具有冷卻作用②電弧集中可以得到窄而深的焊縫