熔焊方法及設(shè)備考試復(fù)習(xí)資料

熔焊方法及設(shè)備緒論1、焊接定義及焊接方法分類焊接：焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種加工方法。焊接方法分為熔焊、釬焊、和壓焊三大類熔焊：熔焊是在不施加壓力的情況下，將待焊處的母材加熱溶化以形成焊縫的焊接方法。焊接時(shí)母材熔化而不施加壓力是其基本特征。壓焊：壓焊是焊接過程中必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱）才能完成焊接的方法。焊接施加壓力是其基本特征。釬焊：釬焊是焊接事采用比母材熔點(diǎn)低的釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)但是低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)連接的方法。其特征是焊接時(shí)母材不發(fā)生溶化，僅釬料發(fā)生溶化。熔焊方法的物理本質(zhì)：在不施加外力的情況下，利用外加熱源使木材被連接處發(fā)生熔化，使液相與液相之間、液相與固相之間的原子或分子緊密地接觸和充分?jǐn)U散，使原子間距達(dá)到rA，并通過冷卻凝固將這種冶金結(jié)合保持下來的焊接方法。熔焊方法的特點(diǎn)：焊接時(shí)木材局部在不承受外加壓力的情況下被加熱熔化；焊接時(shí)須采取更為有效的隔離空氣的措施；兩種被焊材料之間必須具有必要的冶金相容性；焊接時(shí)焊接接頭經(jīng)歷了更為復(fù)雜的冶金過程。第1章 焊接電弧1、焊接電弧焊接電弧是由焊接電源供給能量，在具體一定電壓的兩極之間或電極與母材之間氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的一種強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象，從其物理本質(zhì)來看，它是一種在具有一定電壓的兩電極之間的氣體介質(zhì)中所產(chǎn)生的電流最大、電壓最低、溫度最高、發(fā)光最強(qiáng)的自持放電現(xiàn)象。激勵(lì)：激勵(lì)是當(dāng)中性氣體分子或原子收到外加能量的作用不足以使電子完全脫離氣體分子或原子時(shí)，而使電子從較低的能量級(jí)轉(zhuǎn)移到較高的能級(jí)的現(xiàn)象。2、焊接電弧中氣體電離的種類熱電離氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生的電離稱為熱電離。其實(shí)質(zhì)是氣體粒子由于受熱而產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)和相互之間激烈碰撞而產(chǎn)生的一種電離。場(chǎng)致電離當(dāng)氣體中有電場(chǎng)作用時(shí)，氣體中的帶電粒子被加速，電能被轉(zhuǎn)換為帶電粒子的動(dòng)能，當(dāng)其動(dòng)能增加到一定程度時(shí)，能與中性粒子產(chǎn)生非彈性碰撞，使之電離，這種電離稱為場(chǎng)致電離。光電離中性粒子接受光輻射的作用而產(chǎn)生的電離現(xiàn)象稱為光電離。不是所有的光輻射都可以引發(fā)電離，氣體都存在一個(gè)能產(chǎn)生光電離的臨界波長(zhǎng)，氣體的電離電壓不同，其臨界波長(zhǎng)也不同，只有當(dāng)接受的光輻射波長(zhǎng)小于臨界波長(zhǎng)時(shí)，中性氣體粒子才可能被直接電離。3、焊接電弧中氣體的發(fā)射有幾種熱發(fā)射金屬表面承受熱作用而產(chǎn)生電子發(fā)射的現(xiàn)象稱為熱發(fā)射。場(chǎng)致發(fā)射當(dāng)陰極表面空間有強(qiáng)電場(chǎng)存在時(shí)，金屬電極內(nèi)的電子在電場(chǎng)靜電庫(kù)侖力的作用下，從電極表面飛出的現(xiàn)象稱為場(chǎng)致發(fā)射。光發(fā)射當(dāng)金屬電極表面接受光輻射時(shí)，電極表面的自由電子能量增加，當(dāng)電子的能量達(dá)到一定值時(shí)能飛出電極的表面，這種現(xiàn)象稱為光發(fā)射。粒子碰撞發(fā)射高速運(yùn)動(dòng)的粒子（電子或正離子）碰撞金屬電極表面時(shí)，將能量傳給電極表面的電子，使電子能量增加并飛出電極表面，這種現(xiàn)象稱為粒子碰撞發(fā)射。4、焊接電弧的構(gòu)造焊接電弧是由陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)三部分構(gòu)成。電弧電壓Ua=陰極電壓降Uk、弧柱電壓降Uc 和陽極電壓降UA 之和。5、接觸引弧過程接觸式引弧包括短路、分離和燃弧三個(gè)過程。6、最小電壓原理最小電壓原理的含義是在電流和周圍條件一定的情況下,穩(wěn)定燃燒的電弧將自動(dòng)選擇一適當(dāng)?shù)臄嗝?以保證電弧的電場(chǎng)強(qiáng)度具有最小的數(shù)值,即在固定弧長(zhǎng)上的電壓最小。這意味著電弧總是保持最小的能量消耗。7、電弧的電特性包括哪些焊接電弧的電特性主要指的是焊接電弧的靜特性和焊接電弧的動(dòng)特性。8、電弧靜特性概念焊接電弧的靜特性是指在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長(zhǎng)一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系，也稱伏-安特性。9、焊接電弧力的種類及影響因素焊接電弧力包括電磁收縮力、等離子流力（電弧動(dòng)壓力）、斑點(diǎn)壓力三種力。電弧力的影響因素有1、焊接電流和電弧電壓，2、焊絲直徑，3、電極的極性，4、氣體介質(zhì)，5、鎢極端部的幾何形狀，6、電流的脈動(dòng)。10、影響焊接電弧穩(wěn)定性的因素有哪些影響焊接電弧穩(wěn)定性的因素有1、焊接電源，2、焊接電流和電弧電壓，3、電流的種類和極性，4、焊條藥皮和焊劑，5、磁偏吹，6、其他因素如操作人員技術(shù)、焊件清理情況和環(huán)境因素等。第二章焊絲的溶化與溶滴過敏1、焊接溶化速度及影響因素溶化速度Vm 通常以單位時(shí)間內(nèi)焊絲的溶化長(zhǎng)度（m/h 或m/min）或溶化質(zhì)量（kg/h）表示。其主要取決于單位時(shí)間內(nèi)加熱和溶化焊絲的總能量。影響因素：1、焊接電流的影響電弧熱與電流成正比，電阻熱與電流的平方成正比。2、電弧電壓的影響與電流一起影響溶化速度。3、焊絲直徑的影響電流一定時(shí)，焊絲直徑越細(xì)電流密度越大，溶化速度增大。4、焊絲伸出長(zhǎng)度的影響焊絲伸長(zhǎng)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻熱越大，通過焊絲傳導(dǎo)的熱損失越少，溶化速度越快。5、焊絲材料的影響焊絲材料不同，電阻率不同故對(duì)溶化速度的影響也是不同的。6、氣體介質(zhì)及焊絲極性的影響介質(zhì)不同對(duì)陰極電壓降和電弧熱有直接影響。2、溶滴上的作用力焊接熔滴上的作用力有：1、重力，2、表面張力，3、電弧力，4、爆破力，5、電弧氣體吹力等。3、溶滴過度的基本類型根據(jù)外觀形態(tài)，熔滴尺寸以及過渡頻率等特征，熔滴過渡通?？煞譃槿N基本類型，即自由過渡、接觸過渡和渣壁過渡。自由過渡是指熔滴脫離焊絲末端前不與熔池接觸，它經(jīng)電弧空間自由飛行進(jìn)入熔池的一種過渡形式。接觸過渡是通過焊絲末端的熔滴與熔池表面接觸成橋而過渡的。渣壁過渡是渣保護(hù)時(shí)的一種過渡形式，埋弧焊時(shí)在一定條件下熔滴沿熔渣的空腔壁形成過渡。4、短路過渡的特點(diǎn)短路過渡時(shí)燃弧、短路交替進(jìn)行。2、短路過渡時(shí)所使用的焊接電流（平均值）較小，但短路時(shí)的峰值電流可達(dá)平均電流的幾倍。3、短路過渡一般采用細(xì)絲，焊接電流密度大，焊接速度快，故對(duì)焊件熱輸入低而且電弧短，加熱幾種，減小焊接變形。5、射流過渡工藝上的特點(diǎn)射流過渡最富有代表性且用途廣泛的一種過渡形式。主要特點(diǎn)有：1、焊接過程穩(wěn)定，飛濺極少，焊縫成形質(zhì)量好。2、電弧穩(wěn)定，對(duì)保護(hù)氣流的擾動(dòng)作用小，故保護(hù)效果好。3、射流過渡電弧功率大，熱流集中，對(duì)焊件熔透能力強(qiáng)。6、射流過渡臨界電流的大小的影響因素1、焊絲成分焊絲成分不同將引起電阻率、熔點(diǎn)、及金屬蒸發(fā)能力的變化。2、焊絲直徑即使同種材料的焊絲，直徑不同臨界電流值夜不同。3、焊絲伸出的長(zhǎng)度焊絲生出長(zhǎng)度長(zhǎng)，電阻熱的預(yù)熱作用增強(qiáng)，焊絲溶化快，易是想射流過渡，是臨界電壓值降低。4、氣體介質(zhì)不同氣體介質(zhì)對(duì)電弧電場(chǎng)強(qiáng)度的影響不同。5、電源極性直流反接時(shí)，焊絲為陽極易于、實(shí)現(xiàn)射流過渡。第三章母材的溶化和焊縫成形1、焊縫成形過程電弧焊時(shí)，焊縫的形成一般要經(jīng)歷加熱、熔化、化學(xué)冶金、凝固、和固態(tài)相變等一系列冶金過程。其中溶化和凝固時(shí)必不可少的過程。焊接過程中由于熔池是移動(dòng)的，也使各點(diǎn)的溫度是變化的。沿著熔池的縱向看，熔池前部的固體母材金屬處于急劇升溫的階段并不斷被電弧熔化成為液體金屬；熔池尾部的液體金屬漸離電弧熱源，溫度降低，不斷凝固形成焊縫。2、焊接熔池熔池在電弧正下方的母材溫度超過了熔點(diǎn)，因此必然被熔化，與此同時(shí)，填充材料被電弧加熱形成熔滴，向母材方向過渡，這兩部分金屬互相混合在一起，共同形成了具有一定幾何形狀的液體金屬，即所謂的焊接熔池。3、熔合比熔合比（）指單道焊時(shí)，在焊縫橫截面上熔化的母材所占的面積與焊縫的總面積之比。它能反映母材成分對(duì)焊縫成分的稀釋程度，熔合比越大，說明母材向焊縫中熔入的量越大，稀釋程度越大。4、電弧熱的損失電弧的熱損失包括1、電弧熱輻射和氣流帶走的熱量損失。2、用于加熱和熔化焊條藥皮或焊劑的損失（不包括熔渣傳導(dǎo)給焊件的那部分熱量）。3、焊接飛濺照成的熱損失。4、用于加熱鎢極或碳極、焊條頭、焊鉗或?qū)щ娮斓鹊臒釗p失。5、焊接溫度場(chǎng)焊接溫度場(chǎng)指焊接過程中某一瞬間焊接接頭上各點(diǎn)的溫度分布狀態(tài)，通常用等溫線或等溫面來表示。6、焊件比熱流及其與電弧參數(shù)的關(guān)系比熱流指單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積傳入焊件的熱量。1、弧長(zhǎng)對(duì)比熱流的影響弧長(zhǎng)增大比熱流qm 減小，q(r)分布漸趨平緩。2、電弧電流對(duì)比熱流的影響電弧電流增加，比熱流qm 增大。3、鎢極端部角度及端部直徑對(duì)比熱流的影響鎢極端部角度減小qm 增加，鎢極端部直徑減小qm 增大。7、焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響1、焊接電流，在其它條件一定的情況下，隨著焊接電流增加，焊縫的熔深和余高均增加，熔寬略有增加。2、電弧電壓，在其它條件一定的情況下，提高電弧電壓，熔深略有減小而熔寬增大，焊縫余高減小。3、焊接速度，在其它條件一定的情況下，提高焊接速度導(dǎo)致焊接熱輸入減少，從而焊縫熔寬、熔深和余高都減小。第四章電弧自動(dòng)控制1、不同電弧方法對(duì)程序控制的基本要求是什么(1)按照要求提前送氣或滯后停氣(2)可靠地一次引燃電弧(3)順利地熄弧收焊(4)對(duì)受控對(duì)象的特征參數(shù)進(jìn)行程序自動(dòng)控制2、電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜特性概念在一定的焊接條件下，在給定焊絲送進(jìn)速度的條件下，由電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制的焊接電弧弧長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)的電流與電弧電壓之間的關(guān)系。3、影響電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜特性曲線特征因素1)送絲速度V 當(dāng)V增加時(shí)，電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線向右上方移動(dòng)；2) 焊絲伸出長(zhǎng)度當(dāng)伸出長(zhǎng)度增加時(shí)，電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線向左移動(dòng)；3) 焊絲直徑和電阻率當(dāng)焊絲直徑增大或電阻率減小時(shí)，將使K值減小，電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線向右移動(dòng)；4) 電弧的長(zhǎng)度當(dāng)電弧較長(zhǎng)時(shí)，電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線幾乎垂直于電流軸，這說明值很小。4、電弧自身調(diào)節(jié)溶化極電弧焊和電弧電壓反饋調(diào)節(jié)溶化極電弧焊的電流和電壓調(diào)節(jié)方法(1)電弧自身調(diào)節(jié)熔化極電弧焊的電流和電壓的調(diào)節(jié)方法:焊接電弧的穩(wěn)定工作點(diǎn)就是焊接電源的外特性曲線和電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線的交點(diǎn)，因此通過調(diào)節(jié)這兩條曲線就可以調(diào)節(jié)焊接電流和電弧電壓。在長(zhǎng)弧焊的條件下，電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線幾乎與電流坐標(biāo)垂直，應(yīng)該采用緩降、平的或微升的外特性電源。而在短弧焊條件下，電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線向左彎曲，應(yīng)該采用陡降或恒流外特性電源。(2) 電弧電壓反饋調(diào)節(jié)熔化極電弧焊的電流和電壓的調(diào)節(jié)方法：具有電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)電弧焊機(jī)是通過改變焊接電源的外特性和送絲給定電壓來調(diào)節(jié)焊接電流和電弧電壓的。當(dāng)焊接電源的外特性不變時(shí)，改變送絲給定電壓可以調(diào)節(jié)電弧電壓。當(dāng)給定電壓增加時(shí)，使電弧電壓提高，焊接電流減小。第五章埋弧焊1、埋弧焊的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、生產(chǎn)效率高，所用的焊接電流大，電弧的熔深能力和焊絲熔敷效率大。2、焊接質(zhì)量好，一、埋弧焊的焊接參數(shù)穩(wěn)定，焊縫成形好、成分穩(wěn)定；二、采用熔渣保護(hù)，隔離空氣的效果好。3、勞動(dòng)條件好，埋弧自動(dòng)焊沒有刺眼的弧光，不需要焊工手工操作。4、節(jié)約金屬及電能，薄的焊件可以不開坡口焊接，焊縫中焊絲填充量減少，金屬的燒損和飛濺也少。電弧能量利用率高，節(jié)省電能。缺點(diǎn)：1、適用的位置受到限制，一般只適用于平焊位置（俯位）的焊接。2、焊接厚度受到限制，由于埋弧焊時(shí)，當(dāng)焊接電流小時(shí)電弧的穩(wěn)定性變差，不適于焊接厚度小的薄板。3、對(duì)焊件坡口加工與裝配要求較嚴(yán)，不能直接觀察電弧與坡口的相對(duì)位置，故必須保證坡口的加工和裝配精度。2、埋弧焊的冶金特點(diǎn)和主要冶金反應(yīng)埋弧焊的冶金特點(diǎn)有1、機(jī)械保護(hù)作用好，焊接時(shí)，焊劑在電弧的作用下發(fā)生熔化，并圍繞電弧空間形成一個(gè)由液態(tài)熔渣膜構(gòu)成的天然屏障，能有效地阻止空氣侵入電弧空間。2、焊縫的化學(xué)成分穩(wěn)定，由于埋弧焊時(shí)的焊接參數(shù)穩(wěn)定，因此當(dāng)焊接材料、母材和焊接參數(shù)確定以后，焊縫的化學(xué)成分波動(dòng)較小。3、冶金反應(yīng)充分，埋弧焊時(shí)焊接熱輸入大，使焊接區(qū)的金屬處于液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，因而使得液態(tài)金屬、液態(tài)熔渣和氣相之間的化學(xué)冶金反應(yīng)更充分，有利于焊縫得到預(yù)期的化學(xué)成分。同時(shí)熔池中的氣體、夾雜物容易逸出，有利于消除氣孔、夾雜等缺陷。4、焊縫的組織易粗化，這與埋弧焊時(shí)使用的焊接電流大，因而熱輸入大有關(guān)。熱輸入大，使得熔池的體積大，熔池金屬高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，冷卻速度慢，這些因素都使得埋弧焊焊縫晶粒容易長(zhǎng)大。埋弧焊的主要冶金反應(yīng)有1、錳、硅的還原反應(yīng)：Fe+(MnO) Mn+(FeO)， 2Fe+(SiO2) Si+2(FeO)。2、碳的氧化燒損：C+OCO。3、去氫反應(yīng)：形成HF，當(dāng)焊劑中同時(shí)含有大量CaF2和SiO2 時(shí)，2CaF2+3SiO22CaSiO3+SiF4，5SiF4+3HSiF4 氣3HF，SiF4+2H2OSiO2 氣+4HF；形成OH，在電弧高溫的作用下，MnO+HMn+OH，SiO2+HSiO+OH，CO2+HCO+OH。4、脫硫和脫磷反應(yīng)增加焊絲中的含錳量，或增加焊劑中的CaO、MnO 等堿性氧化物含量可以減少焊縫中的含硫量，F(xiàn)eS+Mn(MnS)+Fe，F(xiàn)eS+(CaO)(CaS)+(FeO)，F(xiàn)eS+(MnO)(MnS)+(FeO)；增加焊劑中的CaO 等堿性氧化物的含量可以減少焊縫中磷的含量，2Fe3P+5(FeO)+3(CaO) (CaO)3P2O5)+11Fe，2Fe3P+5(FeO)+4(CaO) (CaO)4P2O5)+11Fe。3、埋弧焊焊絲焊劑匹配的主要依據(jù)焊劑與焊絲的選配的依據(jù)有1、依據(jù)被焊材料的類別及對(duì)焊接接頭性能的要求，這是選配焊劑和焊絲的主要根據(jù)，當(dāng)被焊材料的種類不同時(shí)，或?qū)附咏宇^性能的要求不同時(shí)，應(yīng)選擇不同的焊劑和焊絲組合。2、依據(jù)埋弧焊的工藝特點(diǎn)，如稀釋率高，熱輸入高，焊接速度快等工藝特點(diǎn)選配。4、埋弧焊工藝的主要內(nèi)容埋弧焊焊接工藝應(yīng)包括1、焊接準(zhǔn)備，包括選擇與加工焊件坡口、焊前清理焊絲和焊件、對(duì)焊件進(jìn)行裝配等。2、選擇焊接工藝方法，包括選擇單絲焊或多絲焊，加焊劑襯墊或懸空焊，單面焊或雙面焊，單層焊或多層多道焊等。3、選擇焊接材料，包括選擇焊劑和焊絲。4、選擇焊接參數(shù)，包括選擇焊接電流、電弧電壓、焊接速度等，還包括是否采用焊前預(yù)熱、焊后緩冷或后熱、焊后熱處理等工藝措施，并確定相關(guān)的工藝參數(shù)。5、明確操作要求，包括確定所需的工藝裝備、焊縫層間清理的方法等。6、制定焊縫缺陷的檢查方法及修補(bǔ)技術(shù)等。5、埋弧焊方法的主要種類（1） 對(duì)接接頭埋弧焊工藝：1） 對(duì)接接頭單面焊1、焊劑銅襯墊法2、水冷滑塊式銅墊法3、熱固化焊劑襯墊法2） 對(duì)接接頭雙面焊1、懸空雙面焊法2、焊劑墊雙面焊法3、臨時(shí)工藝襯墊雙面焊法4、焊條電弧焊封底雙面焊法5、多層雙面焊法（2） T 型接頭和搭接接頭埋弧焊工藝1） 平角焊法2、船形焊法（3） 其他方法1)多絲埋弧焊2）窄間隙埋弧焊3）埋弧堆焊第六章鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）一、優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)焊接，得到優(yōu)良的焊縫。2、焊接過程中鎢電極是不熔化的，故易于保持恒定的電弧長(zhǎng)度，不變的焊接電流，穩(wěn)定的焊接過程，使焊縫很美觀、平滑、均勻。3、焊接電流的使用范圍通常為5500A。4、在薄板焊接時(shí)無需添加焊絲。在厚板焊接時(shí)，由于填充焊絲不通過焊接電流，所以不會(huì)產(chǎn)生因熔滴過渡引起電弧電壓和電流變化而產(chǎn)生的飛濺現(xiàn)象，為獲得光滑的焊縫表面提供了良好條件。5、鎢極氬弧焊時(shí)的電弧是各種電弧焊方法中穩(wěn)定性最好的電弧之一。6、可以焊接各種金屬材料，如：鋼、鋁、鈦、鎂等。7、TIG 焊可靠性高，所以可以焊接重要構(gòu)件。缺點(diǎn)：1、焊接效率低于其它方法。2、氬氣沒有脫氧或去氫作用，所以焊前對(duì)除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，否則易產(chǎn)生氣孔，影響焊縫的質(zhì)量。3、焊接時(shí)鎢極有少量的熔化蒸發(fā)，鎢微粒如果進(jìn)入熔池會(huì)造成夾鎢，影響焊縫質(zhì)量，電流過大時(shí)尤為明顯。4、由于生產(chǎn)效率較低和惰性氣體的價(jià)格較高，生產(chǎn)成本比焊條電弧焊、埋弧焊和CO2 氣體保護(hù)焊都要高。二、TIG 引弧方法類型1高頻高壓引弧和穩(wěn)弧裝置：采用高頻振蕩器，產(chǎn)生高頻高壓電擊穿鎢極與工件之間的間隙，是引燃電弧常用的方法。通常需要產(chǎn)生的高頻高壓大約為3000V，這時(shí)電源的空載電壓只要65V左右就可以了。2高壓脈沖引弧和穩(wěn)弧裝置：在鎢極與工件之間加一高壓脈沖，加強(qiáng)陰極發(fā)射電子及兩極間氣體介質(zhì)電離而實(shí)現(xiàn)引弧。在交流TIG焊時(shí)，既可用它來引弧又可用它來穩(wěn)弧。三、TIG 電極的要求和種類1.對(duì)電極的要求及鎢極性能應(yīng)滿足三個(gè)條件：（1）引弧及穩(wěn)弧性能好；（2）耐高溫、不易損耗；（3）電流容量大。2鎢極材料：（1）純鎢電極一般在交流TIG焊中使用，當(dāng)鎢電極不需要保持一定的前端角度形狀時(shí)。（2）釷鎢極一般用于TIG直流正接焊接。（3）鈰鎢極使用性能在某些方面優(yōu)于釷鎢。（4）其他電極包括鋯鎢極、鑭鎢極和釔鎢極。四、TIG焊接工藝參數(shù)有哪些TIG焊焊接參數(shù)有：焊接電流、電弧電壓(電弧長(zhǎng)度)、焊接速度、保護(hù)氣體流量、鎢極伸出長(zhǎng)度、填絲速度等。（1） 焊接電流是決定焊縫熔深的最主要參數(shù)，要按照焊件材料、厚度、接頭形式、焊接位置等因素來選定。一般先確定電流類型和極性，然后確定電流的大小。TIG焊開始和結(jié)束時(shí)對(duì)焊接電流通常都采取緩升和緩降。（2） 電弧電壓電弧電壓主要影響焊縫寬度，它由電弧長(zhǎng)度決定。TIG焊電弧長(zhǎng)度根據(jù)電流值的大小通常選擇在1.25mm之間。需要填加焊絲時(shí)，要選擇較長(zhǎng)的電弧長(zhǎng)度。（3） 焊接速度當(dāng)焊接電流確定后，焊接速度決定單位長(zhǎng)度焊縫的熱輸入。提高焊接速度，熔深和熔寬均減??；反之，則增大。如果要保持一定的焊縫成形系數(shù)，焊接電流和焊接速度應(yīng)同時(shí)提高或減小。（4） 焊絲直徑與填絲速度焊絲直徑與焊接板厚及接頭間隙有關(guān)。當(dāng)板厚及接頭間隙大時(shí)，焊絲直徑應(yīng)選大一些，焊絲的送絲速度則與焊絲的直徑、焊接電流、焊接速度和接頭間隙等因素有關(guān)。一般焊絲直徑大時(shí)送絲速度慢，焊接電流、焊接速度和接頭間隙大時(shí)，送絲速度快。（5） 保護(hù)氣體流量TIG焊決定保護(hù)效果的主要因素有保護(hù)氣流量、噴嘴尺寸、噴嘴與母材的距離、外來風(fēng)等。保護(hù)氣流量的選擇通常首先要考慮所需保護(hù)的范圍、焊槍噴嘴尺寸以及所使用焊接電流的大小。（6）鎢極直徑與形狀鎢極直徑要根據(jù)焊接電流值和極性來選取。在同一直徑下，直流正接時(shí)允許的電流數(shù)值較大，而直流反接及交流焊接時(shí)允許的電流小。（7）鎢極伸出長(zhǎng)度對(duì)焊接保護(hù)效果及焊接操作性均有影響。該長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)接頭的形狀確定。內(nèi)角焊縫要求電極伸出長(zhǎng)度最長(zhǎng)，卷邊焊縫只需很短的電極伸出長(zhǎng)度，甚至可以不伸出。確定各焊接參數(shù)的順序是：根據(jù)被焊材料的性質(zhì)，先選定焊接電流的種類、極性和大小，然后選定鎢極的種類和直徑，再選定焊槍噴嘴直徑和保護(hù)氣體流量，最后確定焊接速度。在施焊的過程中根據(jù)情況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整鎢極伸出長(zhǎng)度和焊槍與焊件相對(duì)的位置。五、脈沖TIG的特點(diǎn)1)由于采用脈沖電流，可以減小焊接電流的平均值，可以用較低的熱輸入而獲得足夠的熔深2)可調(diào)焊接參數(shù)多，便于精確地控制電弧能量及其分布，易獲得合適的熔池形狀和尺寸。3)在焊接過程中，脈沖電流對(duì)點(diǎn)狀熔池有較強(qiáng)的攪拌作用，可以減小熱敏感金屬材料產(chǎn)生裂紋的傾向。4)每個(gè)焊點(diǎn)加熱和冷卻迅速，很適于焊接導(dǎo)熱性能強(qiáng)或厚度差別大的焊件。第七章熔化極氬弧焊一、特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、電弧空間無氧化性，能避免氧化，焊接中不產(chǎn)生熔渣，在焊絲中不需要加入脫氧劑，可以使用與母材同等成分的焊絲進(jìn)行焊接。2、與CO2 電弧焊相比較，熔化極氬弧焊電弧穩(wěn)定、熔滴過渡穩(wěn)定，焊接飛濺少，焊縫成形美觀。3、與鎢極氬弧焊相比較，焊絲和電弧的電流密度大，焊絲熔化速度快，熔敷效率高，母材熔深大，焊接變形小，焊接生產(chǎn)率高。4、MIG 焊采用焊絲為正的直流電弧焊接鋁及鋁合金時(shí)，對(duì)母材表面的氧化膜有良好的陰極清理作用。缺點(diǎn)：1、氬氣及混合氣體比CO2 氣體的售價(jià)高，熔化極氬弧焊的焊接成本比CO2 電弧焊的焊接成本高。2、MIG 焊對(duì)工件、焊絲的焊前清理要求較高，即焊接過程對(duì)油、銹等污染比較敏感。二、亞射流過渡只在鋁及鋁合金MIG焊時(shí)才會(huì)出現(xiàn)的一種熔滴過渡形式，其特征介于短路過渡和射滴過渡之間?；￠L(zhǎng)比較短，電弧向四周擴(kuò)展為碟形，存在熔滴短路過程，電弧略微帶有爆聲。形成亞射流過渡的弧長(zhǎng)La介于28mm之間。弧長(zhǎng)小于2 mm時(shí)形成短路過渡，弧長(zhǎng)大于8 mm時(shí)形成射滴過渡。形成亞射流過渡的弧長(zhǎng)因電弧電流大小而取不同的數(shù)值，弧長(zhǎng)取下限時(shí)具有部分短路過渡的特征；弧長(zhǎng)取上限時(shí)具有部分射滴過渡的特征。三、電弧固有自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)焊接電流和電弧電壓的調(diào)節(jié)方法從理論上講焊接電流應(yīng)通過改變電源輸出的外特性曲線來調(diào)節(jié)，電弧電壓應(yīng)通過改變送絲速度來調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)后弧焊電源輸出的外特性曲線與等熔化特性曲線的交點(diǎn)最好處于亞射流過渡區(qū)間段的中心點(diǎn)上。通常采用送絲速度和焊接電流一元化調(diào)節(jié)，即在調(diào)節(jié)弧焊電源的外特性曲線的同時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)送絲速度。四、熔化極氬弧焊的主要焊接參數(shù)主要包括：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度、焊絲傾角、焊絲直徑、保護(hù)氣體的種類及其流量等。（1）焊接電流和電弧電壓：通常是根據(jù)焊件的厚度及焊縫熔深選擇焊接電流及焊絲直徑。根據(jù)焊接電流確定送絲速度，在焊絲直徑一定的情況下，再根據(jù)焊接電流匹配合適的電弧電壓從而形成合適的熔滴過渡形式及穩(wěn)定的焊接過程。（2）焊接速度：在確定的焊件厚度、焊接電流及電弧電壓下，根據(jù)焊縫成形及焊接電流確定合適的焊接速度。（3）焊絲伸出長(zhǎng)度：焊絲的伸出長(zhǎng)度增加，其電阻熱增加，焊絲的熔化速度增加。對(duì)于短路過渡焊接，合適的伸出長(zhǎng)度為6-13 mm；其它形式的熔滴過渡焊接，合適的伸出長(zhǎng)度為1325 mm。（4）保護(hù)氣體流量：流量過大或過小，就會(huì)造成紊流。常用的熔化極氬弧焊噴嘴孔徑為20mm左右，保護(hù)氣體流量為1030L/min。大電流熔化極氬弧焊時(shí)，應(yīng)用更大直徑的噴嘴，需要更大的保護(hù)氣體流量。五、脈沖熔化極氬弧焊熔滴過渡控制形式根據(jù)脈沖電流各參數(shù)值及熔滴過渡的不同，具有三種熔滴過渡控制形式：一個(gè)脈沖電流過渡一個(gè)熔滴，即一脈一滴；一個(gè)脈沖電流過渡多個(gè)熔滴，即一脈多滴；多個(gè)脈沖電流過渡一個(gè)熔滴，即多脈一滴。第八章CO2焊接一、優(yōu)點(diǎn)1、CO2 焊是一種高效節(jié)能的焊接方法。2、用粗絲（焊絲直徑16mm）焊接時(shí)可以使用較大的電流，實(shí)現(xiàn)射滴過渡。3、用細(xì)絲（焊絲直徑16mm）焊接時(shí)可以使用較小的電流，實(shí)現(xiàn)短路過渡。4、CO2 焊是一種低氫型焊接方法，焊縫的含氫量極低。5、CO2焊所使用的氣體和焊絲價(jià)格便宜，焊接設(shè)備在國(guó)內(nèi)己定型生產(chǎn)，為該方法的應(yīng)用創(chuàng)造了十分有利的條件。6、CO2 焊是一種明弧焊接方法，焊接時(shí)便于監(jiān)視和控制電弧和熔池，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過程的機(jī)械化和自動(dòng)化。用半自動(dòng)焊焊接曲線焊縫和空間位置焊縫十分方便。二、冶金特點(diǎn)1、合金元素氧化問題CO2 焊焊接時(shí)，CO2 在高溫時(shí)要分解，具有強(qiáng)烈的氧化作用，會(huì)使合金元素?zé)龘p。同時(shí)，氧化性也是CO2 焊產(chǎn)生氣孔和飛濺的一個(gè)重要原因。CO2 氣體在電弧的高溫作用下分解：2CO2 2COO2 。在電弧的高溫區(qū)域中（在電弧空間和接近電弧的焊接熔池中）中：Fe+CO2 FeO+CO，F(xiàn)e+O2 FeO，南京航空航天大學(xué)熔焊方法及設(shè)備復(fù)習(xí)整理2010 年12 月14 日Copyright 華魚辛雨& OneCircle 第9 頁共11 頁Si+2O SiO2，Mn+O MnO，C+O CO ； 在遠(yuǎn)離電弧的較低溫度的熔池區(qū)域， 合金元素將進(jìn)一步被氧化: 2FeO+Si 2Fe+SiO2,FeO+Mn Fe +MnO,FeO+C Fe+CO 。2、脫氧和合金化問題脫氧的核心問題是抑制焊縫中合金元素和鐵的氧化以及使氧化鐵還原，尤其是要關(guān)注在熔池尾部的較低溫度區(qū)域內(nèi)所發(fā)生的脫氧反應(yīng)。焊接過程中溫度越高，合金元素?zé)龘p越多；金屬與氣體的比接觸表面積增大，合金元素的燒損也增加；金屬與氣體的接觸時(shí)間增長(zhǎng)，合金元素的燒損也增大。3、氣孔問題氮?dú)饪祝撼?huì)在焊縫表面出現(xiàn)，呈蜂窩狀，或者以彌散形式的微氣孔分布于焊縫金屬中這些氣孔住往在拋光后檢驗(yàn)或水壓試驗(yàn)時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。氫氣孔：焊接熔池中氫的含量與電弧空間中氫氣的含量有很大關(guān)系。CO 氣孔：在金屬結(jié)晶的過程中，由于激烈的冶金反應(yīng)，F(xiàn)eO 與C 作用生成CO 而易在焊縫中形成CO 氣孔。三、對(duì)焊接電源的要求1、CO2 電弧焊都采用直流焊接電源且反極性連接；2、在采用等速送絲時(shí)，焊接電源應(yīng)具有平或緩降外特性，采用變速送絲時(shí)，焊接電源應(yīng)具有下降外特性；3、短路過渡焊接時(shí)要求電源具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，即要有足夠大的短路電流增長(zhǎng)速度、短路峰值電流和焊接電壓恢復(fù)速度，當(dāng)焊絲成分及直徑不同時(shí)，短路電流增長(zhǎng)速度要能夠調(diào)節(jié)。4、焊接電流及電弧電壓能在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。四、焊接過程中飛濺產(chǎn)生的主要原因CO2 氣體保護(hù)焊時(shí)，容易產(chǎn)生飛濺，這是由CO2 氣體的性質(zhì)所決定的。產(chǎn)生的原因有：1、由冶金反應(yīng)引起的飛濺，如產(chǎn)生CO 氣體；2、由斑點(diǎn)壓力引起的飛濺，直流正接時(shí)飛濺大且多；3、熔滴短路時(shí)引起的飛濺；4、非軸向熔滴過渡造成的飛濺，由斑點(diǎn)壓力和氣流壓力引起；5、焊接參數(shù)選擇不當(dāng)引起的飛濺，如焊接電流、電弧電壓和電感值等焊接參數(shù)選擇不當(dāng)。五、焊接工藝參數(shù)選擇1焊絲直徑的選擇電流相同時(shí)，隨著焊絲直徑的減小，熔深要增大2焊接電流的選擇焊接電流的作用是熔化焊絲和工件，同時(shí)也是決定熔深的最主要因素3電弧電壓的選擇電弧電壓的大小決定了電弧的長(zhǎng)短和熔滴的過渡形式，它對(duì)焊縫成形、飛濺、焊接缺陷以及焊縫的力學(xué)性能有很大的影響。電弧電壓對(duì)焊接過程和對(duì)金屬與氣體間的冶金反應(yīng)的影響比焊接電流大，且隨著焊絲直徑的減小，電弧電壓影響的程度增大。4焊接速度的選擇選擇焊接速度主要根據(jù)生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量。焊速過快，保護(hù)效果差，同時(shí)使冷卻速度加大，使焊縫塑性降低，且不利于焊縫成形，易形成咬邊缺陷；焊速過慢，熔敷金屬在電弧下堆積，電弧熱和電弧力受阻礙，焊道不均勻，且焊縫組織粗大。實(shí)際生產(chǎn)中，焊速一般不超過0.5m/min。5焊絲伸出長(zhǎng)度的選擇6電流極性的選擇電流極性應(yīng)用范圍特點(diǎn)直流反接短路過渡及顆粒過渡的普通焊接，一般材料的焊接飛濺小，電弧穩(wěn)定，焊縫成形好，熔深大，焊縫金屬含氫量低直流正接高速焊接、堆焊、鑄鐵補(bǔ)焊焊絲熔化速率高，熔深淺，熔寬及余高較大7焊接回路電感值的選擇焊接回路電感主要用于調(diào)節(jié)電流的動(dòng)特性，以獲得合適的短路電流增長(zhǎng)速度di/dt，從而減少飛濺；并調(diào)節(jié)短路頻率和燃燒時(shí)間，以控制電弧熱量和熔透深度。8氣體流量的選擇CO2氣體流量的大小主要是根據(jù)對(duì)焊接區(qū)域的保護(hù)效果來決定。六、藥芯CO2焊接的工藝特點(diǎn)1.熔敷效率高2.保護(hù)效果好3.調(diào)整合金成分方便4.可以選用直流電或交流電焊接第九章等離子焊接一、等離子弧的產(chǎn)生機(jī)理及分類機(jī)理：等離子弧是一種受到約束的非自由電弧，它是借助于以下三種壓縮效應(yīng)而形成的：1、機(jī)械壓縮效應(yīng)，利用噴嘴來限制弧柱直徑，提高能量密度的效應(yīng)；2、熱壓縮效應(yīng)，利用氣流或水流的冷卻作用使電弧得到壓縮的效應(yīng)；3、磁壓縮效應(yīng)，如果將通過噴嘴的弧柱看作是由許多載流導(dǎo)線束，由于電流同向，因此會(huì)彼此吸引，形成一個(gè)指向弧柱中心的力場(chǎng)，使電弧收縮，這種效應(yīng)稱為磁壓縮效應(yīng)。分類：等離子弧按電源供電方式不同分為三種形式:1、非轉(zhuǎn)移型等離子弧電極接電源的負(fù)極，噴嘴接電源的正極，電弧在電極與噴嘴之間產(chǎn)生，工件不接電。2、轉(zhuǎn)移型等離子弧電極接電源的負(fù)極，工件接電源的正極，等離子弧在電極與工件之間燃燒，很難直接形成。3、聯(lián)合型（混合型）等離子弧非轉(zhuǎn)移型等離子弧和轉(zhuǎn)移型等離子弧同時(shí)存在，這時(shí)需要兩個(gè)獨(dú)立的電源供電。二、靜特性特點(diǎn)等離子弧的靜態(tài)特性是指一定弧長(zhǎng)的等離子弧處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)時(shí)，電弧電壓U 與電弧電流I之間的關(guān)系，即：U （I）特點(diǎn)：1. 由于冷壁噴嘴的拘束作用，使等離子弧柱的橫截面積減小，弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電弧電壓明顯提高，U型曲線的平直區(qū)較自由電弧明顯減??；2. 當(dāng)焊接電流較大時(shí)，等離子弧的磁收縮效應(yīng)使弧柱直徑的增加受到限制，靜特性曲線會(huì)出現(xiàn)平的或上升的伏安特性；3. 拘束孔道尺寸和形狀對(duì)靜特性有明顯影響，噴嘴孔徑越小，U形特性平直區(qū)域就越小，上升區(qū)域斜率增大，即弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度增大；4. 等離子氣種類和流量不同時(shí)，弧柱的電場(chǎng)強(qiáng)度有明顯變化，因此等離子弧供電電源的空載電壓應(yīng)按所用等離子氣種類而定；5. 如果采用聯(lián)合型等離子弧，轉(zhuǎn)移弧的U行特性曲線下降區(qū)段斜率明顯減小，這是