焊接方法与设备 电子教案 第3章[精选五篇]

第一篇：焊接方法与设备 电子教案 第3章

第三章

埋弧焊

课前分析： 1.教学内容及时间分配

第一节

埋弧焊的原理和特点

4课时 第二节

埋弧焊的自动调节原理

2课时 第三节

埋弧焊设备

2课时 第四节 埋弧焊的焊接材料和冶金过程

4课时 第五节 埋弧焊工艺

4课时 第六节

埋弧焊的其他焊接方法

2课时 2.教学目的

1、了解埋弧焊特点及应用

2、熟练掌握埋弧焊的治金特点

3、掌握自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法

4、了解埋弧焊焊机的分类及基本原理

5、熟练掌握埋弧焊工艺 3.教学重难点 重点

1、埋弧焊的治金特点

3、自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法

4、埋弧焊焊机的分类及基本原理

5、掌握埋弧焊工艺 难点

1、自动焊的焊接焊接参数自动调节原理及方法

2、埋弧焊焊机电气工作原理 4.教学方法

本教学环节采用理论、实践同步进行的方法。通过面对实物讲授，学生可以更直观的学习。

5.板书布置

第一节 埋弧焊原理和特点

3.1埋弧焊的特点： 3.1.1主要优点：

a.生产效率高 埋弧焊所用焊接电流大相应电流密度也大。加上焊剂和熔渣的保护，电弧的熔渣能力和焊丝的熔敷速度都大大提高。以板厚8～10mm的钢板对接为例，单丝埋弧焊焊接速度可达30～50m/h，若采用双丝和多丝焊，速度还可提高1倍以上，而焊条电弧焊接速度则不超过6～8m/h。同时由于埋弧焊热效率高，熔深大，单丝埋弧焊不开坡口一次熔深可达20mm。

b.焊接质量好 因熔渣的保护，熔化金属不与空气接触，焊缝金属中含氮量降低，而且熔池金属凝固较慢，液体金属和熔化焊剂间的冶金反应充分，减少了焊缝中产生气孔、裂纹的可能性。焊接工艺参数通过自动调节保持稳定，焊工操作技术要求不高，焊缝成形好，成分稳定，力学性能好，焊缝质量高。

c.劳动条件好 埋弧焊弧光不外露，没有弧光辐射，机械化的焊接方法减轻了手工操作强度。

3.1.2主要缺点：

a.埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，一般只适用于平焊和角焊位置的焊接，44

其它位置的焊接，则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌。

b.焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置，需要采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏。

c.埋弧焊使用电流较大，电弧的电场强度较高，电流小于100A时，电弧的电场稳定性较差，因此不适宜焊厚度小于1mm的薄件。

3.2埋弧焊的应用

埋弧焊是焊接生产中应用最广泛的工艺方法之一。由于焊接熔深大、生产效率高、机械化程度高，因而特别适用于中厚板长焊缝的焊接。造船、锅炉与压力容器、化工、桥梁、起重机械、工程机械、冶金机械以及海洋结构、核电设备等制造中都是主要的焊接生产手段。

随着焊接冶金技术和焊接材料生产的发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及一些有色金属材料，如镍基合金、铜合金的焊接等，此外，埋弧焊用于抗磨损耐腐蚀材料的堆焊，也是十分理想的工艺方法。

3.3埋弧焊冶金过程特点 3.3.1冶金过程的特点

a.电弧和焊接熔池在熔化了的焊剂所形成熔渣包围下获得可靠性保护，有效防止了空气的入侵，使焊缝金属含氧量及含氮量均极底，因而焊缝金属塑性良好。

b.利用渣相反应能有效地控制焊缝金属的化学成分 1）渗锰渗硅

当焊剂中MnO、SiO2含量足够高时，冶金反应可使焊缝金属的Mn、Si含量明显提高，因而焊缝的抗裂性和机械性能提高。

2）脱碳

由于焊剂中不含有碳的成分，高温下碳与氧的亲和力介于锰和硅之间，因此埋弧焊冶金过程会造成一定量碳元素烧损，且随焊丝中含碳量的增大而加剧，过量时会导致产生CO气体。因此、埋弧焊用的含碳量必须严格控制。

3）脱氢

母材、焊丝表面的锈污及焊剂的吸潮水分是埋弧焊产生氢气孔的主要原因。为防止氢气孔，除杜绝氢的来源外，还可利用高温冶金反应时所生成的溶于熔池的HF和OH来达到去氢的目的。

4）焊剂中含硫、磷量稍高时会造成焊缝金属含硫、磷量的增加而导致冷裂、热裂倾向增强，为此焊剂中含硫、磷量应严格控制在0.10%以下。

第二节 埋弧焊的自动调节原理

焊接过程中的外界干扰会导致焊接工艺参数不稳。外界干扰主要来自弧长波动和电网电压的波动。由于焊件不平、装配不良或遇到定位焊点等，都会引起弧长的变化。如图3-3，如果弧长缩短，电弧的稳定工作点就由O沿电源外特性移到O1。电网电压变化时，电源的外特性也相应发生变化，如果电网电压降低，电弧的稳定工作点就由O沿电弧静特性移到O2。可以看出，弧长波动和电网电压的波动都会使焊接电流和焊接电压发生变化（稳定工作点对应的电压、电流），所以要保持焊接参数稳定，必须要有一种自动调节系统，来消除或减弱外界干扰的影响，尤其是弧长的干扰，因为弧长的微小变化会带来电弧电压的明显变化，所以自动调节弧长就成为自动焊机的特有任务。最常用的有电弧自身调节系统和电弧电压反馈自动调节系统。

3.2.5.1 电弧自身调节作用的原理

这种系统在焊接时，焊丝以给定的速度等速送进，所以也称为等速送丝系统。如果弧长保持稳定，那么送丝速度Vf（feed）和焊丝的熔化速度Vm(melt)必须相等，也就是Vf=Vm 这是任何熔化极电弧系统的稳定条件。

当焊接过程中由于某种原因使弧长波动时，必然会引起焊接电流和电压发生变化，进而引起焊丝熔化速度发生变化。如果弧长由于某种原因缩短的话，电弧稳定工作点就由O沿电源外特性移到O1，对应的焊接电流加大，电压下降，由于焊丝熔化速度主要受电流影响，所以焊丝熔化速度加快，而送丝速度是不变的，这就出现了Vf>Vm，弧长加大，从而电弧稳定工作点自动恢复到原来的O点。

从上面的分析可以看出，在电弧自身调节系统中，完全是由弧长变化所引起

的焊接电流等工艺参数的变化使弧长恢复到原来长度。当焊接电流较大、焊丝较细而且电源外特性较平缓时，电弧的自身调节作用大。所以，等速送丝焊机一般都采用缓降特性甚至平特性的电源。

3.2.5.2 电弧电压均匀调节原理

由于在粗焊丝的情况下，仅靠电弧自身调节作用已经不能保证焊接过程的稳定性，所以发展了电弧电压均匀调节方法，它主要用在变速送丝并匹配陡降外特性的粗丝熔化焊。这种方法和电弧自身调节作用的不同之处在于，当弧长波动引起焊接规范参数波动时，它是利用电弧电压作为反馈量，并通过一个专门的自动调节装置，强迫送丝速度发生变化。因为一般焊接规范下电弧电压和弧长是呈正比的，如果弧长增加，电弧电压就增大，通过反馈作用使送丝速度相应增加，就会强迫弧长恢复到原来的长度从而保持焊接工艺参数稳定。

可以看出，均匀调节是一种强迫调节，而电弧的自身调节是一种自发调节。利用均匀调节的时候电弧的自身调节也起作用，但是由于均匀调节一般采用陡降外特性的电源，弧长变化引起的电流变化不大，所以电弧自身调节作用很弱。

第三节

埋弧焊设备

一、埋弧焊电源

一般埋弧焊多采用粗焊丝，电弧具有水平的静特性曲线。按照前述电弧稳定燃烧的要求，电源应具有下降的外特性。在用细焊丝焊薄板时，电弧具有上升的静特性曲线，宜采用平特性电源。

埋弧焊电源可以用交流(弧焊变压器)、直流(弧焊发电机或弧焊整流器)或交直流并用。要根据具体的应用条件，如焊接电流范围、单丝焊或多丝焊、焊接速度、焊剂类型等选用。

一般直流电源用于小电流范围、快速引弧、短焊缝、高速焊接，所采用焊剂的稳弧性较差及对焊接工艺参数稳定性有较高要求的场合。采用直流电源时，不同的极性将产生不同的工艺效果。当采用直流正接(焊丝接负极)时，焊丝的熔敷率最高；采用直流反接(焊丝接正极)时，焊缝熔深最大。

采用交流电源时，焊丝熔敷率及焊缝熔深介于直流正接和反接之间，而且电弧的磁偏吹最小。因而交流电源多用于大电流埋弧焊和采用直流时磁偏吹严重的场合。一般要求交流电源的空载电压在65V以上。

为了加大熔深并提高生产率，多丝埋弧自动焊得到越来越多的工业应用。目前应用较多的是双丝焊和三丝焊。多丝焊的电源可用直流或交流，也可以交、直流联用。双丝埋弧焊和三丝埋弧焊时焊接电源的选用及联接有多种组合。

二、埋弧焊机

埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。

(一)半自动埋弧焊机

半自动埋弧焊机的主要功能是：(1)将焊丝通过软管连续不断地送入电弧区；(2)传输焊接电流；(3)控制焊接起动和停止；(4)向焊接区铺施焊剂。

因此它主要由送丝机构、控制箱、带软管的焊接手把及焊接电源组成。软管式半自动埋弧焊机兼有自动埋弧焊的优点及手工电弧焊的机动性。在难以实现自动焊的工件上(例如中心线不规则的焊缝、短焊缝、施焊空间狭小的工件等)，可用这种焊机进行焊接。

(二)自动埋弧焊机

自动埋弧焊机的主要功能是；(1)连续不断地向焊接区送进焊丝；(2)传输焊接电流；(3)使电弧沿接缝移动；(4)控制电弧的主要参数；(5)控制焊接的起动与停止；(6)向焊接区铺施焊剂；(7)焊接前调节焊丝端位置。

常用的自动埋弧焊机有等速送丝和变速送丝两种。它们一般都由机头、控制箱、导轨(或支架)以及焊接电源组成。等速送丝自动埋弧焊机采用电弧自身调节系统；变速送丝自动埋弧焊机采用电弧电压自动调节系统。

自动埋弧焊机按照工作需要，做成不同的形式。常见的有：焊车式、悬挂式、机床式、悬臂式、门架式等。使用最普遍的是MZ—1000焊机，该焊机为焊车式。MZ—1000焊机采用电弧电压自动调节(变速送丝)系统，送丝速度正比于电弧电压。

三、埋弧焊辅助设备

埋弧焊时，为了调整焊接机头与工件的相对位置，使接缝处于最佳的施焊位置或为达到预期的工艺目的，一般都需有相应的辅助设备与焊机相配合。埋弧焊的辅助设备大致有以下几种类型：

(一)焊接夹具

使用焊接夹具的目的在于使工件准确定位并夹紧，以便于焊接。这样可以减少或免除定位焊缝并且可以减少焊接变形。有时为了达到其他工艺目的，焊接夹具往往与其他辅助设备联用，如单面焊双面成型装置等。

(二)工件变位设备

这种设备的主要功能是使工件旋转、倾斜、翻转以便把待焊的接缝置于最佳的焊接位置，达到提高生产率、改善焊接质量、减轻劳动强度的目的。工件变位设备的型式、结构及尺寸因焊接工件而异。埋弧焊中常用的工件变位设备有滚轮架、翻转机等。

(三)焊机变位设备

这种设备的主要功能是将焊接机头准确地送到待焊位置，焊接时可在该位置操作；或是以一定速度沿规定的轨迹移动焊接机头进行焊接。这种设备也叫做焊接操作机。它们大多与工件变位机、焊接滚轮架等配合使用，完成各种工件的焊接。基本形式有平台式、悬臂式、伸缩式、龙门式等几种。

(四)焊缝成形设备

埋弧焊的电弧功率较大，钢板对接时为防止熔化金属的流失和烧穿并促使焊缝背面成形，往往需要在焊缝背面加衬垫。最常用的焊缝成形设备除前面已提到的铜垫板外，还有焊剂垫。焊剂垫有用于纵缝的和用于环缝的两种基本型式。

(五)焊剂回收输送设备

用来在焊接中自动回收并输送焊剂，以提高焊接自动化的程度。采用压缩空气的吸压式焊剂回收输送器可以安装在小车上使用。

第四节

埋弧焊的焊接材料和冶金过程

一、埋弧焊冶金过程特点 1.冶金过程的特点

a.电弧和焊接熔池在熔化了的焊剂所形成熔渣包围下获得可靠性保护，有效防止了空气的入侵，使焊缝金属含氧量及含氮量均极底，因而焊缝金属塑性良好。

b.利用渣相反应能有效地控制焊缝金属的化学成分 1）渗锰渗硅

当焊剂中MnO、SiO2含量足够高时，冶金反应可使焊缝金属的Mn、Si含量明显提高，因而焊缝的抗裂性和机械性能提高。

2）脱碳

由于焊剂中不含有碳的成分，高温下碳与氧的亲和力介于锰和硅之间，因此埋弧焊冶金过程会造成一定量碳元素烧损，且随焊丝中含碳量的增大而加剧，过量时会导致产生CO气体。因此、埋弧焊用的含碳量必须严格控制。

3）脱氢

母材、焊丝表面的锈污及焊剂的吸潮水分是埋弧焊产生氢气孔的主要原因。为防止氢气孔，除杜绝氢的来源外，还可利用高温冶金反应时所生成的溶于熔池的HF和OH来达到去氢的目的。

焊剂中含硫、磷量稍高时会造成焊缝金属含硫、磷量的增加而导致冷裂、热裂倾向增强，为此焊剂中含硫、磷量应严格控制在0.10%以下。

二、埋弧焊工艺参数及焊接技术 3.4.1熔池形状

埋弧自动焊时，在电弧热作用下熔化的焊丝和母材金属所构成的液体金属熔

池较为稳定，其形状和尺寸与电弧的热输入线能量的大小有关。

3.4.2焊缝形状

通常是指焊缝熔化区横截面形状，一般以熔深H、熔宽B和余高a三个参数表征。足够的熔深是焊缝质量好坏的重要指标。B、a应与H有合理的比例。常用形状系数ψ＝B/H、增厚系数B/a表征焊缝形状。ψ愈小，则焊缝深而窄，表明焊接电弧热量集中，焊缝热影响区小。但ψ过小，易出现裂纹和气孔。通常埋弧焊的ψ>1.3。B/a为4～8，其值过小，对接头动载强度不利，重要结构甚至还应磨去余高。

3.4.3影响焊缝形状、性能的因素

埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。

1)焊接工艺参数的影响

影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。

（1）焊接电流

当其它条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响，无论是Y形坡口还是I形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即电流增加，熔深增加。焊接电流对焊缝断面形状的影响。电流小，熔深浅，余高和熔宽不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹。

（2）电弧电压

电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的53

焊剂不同。电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其它条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹；电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。

（3）焊接速度

焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔宽都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比。焊接速度对焊缝断面形状的影响。焊接速度过小熔化金属量多，焊缝成形差；焊接速度较大时，熔化金属不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量。

（4）焊丝直径

焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径不同，焊缝形状会发生变化。其它条件不变时，熔深与焊丝直径成反比关系，但这种关系随电流密度的增加而减弱，这是由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属量不断增加，熔融金属后排困难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加，余高增加焊缝成形变差，所以埋弧焊时增加焊接电流的同时要增加电弧电压，以保证焊缝成形质量。

2）工艺条件对焊缝成形的影响（1）对接坡口形状、间隙的影响

在其它条件相同时，增加坡口深度和宽度，焊缝熔深增加，熔宽略有减小，余高显著减小。在对接焊缝中，如果改变间隙大小，也可以调整焊缝形状，同时板厚及散热条件对焊缝熔宽和余高也有显著影响。

（2）焊丝倾角和工件斜度的影响

焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾两种。倾斜的方向和大小不同，电弧对熔池的吹力和热的作用就不同，对焊缝成形的影响也不同。焊丝在一定倾角内后倾时，电弧力后排熔池金属的作用减弱，熔池底部液体金属增厚，故熔深减小。而电弧对熔池前方的母材预热作用加强，故熔宽增大。

工件倾斜焊接时有上坡焊和下坡焊两种情况，它们对焊缝成形的影响明显不同，上坡焊时，若斜度β角>60～120，则焊缝余高过大、两侧出现咬边，成形明显恶化。实际工作中应避免采用上坡焊。下坡焊的效果与上坡焊相反。

（3）焊剂堆高的影响

埋弧焊焊剂堆高一般在25～40mm，应保证在丝极周围埋住电弧。当使用粘结焊剂或烧结焊剂时，由于密度小，焊剂堆高比熔炼焊剂高出20%~50%。焊剂堆高越大，焊缝余高越大，熔深越浅。

3）焊接工艺条件对焊缝金属性能的影响

当焊接条件变化时，母材的稀释率、焊剂熔化比率（焊剂熔化量/焊丝熔化量）均发生变化，从而对焊缝金属性能产生影响，其中焊接电流和电弧电压的影响较大。

第五节

埋弧焊工艺

（1）平板双面对焊 ①悬空焊 ②焊剂垫法

图3-4 焊剂垫结构原理

1-焊件；2-焊剂；3-橡皮帆布；4-橡皮帆布软管

③临时工艺垫板法

图3-5 临时垫双面焊

(a)薄钢带垫；(b)石棉绳垫；(c)石棉板垫

④手弧焊封底法

（2）单面焊双面成形（3）角焊缝

图3-6 船形焊和斜角焊 船形焊；(b)斜角焊

3.5埋弧焊主要缺陷及防止

埋弧焊时可能产生的主要缺陷，除了由于所用焊接工艺参数不当造成的熔透不足、烧穿、成形不良以外，还有气孔、裂纹、夹渣等。

3.5.1气孔

埋弧焊焊缝产生气孔的主要原因及防止措施如下： 1)焊剂吸潮或不干净

焊剂中的水分、污物和氧化铁屑等都会使焊缝产生气孔，在回收使用的焊剂中这个问题更为突出。水分可通过烘干消除，烘干温度与时间由焊剂生产厂家规定。防止焊剂吸收水分的最好方法是正确的存储和保管。采用真空式焊剂回收器可以较有效地分离焊剂与尘土，从而减少回收焊剂在使用中产生气孔的可能性。

2)焊接时焊剂覆盖不充分

由于电弧外露并卷入空气而造成气孔。焊接环缝时，特别是小直径的环缝，容易出现这种现象，应采取适当措施，防止焊剂散落。

3)熔渣粘度过大

焊接时溶入高温液态金属中的气体在冷却过程中将以气泡形式溢出。如果熔渣粘度过大，气泡无法通过熔渣，被阻挡在焊缝金属表面附近而造成气孔。通过

调整焊剂的化学成分，改变熔渣的粘度即可解决。

4)电弧磁部位偏吹

焊接时经常发生电弧磁偏吹现象，特别是用直流电焊接时更为严重。电弧磁偏吹会在焊缝中造成气孔。磁偏吹的方向受很多因素的影响，例如工件上焊接电缆联接位置、电缆接线处接触不良、部分焊接接头电缆环绕接头造成的二次磁场。在同一条焊缝的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。在接近端部的一段焊缝上，磁偏吹更经常发生，因此这段焊缝的气孔也较多。为了减少磁偏吹的影响，应尽可能采取交流电源；工件上焊接电缆的联接位置尽可能远离焊缝终端；避免部分焊接电缆在工件上产生二次磁场等。

5)工件焊接部位被污染

焊接坡口及其附近的铁锈、油污或其它污物在焊接时将产生大量气体，促使气孔生成，焊接之前应予清除。

3.5.2裂纹

通常情况下，埋弧焊焊接接头有可能产生两种类型裂纹，即结晶裂纹和氢致裂纹。前者只限于焊缝金属，后者则可能发生在焊缝金属或热影响区。

1）结晶裂纹

钢材焊接时，焊缝中的S、P等杂质在结晶过程中形成低熔点共晶。随着结晶过程的进行，它们逐渐被排挤在晶界，形成了“液态薄膜”。焊缝凝固过程中，由于收缩作用，焊缝金属受拉应力，“液态薄膜”不能承受拉应力而形成裂纹。可见产生“液态薄膜”和焊缝的拉应力是形成结晶裂纹的两方面原因。

钢材的化学成分对结晶裂纹的形成有重要影响。硫对形成结晶裂纹影响最大，但其影响程度又与钢中其它元素含量有关，如Mn与S结合成MnS而除硫，58

从而对S的有害作用起抑制作用。Mn还能改善硫化物的性能、形态及其分布等。因此，为了防止产生结晶裂纹，对于焊缝金属中的Mn/S值有一定要求。Mn/S值多大才有利于防止结晶裂纹，还与含碳量有关。

埋弧焊焊缝的熔合比通常都较大，因而母材金属的杂质含量对结晶裂纹倾向有很大关系。母材杂质较多，或因偏析使局部C、S含量偏高，Mn/S可能达不到要求。可以通过工艺措施（如采用直流正接、加粗焊丝减小电流密度、改变坡口尺寸等）减小熔合比；也可以通过焊接材料调整焊缝金属的成分，如增加含Mn量，降低含C、Si量等。

焊缝形状对于结晶裂纹的形成也有明显影响。窄而深的焊缝会造成对生的结晶面，“液态薄膜”将在焊缝中心形成，有利于结晶裂纹的形成。焊接接头形式不同，不但刚性不同，并且散热条件与结晶特点也不同，对产生结晶裂纹的影响也不同。

2）氢致裂纹

这种裂纹较多的发生在低合金钢、中合金钢和高碳钢的焊接热影响区中。它可能在焊后立即出现，也可能在焊后几小时、几天、甚至更长时间才出现。这种焊后若干时间才出现的裂纹称为延迟裂纹。

氢致裂纹是焊接接头含氢量、接头显微组织、接头拘束情况等因素相互作用的结果。在焊接厚度10mm以下的工件时，一般很少发现这种裂纹。工件较厚时，焊接接头冷却速度较大，对淬硬倾向大的母材金属，易在接头处产生硬脆的组织。另一方面，焊接时溶解于焊缝金属中的氢，由于冷却过程中溶解度下降，向热影响区扩散。当热影响区的某些区域氢浓度很高而温度继续下降时，一些氢原子开始结合成氢分子，在接头拘束应力作用下产生裂纹。

焊接某些超高强度钢时，这种裂纹也会出现在焊缝金属中。针对氢致裂纹产生的原因，可以从以下几方面采取措施。

A．减少氢的来源及其在焊缝金属中的溶解，采用低氢焊剂；焊剂保管中注意防潮，使用前严格烘干；对焊丝、工件焊口附近的锈、油污、水分等焊前必须清理干净。

通过焊剂的冶金反应把氢结合成不溶于液态金属的化合物，如高Mn高Si焊剂可以把H结合成HF和OH两种稳定化合物进入熔渣中，减少氢对生成裂纹的影响。

B．正确的选择焊接工艺参数，降低钢材的淬硬程度并有利于氢的逸出和改善应力状态，必须时可采用预热。

C．采用后热或焊后热处理

焊后后热有利于焊缝中的溶解氢顺利的逸出。有些工件焊后需要进行热处理，一般情况下多采用回火处理。这种热处理的效果一方面可消除焊接残余应力，另一方面使已产生的马氏体高温回火，改善组织。同时接头中的氢可进一步逸出，有利于消除氢致裂纹，改善热影响区的延性。

D．改善接头设计，降低焊接接头的拘束应力

在焊接接头设计上，应尽可能消除引起应力集中的因素，如避免缺口、防止焊缝的分布密集等。坡口形状尽量对称为宜，不对称的坡口裂纹敏感性较大。在满足焊缝强度的基本要求下，应尽量减少填充金属的用量。

埋弧焊时，焊接热影响区除了可能产生氢致裂纹外，还可能产生淬硬脆化裂纹、层状撕裂等。

3.5.3夹渣

埋弧焊时，焊缝的夹渣除与焊剂的脱渣性能有关，还与工件的装配情况和焊接工艺有关。对接焊缝装配不良时，易在焊缝底层产生夹渣。焊缝成形对脱渣情况也有明显影响。平而略凸的焊缝比深凹或咬边的焊缝更容易脱渣。双道焊的第一道焊缝，当它与坡口上缘熔合时，脱渣容易；而当焊缝不能与坡口边缘充分熔合时，脱渣困难。在焊接第二道焊缝时易造成夹渣。焊接深坡口时，有较多的小焊道组成的焊缝，夹渣的可能性大。

第六节

埋弧焊其他方法

（1）多丝埋弧焊

多丝埋弧焊是一种高生产率的焊接方法。按照所用焊丝数目有双丝埋弧焊、三丝埋弧焊等，在一些特殊应用中焊丝数目多达14根。目前工业上应用最多的是双丝埋弧焊和三丝埋弧焊。双丝焊和三丝焊的电源联接方式。焊丝排列一般都采用纵列式，即2根或3根焊丝沿焊接方向顺序排列。焊接过程中，每根焊丝所用的电流和电压各不相同，因而它们在焊缝成形过程中所起的作用也不相同。一般由前导的电弧获得足够的熔深，后续电弧调节熔宽或起改善成形的作用。为此，焊丝间的距离要适当。

（2）带状电极埋弧焊

此种方法具有最高的熔敷速度、最低的熔深和稀释度，尤其是双带极埋弧焊，因此是表面堆焊的理想方法。带极埋弧焊的关键是要有合适成分的带材、焊剂和送带机构。一般常用的带宽为60mm。焊剂宜采用烧结焊剂，并尽可能减少氧化铁含量。

带极埋弧堆焊通常采用直流反接极性。宽带极埋弧堆焊采用轴向外加磁场或横向交变磁场，可以有效的提高宽带堆焊层的熔宽和熔深均匀性。

（3）附加依靠焊丝电阻热预热的热丝、冷丝、铁粉的埋弧焊方法。这些方法有较高熔敷率、较低的熔深和稀释率。仅适用于难以制成带极或丝极的某些合金埋弧堆焊及焊接，也常在窄间隙埋弧焊时被采用。

（4）单面焊双面一次成形埋弧焊

在一定的板厚、坡口及间隙条件下，采用适当的强制成形衬垫可以实现单面焊双面一次成形对接埋弧焊。这种施焊方法可以免除焊件翻身，提高生产率。但

由于受电弧能量密度的限制，只能在小于25mm板厚条件下实现单面焊双面成形。

埋弧焊的单面焊双面成形的关键是设计合理的强制成形衬垫装置，并使其紧贴焊缝反面。

（5）窄间隙埋弧焊

厚度在50mm以上，焊件若采用普通的V形或U形坡口埋弧焊，则焊接层数、道数多，焊缝金属填充量及所需焊接时间均随厚度成几何级数增长，焊接变形也会非常大且难以控制。窄间隙埋弧焊就是为了克服上述弊端而发展起来的，其主要特点为：A.窄间隙坡口底层间隙为12～35mm，坡口角度为10～70，每层焊缝道数为1～3，常采用工艺垫板打底焊。B.气孔为避免电弧在窄坡口内极易诱发的磁偏吹，通常采用交流方波电源是一种理想的电源。C.为了提高窄坡口埋弧焊的熔敷和焊接速度，采用串列双弧焊是有效途径。D.为使焊丝送达厚板窄坡口底层，需设计能插入坡口内的专用窄焊嘴，焊丝外伸长度常取为50～75mm，以获得较高熔敷速率。E.要采用专用焊剂，其颗粒度一般较细，脱渣性应特别好，为满足高强韧性焊缝金属性能，大多采用高碱度烧结型焊剂。F.为保证焊丝和电弧在深而窄坡口内的正确位置，采用自动跟踪控制常常是必须的。

第二篇：焊接方法与设备试卷及答案

A卷

一．填空题。（每题1分，共10分）

1．熔化极电弧焊熔滴过渡形式主要有_______过渡、________过渡、________过渡和渣壁过渡。

2．无论是何种位置的焊接，电弧气体吹力总是_______熔滴过渡。3．引弧的方法有________和________两种。

4．焊条电弧焊的收尾方法有____________、______________和_____________________。5．引弧时，必须有较高的___________，才能使两极间高电阻的接触处被击穿。6．电阻焊按工艺特点可分为________、_________、_________和对焊四种类型。7．点焊通常采用________接头和________接头。

8．_____________、______________和等离子弧焊统称为高能密度焊。

9．超声波焊是利用超声波频率的________________能量，连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等的特殊焊接方法。

10．采用酸性焊条焊接低碳钢薄板时，应选择的电源及接法是________________。二．选择题。（每题1分，共10分）1．焊接电弧静特性曲线的形状类似（）。

A．U形

B．直线形

C．正弦曲线

D．L形 2．当填充金属材料一定时，（）的大小决定了焊缝的化学成分。

A．熔合比

B．焊缝厚度

C．焊缝余高

D．焊缝宽度 3．焊机铭牌上负载持续率是表明（）的。

A．焊机的极性

B．焊机的功率

C．焊接电流和时间的关系

D．焊机的使用时间 4．焊条的直径是以（）来表示的。

A．焊芯直径

B．焊条外径

C．药皮厚度

D．焊芯直径与药皮厚度之和 5．短路过渡的形成条件为（）。

A．电流较小，电弧电压较高

B．电流较大，电弧电压较高 C．电流较小，电弧电压较低

D．电流较大，电弧电压较低 6．CO2气体保护焊时，预热器应尽量装在（）。

A．靠近钢瓶出气口处

B．远离钢瓶出气口处

C．无论远近都行 7．在其他条件相同时，下列哪种方法会减弱气体保护效果（）。

A．反面保护

B．加挡板

C．扩大正面保护区

D．采用高速焊接

8．（）的优点之一，是可以焊接金属薄箔。

A．钨极氩弧焊

B．微束等离子弧焊

C．熔化极惰性气体保护焊

D．CO2气体保护焊 9．与熔焊方法相比，下面哪一项不是电阻焊的特点？（）A．焊接成本低

B．焊接生产率低

C．自动化程度高

D．力学性能低 10．与一般电弧焊相比，电渣焊不具有以下哪个特点？（）A．焊接接头的冲击韧性高

B．焊接生产率高

C．焊缝中气孔与夹渣少

D．焊缝金属化学成分易调整 三．判断题。（每题1分，共10分）

1．焊接电弧中，阴极斑点的温度总是高于阳极斑点的温度。

（）2．焊接时为使电弧更容易引燃和稳定燃烧，常在焊条中加入一些电离电位较高的物质。（）3．焊缝的成形系数越小越好。

（）4．酸性焊条都是交、直流两用焊条；碱性焊条则仅限采用直流电源。

（）5．焊机空载电压一般不超过100V，否则将对焊工产生危险。

（）6．等速送丝埋弧自动焊是利用电弧电压反馈来调节送丝速度的。

（）7．埋弧焊时，焊缝的化学成分与母材完全一致。

（）8．在电极与焊件之间建立的等离子弧叫转移弧。

（）9．超声波焊接是一种固-液态焊接。

（）10．点焊预加电极压力是为了使焊件在焊接处紧密接触，若压力不足，则接触电阻过大，导致焊件烧穿或将电极工作面烧损。

（）四．解释下列名词。（每题3分，共24分）1．焊接 2．最小电压原理 3．熔化系数 4．埋弧焊 5．熔池 6．MIG焊 7．MAG焊 8．等离子弧

五．简答题。（1、2、3、4每题8分，5题14分，共46分）

1．解释焊条电弧焊的工作原理及其特点？

2．电弧中有哪几种主要作用力？说明各种力对熔滴过渡的影响？ 3．埋弧焊时防止气孔和冷裂纹的主要措施有哪些？ 4．简述脉冲TIG焊和TIG点焊的特点？

5．CO2焊产生飞溅的原因以及CO2焊减少飞溅的措施有哪些？

B卷

一．填空题。（每题1分，共10分）

1．阴极电子发射的类型有热发射、___________、___________和_________________。2．焊趾处被融化的母材因填充金属不足而产生缺口的现象称为_________。

3．在电弧中，___________和_______________是电弧产生带电粒子的两个基本物理过程。4．焊条直径的选择应考虑___________、____________、___________和焊接层数等因素。5．低碳钢用焊条焊芯的含碳量应控制在________以下。

6．电阻焊是对组合后的工件施加一定的_______，利用电流通过接头的接触面产生______进行焊接的方法。

7．缝焊按滚轮电极的滚动和馈电方式不同，有连续缝焊、____________和____________三种形式。

8．感应钎焊母材的加热是通过它在变交磁场中产生的感应电流的____________来实现的。9．根据所用电极形状的不同，电渣焊可分为丝极电渣焊、板极电渣焊、____________电渣焊和_____________电渣焊四种类型。

10．对于冷阴极，向电弧提供电子的主要方式是______________发射电子。二．选择题。（每题1分，共10分）

1．（）区对焊条或母材的加热和熔化起主要作用。

A．阴极

B．弧柱

C．阳极

D．阴极或阳极 2．两电极的电压越高，金属的逸出功越小，则场致发射作用（）。A．越大

B．越小

C．无影响

D．波动 3．降低碱性焊条的水分含量，主要是为了防止焊接过程中（）缺陷的产生。A．咬边

B．夹渣

C．气孔

D．未熔合 4．焊条电弧焊正常施焊时，电弧的静特性曲线为U形曲线的（）。

A．陡降段

B．缓降段

C．水平段

D．上升段 5．CO2焊的主要缺点是（）。

A．飞溅较大

B．生产率低

C．对氢敏感

D．有焊渣 6．熔化极气体保护焊时，电源外特性与送丝速度的配合关系不采用（）。

A．平外特性电源配等速送丝系统

B．下降外特性电源配变速送丝系统

C．陡降外特性电源配等速送丝系统

D．平外特性电源配变速送丝系统 7．下列气体中，不属于TIG焊用保护气的为（）。

A．Ar

B．He+ Ar

C．Ar+ CO

2D．He 8．在电极与喷嘴之间建立的等离子弧称为（）。

A．非转移弧

B．转移弧

C．混合弧

D．双弧 9．下面哪一项不是电阻热的影响因素？（）

A．两焊件间电阻

B．焊接电流

C．焊件与电极间气体介质

D．电极材料与形状 10．点焊过程三个阶段中，哪个阶段形成一个塑型金属环？（）

A．预加压力阶段

B．通电加热阶段

C．锻压阶段 三．判断题。（每题1分，共10分）

1．对于长和大的工件，常采用两边接地线方法来消除或减少磁偏吹。

（）2．使用交流电源时，由于极性的不断更换，所以焊接电弧的磁偏吹要比采用直流电源时严重得多。

（）3．电弧电压增加时，焊缝厚度和余高略有减小。

（）4．采用碱性焊条时，应该用短弧焊接。

（）5．焊条电弧焊护目玻璃的颜色有深浅之分，应根据焊接电压大小及焊接方法进行选用。（）6．在焊接低碳钢时，常用HJ431配H08A。

（）7．埋弧焊是对氢的敏感性较大的一种焊接方法，氢是埋弧焊时产生气孔和冷裂纹的主要原因。

（）8．扩散焊焊接时焊接温度高于母材熔化温度。

（）9．目前高压电子束焊只能做成固定式，不能做成移动式的。

（）10．点焊广泛用于汽车驾驶室、金属车厢腹板、压力容器产品的焊接。

（）四．解释下列名词。（每题3分，共24分）1．场致电离 2．微束等离子弧焊 3．TIG焊 4．MZ—1000型 5．焊条 6．焊瘤

7．焊丝的熔化速度 8．电弧稳定性

五．简答题。（1、2、3、4每题8分，5题14分，共46分）1．解释焊条电弧焊的工作原理及其特点？

2．电弧中有哪几种主要作用力？说明各种力对熔滴过渡的影响？

3．埋弧焊时防止气孔和冷裂纹的主要措施有哪些？ 4．简述脉冲TIG焊和TIG点焊的特点？

5．CO2焊产生飞溅的原因以及CO2焊减少飞溅的措施有哪些？

答案A卷 一．

1．短路

滴状

喷射 2．促进

3．划擦法

直击法

4．划圈收尾法

回焊收尾法

反复熄弧再引弧法 5．空载电压

6．点焊

缝焊

凸焊

7．搭接

折边

8．电子束焊

激光焊 9．机械振动 10．直流反接法 二． 1．A 2．A 3．C 4．A 5．C 6．A 7．D 8．B 9．B 10．A 三． 1． 2．√ 3．√ 4．× 5．√ 6．× 7．× 8．√ 9．× 10．√ 四．

1．焊接是指通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使两个分离的物体达到原子间结合的一种加工方法。

2．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，即在固定弧长上的电压最小。3．单位时间内通过单位电流强度时焊丝熔化的质量称为熔化系数。4．埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的熔化极电弧焊方法。

5．在母材上由熔化的填充金属与局部熔化的母材共同组成一个具有一定几何形状的液态金属区。

6．利用惰性气体Ar、He或Ar+He作为保护气体的熔化极气体保护电弧焊称为熔化极惰性

气体保护电弧焊，简称MIG焊。

7．熔化极活性气体保护电弧焊是采用在惰性气体中加入一定量的活性气体，如O2、CO2等作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧焊，简称MAN焊。

8．等离子弧是通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧。五． 1．工作原理：焊条电弧焊是利用焊条与工件之间燃烧的电弧热熔化焊条端部和工件的局部，在焊条端部迅速熔化的金属以细小熔滴过渡到工件已经局部熔化的金属中，并与之融合在一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池的液态金属逐步冷却结晶而形成焊缝。特点：①操作灵活②可焊金属材料范围广③待焊接头装配要求低④熔敷速度低⑤依赖性强

2．重力、表面张力、电弧力、熔滴爆破力和电弧气体吹力

①重力：重力对熔滴过渡的影响随焊接位置的不同而不同。平焊时，熔滴上的重力促进熔滴过渡，而在立焊及仰焊位置则阻碍熔滴过渡。②表面张力：F=2πRσ，平焊时，表面张力阻碍熔滴过渡，因此只要是能使表面张力减小的措施都有利于平焊时的熔滴过渡。由F=2πRσ可知，使用小直径及表面张力系数小的焊丝就能达到这一目的。除平焊之外的其他位置焊接时，表面张力对熔滴过渡有利。若熔滴上含有少量活化物质或熔滴温度升高，都会减小表面张力系数，有利于细颗粒熔滴过渡。③电弧力：电弧力对熔滴过渡的作用不尽相同。电磁收缩力形成的轴向推力以及等离子流力可在熔化极电弧焊中促进熔滴过渡；斑点力总是阻碍熔滴过渡的作用力。④熔滴爆破力：它使熔滴过渡的同时产生飞溅。

⑤电弧的气体吹力：不论何种位置的焊接，电弧气体吹力总是促进熔滴过渡。3．防止气孔的措施：

①接头必须清理干净 ②按规定烘干焊剂

③焊剂必须过筛、吹灰、烘干

④调节焊剂覆盖层高度、疏通焊剂斗 ⑤焊丝必须清理，清理后应尽快使用 ⑥调整电压

防止冷裂纹的措施： ①合理选配焊接材料 ②选用合格焊丝

③适当降低焊速以及焊前预热和焊后缓冷 ④焊前适当预热或减小电流，降低焊速 ⑤调整焊接参数和改进坡口

⑥调整焊接参数和改变极性（直流）⑦合理安排焊接顺序 ⑧焊前预热和焊后缓冷 4．脉冲TIG焊特点：

①脉冲方式加热，适用于热敏感材料的焊接。

②热输入少，电弧能量集中、焊接热影响区小，利于薄板焊接。③可精确控制热输入及熔池尺寸，适于全位置焊和单面焊双面成形。

④脉冲电流对熔池的搅拌作用有利于细化晶粒、消除气孔，提高接头性能。

TIG点焊的特点： 优点

①可从一面进行焊接，方便灵活，对无法从两面焊接的构件尤其适合。②更易于焊接厚度相差悬殊的焊件。③需施加的压力小，无须加压装置。④设备费用低，耗电少。缺点

①焊接速度不如电阻点焊高。②焊接费用较高。5．产生原因：

①短路过渡引起，是CO2焊产生飞溅的主要原因 ②气体爆破引起

③电极斑点压力引起，主要取决于电弧的极性 减少飞溅的措施：

①短路过渡时限制金属液桥爆断能量

Ⅰ．在焊接回路中串接附加电感。电感越大，短路电流增长速度越低。通常，焊接回路内的电感值在0～0.2mH范围内变化时，对短路电流上升速度的影响最明显。

Ⅱ．波形控制法和STT控制法。波形控制法即在短路过渡过程中的不同时刻向焊接电弧施加电流负脉冲，以改变电弧的瞬时功率，从而减小飞溅。而STT控制法即STT电源能有效地控制短路时的熔滴过渡，电弧柔和，飞溅小，烟尘量少，电弧辐射低，焊缝成形好。

②正确选择焊接参数

Ⅰ．焊接电流与电弧电压。在短路过渡区飞溅率较小，细滴过渡区飞溅率也较小，而混合过渡区飞溅率最大。因此在选择焊接电流时应尽可能避开飞溅率高的混合过渡区，电弧电压则与焊接电流匹配。

Ⅱ．焊接伸出长度。一般焊丝伸出长度越长，飞溅率越高。

Ⅲ．焊枪角度。焊枪垂直时飞溅量最少，倾斜角度越大，飞溅越多。③细滴过渡时在CO2中加入Ar气

在CO2气体中加入Ar气后，改变了纯CO2气体的物理性质，随着Ar气比例的增大，飞溅率减小。

④采用低飞溅率焊丝

Ⅰ．超低碳焊丝。在短路过渡或细滴过渡的CO2焊中，采用超低碳的合金钢焊丝，能够减少由CO2气体引起的飞溅。

Ⅱ．药芯焊丝。由于熔滴及熔池表面有熔渣覆盖，并且药芯成分中有稳弧剂，因此电弧稳定，飞溅少。通常药芯焊丝CO2焊的飞溅率约为实芯焊丝的1/3．

Ⅲ．活化处理焊丝。在焊丝的表面涂有极薄的活化涂料，能提高焊丝金属发射电子的能力，从而改善CO2电弧的特性，使飞溅大大减少。

答案B卷 一．

1．场致发射

光发射

离子碰撞发射 2．咬边

3．气体电离

阴极发射电子

4．焊件厚度

接头类型

焊接位置 5．0.08% 6．压力

电阻热

7．断续缝焊

步进缝焊 8．电阻热 9．熔嘴

管极 10．场致 二． 1．B 2．A 3．C 4．C 5．A 6．D 7．C 8．A 9．C 10．B 三． 1． 2．× 3．× 4．√ 5．× 6．√ 7．√ 8．× 9．√ 10．√ 四．

1．带电粒子从电场中获得能量，通过碰撞而产生电离的过程称为电场作用下的电离，即场致电离。

2．焊接电流在30A以下的熔透型等离子弧焊通常称为微束等离子弧焊。3．钨极惰性气体保护电弧焊是指使用纯钨或钨合金作电极的非熔化极惰性气体保护焊方法，简称TIG焊。

4．M—埋弧、Z—自动焊机、1000—额定焊接电流为1000A 5．焊条就是带有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极，焊条有焊芯和药皮两部分组成。

6．熔焊时，熔化的金属流到焊缝以外未熔化的母材上而形成金属瘤的现象称为焊瘤。7．焊丝的熔化速度即在单位时间内焊丝的熔化长度。

8．电弧焊过程中，当电弧电压和焊接电流为某一定值时，电弧可在长时间内连续且稳定燃烧的性能称为电弧的稳定性。五． 1．工作原理：焊条电弧焊是利用焊条与工件之间燃烧的电弧热熔化焊条端部和工件的局部，在焊条端部迅速熔化的金属以细小熔滴过渡到工件已经局部熔化的金属中，并与之融合在一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池的液态金属逐步冷却结晶而形成焊缝。特点：①操作灵活②可焊金属材料范围广③待焊接头装配要求低④熔敷速度低⑤依赖性强

2．重力、表面张力、电弧力、熔滴爆破力和电弧气体吹力

①重力：重力对熔滴过渡的影响随焊接位置的不同而不同。平焊时，熔滴上的重力促进熔滴过渡，而在立焊及仰焊位置则阻碍熔滴过渡。②表面张力：F=2πRσ，平焊时，表面张力阻碍熔滴过渡，因此只要是能使表面张力减小的措施都有利于平焊时的熔滴过渡。由F=2πRσ可知，使用小直径及表面张力系数小的焊丝就能达到这一目的。除平焊之外的其他位置焊接时，表面张力对熔滴过渡有利。若熔滴上含有少量活化物质或熔滴温度升高，都会减小表面张力系数，有利于细颗粒熔滴过渡。③电弧力：电弧力对熔滴过渡的作用不尽相同。电磁收缩力形成的轴向推力以及等离子流力可在熔化极电弧焊中促进熔滴过渡；斑点力总是阻碍熔滴过渡的作用力。④熔滴爆破力：它使熔滴过渡的同时产生飞溅。

⑤电弧的气体吹力：不论何种位置的焊接，电弧气体吹力总是促进熔滴过渡。3．防止气孔的措施：

①接头必须清理干净 ②按规定烘干焊剂

③焊剂必须过筛、吹灰、烘干

④调节焊剂覆盖层高度、疏通焊剂斗 ⑤焊丝必须清理，清理后应尽快使用 ⑥调整电压

防止冷裂纹的措施： ①合理选配焊接材料 ②选用合格焊丝

③适当降低焊速以及焊前预热和焊后缓冷 ④焊前适当预热或减小电流，降低焊速 ⑤调整焊接参数和改进坡口

⑥调整焊接参数和改变极性（直流）⑦合理安排焊接顺序 ⑧焊前预热和焊后缓冷 4．脉冲TIG焊特点：

①脉冲方式加热，适用于热敏感材料的焊接。

②热输入少，电弧能量集中、焊接热影响区小，利于薄板焊接。③可精确控制热输入及熔池尺寸，适于全位置焊和单面焊双面成形。

④脉冲电流对熔池的搅拌作用有利于细化晶粒、消除气孔，提高接头性能。

TIG点焊的特点： 优点

①可从一面进行焊接，方便灵活，对无法从两面焊接的构件尤其适合。②更易于焊接厚度相差悬殊的焊件。③需施加的压力小，无须加压装置。④设备费用低，耗电少。缺点

①焊接速度不如电阻点焊高。②焊接费用较高。5．产生原因：

①短路过渡引起，是CO2焊产生飞溅的主要原因 ②气体爆破引起

③电极斑点压力引起，主要取决于电弧的极性 减少飞溅的措施：

①短路过渡时限制金属液桥爆断能量

Ⅰ．在焊接回路中串接附加电感。电感越大，短路电流增长速度越低。通常，焊接回路内的电感值在0～0.2mH范围内变化时，对短路电流上升速度的影响最明显。

Ⅱ．波形控制法和STT控制法。波形控制法即在短路过渡过程中的不同时刻向焊接电弧施加电流负脉冲，以改变电弧的瞬时功率，从而减小飞溅。而STT控制法即STT电源能有效地控制短路时的熔滴过渡，电弧柔和，飞溅小，烟尘量少，电弧辐射低，焊缝成形好。

②正确选择焊接参数

Ⅰ．焊接电流与电弧电压。在短路过渡区飞溅率较小，细滴过渡区飞溅率也较小，而混合过渡区飞溅率最大。因此在选择焊接电流时应尽可能避开飞溅率高的混合过渡区，电弧电压则与焊接电流匹配。

Ⅱ．焊接伸出长度。一般焊丝伸出长度越长，飞溅率越高。

Ⅲ．焊枪角度。焊枪垂直时飞溅量最少，倾斜角度越大，飞溅越多。③细滴过渡时在CO2中加入Ar气

在CO2气体中加入Ar气后，改变了纯CO2气体的物理性质，随着Ar气比例的增大，飞溅率减小。

④采用低飞溅率焊丝

Ⅰ．超低碳焊丝。在短路过渡或细滴过渡的CO2焊中，采用超低碳的合金钢焊丝，能够减少由CO2气体引起的飞溅。

Ⅱ．药芯焊丝。由于熔滴及熔池表面有熔渣覆盖，并且药芯成分中有稳弧剂，因此电弧稳定，飞溅少。通常药芯焊丝CO2焊的飞溅率约为实芯焊丝的1/3．

Ⅲ．活化处理焊丝。在焊丝的表面涂有极薄的活化涂料，能提高焊丝金属发射电子的能力，从而改善CO2电弧的特性，使飞溅大大减少。

第三篇：焊接方法与设备使用实训指导书

焊接方法与设备使用实训指导书

实训一 焊条电弧焊方法与设备的操作实训

一、实训目的

1．掌握焊条电弧焊设备及用具使用方法；

2．掌握焊条电弧焊的点燃、调节、保持和熄灭方法。

3．掌握低碳钢普通低合金钢的平对接焊条电弧焊的基本操作技能。

二、实训内容

1．焊条电弧焊设备及用具使用练习；

2．焊条电弧焊的点燃、调节、保持和熄灭练习；

3．碳钢普通低合金钢的平对接焊条电弧焊的基本操作练习。

三、实训步骤

（一）焊条电弧焊设备实训

对照实物，了解常用焊条电弧焊设备的各个组成部分，了解焊机的结构，各部分的工作情况，调整范围和方法。

（二）焊条电弧焊基本操作实训

1.引弧 引弧方法通常有两种(1)接触引弧法：电焊条垂直对焊件碰击，然后迅速将焊条离开焊件表面4～5毫米，便产生电弧，多适用于酸性焊条或在狭窄的地方焊接。

(2)擦火引弧法：将焊条象擦火柴一样擦过焊件表面，随即将焊条提起距焊件表面4—5毫米便产生电弧。

2.焊接过程中，焊条同时进行以下几种运动：

（1）送条动作 它的要求是填满熔池并保持适当的电孤长度。随着焊接的进行焊条不断地熔化，焊条下端与悍件之间的距离越来越大，为了保持适当的电弧长度和把熔池填满，必须沿着焊条轴心向熔池送焊条。如果不送焊条或者送进焊条太慢，电弧自然越来越长，最后电弧必将自动熄灭。

焊条电弧焊正常弧长(L弧)通常为焊条直径(d)的 0.5～1.2倍，具体根据焊接条件和焊条牌号而定。焊工技术越熟练，越能保持弧长的恒定。过度地减小电弧长度，就不能充分地发挥电弧的吹力和热能，造成焊缝熔合不良，焊缝成型恶化，甚至短路或粘住工件；电弧过长，使飞溅增加，焊缝成型和力学性能变坏。

（2）焊缝纵向运条

其动作是沿焊缝纵方向移动焊条，其目的是形成焊道。纵向运条要求作横向摆动，横向摆动的目的是使焊缝具有一定的宽度。其动作是将焊条沿焊缝宽度方向来回摆动。摆动幅度越大，焊缝越宽。直线形（）和带火形（），两种手法适用在薄小构件和要求焊肉小的地方，焊缝宽度b为焊条直径d的0.8～1.5倍。但一般正常成型焊缝的宽度为焊条直径的3～5倍，故要求作横向摆动。

3.熄弧

(1)将焊条端部逐渐往坡口边斜前方拉，同时逐渐抬高电弧，以逐渐缩小熔池。这样，由于熔池的缩小，液体金属量减少及热量的降低，就使熄弧处不致产生裂纹、气孔等。

(2)用灭弧法堆高弧坑的焊缝金属使熔池饱满过度，焊好后，应将多余的部分锉去或铲去。

四、实训成绩评定方法

实训时，教师根据学生基本技能的掌握情况，结合相关理论知识的提问，评定学生的实训成绩

五、实训注意事项

1．必须穿戴规定的工作服、手套和防护面罩；

2．焊接设备及用具须经指导教师检查确认安全后，方可使用。3．实训结束后，应将焊接设备电源关闭。

六、思考题

1． 焊条电弧焊时，引弧、运条和熄弧应如何操作？ 2． 焊条电弧焊时焊接接头的引弧、收尾应注意什么？

实训二CO2气体保护焊方法与设备的操作实训

一、实训目的

1.熟悉CO2焊机的结构特点，了解设备组成及主要元器件的作用。2.学习CO2焊的操作和工艺参数的调节方法。

二、实训准备

1．检查焊机各运动部件是否正常。

2．检查送丝机及焊丝盘上焊丝是否充足。3．检查气瓶表压(不得小于0.1MPa)、减压器、预热器等供气系统是否正常。4．检查电源是否正常。

5．将焊件表面清理干净并平放。

三、操作要点

1．设备认识练习

(1)在操作CO2半自动焊焊机之前需查明焊接电源所规定的输入电压、相数、频率，确保与电网相符再接人配电盘上。

(2)对照设备实物，熟悉与设备相连的气路、电路，认清相应各开关的位置并掌握其作用；在不接通气、电的情况下，对各开关和调节器进行调整练习。(3)合上电源开关，将焊机上的转换开关扭到通的位置。电源应接地线。焊接电源输出端负极与焊件相连接，正极与焊枪供电部分连接。2． CO2焊焊机的操作练习

(1)接通配电盘开关，合上电源控制箱上的开关，此时电源指示灯亮，电源电路进入工作状态。调整焊接电流到150～160A。

(2)合上预热器开关及气流开关，打开气阀，调整C02气体流量到15L／min左右。(3)打开送丝机构上压丝手柄，将焊丝通过导丝孔送人送丝轮V形槽内，然后进入软管。

(4)点动焊枪上的开关，使焊丝伸出导电嘴约15mm左右(此长度称为焊丝的伸出长度)，多余部分用钢丝钳剪断，以利于引弧。

(5)焊丝与焊件夹角为85°～90°，焊丝距焊件表面2～4mm，准备开始引弧。

(6)启动焊枪上的开关，气阀动作提前送气，焊丝自动送进到达焊件并短路引弧，此刻要稍用力压住焊枪，因焊丝刚接触焊件时有反作用力。

(7)引弧成功后要保持好焊丝与焊件的距离以及伸出长度并进行焊接，焊接长度150mm左右。可进行直线或摆动焊接，手法同焊条电弧焊。

(8)收弧时再次压一下焊枪上的开关，焊丝停止送进，控制电路自动控制减小焊接电流和电弧电压，填满弧坑并断电(对于无弧坑控制电路的焊机在收弧时采用与焊条电弧焊相同的手法收弧)，经过几秒钟后气阀关闭停止送气。

四、注意事项

1．本课题的实训是后续课题实训操作及实际生产操作的基础，因此，要认真反复地进行练习。

2．点动送进焊丝时不可将焊枪口对着人，以防伤人。3．由于弧光较强，要特别注意焊接防护。

4．焊接完毕应将压丝手柄抬起，避免弹簧失去弹性。5．训练结束后，必须及时将气源、电源关闭。6．安全防护措施

(1)进行CO2焊焊接时，必须穿好帆布工作服，带好电焊手套和面罩。(2)应根据焊接电流的大小选择不同号数的护目玻璃镜片。焊接电流在30～100A时，用9—10号玻璃镜片；焊接电流大于300A时，应选用11～12号镜片。

(3)多人焊接时，为防止邻近操作者受弧光的照射，可加设隔光屏板。(4)提供良好的通风条件，将焊接烟雾排除或吹散，或直接在焊枪上装上抽风装置，改善劳动条件。

(5)为减少焊接缺欠及焊接烟尘，焊接前应除去焊丝表面的油污。

实训三 钨极惰性气体保护焊方法与设备的操作实训

一、实训目的

1.熟悉钨极氩弧焊机的结构特点，了解设备组成及主要元器件的作用。2.学习TIG焊的操作和工艺参数的调节方法。

二、实训准备

1．接通冷却水，检查有无漏水等情况。检查焊机各运动部件是否正常。2．打开气瓶调节阀，调整氩气体流量到8L／min左右。

3．检查气瓶表压(不得小于0.1MPa)、减压器等供气系统是否正常。4．检查电源是否正常。

5．将焊件表面清理干净并平放。

三、实训要点

1．设备认识练习

(1)在操作焊机之前需查明焊接电源所规定的输入电压、相数、频率，确保与电网相符再接人配电盘上。

(2)合上电源开关，将控制箱上的转换开关扭到通的位置。电源应接地线。(3)安装气体减压流量调节器，并将出气口与送丝机构的气管连接。(4)对照设备实物，熟悉与设备相连的气路、电路，认清相应开关的位置并掌握其作用。

(5)将擦干净的铝板焊丝放到工作台上准备焊接。

(6)在不接通气、电的情况下，对各开关和调节器进行调整练习。

(7)将焊枪接近工件使钨极与工件间有1—2mm距离，按动手把上的启动开关引燃电弧，观察电弧燃烧情况。2．TIG焊焊机的操作练习

(1)接通配电盘开关，合上电源控制箱上的开关，此时电源指示灯亮，电源电路进入工

作状态。调整焊接电流到150～160A。

(2)打开气阀，调整氩气体流量到10L／min左右。

(3)焊枪与焊件夹角为70°～85°，焊丝与焊件夹角为10°～15°，焊丝距焊件表面2～4mm，准备开始引弧。

(4)启动焊枪上的开关，气阀动作提前一两秒送气。采用非接触引弧，应先使钨极端头与工件之间保持较短距离，然后接通引弧器电路，在高频电流或高压脉冲电流的作用下引燃电弧。

(5)引弧成功后要保持好焊丝与焊件的距离以及夹角并进行焊接，焊接长度100mm左右。可进行直线或摆动焊接，手法同焊条电弧焊。

(6)收弧时再次压一下焊枪上的开关，控制电路自动控制减小焊接电流和电弧电压，填满弧坑并断电(对于无弧坑控制电路的焊机在收弧时采用与焊条电弧焊相同的手法收弧)。

(7)熄弧后，不要立即抬起焊枪，要使焊枪在焊缝上停留3~5s，待钨极和熔池冷却后，再抬起焊枪，停止供气，以防止焊缝和钨极受到氧化。

(8)关断焊机，切断水、电、气路，至此焊接过程结束。

四、注意事项

1．本实训是实习TIG焊操作及实际生产操作的基础，因此，要认真反复地进行练习。

2．操作练习时焊丝不可对着人，以防伤人。3．由于弧光较强，要特别注意焊接防护。

4．训练结束后，必须及时将气源、电源关闭。5．安全防护措施：

(1)进行TIG焊操作时，必须穿好帆布工作服，带好电焊手套和面罩。(2)应根据焊接电流的大小选择不同号数的护目玻璃镜片。焊接电流在30～100A时，用9—10号玻璃镜片；焊接电流大于300A时，应选用11～12号镜片。(3)多人操作时，为防止邻近操作者受弧光的照射，可加设隔光屏板。(4)提供良好的通风条件，将焊接烟雾排除或吹散，改善劳动条件。

(5)为减少焊接缺欠及焊接的烟尘，焊接前应除去焊丝表面的油污。

实训四 埋弧焊方法与设备的操作实训

一、实训目的

1．了解常用埋弧焊机各组成部分包括机构特点、工作原理、焊接参数调节方法。

2．初步掌握通用型埋弧焊机的操作方法。

二、实训内容

1．埋弧焊设备观察。

2.初步掌握MZ—1000型埋弧焊机的操作方法。

三、实训原理

MZ—1000型埋弧焊机是采用发电机---电动机电弧电压反馈调节器的一种典型的埋弧焊机。实验要求根据课堂教学内容，对照焊机电气原理图，了解焊机的结构和各部分的组成及工作情况，在老师的指导下进行焊机的调整，并按正确的程序进行操作练习。

四、实训步骤

（一）埋弧焊设备结构实训

1．对照实物，了解MZ---1000焊机的各个组成部分，了解焊机的结构，各部分的工作情况，调整范围和方法。

2．分析MZ---1000型焊机的电气线路和工作原理，重点理解引弧过程中送丝发电机—电动机的工作状态和变化过程。

（二）埋弧焊设备操作实训

1．焊前准备

（1）用钢丝刷对焊缝两侧各20mm的范围内的铁锈、氧化皮进行清理；用棉纱将试板的油污和水分擦净；焊剂事先进行烘干，焊丝用砂纸除锈并擦掉油污；根据焊丝直径换上相同孔径的导电嘴。

（2）合上焊接变压器和控制电源的闸刀开关，控制电源的转换开关扭到“通”的位置（接通控制电源）。按照预先选择好的焊接参数在控制盘上进行调整（根据板厚，大致选一组焊接参数，进行试焊）。为启动焊接作好准备工作。

（3）按“焊丝向上”或“焊丝向下”按扭使焊丝回抽或下送，调节到焊丝端头与工件表面轻轻接触顶住，既不太松又不太紧（可移动焊接小车的方法检查接触情况）。

（4）打开焊剂漏斗开关，预送焊剂到引弧区。

2．焊接

（1）按下“启动”按扭，主接触器动作，焊接电源接通，开始引燃电弧（可观察引弧过程中送丝速度和方向的变化）。

（2）待电弧稳定后，合上焊车的离合器，焊车开始沿焊接方向行走，正常焊接过程开始。

3．停焊

（1）按下“停止”按扭的一半（“停止”是两次按钮），送丝电动机断电停转，焊丝停止送进，电弧逐渐烧长自然熄灭。

（2）将“停止”按扭按到底，主接触器断开，切断焊接电源，小车停止，焊接工作停止。

（3）关闭焊剂开关，将焊丝稍稍回轴后移开焊车，清理焊剂、焊渣。

（4）若不再继续焊接，逐级切断电源。

操作时要特别注意，不要将“停止”按扭一下按到底，否则由于送丝电动机的惯性，焊丝将会继续下送一段，容易插到熔池中去“粘住”，若发生这种情况，剪断焊丝后才能移动焊车。

五、实训注意事项

1．实训时必须携带实训指导书，实训前必须仔细阅读实训指导书，熟悉实训目的和实训内容。

2．实训时各组应明确分工，认真作好实验记录。

3．设备实训时必须有指导老师在场，在关断电源的情况下进行。

磁县职教业技术教育中心

焊接专业

第四篇：焊接方法及设备复习总结

第一章

1.名词解释

1)焊接电弧

焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的气体放电现象。

2)热电离

气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一种电离。

3)场致电离

气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当动能增加到一定程度时能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，成为场致电离。

4)光电离

中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象。5)热发射

金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。

6)场致发射

阴极表面空间有强电场存在并达到一定的强度，在电场作用下电子获得足够的能量克服阴极内部正离子对他的静电引力，受到外加电场的加速，提高动能，从电极表面飞出电子的现象称为场致发射。

7)光发射

当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的自由电子能量增加，当电子的能量增加到一定值时能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。

8)粒子碰撞发射

当高速运动的粒子碰撞金属电极表面，将能量传给电极表面的电子，使电子能量增加并飞出电极表面，这种现象称为粒子碰撞发射。

9)热阴极型电极

电弧的阴极区电子主要依靠阴极热发射来提供的电极。10)冷阴极型电极

电弧的阴极区电子主要依靠阴极场致发射来提供的电极。11)焊接电弧动特性

对于一定弧长的电弧，当电弧电流发生连续快速变化时，电弧电压与电流瞬时值之间的关系。

12)磁偏吹

磁偏吹是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏，从而导致焊接电弧偏离焊丝（或焊条）的轴线而向某一方向偏吹的现象。

13)电弧的物理本质

电弧是在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的气体放电现象中电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。

2.试述电弧中带电粒子的产生方式

气体放电必须具备两个条件：一是必须有带电粒子，二是在两电极之间必须有一定强度的电场。电弧中的带电粒子指的是电子正离子 负离子。赖以引燃电弧和维持电弧燃烧的带电粒子是电子和正离子。这两种带电粒子主要依靠电弧中气体介质的电离和电极电子发射两个物理过程产生的。

电离分为热电离 场致电离 光电离 电子发射分为热发射 场致发射 光发射

3.焊接电弧由那几个区域组成，试述各机构导电机构。

焊接电弧是由阴极区阳极区和弧柱区三部分构成的。

(1)弧柱区导电机构

热电离

(2)阴极区导电机构

热发射型 场致发射型 等离子型(3)阳极区导电机构

热电离

场致电离 4.何谓最小电压原理？

在电流和周围条件一定的条件下，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，即在固定弧长上的电压最小。这意味着电弧总是保持最小的能量消耗。

5.什么是焊接电弧的静特性？各种焊接方法的电弧静特性有什么特点？

焊接电弧的静特性是指在电极材料、气体介质和弧长一定的条件下，电弧稳定燃烧时焊接电流和电弧电压之间的关系。也称伏安特性。

焊接电弧的静特性曲线是一条呈U型的曲线，它包含下降特性、平特性和上升特性三个区。

TIG（等离子弧焊）：水平段、上升段（电流大时）

MIG/MAG：上升段

埋弧焊：下降段、水平段

CO2气体保护焊：上升段

6.焊接电弧能产生那些电弧力？说明他们的产生原因以及影响焊接电弧力的因素。

(1)电磁收缩力(电弧静压力）

由于两个导体电流方向相同而产生的吸引力称为电磁收缩力。它的大小与导体中流过电流大小成正比，与两导线间的距离成反比。

(2)等离子流力（电弧动压力）由电弧推力引起的等离子气流高速运动所形成的力称为等离子流力，也称电弧动压力。等离子流力与等离子气流的速度、焊接电流值、电极状态、电弧形态、电弧长度等均有关系。

(3)斑点压力 在电极表面形成斑点时，由于斑点的导电和导热特点，在斑点上将产生斑点压力。

焊接电弧力的影响因素

（1）.焊接电流和电弧电压

增大焊接电流时，电弧力显著增加。当电弧电压升高时，意味着电弧长度增加，由于电弧范围的扩展，使电弧力降低。

（2）.焊丝直径

当焊接电流相同时，焊接直径越小，电流密度越大，电弧电磁力越大。

（3）.电极的极性

对于熔化极气体保护焊，采用直流正接时，电弧力较反接小。

（4）.气体介质

导热性强的气体，消耗热能多，易引起电弧收缩，导致电弧力的增加。当电弧空间气体压力增加时也会引起电弧收缩，时使电弧力增加。

（5）.钨极端部的几何形状 当焊接电流相同时，钨极端部的角度越小，电弧压力越大。

（6）.电流的脉动

对于工频交流钨极氩弧焊，其电弧压力小于直流正接时的压力，而高于直流反接时的压力。

7.试诉影响电弧稳定性的因素

焊接电弧的稳定性是指当焊接时电弧保持稳定燃烧的程度。影响因素

(1)焊接电源

焊接电源的空载电压越高，越有利于场致发射和场致电离，因此电弧的稳定性越高。

(2)焊接电流和电弧电压

焊接电流大时，电弧热电离越强烈，能产生更多的带电粒子，电弧更稳定。电压增大时弧长增大，电弧稳定性下降。

(3)电流的极性和种类

如果没有磁偏吹，以直流电弧最稳定，脉冲直流电弧次之，交流电弧稳定性越差。对于熔化极电弧焊直流反接时电弧稳定性好于直流正接。对于钨极氩弧焊，直流正接时的电弧稳定性好于直流反接时稳定性。

(4)焊条药皮和焊剂

焊条药皮或焊剂中含有较多电离能低的元素（K Na Ca），由于容易电离，使电弧气氛中带电粒子增多，提高电弧稳定性。含有较多电离能高的氟化物氯化物时，会降低电弧稳定性。

(5)磁偏吹

直流电焊接易产生严重磁偏吹，交流电时磁偏吹要弱得多。

(6)其他因素

焊件上有铁锈和水分以及油污时，分解时会消耗电弧热能，会降低电弧稳定性。

8.能够引起磁偏吹的情况(1)地线接线位置偏向电弧一侧(2)电弧一侧放置铁磁物质

(3)同向电流的电弧互相吸引，异向电流的电弧互相排斥。

第二章

1.影响焊丝熔化速度的因素有哪些？是如何影响的?

焊丝熔化速度 通常以单位时间内焊丝熔化长度或熔化质量表示。

融化系数

是指每安培焊接电流在单位时间内所熔化的焊丝质量。

(1)

焊接电流的影响

电流增大时，熔化焊丝的电阻热和电弧热均增加，熔化速度加快。(2)电弧电压的影响

电压较高时，电弧电压对熔化速度影响很小。电弧较短时融化系数增加，因为弧长缩短时电弧热量向周围空间散失减少，提高了电弧的热效率，使焊丝的熔化系数增加所致。

(3)焊丝直径的影响 电流一定时，焊丝直径越小电阻热越大，同时电流密度也越大，从而使焊丝熔化速度增大。

(4)焊丝伸出长度的影响

其他条件一定时，焊丝伸出长度越长，电阻热越大，熔化焊丝的总热量增加，焊丝熔化速度越快。

(5)焊丝材料的影响

焊接材料不同，电阻率不同，所产生电阻热不同，对熔化速度影响也不同。

(6)气体介质和焊丝极性的影响

焊丝为阴极（正接）时的熔化速度总是大于焊丝为阳极（反接）时的熔化速度，并随混合气体比例不同而变化。焊丝为阳极时焊丝熔化速度基本不变。气体介质不仅影响阴极产热，影响焊丝的加热和熔化，而且也会影响到熔滴过渡方式。

2.熔滴在形成过程与过渡过程中受到那些力的作用？

(1)重力

平焊时是促使熔滴脱离焊丝末端的作用力。立焊和仰焊时是阻碍熔滴从焊丝末端脱离的作用力。(2)表面张力

(3)电弧力

电磁收缩力

等离子流力

斑点压力(4)爆破力(5)电弧气体吹力 3.熔滴过渡

熔滴过渡

在电弧热的作用下，焊丝末端加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用力下脱离焊丝进入熔池。

熔滴过渡可分为三种基本类型

自由过渡

渣壁过渡

接触过渡

（一）自由过渡：

1、滴状过渡：1）粗滴过渡：电流较小而电弧电压较高，熔滴存在时间长，尺寸大，飞溅大，电弧稳定性及焊缝质量都较差。2）细滴过渡：电流较大，电压高，飞溅少，电弧稳定，焊缝成形较好。3）排斥过渡：电压高，电流小，飞溅大，电弧的稳定性及焊缝质量都较差。

2、喷射过渡：射滴过渡、亚射流过渡、旋转射流过渡、射流过渡。特点：喷射过渡时，熔滴速度高，过渡频率快，飞溅少，电弧稳定，热量集中，对焊件的穿透力强。

3、爆炸过渡

（二）接触过渡：1）短路过渡：西

四、短弧、小电流，电流密度大，焊接速度快，焊件质量高，过程稳定，飞溅大。2）搭桥过渡

（三）渣壁过渡：熔化的液态金属沿渣壁或套筒落入熔池。

短路过渡 主要用于 1.6mm一下的细丝co2气体保护电弧焊或使用碱性焊条，采用低电压小电流焊接工艺的焊条电弧焊。

广泛用于薄板结构及全位置焊接。

熔滴尚未长成大滴时即与熔池接触而形成短路液体过桥，再向熔池方向的表面张力及电磁收缩力的作用下，熔滴金属过渡到熔池中去，称为短路过渡。

短路过渡的实质可以视为 短路

稳弧周期性的交替过程。短路过程的稳定性，可以用这种交替过程的柔软 均匀一致程度以及过程中飞溅大小来衡量。滴状过渡 ：

粗滴过渡

细滴过渡 喷射过渡 ：

射滴过渡

亚射流过渡

射流过渡

旋转射流过渡

射流过渡临界电流Ic的大小与

焊丝成分

焊丝直径

焊丝伸出长度 气体介质

电源极性有关。

4、熔敷效率

过渡到焊缝中的金属质量与使用的焊丝金属质量之比

5、熔敷系数

单位时间 单位电流所熔敷到焊缝中的焊丝金属质量

6、损失率

焊丝金属蒸发 氧化 飞溅的质量与使用的焊丝金属质量比

φ=am-ay／am

7、飞溅率

飞溅损失的金属与熔化的焊丝金属的质量百分比。

第三章

1.焊缝成形系数 焊缝熔宽与焊缝熔深之比。

2.焊缝熔合比

熔合比是指单道焊时，在焊缝横截面上熔化的母材所占的面积与焊缝总面积之比。

3.余高系数

焊缝熔宽与焊缝余高之比。

4.比热流 单位时间内通过单位面积传入焊件的热能。

5.焊件温度场：焊接过程中某一瞬间焊件上各点的温度分布状况，通常用等温线或等温面表示。

6.焊缝成型系数的大小对焊接质量的影响规律

焊接熔深H直接影响接头的承载能力。焊缝成型系数的大小能影响熔池中气体逸出的难易程度、熔池金属的结晶方向、焊缝中心偏析程度。较小的焊缝成型系数可以缩小焊缝宽度方向的无效加热范围，进而可以提高热效率及减小 热影响区。焊焊缝成型系数一般取φ=1.3-2 通常h=0-3mm 余高系数 为4-8

7.分析熔池所受到的力及其对焊缝成形的影响

(1)

熔池金属的重力

重力的大小正比与熔池金属的体积和密度。水平位置焊接时，熔池金属的重力有利于熔池的稳定性。空间位置焊接时，熔池金属的重力可能会破坏熔池的稳定性，使焊缝成形变坏。

(2)表面张力

表面张力既影响熔池的轮廓形状，也影响熔池金属在坡口里的堆敷情况，即熔池表面的形状。

(3)焊接电弧力

促使熔池金属流动，在熔池中心形成漩涡现象。电弧静压力时熔池形成下凹的形态。电弧动压力使焊缝形成指状熔深。(4)熔滴冲击力

容易形成指状熔深

8.分析焊接参数和焊接工艺因素对焊缝成形的影响规律 A.焊接参数对焊缝成形的影响

(1)焊接电流对焊接参数的影响

随着焊接电流的增加，焊缝的熔深余高增加，熔宽略有增加

(2)电弧电压对焊缝成形的影响

电弧电压增加时通过弧长增加来实现的。电弧长度增加使得电弧热源半径增大，电弧散热增加输入焊件的能量密度减少，因此熔深略有减小，熔宽增加，余高减小。

(3)焊接速度对焊缝成形的影响

提高焊接速度会导致焊接热输入减少，从而熔宽熔深都减小。余高也减小。

B.焊接电流种类和极性、电极尺寸对焊缝成形的影响

（1）焊接电流种类和极性

钨极氩弧焊焊接钢钛等金属材料时，直流正接形成熔深最大，直流反接最小，交流介于两者之间。焊接铝镁合金时，采用交流最好，有阴极清理作用。熔化极电弧焊时，直流反接时焊缝熔深和熔宽都大于直流正接，交流介于两者之间。（2）钨极端部形状、焊丝直径和伸出长度的影响

电弧越集中，电弧压力越大，熔深越大熔宽减小。

焊丝越细，电弧加热越集中，熔深增加，熔宽减小。

焊丝伸出长度增加时，焊接电流流过焊丝伸出部分产生的电阻热增加，焊丝熔化速度增加，余高增加，熔深减小。C.其他工艺因素的影响

(1)坡口和间隙

坡口和间隙的尺寸越大，余高越小。

(2)电极（焊丝）倾角

前倾时，熔深减小熔宽增大，余高减小。反接时相反。焊条电弧焊多采用电极后倾法，角度为65-80。

(3)焊件倾角

上坡焊时 熔深大 荣宽窄 余高大

下坡焊时相反。

(4)焊件材质和厚度

导热性能越好，容积热容越大，熔宽熔深越小。

焊件厚度增加，散热加大，熔宽和熔深减小。

(5)焊剂、焊条药皮和保护气体

焊剂密度小、颗粒度大或堆积高度小时，熔深较小，熔宽较大，余高小。

9.什么是焊接缺欠？什么是焊接缺陷？焊接缺陷的原因是什么。焊接缺欠是如何分类的，解释出现这种情况的原因

焊接缺欠是指焊接接头过程中因焊接而产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。

焊接缺陷是指超过规定限值的缺欠。焊接缺欠分为未熔合未焊透

焊缝形状不良

(1)未熔合 是指焊缝金属与母材或焊缝金属各焊层之间未结合的部分。

(2)未焊透

是指焊接接头实际熔深小于公称熔深的现象。选择合适的焊接参数及焊接热输入量，设计合适的焊接坡口形式及装配间隙。

(3)焊缝形状不良 是指焊缝的外表面形状或接头的几何形状不良。

①

咬边是指母材在焊缝的焊趾处因焊接而产生的不规则缺口。应控制好焊接速度，不应太大。横焊或角位置焊时，控制焊接电流，焊接电压，角度适宜。

② 下塌是指过多的焊缝金属伸出了焊缝根部。

③ 烧穿是指焊接熔池塌落导致形成焊缝内的空洞。控制好焊接电流和焊接速度，电流不过大，速度不过小。

④ 焊瘤是指电弧焊时熔化的金属液体流淌到焊缝区以外未熔化的母材表面，凝固成金属瘤。选用合适的焊接电流和焊接速度，采用合适的焊条角度及焊接位置。

第四章

1.什么是电弧焊程序自动控制？试述其控制对象和应达到的基本要求。

电弧焊程序自动控制就是以合理的次序使自动电弧焊设备的各个部件进入特定的工作状态，从而使电弧焊设备的各环节能够协调地工作。

控制对象：就是自动电弧焊设备中即将投入工作的各个部件的执行机构。主要有焊接电源、拖动电动机、送丝电动机、电磁气阀、高频高压发生器或者高压脉冲发生器、焊件定位的控制阀、焊剂回收装置。基本要求：

① 按照要求提前送气和滞后停气。② 可靠地一次引燃电弧。③ 顺利的熄弧收弧。

④ 对受控对象的特征参数进行程序自动控制。2.电弧焊程序控制的转换类型和实现方法有哪些？ 转换类型：行程转换

时间转换

条件转换

实现方法：继电器程序控制

无触点程序控制

数字程序控制

3.试述当电弧长度变化时电弧自身调节系统的调节过程，以及影响调节精度、调节灵敏度的因素 调节过程P88

电弧自身调节系统静特性是在一定的焊接条件下，在给定焊丝送丝速度的条件下，由电弧自身调节系统控制的焊接电弧弧长稳定时电流与电弧电压之间的关系 影响因素

送丝速度

焊丝伸出长度

焊丝直径和电阻率

电弧的长度 影响调节精度的因素

调节精度：当系统收到干扰而产生工作点偏移，通过调节系统使系统调节到一个新的稳定工作点，此时被调量的稳定值与初始稳定值的偏离程度。影响因素：

① 焊丝的伸出长度

伸出长度变化量越大，产生静态误差越大，调节精度越低。② 焊丝的直径和电阻率

焊丝越细或电阻率越大，越能加剧焊丝伸出长度的影响，静态偏差越大。

③ 焊接电源的外特性

对于平的电弧静特性，宜采用缓降外特性电源。对于上升的电弧静特性，宜采用上升外特性电源。

④ 网压波动

长弧缓降外特性电源比陡降外特性电源引起的电弧电压静态误差小。短弧时陡降外特性或恒流外特性电源静态误差小。影响调节灵敏度的因素

调节灵敏度

是指调节系统对电弧工作点微小变化的回复速度。恢复速度越快，所需调节时间越短，调节灵敏度越高。影响因素

1)焊丝直径和电流密度

直径越细或电流密度越大，调节灵敏度越高。2)电源外特性

电源外特性曲线越平缓，调节灵敏度越高。3)弧柱的电场强度

弧柱电场强度越大，灵敏度越高。4)电弧长度

4.具有电弧自身调节系统的熔化极电弧焊是如何调节焊接电流和焊接电压的？

焊接电弧的稳定工作点就是焊接电源外特性曲线和电弧自身调节系统静特性曲线的交点。长弧焊 电弧自身调节系统静特性 曲线几乎与电流坐标垂直，应该采用缓降、平的或微升的外特性电源。通过调节送丝速度来调节焊接电流，通过改变电源外特性曲线的位置来调节电弧电压。

短弧焊条件下，电弧自身调节系统静特性向左弯曲，应该采用陡降或恒流外特性电源。焊接电流和电弧电压调节分别通过改变电源外特性、送丝速度来实现。5.试述当电弧长度变化时电弧电压反馈系统的调节过程，以及影响调节精度、调节灵敏度的因素

电弧电压反馈调节系统

原理：当电弧长度波动而引起焊接参数偏离原来的稳定时，利用电弧电压作为反馈量，通过一个专门的自动调节装置，强迫改变送丝速度，使电弧长度恢复到原来的长度。静特性方程P94 影响电弧电压反馈调节系统静特性的因素

送丝给定电压

系数K ki ku

焊丝直径和伸出长度

焊接材料和保护条件 调节过程P95 影响调节精度的因素

① 焊丝伸出长度

② 焊丝直径、电阻率和电流密度 减小焊丝直径

增加焊丝电阻率 或提高电流密度使静态误差增大。

③ 焊接电源外特性

电源外特性下降率越大，静态误差越小。

这种调节机制适用于 陡降外特性电源。

④ 网压波动 影响调节灵敏度的因素 a.电弧电压反馈调节器的灵敏度K

k越大，灵敏度越大。

b.弧柱电场强度

弧柱电场强度越大，调节灵敏度越大。5.电弧电压反馈调节熔化极电弧焊的电流和电压的调节方法

通过改变焊接电源的外特性和送丝给定电压调节焊接电流和电压。6.程序框图 自己看

第五章

埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧以进行焊接的熔焊方法。1.试述埋弧焊的优缺点和应用范围(1)

埋弧焊的优点：

①

生产效率高

埋弧焊所用焊接电流可达到1000A。

② 焊接质量好

焊缝成形好、成分稳定，也与采用焊渣进行保护，隔离空气效果好。③ 劳动条件好

没有刺眼的弧光，不需要手工操作 ④ 节约电能及金属（2）.埋弧焊缺点

1)

焊接适用范围受到限制

一般只适用于平焊位置（俯位）或倾斜度不大的位置焊接。2)焊接厚度受到限制

不适用于焊接厚度小玉1mm的薄板。3)对焊件坡口加工和装配要求较严。（3）埋弧焊的应用范围

应用很广泛，是锅炉、压力容器、船舶、桥梁、起重机械、工程机械、冶金机械、海洋机构核电机构的主要焊接手段。

可焊接钢种有：碳素结构刚、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及复合刚 2.埋弧焊的主要冶金反应(1)

锰硅的还原反应及过渡

锰可以焊缝金属的强度和韧性，并能提高焊缝的抗热裂性能； 硅能镇静熔池，有利于获得致密的焊缝。但硅锰含量不宜过高。

【Fe】+（MnO）=【Mn】+（FeO）2【Fe】+（SiO2）=【Si】+2（FeO）

升温区，有利于反应向右进行，使硅锰含量增加，同时金属被氧化，焊缝含氧量增加。影响硅锰过渡的因素

①

焊剂的成分

当焊剂中MnO、SiO2增多时，会使锰和硅的过渡量增加。② 锰、硅的原始含量

焊丝母材中Mn Si 的原始含量越低，越有利于Mn Si的还原 ③ 焊剂的碱度

提高焊剂的碱度，使Mn的过渡量增加，而使Si的过渡量减少 ④ 焊接参数

电弧电压增加时，焊丝熔化量增加

焊接电流小时，焊丝熔化后呈大颗粒过渡形成时间较长，使 Mn Si过渡量增加（2）.碳的氧化烧损

C+O=CO 使焊缝中的含碳量降低（3）去氢反应

减少氢的措施：

一是焊前清理铁锈水分和有机物，杜绝氢的来源；二是通过冶金反应将氢结合成不溶于液态熔池金属的化合物。

形成HF

形成OH（4）脱磷和脱硫反应

减少硫磷措施 ：一是严格限指焊接材料和被焊材料中硫磷的含量；二是通过冶金法院减少含量。

增加焊丝中含锰量或增加焊剂中CaO MnO等碱性氧化物含量。

增加焊剂中的CaO等碱性氧化物的含量

3.HJ431

高锰高硅低氟焊剂

酸性焊剂

4.HJ350

中锰中硅中氟焊剂

中性焊剂 5.HJ250

低锰中硅中氟焊剂

碱性焊剂 6.埋弧焊焊剂与焊丝匹配的主要依据是什么？(1)

被焊材料的类别及对接焊接接头性能的要求

①

焊接低碳钢和强度等级较低的低合金钢时，应按等强原则选用与母材相匹配的焊接材料

② 焊接低合金高强钢

除要使焊缝与母材等强度外，还要注意保证焊缝的塑形韧性 ③ 焊接耐热钢、低温钢和耐腐蚀钢时，除了要使焊缝与母材等强，还要保证焊缝具有与母材相同或相近的耐热性、耐低温性、或耐蚀性。

④ 焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要保证焊缝与母材有相近的化学成分，使焊缝具有与母材相匹配的特殊性能，同时也要满足力学性能和抗裂性能。(2)埋弧焊的工艺特点

a.稀释度高

b.热输入高 c.焊接速度快

7.试述MZ-1000型交流弧焊机控制系统的电器原理

P121 在细丝薄板焊接时，由于 电弧具有上升的静特性，宜采用平特性电源配以等速送丝方式。对于一 般的粗丝埋弧焊，由于电弧具有水平的静特性，应采用陡降外特性的电源配以变速送丝方式。

8.什么是焊接工艺？埋弧焊焊接工艺包括那些内容？

焊接工艺是指与制造焊件有关的加工方式和实施要求，包括焊前准备、选择焊接工艺方法、选择焊接材料、选择焊接参数、明确操作要求、制订检查方法及修补技术。

焊前准备

1.坡口的选择和加工

焊件厚度小于14mm不加坡口

14-22开单面v形坡口

22-50开x形坡口。

2.焊件的清理

将焊件和坡口表面的锈蚀 油污

水分 氧化皮清理干净。3.焊丝的清理和焊件的烘干、4.焊丝的装配保证间隙均匀

高低平整。

第六章

TIG焊

钨极惰性气体保护焊

是使用纯钨或活性钨作为非熔化极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法，简称TIG。1.TIG焊的优缺点和应用范围(1)

TIG焊的优点

①

能够实现高品质的焊接，得到优良的焊缝。

② 焊接过程中钨电极时不熔化的。易于保持恒定的电弧长度、不变的焊接电流和稳定的焊接过程，使焊缝美观平滑均匀。

③ 焊接电流范围通常是5-500A。适合于薄板焊接。

④ 不会因熔滴过渡引起电弧电压和电流变化而产生的飞溅现象，得到平滑的焊缝表面。

⑤ 钨极氩弧焊时的电弧是最稳定 ⑥ 可以焊接各种金属材料

⑦ TIG焊可靠性高，可以焊接重要结构。（2）TIG缺点

焊接效率低于其他焊接方法

氩气没有脱氧或去氢作用，焊前对焊件的清理要求严格

焊接时钨极有少量的熔化和蒸发。钨粒如果进入熔池影响焊缝焊缝质量 生产成本较高（3）应用

TIG常被用于焊接厚度为6mm以下的焊件。可以用于所有金属和合金的焊接 2.TIG采用的电流波形

（一）直流反接

反接时电弧对母材表面的氧化膜具有阴极清理作用原因是：反接时，母材作为阴极承担发射电子的任务。由于表面有氧化膜的地方电子逸出功小，容易发射电子，因此电弧一寻找金属氧化物的性质，在氧化膜上容易形成阴极斑点，同时阴极斑点收到质量较大的正离子的撞击，能使该区域的氧化膜被清理掉。

TIG焊直流反接用的较少，用于厚度在3mm一下的铝镁合金焊接

（二）直流正接

焊件接在电源的正端，钨极接在直流电源的负端

直流正接是TIG焊中最稳定的焊接方法。

适用于 除铝镁及其合金以外的其他金属材料焊接。

（三）交流电源

焊接铝镁合金一班都采用交流电源。

因为在工件为阴极的半周里有去除氧化膜的作用。在钨极为阴极的负半轴里钨极可以快速冷却。并发射足够的电子以利于电弧稳定。

交流电弧中存在直流分量的现象，首先会使阴极清理作用减弱，其次会使焊接变压器贴心相应产生直流磁通，使变压器达到磁饱和状态，导致励磁电流增大。带来不利影响 消除方法在焊接回路中串联电容。

（四）方波（矩形波）交流电源

方波电流过零后增长快，再引燃容易，大大提高稳弧性能。

可以根据环境条件选择最小而必要的kr，使其既能满足清除氧化膜的需要，又能获得最小钨极损耗和可能的最大熔深。

正负半周电流幅值可调，焊接铝镁合金时无须另加直流分量装置。

3.简述保护气体、电极、焊丝种类及其对焊接效果的影响

保护气体

主要时氩气 氦气 或氩与氦的混合惰性气体。

氩气Ar 在平焊时作焊接保护气体不宜漂浮散失，有利于保护作用，一旦引燃就很稳定。从经济观点一班应优先选用氩气。焊接热导率高的原材料时考虑选用氦气。焊接不锈钢时在氩或氦中加入少量氢气；焊接铜及其合金时，有时也加入少量氮气。

钨极

要求

① 引弧及稳弧性能好 ② 耐高温 不宜损耗 ③ 电流容量大 纯钨极

一般在交流tig使用 钍钨极

一般用于TIG直流正接焊接

铈钨极

不适应与大电流条件使用 小电流下有着极佳的起弧性能。

焊丝

手工tig焊用的填充金属是直棒；自动焊用的是盘状焊丝

一般要求其化学成分和母材相同。对焊缝金属没有特殊要求的情况下，看采用从母材是剪下的具有一定规格的条料。

为了满足特殊接头尺寸形状的需要，可以专门设计可熔夹条。保护气体： 氩气：电弧稳定，电弧易扩展，加热不够集中。

氦气：电弧集中，熔深打，焊缝窄，变形小；引弧和稳弧困难，氦气贵且轻。

氩氦混合气体：氩气电弧稳定和柔和，阴极清理作用好；氦气电弧发热量大且集中，熔深大。

氩氢混合：提高焊接速度和控制焊缝金属成形。

4.TIG工艺

(1)

坡口

小于3mm不需要开坡口 焊接厚度6mm以上厚板需要开坡口，并加填充金属。厚度超过10mm除了开坡口还要预热。(2)焊件和焊丝的焊前清理

清理油污 灰尘

清理氧化膜

有机械清理和化学清理两种。

机械清理主要有机械加工、打磨、刮削、喷砂和抛光等

焊件接头两侧30-50mm区域

化学清理主要用于表面氧化膜清理

铝及铝合金化学清理工序时先清洗再洗油脂。(3)焊接参数的选择

①

焊接电流 决定焊缝熔深 ② 焊接电压主要影响焊缝宽度

③ 焊接速度

决定单位长度焊缝的热输入 ④ 焊丝直径与填丝速度 ⑤ 保护气流量

⑥ 钨极形状

直流正接和小电流薄板焊接时，克使用小直径钨极并将末端磨成尖锥角，使电弧集中，更容易引弧和稳定。

大电流焊接时，应将钨极前段磨成带有平台的锥形或纯钝角。直流反接和交流焊接时，电极前段磨成圆形。

⑦ 钨极伸出长度

确定各焊接参数的顺序是：根据被焊材料的性质，先选定焊接电流 的种类极性和大小，然后选定钨极的种类和直径，再选定焊枪喷嘴直径和保护气体流量，最后确定焊接速度。在施焊过程中根据情况适当的调整钨极伸出长度和焊枪与焊件的相对位置。

5热丝TIG焊

是利用附加电源预先加热填充焊丝3，从而提高焊丝的熔化速度，增加熔敷金属量，达到生产高效率的一种TIG方法。

6.简述钨极脉冲氩弧焊的特点及其焊件参数的调节原则

原理：当每一个脉冲电流Im通过时，焊件上形成一个点状熔池，待脉冲电流停歇时，点状熔池就冷凝，与此同时电弧由基质电流维持稳定燃烧，以便下一次脉冲电流通过，脉冲电弧既能可靠燃烧，又形成一个新的焊点。特点

① 可以减小焊接电流的平均值

② 可调焊接参数多，便于精确地控制电弧能量及其分布 ③ 在焊接过程中，脉冲电流对点状熔池有较强的搅拌作用

④ 每个焊点加热和冷却迅速，很适于焊接导热性能强或厚度差别大的焊件。焊接参数的选择 a.脉冲电流和脉冲持续时间

随之 Im tm 的增加，熔深和熔宽都增加。

b.基质电流和基质电流持续时间

对焊缝成形影响不大 c.脉冲幅比和脉冲宽比

脉冲幅比RA=Im／Ij和脉冲宽比Rw=tm／tj

对于导热性好或热裂倾向大的材料，应选择较大的Ra和较小的Rw，以提高加热速度，减少高温停留时间。

d.脉冲频率

0.5-10hz 钨极低频脉冲氩弧焊

1-30khz

钨极高频脉冲氩弧焊

F=Vw／60ls

钨极脉冲氩弧焊焊接参数的选择

首先按焊接材料的厚度，初步选择脉冲电流和脉冲持续时间，再根据焊件材料的性质，确定脉冲幅比和脉冲宽比。随后还要确定基质电流和基质电流持续时间及电弧长度气体流量等。确定好后试焊，观赏是否满足设计要求，如果不符合，调整参数再继续试焊，直至满意为止

第七章

MIGMAG 熔化极氩弧焊

是使用焊丝作为熔化电极，采用氩气或富氩混合气体为保护气体的电弧焊方法。

当保护气体为Ar或Ar+He时，称为熔化极惰性气体保护电弧焊

当保护气体为以Ar为主，加入少量活性气体O2或O2+CO2等时，称为熔化极活性气体保护电弧焊。

1.熔化极氩弧焊的优缺点及应用范围

熔化极氩弧焊的优点

① MIG保护气体无氧化性，焊接时不产生熔渣，在焊丝中不许加入脱氧剂。② 与CO2电弧焊相比，熔化极氩弧焊稳定，熔滴过渡稳定，焊接飞溅少，焊缝成形美观。

③ 与TIG焊相比，熔化极氩弧焊采用焊丝作电极，焊丝和电弧电流密度大，焊丝熔化速度快，焊接生产率高。

④ MIG焊采用焊丝为正的直流电弧来焊接铝及铝合金时，对母材表面氧化膜有阴极清理作用。

⑤ MIG几乎可以焊接所有金属材料 熔化极氩弧焊缺点(1)焊接成本高

(2)焊前清理要求较高，焊接过程对油污

铁锈等污染比较敏感。

(3)用纯Ar气保护的熔化极氩弧焊焊接钢铁时产生阴极飘逸，造成焊缝成形不良。

熔化极氩弧焊的应用 MIG主要用于焊接铝镁铜钛及其合金，以及不锈钢等金属材料 MG主要用于焊接碳钢和某些低合金钢 2.熔化极氩弧焊的熔滴过渡

当焊接电流小时焊接电压较高时，呈现大滴过渡； 焊接电流较大且电压较高时，呈现射滴过渡及射流过渡； 焊接电压较低时呈现短路过渡；

焊接电压介于自由过渡和短路过渡之间时，形成亚射流过渡。3.熔化极氩弧焊时的极性选择，为什么选择直流反接？

熔化极氩弧焊一般采用直流反接（焊件接负），很少采用直流正接和交流电。

采用直流正接时焊丝为阴极，形成粗滴过渡，电弧不稳定，焊缝成形不良。采用直流反接时，焊丝为阳极时，过渡方式过程稳定，焊缝成形好，而且具有阴极清理作用，非常适合焊接铝镁及其合金。‘’

4.什么是熔化极氩弧焊的电弧固有的自调节作用？电弧固有的自调节过程中弧焊电源的外特性应该是什么形状？匹配等速送丝还是变速送丝？

电弧固有的自调节系统是指在铝焊丝采用亚射流熔滴过渡进行MIG焊时所采用的一种弧长调节系统。在弧长受到外界干扰发生变化时，由于熔化系数变化，引起焊丝熔化速度变卦，使弧长本身具有了恢复到原来弧长的能力，称为电弧固有的自调节作用。

电弧固有的自调节系统静特性曲线也称为焊丝等熔化曲线，反映了送丝速度下铝焊丝的熔化特性。应采用下降外特性电源，采用等速送丝方式。调节过程P182 电流电压的调节方法

采用送丝速度和焊接电流一元化调节方法。5.熔化极氩弧焊用焊接材料

保护气体 a.Ar+He 焊接大厚度铝及其合金时可以改善焊缝熔深，减少气孔和提高生产率。

b.Ar+H2

抑制和消除焊缝中的CO气孔 c.Ar+N2

主要用于焊接铜及铜合金

d.Ar+O2 含氧量较低时用于焊接不锈钢等高合金钢 高强度钢 含氧较高时，用于焊接低碳钢及其低合金结构钢

为什么在Ar气中加入O2可以克服阴极漂移现象？

如果在Ar中加入O2，使熔池表面不断被氧化，使得在阴极斑点处同时进行着清理氧化物和形成氧化物两个过程，则阴极斑点不再转移，漂移现象被克服。e.Ar+CO2 广泛应用与焊接碳钢及低合金钢 f.Ar+CO2+O2 混合气体焊接低碳钢和低合金钢焊缝成形、接头质量以及金属熔滴过渡和电弧稳定性各方面都比较满意。

（2）焊丝 化学成分应该和母材匹配，并且具有良好的焊接工艺性能和焊缝力学性能。6.熔化极氩弧焊工艺

(1)

焊前准备

包括焊接坡口准备、焊件及焊丝表面清理、焊件组装、焊接设备检查

机械清理

有打磨、刮削 喷砂

焊件接头两侧30-50mm区域

化学清理 焊前先进行脱脂去油处理，然后在浓度4百分之-15的NAOH溶液中浸泡5-15分钟，进行脱氧化膜处理，再用浓度为百分之30的HNO3浸泡2MIN，进行酸洗光化处理。然后取出干燥。

(2)焊接参数

焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝伸出长度 焊丝倾角 焊丝直径 保护气体的种类及流量

7.脉冲熔化极氩弧焊调节原理及匹配的送丝方式

特点

扩大了焊接电流的调节范围

有效的控制熔滴过渡及熔滴尺寸，有利于全位置焊接

有效控制热输入，改善接头性能

三种熔滴过渡方式 一脉多滴 一脉一滴 多脉一滴 匹配等速送丝和恒流的弧焊电源外特性进行调节。

调节原理：在该调节系统中，利用电弧电压反馈来改变脉冲电流频率，从而改变平均电流和焊丝熔化速度以实现电弧长度的自动调节。改变脉冲电流的频率可以改变焊丝的熔化速度。当弧长发生变化时，通过控制环节调节基值时间是指增加（减小），从而降低（提高）脉冲频率，降低（提高）熔滴过渡频率和降低（提高）焊丝熔化速度，使电弧电压减小（增大），使其回复到目标值。

第八章 C02气体保护焊

C02气体保护焊是利用CO2气体作为保护气体，使用焊丝作为熔化电极的电弧焊方法 1.C02气体保护焊的优点缺点 及应用范围 C02气体保护焊优点 高效节能的焊接方法

用粗丝焊接时可以使用较大的电流，实现细滴过渡或喷射过渡，没有焊渣，焊后不需要清渣，提高生产效率

用细丝焊接时使用较小的电流，实现短路过渡方式电弧稳定，热量集中，焊接热输入小，易于控制热输入。

C02气体保护焊是一种低氢型焊接方法，焊缝含氢量极低，抗锈能力强，不易产生冷裂纹，不易产生氢气孔。气体焊丝较便宜

C02气体保护焊是一种明弧焊接方法，焊接时便于监控电弧和熔池，有利于实现焊接过程的机械化和自动化 C02气体保护焊的缺点

金属飞溅较多，焊缝外形较为粗糙

不能焊接易氧化的金属不适合在有风的地方施焊 弧光较强 设备比较复杂

C02气体保护焊应用

CO2焊除不适用于焊接容易氧化的有色金属及合金外，可以焊接碳钢和合金结构钢、CO2的熔滴过渡主要有 短路过渡和自由过渡、2.C02气体保护焊的冶金反应P214 ①

合金元素的氧化 ② 脱氧与合金化问题 ③ 气孔问题

3.C02气体保护焊的焊接参数选择有什么特点

主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、电流极性、焊接回路电流值和气体流量

(1)焊丝直径的选择

直径为1.6和2mm的焊丝可以用于短路过渡和细滴过渡焊接；直径大于2mm的焊丝，只能用于细滴过渡。

(2)焊接电流的选择

电流的作用是熔化焊丝和焊件，1.6mm直径焊丝且为短路过渡电流在200a以下能得到飞溅小成形美观的焊道；细滴过得的焊接电流在350a以上，能得到熔深较大的焊道。

(3)电弧电压的选择 实现短路过渡的条件之一就是保持较短的电弧电压即低电压(4)焊接速度的选择

主要根据生产率和焊接质量选择(5)焊丝伸出直径

(6)一般为焊丝直径的10-12倍电流极性的选择

主要采用直流反接法

(7)回路中电感值的选择

主要用于调节动特性，获得合适的短路电流增长速度。电感值主要根据焊丝直径和焊接位置来选择。

(8)气体流量的选择 主要时根据对焊接区域的保护效果来决定。

确定焊接参数的顺序为：首先根据板厚 街头形式 和焊缝空间位置等选定焊丝直径和焊接电流，同时考虑熔滴过渡方式，然后确定电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量和电感值。4.焊前准备

① 坡口设计

采用细滴过渡时，对接间隙不超过2mm。板厚在12mm以下开I型坡口，大于12mm可以开较小角度的坡口

采用短路过渡时通常允许采用较小的钝边，甚至不留钝边。② 坡口加工方法与清理

主要有机械加工 气割和碳弧气刨

焊定位焊缝之前应将坡口周围10-12mm范围内油污、铁锈、氧化除掉。

第五篇：焊接工艺与设备复习题(总)

一、选择题

1.弧光中的红外线可造成对人眼睛的伤害，引起。

A.畏光 B.眼睛流泪 C.白内障 D.电光性眼炎

2.焊接场地应保持必要的通道，且车辆通道宽度不小于。A.1m B.2m C.3m D.5m 3.硫会使焊缝形成，所以必须脱硫。A.冷裂纹 B.热裂纹 C.气孔 D.夹渣

4.气体作为焊接保护气，电弧一旦引燃燃烧很稳定，适合手工焊接。A.氩气 B.CO2 C.CO2 +氧 D.氩气+CO2 5.氩气瓶的外表涂成。

A.白色 B.银灰色 C.天蓝色 D.铝白色 6.钨极具有微量的放射性。

A.纯钨极 B.钍钨极 C.铈钨极 D.锆钨极

7.埋弧焊过程中，电弧稳定燃烧时，焊丝送进速度 焊丝熔化速度。A.等于 B.大于 C.小于 D.任意 8.埋弧焊收弧的顺序应当是。

A.先停焊接小车，然后切断电源，同时停止送丝 B.先停止送丝，然后切断电源，再停止焊接小车 C.先切断电源，然后停止送丝，再停止焊接小车 D.先停止送丝，然后停止焊接小车，同时切断电源 9.手工电弧焊接时生成的气孔主要是（）气孔。A.CO B.CO2 C.H2 D.N2 10.CO2焊主要用于焊接（）。

A、不锈钢 B、有色金属 C、黑色金属 D、能焊接所有金属 11.氩弧焊的保护气体氩气是属于一种（）气体。A.惰性 B.氧化性 C.还原性

12.钨极氩弧焊，焊接电流超过钨极许用电流时，将导致钨极过热、蒸发，影响电弧稳定并使焊缝产生（）缺陷。

A.夹钨 B.气孔 C.未焊透 13.交流钨极氩弧焊机常压的消除直流分量的方法是（）。

A.串联电容器 B.串连整流器和电阻 C.串接蓄电池

二、填空题

1、磁偏吹是。

2、MIG焊称为 ；MAG焊称为;TIG焊又称为。

3、保护气体中氮气可用于焊接。

4、MIG焊的主要工艺参数有、、、、、等。

5、MAG焊接不锈钢时，通常采用 短路过渡或喷射过渡。

6、CO2焊可能产生的气孔主要有 气孔、气孔、气孔。

7、MAG焊时，熔化焊丝的热源主要是（），对其影响最大的焊接参数是（）。

8、MIG焊和MAG焊最大的不同点是（）。

9、在一般的气体保护焊中，为了保护焊缝和电极，应该要（）送气,（）停气。

10、焊接电弧可分为（），（）和（）。

11、焊件与焊机的正极相连接，焊条或焊丝与负极相连，称为（）。

12、电弧的主要作用力有：（），（），（）。

13、埋弧焊的主要特点包括（），（），（），（）等。

14、焊接接头包括（），（）和（）三部分。

15、焊条电弧焊接头形式包括（），（），（）和（）。

三、判断题

1.通过焊接电流和电弧电压的配合，可以控制焊缝形状。（）2.埋弧自动焊是一种广泛使用的焊接方法，适合于全位置焊。（）3.当金属表面存在氧化物时，逸出功都会减小。（）

4.CO2焊时必须使用直流电源。（）5.焊工在更换焊条时可以赤手操作。（）

6.埋弧焊机一般由弧焊电源、控制系统、焊机接头三大部分组成。（）7.脱氧剂的主要作用是对熔渣和焊缝脱氧。（）8.飞溅是CO2焊的主要缺点。（）

9.钨极氩弧焊时，氩气流量越大保护效果越好。（）

10.氩气比空气轻使用时易漂浮散失，焊接时必须加大氩气流量。（）11.几乎所有的金属材料都可以采用氩弧焊。（）

12.CO2中水份的含量与气压有关，气体压力越低，气体水份含量越。（）13.焊接用CO2气体和氩气一样，瓶里装的都是气态。（）

14.为了使用方便，钨极的一端常涂有颜色以便识别，铈钨极为灰色（）15.细丝CO2焊的工艺比较成熟，因此应用比粗丝CO2焊广泛。（）16.埋弧焊机按焊丝的数目分类可分为单丝和多丝埋弧自动焊机。（）17.埋弧焊必须使用直流电源。（）

18.交流电弧磁偏吹现象要比直流电弧小得多。（）

19.焊接速度越大，则线能量（热输入）越大。（）

20.焊接区中的CO2气体在高温下具有一定的氧化性。（）

21.氧化性气体护本身氧化性比较强,所以不适宜作为保护气体。()22.氩气不与金属起化学反应在高温时不溶于液态金属中。（）

四、名词分析

1、焊接电弧的静特性：焊接电弧的静特性是指在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系，也称伏-安特性。

2、融滴过渡：在电弧热的作用下，焊丝末端融化成融滴，并在各种外力的作用下脱离各种焊丝，进入熔池，称为融滴过渡。

3、TIG焊：钨极惰性气体保护焊是使用纯钨或活化钨作为非熔化极，采用惰性气体（氩气、氦气等）作为保护气体的电弧焊方法，简称TIG焊。

4、MIG焊/MAG焊 ：熔化极氩弧焊是使用焊丝作为熔化电极，采用氩气或

富氩混合气作为保护气体的电弧焊方法。当保护气体是惰性气体Ar或Ar+He时，通常称作熔化极惰性气体保护电弧焊，简称MIG焊；当保护气体以Ar为主，加入少量活性气体如Ｏ2或CO2，或CO2+Ｏ2等时，通常称作熔化极活性气体保护电弧焊，简称MAG焊。

5、熔化焊：是利用局部加热的方法，把两被焊金属的接头处加热至融化状 态，然后冷却结晶形成焊缝而将两部分金属连接成一个整体的方法。

6、压力焊：是对两被焊接金属接头施加压力（加热或不加热），通过被焊 工件的塑性变形而使接头表面紧密接触，使之彼此焊接的方法。

五、简述题

1、电焊条的焊芯和药皮的主要作用是什么？如何选用焊条？

焊芯：做电极，起导电作用，产生电弧，提供焊接热源;焊芯作为填充金属，与熔化的母材共同组成焊缝金属。药皮：

（1）改善焊接工艺性 药皮中的稳弧剂易于引弧和稳定电弧燃烧作用，减少金属飞溅，保证焊接质量，且美观。

（2）机械保护作用 隔绝空气，保护熔滴和熔池金属。（3）冶金处理作用 能脱氧、去硫、渗合金。2.手弧焊（焊条焊）和埋弧自动焊各适用于什么场合？

手弧焊使用范围：适用于各种焊缝的焊接，尤其是焊接一些寒风比较短的焊缝，多不在同一位置的焊缝，小批量、多品种生产。

埋弧自动焊：适用于大批量生产，较厚长直焊缝或大直径圆形焊缝。3.电弧焊的熔滴过渡受的作用力有哪些？其作用如何？

电弧焊的熔滴过渡受的作用力有：重力、表面张力、电磁收缩力、斑点压

力、等离子流力、电弧气体吹力。其作用如下：

（1）重力 熔滴因本身重力而具有下落的倾向。平焊时促进熔滴过渡，立、仰焊时阻碍熔滴过渡。

（2）表面张力 焊条金属熔化后，在表面张力的作用下形成球滴状。表面张力在平焊时阻碍熔滴过渡；在立仰焊时，促进熔滴过渡。（3）电磁压缩力 它有利于熔滴过渡。

（4）斑点压力 斑点压力的作用方向是阻碍熔滴过渡，正接时的斑点压力较反接时大。

（5）等离子流力 它有利于熔滴过渡。

（6）电弧气体吹力 焊条末端形成的套管内含有大量气体，并顺着套管方向以挺直而稳定气流把熔滴送到熔池中。无论焊接位置如何，都有利于熔滴过渡。

4..熔化极气体保护焊有哪些特点？（71页）

熔化极气体保护焊与渣保护焊方法（如焊条电弧焊和埋弧焊）相比较，在工艺上、生产率与经济效果等方面有着下列优点：（1）气体保护焊是一种明弧焊。

（2）气体保护焊在通常情况下不需要采用管状焊丝，所以焊接过程没有熔渣，降低了焊接成本。

（3）适用范围广，生产效率高，易进行全位置焊及实现机械化和自动化。但熔化极气体保护焊也存在一些不足之处，主要是：焊接时采用明弧和使用的电流密度大，电弧光辐射较强；其次，是不适于在有风的地方或露天施焊；设备也比较复杂。5.TIG焊有哪些特点？（102页）（1）优点

（1）保护效果好 2）焊接过程稳定 3）适宜于各种位置施焊 4）易于实现自动化（2）缺点

（1）需要特殊的引弧措施 2）对工件清理要求高 3）生产率低 4）生产成本高

6、埋弧焊时为什么容易产生氢气孔？如何防止？

答：氢气孔主要来源于焊丝、焊剂等的水分；防止之一是去除焊丝和焊件表面的水分、铁锈、油和其他杂物，并要求焊剂要烘干；二是通过冶金手段去除已混入熔池中的氢。

7、CO2焊电弧气氛为什么具有强烈的氧化性？常用哪些脱氧方法？ 答： ⑴因为CO2及其高温分解出的氧，都具有很强的氧化性。⑵ 常用脱氧方法是在焊丝中加入铝、钛、硅、锰等元素来脱氧，最好的方法是硅、锰联合脱氧。

8、MIG焊和MAG焊有何不同？ 答：见名词解释：MIG焊/MAG焊。

9、熔化极惰性气体保护焊有何特点？

10、电弧偏吹产生的原因及预防措施（第6页）