电弧焊基础考试复习资料

1第一章焊接电弧1.焊接方法分类焊接方法分为熔焊、钎焊、和压焊三大类熔焊：熔焊是在不施加压力的情况下，将待焊处的母材加热熔化以形成焊缝的焊接方法。焊接时母材熔化而不施加压力是其基本特征。压焊：压焊是焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）才能完成焊接的方法。焊接施加压力是其基本特征。钎焊：钎焊是焊接事采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但是低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而是心爱那个连接的一种方法力气特征是焊接时母材不发生熔化，仅钎料发生熔化。2.焊接电弧焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具体一定电压的两极之间或电极与母材之间气体介质中产生的一种强烈而持久的放电现象，从其物理本质来看，它是一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。3.焊接电弧中气体电离的种类热电离——气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。其实质是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。场致电离——当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，当其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，这种电离称为场致电离。光电离——中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。不是所有的光辐射都可以引发电离，气体都存在一个能产生光电离的临界波长，气体的电离电压不同，其临界波长也不同，只有当接受的光辐射波长小于临界波长时，中性气体粒子才可能被直接电离。4.焊接电弧中气体的发射有几种热发射——金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。场致发射——当阴极表面空间有强电场存在时，金属电极内的电子在电场静电库仑力的作用下，从电极表面飞出的现象称为场致发射。2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，当电子的能量达到一定值时能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。粒子碰撞发射——高速运动的粒子（电子或正离子）碰撞金属电极表面时，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。5.阴极斑点的条件及阴极斑点的特点。阴极斑点是指阴极上导通电流的一些灼亮的孤立点。某点充当阴极斑点的条件：1）该点能发射电子；2）电弧通过该点时耗能最小。阴极斑点的特点：1）电流密度大，温度高。2）跳跃性及粘着性3）存在斑点压力4）自动寻找氧化膜6.焊接电弧的构造焊接电弧是由阴极区、阳极区和弧柱区三部分构成。电弧电压Ua=阴极电压降Uk、弧柱电压降Uc和阳极电压降UA之和。7.接触引弧过程接触式引弧包括短路、分离和燃弧三个过程。8.最小电压原理最小电压原理的含义是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。这意味着电弧总是保持最小的能量消耗。9.电弧的电特性包括哪些焊接电弧的电特性主要指的是焊接电弧的静特性和焊接电弧的动特性。10.电弧静特性概念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。11.焊接电弧力的种类及影响因素焊接电弧力包括电磁收缩力、等离子流力（电弧动压力）、斑点压力三种力。电弧力的影响因素有1、焊接电流和电弧电压，2、焊丝直径，3、电极的极性，4、3气体介质，5、钨极端部的几何形状，6、电流的脉动。12.影响焊接电弧稳定性的因素有哪些影响焊接电弧稳定性的因素有1、焊接电源，2、焊接电流和电弧电压，3、电流的种类和极性，4、焊条药皮和焊剂，5、磁偏吹，6、其他因素如操作人员技术、焊件清理情况和环境因素等。第二章焊丝的熔化与熔滴过渡1.焊接熔化速度及影响因素熔化速度Vm通常以单位时间内焊丝的熔化长度（m/h或m/min）或熔化质量（kg/h）表示。其主要取决于单位时间内加热和熔化焊丝的总能量。影响因素：1、焊接电流的影响电弧热与电流成正比，电阻热与电流的平方成正比。2、电弧电压的影响与电流一起影响熔化速度。3、焊丝直径的影响电流一定时，焊丝直径越细电流密度越大，熔化速度增大。4、焊丝伸出长度的影响焊丝伸长长度越长，电阻热越大，通过焊丝传导的热损失越少，熔化速度越快。5、焊丝材料的影响焊丝材料不同，电阻率不同故对熔化速度的影响也是不同的。6、气体介质及焊丝极性的影响介质不同对阴极电压降和电弧热有直接影响。2.熔滴上的作用力焊接熔滴上的作用力有1、重力，2、表面张力，3、电弧力，4、爆破力，5、电弧气体吹力等。3.熔滴过度的基本类型根据外观形态，熔滴尺寸以及过渡频率等特征，熔滴过渡通常可分为三种基本类型，即自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。自由过渡是指熔滴脱离焊丝末端前不与熔池接触，它经电弧空间自由飞行进入熔池的一种过渡形式。接触过渡是通过焊丝末端的熔滴与熔池表面接触成桥而过渡的。渣壁过渡是渣保护时的一种过渡形式，埋弧焊时在一定条件下熔滴沿熔渣的空腔壁形成过渡。4.短路过渡的特点短路过渡时燃弧、短路交替进行。2、短路过渡时所使用的焊接电流（平均值）较小，但短路时的峰值电流可达平均电流的几倍。3、短路过渡一般采用细丝，焊接电流密度大，焊接速度快，故对焊件热输入低而且电弧短，加热几种，减小焊接变形。5.射流过渡工艺上的特点4射流过渡最富有代表性且用途广泛的一种过渡形式。主要特点有：1、焊接过程稳定，飞溅极少，焊缝成形质量好。2、电弧稳定，对保护气流的扰动作用小，故保护效果好。3、射流过渡电弧功率大，热流集中，对焊件熔透能力强。6.射流过渡临界电流的大小的影响因素1、焊丝成分焊丝成分不同将引起电阻率、熔点、及金属蒸发能力的变化。2、焊丝直径即使同种材料的焊丝，直径不同临界电流值夜不同。3、焊丝伸出的长度焊丝生出长度长，电阻热的预热作用增强，焊丝熔化快，易是想射流过渡，是临界电压值降低。4、气体介质不同气体介质对电弧电场强度的影响不同。5、电源极性直流反接时，焊丝为阳极易于、实现射流过渡。母材的熔化和焊缝成形7.焊缝成形过程电弧焊时，焊缝的形成一般要经历加热、熔化、化学冶金、凝固、和固态相变等一系列冶金过程。其中熔化和凝固时必不可少的过程。焊接过程中由于熔池是移动的，也使各点的温度是变化的。沿着熔池的纵向看，熔池前部的固体母材金属处于急剧升温的阶段并不断被电弧熔化成为液体金属；熔池尾部的液体金属渐离电弧热源，温度降低，不断凝固形成焊缝。8.焊接熔池熔池——在电弧正下方的母材温度超过了熔点，因此必然被熔化，与此同时，填充材料被电弧加热形成熔滴，向母材方向过渡，这两部分金属互相混合在一起，共同形成了具有一定几何形状的液体金属，即所谓的焊接熔池。9.熔合比熔合比（γ）——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的总面积之比。它能反映母材成分对焊缝成分的稀释程度，熔合比γ越大，说明母材向焊缝中熔入的量越大，稀释程度越大。10.电弧热的损失电弧的热损失包括1、电弧热辐射和气流带走的热量损失。2、用于加热和熔化焊条药皮或焊剂的损失（不包括熔渣传导给焊件的那部分热量）。3、焊接飞溅照成的热损失。4、用于加热钨极或碳极、焊条头、焊钳或导电嘴等的热损失。11.焊接温度场焊接温度场——指焊接过程中某一瞬间焊接接头上各点的温度分布状态，通常用5等温线或等温面来表示。12.焊件比热流及其与电弧参数的关系比热流指单位时间内通过单位面积传入焊件的热量。1、弧长对比热流的影响弧长增大比热流qm减小，q(r)分布渐趋平缓。2、电弧电流对比热流的影响电弧电流增加，比热流qm增大。3、钨极端部角度及端部直径对比热流的影响钨极端部角度减小qm增加，钨极端部直径减小qm增大。13.焊接参数对焊缝成形的影响焊接参数对焊缝成形的影响1、焊接电流，在其它条件一定的情况下，随着焊接电流增加，焊缝的熔深和余高均增加，熔宽略有增加。2、电弧电压，在其它条件一定的情况下，提高电弧电压，熔深略有减小而熔宽增大，焊缝余高减小。3、焊接速度，在其它条件一定的情况下，提高焊接速度导致焊接热输入减少，从而焊缝熔宽、熔深和余高都减小。第三章钨极惰性气体保护焊（TIG）1.优缺点优点：1、能够实现高品质焊接，得到优良的焊缝。2、焊接过程中钨电极是不熔化的，故易于保持恒定的电弧长度，不变的焊接电流，稳定的焊接过程，使焊缝很美观、平滑、均匀。3、焊接电流的使用范围通常为5～500A。4、在薄板焊接时无需添加焊丝。在厚板焊接时，由于填充焊丝不通过焊接电流，所以不会产生因熔滴过渡引起电弧电压和电流变化而产生的飞溅现象，为获得光滑的焊缝表面提供了良好条件。5、钨极氩弧焊时的电弧是各种电弧焊方法中稳定性最好的电弧之一。6、可以焊接各种金属材料，如：钢、铝、钛、镁等。7、TIG焊可靠性高，所以可以焊接重要构件。缺点：1、焊接效率低于其它方法。2、氩气没有脱氧或去氢作用，所以焊前对除油、去锈、去水等准备工作要求严格，否则易产生气孔，影响焊缝的质量。63、焊接时钨极有少量的熔化蒸发，钨微粒如果进入熔池会造成夹钨，影响焊缝质量，电流过大时尤为明显。4、由于生产效率较低和惰性气体的价格较高，生产成本比焊条电弧焊、埋弧焊和CO2气体保护焊都要高。2.TIG引弧方法类型1．高频高压引弧和稳弧装置：采用高频振荡器，产生高频高压电击穿钨极与工件之间的间隙，是引燃电弧常用的方法。通常需要产生的高频高压大约为3000V，这时电源的空载电压只要65V左右就可以了。2．高压脉冲引弧和稳弧装置：在钨极与工件之间加一高压脉冲，加强阴极发射电子及两极间气体介质电离而实现引弧。在交流TIG焊时，既可用它来引弧又可用它来稳弧。3.TIG电极的要求和种类1.对电极的要求及钨极性能应满足三个条件：（1）引弧及稳弧性能好；（2）耐高温、不易损耗；（3）电流容量大。2．钨极材料：（1）纯钨电极一般在交流TIG焊中使用，当钨电极不需要保持一定的前端角度形状时。（2）钍钨极一般用于TIG直流正接焊接。（3）铈钨极使用性能在某些方面优于钍钨。（4）其他电极包括锆钨极、镧钨极和钇钨极。4.TIG焊接工艺参数有哪些TIG焊焊接参数有：焊接电流、电弧电压(电弧长度)、焊接速度、保护气体流量、钨极伸出长度、填丝速度等。（1）焊接电流是决定焊缝熔深的最主要参数，要按照焊件材料、厚度、接头形式、焊接位置等因素来选定。一般先确定电流类型和极性，然后确定电流的大小。TIG焊开始和结束时对焊接电流通常都采取缓升和缓降。（2）电弧电压电弧电压主要影响焊缝宽度，它由电弧长度决定。TIG焊电弧长度根据电流值的大小通常选择在1.2～5mm之间。需要填加焊丝时，要选择较长的电弧长度。（3）焊接速度当焊接电流确定后，焊接速度决定单位长度焊缝的热输入。提高焊接速度，熔深和熔宽均减小；反之，则增大。如果要保持一定的焊缝成形系数，焊接电流和焊接速度应同时提高或减小。（4）焊丝直径与填丝速度焊丝直径与焊接板厚及接头间隙有关。当板厚及接头7间隙大时，焊丝直径应选大一些，焊丝的送丝速度则与焊丝的直径、焊接电流、焊接速度和接头间隙等因素有关。一般焊丝直径大时送丝速度慢，焊接电流、焊接速度和接头间隙大时，送丝速度快。（5）保护气体流量TIG焊决定保护效果的主要因素有保护气流量、喷嘴尺寸、喷嘴与母材的距离、外来风等。保护气流量的选择通常首先要考虑所需保护的范围、焊枪喷嘴尺寸以及所使用焊接电流的大小。（6）钨极直径与形状钨极直径要根据焊接电流值和极性来选取。在同一直径下，直流正接时允许的电流数值较大，而直流反接及交流焊接时允许的电流小。（7）钨极伸出长度对焊接保护效果及焊接操作性均有影响。该长度应根据接头的形状确定。内角焊缝要求电极伸出长度最长，卷边焊缝只需很短的电极伸出长度，甚至可以不伸出。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。在施焊的过程中根据情况适当地调整钨极伸出长度和焊枪与焊件相对的位置。5.TIG焊中，直流正接、直流反