焊接熔滴
1、熔滴上的作用力有哪些？
答：焊条端头的金属熔滴受以下几个力的作用：表面张力、重力、电磁收缩力、斑点压力、等离子流力和其他力。
2、什么是熔滴和熔滴过渡？
答：电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的，并向熔池过渡的液态金属滴即熔滴。熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程即熔滴过渡。
3、熔滴过渡分为哪几种类型？各自的特点是什么？
答：熔滴过渡形式大体上可分为三种类型，即自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。
自由过渡是指熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触。
接触过渡是焊丝端部的熔滴与熔池表面通过接触而过渡。在熔化极气体保护焊时，焊丝短路并重复地引燃电弧，这种接触过渡亦称为短路过渡。TIG 焊时，焊丝作为填充金属，它与工件间不引燃电弧，也称为搭桥过渡。
渣壁过渡与渣保护有关，常发生在埋弧焊时，熔滴是从熔渣的空腔壁上流下的。
4、什么是喷射过渡？它可分为哪几种过渡形式？
答：在纯氩或富氩保护气体中进行直流负极性熔化极电弧焊时，若采用的电弧电压较高（即弧长较长），一般不出现焊丝末端的熔滴与熔池短路现象，会出现喷射过渡。熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式称为喷射过渡。根据不同的焊接条件，这类过渡可分为射滴、亚射流、射流及旋转射流等形式。
5、什么是短路过渡？它有哪些焊接特点？
答：在较小电流、低电压时，熔滴未长成大滴就与熔池短路，在表面张力及电磁收缩力的作用下，熔滴向母材过渡的过程称短路过渡。这种过渡形式电弧稳定，飞溅较小，熔滴过渡频率高，焊缝成形较好，广泛适用于薄板焊接和全位置焊接。
短路过渡的主要焊接特点有：
（1）由于采用较低的电压和较小的电流，所以电弧功率小，对焊件的热输入低，熔池冷凝速度快。这种熔滴过渡方式适宜于焊接薄板，并易于实现全位置焊接。
（2）由于采用细焊丝，电流密度大。例如：直径为1.2mm的碳钢焊丝，当焊接电流为160A 时，电流密度可达141A/mm2，是通常埋弧焊电流密度的2倍多，是焊条电弧焊的8～10倍，因此对焊件加热集中，焊接速度快，可减小焊接接头的热影响区的焊接变形。短路过渡是气体保护焊的一种典型过渡方式，焊条电弧焊也常常采用。
CO
2
6、什么是渣壁过渡？焊条电弧焊时可出现哪几种过渡形式及如何选用焊条药皮厚度？
答：渣壁过渡是指在焊条电弧焊和埋弧焊时的短路过渡形式。使用焊条电弧焊时，可以出现
四种过渡形式：渣壁过渡、大颗粒过渡（大滴状过渡）、细颗粒过渡（小滴状过渡）和短路过渡。过渡形式决定于药皮成分和厚度、焊接工艺参数、电流种类和极性等。用厚药皮焊条焊接时，焊条端头形成带一点角度的药皮套筒，它可以控制气流的方向和熔滴过渡的方向。套筒的长短与药皮厚度有关，通常药皮越厚，套筒越长，吹送力也强。但药皮层厚度应适当，过厚和过薄都不好，均可产生较大的熔滴。当药皮厚度为1.2mm时，熔滴的颗粒最小，用薄药皮焊条焊接时，不生成套筒，熔渣很少，不能包围熔化金属，而成为大颗粒或短路过渡。焊条电弧焊通常使用的焊条都是厚药皮焊条。
7、碱性焊条在大电流范围内施焊时，熔滴为哪种过渡形式？
答：碱性焊条在大电流范围内均为大颗粒或短路过渡。这种过渡特点首先是因为液体金属与熔渣的界面有很大的表面张力，不易产生渣壁过渡，同时在电弧气氛中含有30%以上的CO
2气体保护焊相似，在低电压时弧长较短，熔滴还没有长大就发生短路而出现短气体，与CO
2
路过渡。当弧长增加时，熔滴自由长大，将呈颗粒过渡。
8、酸性焊条施焊时熔滴为哪种过渡形式？为什么？
答：使用酸性焊条焊接时熔滴为细颗粒过渡，这是因为熔渣与液体金属都含有大量的氧，熔渣与液体金属的界面上表面张力较小。焊条熔化时，熔滴尺寸受电流影响较大。部分熔化金属沿着套筒内壁过渡，另一部分直接过渡。如果进一步增加电流，将提高熔滴温度，同时降低表面张力，在大电流密度时，将产生更细的熔滴过渡。这时电弧电压在一定范围内变化，对熔滴过渡影响不大。当金属与熔渣产生的气体（CO2、H2等）较多时，由于气体的膨胀，造成熔渣与液体金属爆炸，飞溅增大。
9、熔滴尺寸大小与哪些因素有关？
答：熔滴尺寸大小主要与焊接电流、弧长、极性和焊条直径、焊接材料（焊丝和药皮）等因素有关。
10、熔滴温度与哪些因素有关？
答：熔滴温度因电极材料、电源极性、焊接方法和焊接工艺参数的不同而不同。
11、控制熔滴过渡的形式及过程有哪些方法？
答：控制熔滴过渡形式及过程最常用的方法是控制焊接工艺参数。例如焊条电弧焊的短路过渡是靠压低电弧和采用较小的电流，同时还要靠人工智能和操作技巧来实现；熔化极气体保护焊，除调整气体成分和工艺参数外，尚可采用下列方法进行控制：（1）脉冲电流控制法；（2）脉动送丝控制法；（3）机械振动控制法。
什么是熔滴和熔滴过渡
弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的和向熔池过渡的液态金属滴称为熔滴。熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程称为熔滴过渡。
根据国际焊接学会（IIW）的分类，熔滴过渡主要有自由过渡、短路过渡和混合过渡三大类。
什么是熔滴的自由过渡？
熔滴从焊丝端头脱落后，通过电弧空间自由运动一段距离后落入熔池的过渡形式称为自由过渡。因条件不同，熔滴的自由过渡又可分为滴状过渡和喷射过渡两种形式。
⑴滴状过渡焊接电流较小时，熔滴的直径大于焊丝直径，当熔滴的尺寸足够大时，主要依靠重力将熔滴缩颈拉断，熔滴落入熔池，熔滴的这种过渡形式称为滴状过渡。滴状过渡有两种形式：
1）轴向滴状过渡手弧焊、富氩混合气体保护焊时，熔滴在脱离焊条（丝）前处于轴向（下垂）位置（平焊时），脱离焊条（丝）后也沿焊条（丝）轴向落入熔池的过渡形式称为滴状过渡，见图28a。
2）非轴向滴状过渡在多原子气氛中（CO
2、N
2
、H
2
），阻碍熔滴过渡的力大于熔滴的重
力，熔滴在脱离焊丝之前就偏离焊丝轴线，甚至上翘，在脱离焊丝之后，熔滴一般不能沿焊丝轴向过渡，形成飞溅称为熔滴非轴向滴状过渡。
⑵喷射过渡熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式称为喷射过渡。喷射过渡还可分为射滴过渡和射流过渡两种形式：
1）射滴过渡在某些条件下，形成的熔滴尺寸与焊丝直径相近，焊丝金属以较明显的分离熔滴形式和较高的加速度沿焊丝轴向射向熔池的过渡形式称为射滴过渡，见图29a。
2）射流过渡在某些条件下，因电弧热和电弧力的作用，焊丝端头熔化的金属被压成铅笔尖状，以细小的熔滴从液柱尖端高速轴向射入熔池的过渡形式称为射流过渡。这些直径远小于焊丝直径的熔滴过渡频率很高，看上去好像在焊丝端部存在一条流向熔池的金属液流，见图29b。
什么是熔滴的短路过渡？
焊条（或焊丝）端部的熔滴与熔池短路接触，由于强烈过热和磁收缩的作用使熔滴爆断，直接向熔池过渡的形式称为短路过渡，见图30。熔滴的短路过渡频率可达20～200次/s。
什么是熔滴的混合过渡？
在一定条件下，熔滴过渡不是单一形式，而是自由过渡与短路过渡的混合形式，这就称为熔滴的混合过渡。例如，管状焊丝气体保护电弧焊及大电流CO
2
气体保护电弧焊时，焊丝金属有时就是以混合过渡的形式向熔池过渡。
试述熔滴过渡时产生飞溅的原因。
熔焊时，在熔滴过渡过程中，一部分熔滴溅落到熔池以外的现象称为飞溅。
产生飞溅的原因有以下几个方面：
⑴气体爆炸引起的飞溅用涂料焊条焊接及活性气体保护焊时，由于冶金反应在液体内部将产生大量CO气体，气体的析出十分猛烈，尤如爆炸，使液体金属发生粉碎形的熔滴，溅落在焊缝两侧的母材上，成为飞溅。
⑵斑点压力引起的飞溅电弧中的带电质点——电子和阳离子，在电场的作用下向两极运动，撞击在两极的斑点上产生机械压力，称为斑点压力。斑点压力是阻碍熔滴过渡的力，焊条端部的熔滴在斑点压力的作用下，十分不稳定，不断地跳动，有时被顶到焊丝的侧面，甚至使熔滴上挠，最终在重力和斑点压力的共同作用下，脱离焊丝成为飞溅。手弧焊和CO
2气体保护焊采用直流正接时经常会发生这种类型的飞溅。
⑶短路过渡引起的飞溅 CO
气体保护焊采用短路过渡时，在短路的最后阶段，如果还继
2
续增大焊接电流，这时的电磁收缩力使熔滴往上飞起，引起强烈飞溅。
焊接熔池结晶的一般规律 焊接时，熔池金属的结晶与一般炼钢时钢锭的结晶一样，也是在过冷的液体金属中，首先形成晶核和晶核长大的结晶过程。生核热力学条件是过冷度而造成的自由能降低；生核的动力学条件是自由能降低的程度。 从金属学的结晶理论可知：金属的结晶过程必须是液态金属的温度降低到“理论结晶温度”以下才能进行。液态金属缓慢冷却时，当温度降到某一点便开始结晶，直到全部结晶成固态金属为止。在缓慢冷却条件下，结晶时由于放出“结晶潜热”，补偿了热的损失，所以在冷却曲线上便出现了一个水平台，平台对应的温度即为纯金属的“理论结晶温度”T。在实际生产中，总是具有一定的冷却速度，有时甚至很大，在这种情况下，纯金属的结晶过程在一定的温度过冷下才能进行。T1低于T0过冷度，冷却速度越大，则所测得的实际结晶温度越低，过冷度越大。 从图中还可以看出，液态金属座结晶开始到结晶完了是需要一定时间，这就体金属中产生一批晶核，然后这些晶核就吸附周围液体中的原子面成长，同时，还会有新的晶核不断从液体金属中产生，长大，直到全部液体都转变为固体，最后形成由许多外形不规则的晶粒所组成的多晶体。 结晶过程就是由晶核的产生和成长两个基本过程所组成。
1、 生核 熔池中晶核的生成分为：非自发晶核、自发晶核。 形成两种晶核都需要能量 1） 自发晶核 自发临界晶核所需的能量 23316Fr Er ?= πσб：新相与液相间的表面张力系数。 ΔFr ：单位体积内液固两相自由能之 差。 2） 非自发形核 () 4cos cos 32316`323 θθπσ+-?=r F k E ？ θ：非自发晶核的浸润角 见图3-3 θ=0℃ E K `=0 液相中早有悬浮的质点或现成表面。 它们本身就是晶核。 当θ=180°，E K `= E K 自发晶核θ=0 ～180°时，E K `/ E K =0～1说明非自发形核所需能量小于自发晶核。θ角的大小决定新相晶核与现成表面之间的表面张力。若新核与液相中厚有现成表面固体粒子的晶体结构越相似表面张力越小，θ越小，E K `越小。
1、熔滴上的作用力有哪些？ 答：焊条端头的金属熔滴受以下几个力的作用：表面张力、重力、电磁收缩力、斑点压力、等离子流力和其他力。 2、什么是熔滴和熔滴过渡？ 答：电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的，并向熔池过渡的液态金属滴即熔滴。熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程即熔滴过渡。 3、熔滴过渡分为哪几种类型？各自的特点是什么？ 答：熔滴过渡形式大体上可分为三种类型，即自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。 自由过渡是指熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触。 接触过渡是焊丝端部的熔滴与熔池表面通过接触而过渡。在熔化极气体保护焊时，焊丝短路并重复地引燃电弧，这种接触过渡亦称为短路过渡。TIG 焊时，焊丝作为填充金属，它与工件间不引燃电弧，也称为搭桥过渡。 渣壁过渡与渣保护有关，常发生在埋弧焊时，熔滴是从熔渣的空腔壁上流下的。 4、什么是喷射过渡？它可分为哪几种过渡形式？ 答：在纯氩或富氩保护气体中进行直流负极性熔化极电弧焊时，若采用的电弧电压较高（即弧长较长），一般不出现焊丝末端的熔滴与熔池短路现象，会出现喷射过渡。熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式称为喷射过渡。根据不同的焊接条件，这类过渡可分为射滴、亚射流、射流及旋转射流等形式。 5、什么是短路过渡？它有哪些焊接特点？ 答：在较小电流、低电压时，熔滴未长成大滴就与熔池短路，在表面张力及电磁收缩力的作用下，熔滴向母材过渡的过程称短路过渡。这种过渡形式电弧稳定，飞溅较小，熔滴过渡频率高，焊缝成形较好，广泛适用于薄板焊接和全位置焊接。 短路过渡的主要焊接特点有： （1）由于采用较低的电压和较小的电流，所以电弧功率小，对焊件的热输入低，熔池冷凝速度快。这种熔滴过渡方式适宜于焊接薄板，并易于实现全位置焊接。 （2）由于采用细焊丝，电流密度大。例如：直径为1.2mm的碳钢焊丝，当焊接电流为160A 时，电流密度可达141A/mm2，是通常埋弧焊电流密度的2倍多，是焊条电弧焊的8～10倍，因此对焊件加热集中，焊接速度快，可减小焊接接头的热影响区的焊接变形。短路过渡是气体保护焊的一种典型过渡方式，焊条电弧焊也常常采用。 CO 2 6、什么是渣壁过渡？焊条电弧焊时可出现哪几种过渡形式及如何选用焊条药皮厚度？ 答：渣壁过渡是指在焊条电弧焊和埋弧焊时的短路过渡形式。使用焊条电弧焊时，可以出现
影响熔化极氩弧焊焊缝成形的因素 影响熔化极氩弧焊焊缝成形的因素 熔化极氩弧焊是得用氩气或富氩气体作为保护介质，以燃烧于焊丝工件之间的电弧作为热源的电弧焊。利用氩气或氩气与氦气的混合气体作保护气体时，称熔化级惰性气体保护焊，简称MIG（Metal Inert Gas Welding)焊；利用氩气+氧气，氩气+二氧化碳，或氩气+二氧化碳+氧气等作保护气体时，称活性气体保护焊，简称MAG（Metal Active Gas Welding)焊。一，熔化极氩弧焊熔滴过渡对焊缝成形的影响 MIG焊熔滴过渡形态可以分为短路过渡，喷射过渡，亚射流过渡，脉冲过渡等， 依据材质，焊件尺寸，焊接姿势而使用。 1．短路过渡 MIG焊熔滴短路过程与二氧化碳电弧焊熔滴短路过渡是相同的，也是使用较细的焊丝在低电压，小电流下产生的一种可得用的熔滴过渡方式，区别在于MIG焊熔滴短路过渡是在更低的电压下进行并且过渡过程稳定，飞溅少，适合进行薄板高速焊接或窨位置焊缝的焊接。其特点是采用小电流和低电压焊接时，熔滴在未脱离焊丝端头前就与熔池直接接触，电弧瞬时熄灭短路，熔滴在短路电流产生的电磁收缩力用液体金属的表面张力作用下过渡到熔池中。短路过渡形式的电弧稳定，飞溅较小，成形良好，不过熔深较浅。 2．喷射过渡 MIG焊接熔滴喷射过渡主要用于中等厚度和大厚度板水平对接和水平角接。MIG电弧能够产生熔滴喷射过渡的原因是电弧形态比较扩展。 MIG焊一般采用焊丝为阳极，而把焊丝接负或采用交流的较少。其原因有两项，一是要充分利用电弧对母材的清理作用，另一原因是为了使熔滴细化，并且能形成平稳过渡。 在小电流时，由于电磁拘束力小，熔滴主要受重力的作用而产生过渡，其颗粒较焊丝直径更大。这种焊接过渡工艺形成的焊缝易出现熔合不良，未焊透，余高过大等缺陷，因此在实际焊接中一般不用。当增大电流后，电极前端被削成尖状，熔滴得以细颗粒化，这时的熔滴过渡形态称作“喷射过渡”。 1）射滴过渡 射滴过渡时的电弧是钟罩形。铝及合金熔化极氩弧焊及钢焊丝的脉冲焊经常是射滴过渡形式。易形成未熔透等缺陷。 2）射流过渡 焊丝前端在电弧中被削成铅笔状，熔滴从前端流出，以很细小的颗粒进行过渡。其过渡频度最大可以达到每秒500次。此时强大的等离子流力和高速熔滴的冲击力在熔池中部产生很大的挖掘作用，将熔池中部的液体金属排向两边和后侧，使得电弧直接加热熔池底部的金属。于是在熔池中部形成了犹如指状的熔池凹陷，通常称为指状熔深。这种焊缝在其根部易于形成气孔，未熔通等缺陷，当面氩中加入少量二氧化碳，氧气，氦气时，可使这种指状熔深得到改善。另外，在焊接铝及铝合金时，易出现焊缝起皱现象，这需要控制好保护气体和焊接电流来避免。 3，亚射流过渡 这是介于短路过渡与射滴过渡之间的一种过渡形式。电弧特征是弧长较短。这种过渡形式主要用于平焊及横焊位置的铝及铝合金焊接。其优点是焊缝外形用熔深非常的均匀一致，可避免指状熔深。 4，脉冲过渡 在平焊位置通过脉冲参数的调整，使熔滴过渡按照所希望的方式进行。进行空间位置焊缝焊
焊工理论知识试卷 一、判断题(第1题～第200题。将判断结果填入括号中。正确的填“√”，错误的填“×”。每题 0.5分，满分20分。) 1．()坚持文明生产，创造一个舒适的生活环境，是焊工职业守则内容之一。 2．()常见的剖视图有全剖视图、半剖视图和局部剖视图。 3．()一张完整的装配图应有一组视图，全部零件的尺寸，技术要求，标题栏、明细表、零件序号等。 4．()将亚共析钢加热到A 1以上30℃～70℃，在此温度下保持一定时间，然后快速冷却，该热处理工艺方法称为淬火。 5．()将钢加热到A 1或Acm以上50℃～70℃，保温后，在静止的空气中冷却的热处理工艺叫回火。 6．()材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。 7．()根据GB/T1591—94规定，合金结构钢牌号由代表屈服点的字母“Q”，屈服点数值，质量等级符号三部分按顺序排列。 8．()电流的单位是xx。 9．()电阻的单位是欧姆（Ω），还有KΩ、MΩ。 10．()在电路中有两个以上的电阻一个接一个的依次连接，且流过这些电阻的电流相同，这就是电阻并联。 11．()交流电流表为扩大量程则应配用分流器。
12．()Cr是铬的元素符号，Ni是镍的元素符号。 13．()焊接局部通风主要为局部排风，即从焊接工作点附近捕集烟气，经净化后再排出室外。 14．()使用行灯照明时，按规定其电压不应超过18伏。 15．()板件对接组装时，应按规范和焊工技艺确定组对间隙，且终焊端和始焊端间隙大小一致。 16．()管件对接的定位焊缝长度一般为25～30mm，厚度一般为4～5mm。 17．()氩弧焊机供气系统由气瓶、预热器、干燥器、减压器、流量计、电磁气阀组成。 18．()一些化学性质活泼的金属，用其他电弧焊焊接非常困难，而用钨极氩弧焊则可容易地获得高质量的焊缝。 19．()低碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、钛及其合金的钨极氩弧焊应采用直流正接。 20．()CO 2焊时必须使用直流电源，而且采用直流正接。 21．()缝焊主要用于要求气密的薄壁容器，壁厚一般不超过4mm。 22．()电阻焊与其他焊接方法相比的优点，主要有焊接变形小、易于获得质量较好的焊接接头、焊接速度快生产率高、可节省焊接材料成本低等。 23．()合金钢特别是高温合金电阻焊时，电极材料的主要性能要求是热强度稳定性；轻金属及合金电阻焊时，电极材料的主要性能要求是导电性，导热性。 24．()点焊工艺参数不包括焊件厚度，也不包括点焊顺序。 25．()等离子弧要求电源具有水平的外特性。
焊接方法及自动控制 一、实验目的 1. 了解弧焊机器人的组成及结构。 2. 了解示教器的各种功能，初步掌握示教器的操作方法。 3. 掌握CO2气体保护焊和富氩混合气体保护焊电弧的特性，熔滴过渡特点和焊接成形规律。 二、实验原理 弧焊机器人基本工作原理是示教再现，即由用户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数、焊接参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。完成示教后，只需给机器人一个起动命令，机器人将精确地按示教动作，一步步完成全部操作，实际示教与再现。弧焊机器人可以应用在所有电弧焊、切割技术及类似的工业方法中。最常用的范围是结构钢和不锈钢的熔化极活性气体保护焊(CO2焊、MAG 焊)、铝及特殊合金熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)。 一套完整的弧焊机器人系统，应包括机器人机械手、焊接控制系统、变位机系统、焊件夹持装置。 三、实验设备及器材 1. 弧焊机器人一台 2. 钢板若干 3. φ1.2H0.8Mn2Si焊丝若干 4. CO2、80%Ar+20%CO2气各一瓶 5.钳子、钢板尺、工装夹具等。 四、实验方法及步骤 1. 打开机器人控制器、焊机等电源，检查焊接气体。
2. 确认机器人的动作范围内没有人员后打开伺服电源。 3. 固定工件，在示教模式下进行焊接程序的编写、跟踪、测试，进行焊接。 （1）CO2气体保护焊 调节电流、电压，进行焊接，观察电弧形态，电弧的声响、飞溅程度以及焊接成形，将焊接过程观察到的现象填入表1中。 （2）富氩混合气体保护焊 按80%Ar+20%CO2进行气体混合，采用不同的电流、电压，进行焊接，观察电弧形态，电弧声响以及焊缝成形，将其记录于表1中。 五、实验数据记录 表1 实验数据表 六、实验结果分析 1. 根据CO2气体保护焊实验结果，分析电流、电压对焊接成形的影响。 2. 对比CO2气体保护与富氩混合气体保护焊接成形的特点。
交流脉冲MIG焊接电弧及其控制 杭争翔，李利 （沈阳工业大学，沈阳110023） 摘要在分析DCEP MIG焊及DCEN MIG焊电弧行为的基础上设计AC PMIG焊的控制模式。AC PMIG焊由EP极性及EN极性交替切换构成。EN极性时只是基值电流，电弧在焊丝端存在跳动及上爬现象。随着EN极性时间增加，焊丝端液体金属聚集、直径增加，显示出EN极性电弧对焊丝的熔化作用。控制合适的EN极性时间及电流值，不形成熔滴过渡现象，焊接过程稳定。EP极性时由基值时间及脉冲时间构成，脉冲电流时，电弧烁亮区呈现典型的钟罩形烁亮区，脉冲电流促使熔滴柔顺过渡，能够实现一脉一滴控制效果。在一定的送丝速度及焊接速度的条件下，AC PMIG焊接铝合金的焊缝熔深随EN比率增加而减小。关键词：交流；MIG；电弧；控制 0 前言 交流MIG焊接工艺早就被提出并且有一些研究工作，比较近期的研究工作是双凹形焊接电流控制方案，解决的主要问题是以交流电弧克服直流电弧的磁偏吹[1][2]。 关于直流且焊丝为正（DCEP）的MIG焊的电弧物理、熔滴过渡特性及焊接工艺特性已经有很多的研究工作。关于直流且焊丝为负（DCEN）MIG焊的电弧物理、熔滴过渡特性及焊接工艺特性的研究工作也有一些[3]。 DCEP 脉冲MIG（PMIG）电弧稳定，电弧力有利于熔滴过渡，电弧穿透力强，焊缝熔深大，焊接薄板时容易出现熔池下塌现象。DCEN MIG焊由于焊丝是阴极，阴极斑点在焊丝端上下跳动，电弧稳定性不好，电弧力不利于熔滴过渡，焊缝熔深浅，容易产生融合不良、凸焊道等焊接缺陷，不能稳定焊接[3]。 交流脉冲熔化极氩弧焊（AC PMIG）电弧由EP极性及EN极性构成，可以看成是交替切换DCEP PMIG电弧及DCEN MIG电弧形成的。合理利用DCEP PMIG及DCEN MIG电弧的优势，设计AC PMIG焊接电弧的控制模式，保证焊接电弧的稳定性及熔滴过渡过程的稳定性，保证焊接过程的稳定性。切换DCEP PMIG与DCEN MIG构成的AC PMIG焊，其电弧力及电弧热的特点应该介于DCEP PMIG及DCEN MIG之间，其焊缝熔深应该介于二者之间，其最大的焊缝熔深是DCEP PMIG的焊缝熔深，这样这种焊接工艺将有利于焊接薄板。随着时代发展，应产品轻量化要求，薄板特别是铝合金薄板被大量应用，其制造过程中有很多薄板需要电弧焊。焊接薄板时最容易出现的质量问题是熔池下塌。为此需要研究焊接熔池
焊接冶金学知识要点 一、名词解释 1.焊接：通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件 的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接 (Welding)。（P1） 2.焊接线能量：热源功率q与焊接速度v之比（P9） 3.焊接平均熔化系数：单位时间内通过单位电流时所熔化焊条（丝）金 属的重量。(电弧焊P43) 4.药皮重量系数：单位长度上药皮和焊芯的质量比。 5.熔合比：在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比(P27) 6.合金过渡：把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属（或堆 焊金属）中去的过程。（P68） 7.偏析：在熔池进行结晶的过程中，由于冷却速度很快，已凝固的焊缝 金属中化学成分来不及扩散，合金元素的分布是不均匀的，出现所谓 偏析现象（P127） 8.过冷度：熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值/液态 金属温度与金属熔点之差。（百度/金属学P44） 9.扩散氢：与焊缝金属形成间隙固溶体，这一部分氢可以在焊缝金属的 晶格中自由扩散。（P40） 10.拘束度：单位长度焊缝，在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需要 的力。（P249） 二、问答题 1.焊接热循环特点：P175 答：1）加热的温度高2）加热的速度快3）高温停留时间短4）自然条件下连续冷却5）局部加热 2.药芯焊丝的特点：P114 答：1）焊接飞溅小由于药芯焊丝中加入了稳弧剂而使电弧稳定燃烧。熔滴为均匀地喷射状过渡。所以焊接飞剑很少，并且飞溅颗粒也 小。减少了清理焊缝的工时
2）焊缝成形美观药芯焊丝熔化时所产生的熔渣对于焊缝成形起着良好的作用 3）熔敷速度高于实心焊丝由于药芯焊丝的电流密度高，所以焊丝熔化速度快 4）可进行全位置焊接，并可以采用较大的焊接电流 3.焊条设计原则：P94 答：在技术上必须满足设计任务的要求，达到各项技术指标的规定，在制造工艺上必须切实可行，同时还要考虑到经济效益要好，焊条的卫生指标要先进，确保焊工的身体健康。 4.焊条设计依据：P96 1)被焊母材的化学成分与力学性能指标 2)焊件的工作条件，如工作温度、工作压力以及是否有耐磨性、耐腐 蚀性等特殊要求 3)施工现场的焊接设备情况以及施工的条件等 4)考虑电焊条制造的生产工艺条件。如采用手工制造，还是螺旋机压 涂、油压机压涂制造等不同的生产情况 5.脱氧剂选择原则：P61 1)脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力应比被焊金属对氧的亲和力大 2)脱氧的产物应不溶于液态金属，其密度也应小于液态金属的密度 3)必须考虑脱氧剂对焊缝成分、性能以及焊接工艺性能的影响 6.熔渣分子理论要点：P53 1）液态熔渣是由化合物的分子组成的其中包括氧化物的分子、复合物的分子以及氟化物、硫化物的分子等 2）氧化物及其复合物处于平衡状态 3）只有自由氧化物才能参与和金属的反应 7.熔渣离子理论要点：P54 1）液态熔渣是由阴阳离子组成的电中性溶液 2）离子的分布和相互作用取决于它的综合矩离子综合矩可表示为：综合矩=z/r
焊接基础知识5 1、焊条电弧焊焊接回路 由、、、、和组成。 2、弧焊电源的作用是为焊接电弧稳定燃烧提供所需要的合适的和。 3、是焊接回路中的负载。 4、焊条电弧焊时，焊条既作为，又作，熔化后与母材熔合形成。 5、焊条前端药皮有左右的倒角，作用是。 6、焊芯的作用是和。 7、焊条药皮的作用有、、。 8、按焊条药皮熔化后的熔渣特性，焊条可分为、。 9、焊条焊接时易放出氧，因而对工件的铁锈，油污等污物不敏感。 10、酸性焊条可采用、焊接电源，使用于位置的焊缝，焊前焊条的烘干温度。 11、酸性焊条的缺点是焊缝金属的差，尤其是焊缝金属的和 均低于碱性焊条形成的焊缝。 12、酸性焊条仅使用于一般和的普通低合金结构的焊接。 13、碱性焊条的熔渣成分主要是和。 14、碱性焊条药皮中的萤石有较好的去氢能力，故焊缝中含氢量低，所以也称。 15、使用碱性焊条，焊缝金属的尤其是、和都比酸性焊条好，所以这类焊条适用于和焊接。 16、碱性焊条的主要缺点是，对、及等较敏感。 17、使用碱性焊条焊接前，要严格烘干焊条，并且仔细清理焊件，在施焊时应始终保持操作。
18、碱性焊条电弧稳定性差，不加稳弧剂时只能采用焊接。 19、焊条型号是指；焊条牌号是 指。 20、开破口是为了保证电弧能深入接头，使根部焊透并便于以获得较好的成形。 21、根部间隙的作用。 22、钝边的作用是。 23、根部半径的作用是。 24、焊接接头的坡口根据其形状不同可分为、和 三类。 25、焊接接头的基本型坡口有、、、、 5种。 26待焊接上的称为坡口面，两坡口面之间的夹角称为。 27、焊接开坡口时，沿焊件接头坡口根部的部分叫钝皮，钝边的作用 是。 28、叫根部间隙，又称为，其作用是。 29、焊缝表面与母材的叫焊趾，焊缝表面两焊趾之间的距离叫。 30、超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫。 31、焊条电弧焊的余高值一般为。 32用方法连接的接头称为焊接接头；焊接接头由、、 3部分组成。 33、焊接接头的5种基本类型 是和。 34、对焊接接头常用的坡口形式有。
熔化极CO2焊接过程熔滴过渡 成型二班 一、实验目的 通过实验了解CO2气体保护焊设备的组成，熟悉CO2气体保护操作过程和焊接规范调整方法，对几种典型熔滴过渡的形成条件及其对焊缝成形和焊接飞溅的影响有更深入的了解。 二、概述 在熔化极气体保护电弧焊接方法中，惰性气体保护焊（MIG焊）和二氧化碳气体保护焊（CO2焊）占有重要地位。在熔化极电弧焊过程中,焊丝端部金属受热熔化形成熔滴，并在多种力联合作用下向熔池过渡。熔滴过渡（Metal Transfer）对焊接过程稳定性、焊缝成形、焊接飞溅等有显著影响。在不同的弧焊工艺条件下，化极气体保护焊熔滴过渡呈现不同的形式： 自由过渡一一熔滴经电弧空间飞行至熔池，焊丝端部与熔池不发生直接接触； 接触过渡一一焊丝端部熔滴与熔池表面发生触进而过渡； 在细丝小电流低电压CO2焊接过程中，短路过渡是典型的熔滴过渡方式，属于接触过渡类型。短路过渡CO2焊接的规范参数参见表2-1和图2-1。在焊接过程中，不断重复燃弧、短路、液桥收缩和熔滴过渡、电弧复燃几个阶段，如图2-2所示。 当电弧电压较高时，焊丝端部熔化后不能接融到熔池形成短路，熔滴长大，电弧力的作用使熔滴产生大滴排斥过渡。 表2-1 低碳钢CO焊短路过渡焊接规范参数 序号焊丝直径/mm 电弧电压/V 焊接电流/A 1 0.8 18 100-110 2 1.2 19 120-135 3 1.6 20 140-180
三、实验系统 1）熔化极气体保护电弧焊设备 熔化极气体保护电弧焊接实验系统由弧焊电源、送丝机构、供气系统、焊枪、防止被焊工件的移动工作台等几部分组成，如图2-3所示。选用全数字熔化极气体保护电弧焊机（可焊材料：碳钢、不锈钢；适用直径：12/1.4/1.6mm；弧焊电源输出特性：恒压；输出电压可调范围17-41V；额定输出电流：500A）。 图2-3 熔化极气体保护电弧焊基本装置示意图 2）弧焊过程波形/数据采集系统 波形采集系统如图2-4所示。实验者可以从示波器面上直接实时观察熔滴过渡的波形，也可用计算机存储过渡电压电流参数，离线观察。
焊接电弧光谱的分布特征 柳刚李俊岳李桓范荣焕云绍辉 摘要在试验的基础上，给出了焊接电弧光谱的频域及空间分布的测试结果，分析了焊接电弧光谱的结构。通过分析得出了TIG焊电弧光谱空间分布的差异性和MIG焊电弧光谱空间分布的相似性，着重指出MIG焊电弧光谱与熔滴过渡之间存在密切关系。此外，还对焊接电弧光谱特征的应用提出了方向。 叙词：焊接电弧光谱特征分布熔滴过渡 中图分类号：TG44 SPECTRAL DISTRIBUTION CHARACTERISTICS OF WELDING ARC Liu Gang Li Junyue Li HuanFan Ronghuan Yun Shaohui （Tianjin University） Abstract On the basic of experiments,the testing results of welding arc cross spectrum distribution of various arc cross section along wavelength window are presented.The sepctrum structures and the differences between TIG and MIG welding arc are analysed.The corresponding relations between metal transfer and welding arc spectrum structure are pointed out especially.Meanwhile,the potential applications have been also proposed. Key words：Welding arc Spectrum characteristics Distribution Metal transfer 0 前言 目前，焊接质量控制与焊接自动化业已成为焊接领域发展的前沿，为了实现上述目标，需要对焊接电弧内部的物理过程及现象，进行更为充分的研究以获取更多的信息。由于焊接电弧的特殊性，常用的传感方法在检测它时都遇到了困难，而应用光谱来传感焊接电弧，则具有信息丰富、响应迅速、不干扰电弧和适于实时控制等优点［1，2］，因此受到日益广泛的重视。将电弧光谱应用于焊接过程控制的前提，是须首先获得焊接电弧的光谱特征，从中发现与焊接电弧过程尤其是熔滴过渡之间的联系，从而为后续工作提供理论指导。因此，焊接电弧光谱特征的研究具有重要的理论和实用意义。 1 焊接电弧光谱测量装置、原理及试验方法 1.1 测量装置 为了测定焊接电弧的光谱特征，建立了如图1所示的测量装置［2］。 图1 焊接电弧光谱测量装置
焊接溶池形状分析法在水平固定管焊接培训中的应用 姜新成张红 （新疆电力焊接技术培训中心，乌鲁木齐，830026） Application of the Analytical Methods of Shapes of Welding Molten Pool in Training of Horizontally Fixed Pipeline Welding Jiang Xincheng Zhang Hong (Xinjiang Electric Welding Technology Training Center, Urumqi, PC: 830026) 摘要水平固定管焊接技术是焊工基础培训的难点和关键环节，容易产生仰焊位置打底内凹；平焊位置打底收弧处弧坑裂纹、未焊透；平焊盖面未熔合，满溢、过烧；断口内部检查有夹渣、未溶合等焊接缺陷。本人根据多年的教学经验总结出采用熔池形状分析对比的讲授方法，分析焊接操作技术的细微动作，了解几种常见焊接缺陷产生时的溶池形状，指导学员通过观察焊接过程中熔池的形状和熔孔的大小，来确度焊条的送进位置。实践证明，这种方法把复杂的理论描述简单化，让学员很快领会教练意图，掌握焊接操作技术。 关键词：焊接缺陷溶池缺陷控制 Abstract:The technology of horizontally fixed pipeline welding is a difficult point and key step in the welders’ basic training courses. It easily causes such weld defects as internal dents in backing weld at overhead welding positions, crater cracks and incomplete penetration at the positions of retreating the arc in backing weld at down hand positions, lack of fusion, flooding and overheating in cosmetic welding as well as slag inclusion and incomplete fusion in fractures. The authors summarized the teaching methods of applying the analytical comparison of shapes of molten pools, analyzed subtle movements in welding skills, investigated shapes of molten pools when some common weld defects appear and instructed trainees to determine the positions of welding rods through investigations of shapes of molten pools and the sizes of fusing holes. Practice has proven that this teaching method can simplify the complex theoretical descriptions and make trainees appreciate the drill masters’ intentions quickly and grasp welding skills. Key Words: welding; defects; molten pool; defects control 单面焊双面成形水平固定管焊接，难度大，技术要求高，焊接过程中溶池形状小，焊条的送进往往需要在毫米间移动，教学中仅靠示范很难让学员掌握要领。现有教材只是从焊条角度、运条方法讲述了操作要领，还没有通过分析熔池形状讲解焊接技术要领的教材。焊接过程中溶池变化快，学员只知道焊条角度和运条方法也很难根据实际情况准确地判断下一次焊
最近看了些熔滴过渡方面的资料，写了点总结，跟大家分 2008-3-15 22:08:47 [收藏] 自由过渡 滴状过渡：这其中又可以分为大滴状过渡和细颗粒过渡两种形式。 大滴状过渡 当电弧电流较小和电弧电压较高时，弧长较长，熔滴不易与熔池接触，也就是说这时很难发生短路过渡。由于电流较小，弧根面积较小，焊丝和熔滴之间的电磁推力以及熔滴和弧根之间的电磁推力很难使熔滴形成缩颈，而斑点压力对熔滴过渡起阻碍作用，因此这时只有依靠重力来抵消表面张力使得熔滴过渡到熔池。 以上为大滴状过渡的描述，具体到各种焊接方法： （1）熔化极气体保护焊DCSP时，无论是用的氩气还是二氧化碳气体，由于阴极斑点压力较大，都会出现大滴状过渡。 （2）二氧化碳气体保护焊时（电流较小时），由于二氧化碳气体高温解离吸热以及很高的导热系数，对电弧有很强的冷却作用。因而电弧收缩，弧根面积难于扩展，斑点压力较大而有碍熔滴过渡最终形成大滴状过渡。（DCRP）（3）高电压小电流的MIG和MAG中也是会出现这种过渡形式。 细颗粒过渡 这种过渡形式主要出现在二氧化碳气体保护焊中。随着焊接电流的增加，斑点面积增加，电磁推力增加，斑点压力逐渐有利于熔滴过渡。这时熔滴过渡的频率增加，熔滴直径相对较小。这种过渡形式就是细颗粒过渡。（这时的熔滴直径仍然大于焊丝直径） 这种过渡形式在二氧化碳气体保护焊中应用非常广泛，主要针对于中厚板。注：二氧化碳气体保护焊中存在大滴状过渡，短路过渡以及细颗粒过渡。但是大滴状过渡很少用。 喷射过渡这种过渡形式又可以分为射滴过渡、射流过渡以及亚射流过渡。喷射过渡主要出现在氩气或者是富氩气体保护焊中。 射滴过渡
A 当电弧正常工作时，母材和焊丝都处于高温状态，送丝机构稳定的送进焊丝。当焊丝接触到熔池时，同时伴随着如下3个过程发生。 ①较大的焊接电流通过焊丝进入焊缝和母材，使焊丝末端开始熔化。 ②在图中短弧区，焊接电流迅速提高。 ③当初始焊接电弧较短时，电弧电压值降低，电弧熄灭。 B 采用平特性焊接电源可以使电流持续增加，主要是为了保持焊接电压稳定并提高电弧电压。此时电弧保持稳定，熔化的焊丝继续向焊接熔池熔敷金属。 C 当焊接电流与电压继续增加时，焊丝在焊缝上形成一个圆锥形区域，通过持续的送丝过程，将更多的焊丝送进该圆锥形区域中。 D 随着焊接电压和电流继续增加，更多焊丝的送进，锥形区域不断扩大，接着焊丝在锥形顶部开始产生缩颈，为下一步的剪切作准备。电磁剪切力主要是焊接电流通过焊丝与焊缝熔敷金属之间的短路过渡产生的，电磁剪切力沿着焊丝的方向向内辐射。 E 从D开始，焊丝与焊缝上部形成的锥形区域分离，电弧再引燃，电流开始降低，电压从短路过渡电压升高到电弧电压，熔滴停止向焊缝中过渡。 F 电弧对焊丝和焊缝进行加热。 G 在电弧区，利用电弧热清除锥形区域，使之熔入焊缝中，增加焊缝和焊丝的热量，为下一个焊接周期作准备。 H 当电压降低到电弧电压以下时，短路过渡过程结束，焊丝接触到焊缝并熄灭。 短路过渡工艺过程中的注意事项如下。 ①焊丝熔滴只在短路过渡时才能熔入焊缝金属中，并且没有金属离子通过电弧。 ②短路过渡的熔滴过渡周期为20～250次／s。 ③在短路过渡过程中，电流产生的磁力场是主要影响因素，而重力不是主要因素，因此所有的焊接位置均可以采用。④焊丝周围的电流磁力场在短路过渡过程中会引起电磁收缩效应，焊丝顶部熔化的金属熔滴在电磁收缩力的作用下转变成球形熔滴并附着在顶部，形成一个自由熔滴并进人焊接熔池。 ⑤短路过渡适合于直径为1.2mm焊丝的焊接。 ⑥厚板材料采用大直径焊丝，并且采用喷射过渡来提高金属熔敷效率。 ⑦短路过渡对于母材的焊接热量输入较低，因此比较适合焊接薄板，焊接过程中不会产生烧穿现象，常用于焊接板厚小于5mm的碳钢和低合金钢。 I 下一个过程循环往复。 2）球状体过渡 前端熔化金属变大形成球状，继而发展为比表面张力还重的大粒熔滴，向母材侧落下过渡的形态叫球状体过渡。这种形式在CO 2 焊接的电流区更明显。因熔滴过渡时不是直落而下，所以焊缝略显不规则，飞溅也多。 3）喷射过渡 前端熔化金属在收缩效应作用下变成小粒熔滴，被高速吹向母材，这种突入熔池的过渡形态叫喷射过渡。在MIG 焊接的较大电流区较显著，熔深大，过渡稳定。 收缩效应：有热收缩、电磁收缩两种，前者是为减少热损失，使弧柱直径变小，中心温度变高；后者是靠由弧柱电流构成的磁场产生相互吸引力，使弧柱变小。这种电弧现象叫收缩效应，其作用就是象捏碎饼似的将前端熔融金属的中间变细，并从前端部切离开。 继续追问： 我要的是“过渡力”有哪几种？不是过渡 补充回答：：①电弧静压力②电弧动压力③斑点力④爆破力⑤熔滴冲击力；其产生的原因分别如下：①因为电极直径限制了导电区的扩展，而在工件上电弧可以扩展的比较宽，所以电极前端电弧截面直径小，接近工件端电弧截面直径大，直径不同引起压力差，从而产生由电极指向工件的推力，即为电弧静压力；②电弧中的压力差使较小截面处的高温粒子向工件方向流动，并有更小截面处的气体粒子补充到该截面上来，以及保护气氛不断进入电弧空间，从而形成连续不断的气流，称作等离子气流，到达工件表面时形成附加的一种压力称作等离子流力，即电弧动压力；③电极上形成斑点时，由于斑点上导电和导热的特
1、根据电流种类如何划分焊接电弧类型?掌握每类焊接电弧的应用特 点。答：直流电弧、交流电弧，脉冲电弧。直流电弧的极性对于熔化极电弧焊来说，由于受熔滴过渡稳定性的影响，通常是直流反接时的电弧稳定性好于直流正接。对于钨极氩弧焊来说，直流正接时的电弧稳定性好于直流反接时的稳定性。 2、什么是电极斑点?形成阴（阳）极斑点的条件有何异同?答：在电弧 燃烧时，电极表面很小很亮的斑点。阴极斑点形成的条件：1、该点应具有氧化物2、电弧通过该点时能量消耗较小。阳极斑点形成条件： 1、该点有金属蒸发 2、电弧通过该点时弧柱消耗能量较低。 3、形成电弧磁偏吹的实质是什么?举例说明。答：实质：电弧周围磁场 分布的均匀性受到破坏，使焊接电弧偏离焊丝或焊条的轴线而向某一方向偏吹。比如：平行电弧间产生的磁偏吹、地线接线位置产生的磁偏吹、电弧一侧铁磁物体引起的磁偏吹。 4、焊接电弧的引弧方式有哪些?各有何特点?举例说明其应用。答：接 触式引弧：焊条或焊丝和焊件分别接通于弧焊电源的两极，将焊条或焊丝与焊件轻轻地接触，然后迅速提拉，这样就使焊丝或焊条与焊件之间产生了一个电弧。焊条电弧焊、埋弧焊等。非接触式引弧：在电极和焊件之间存在一定间隙，施以高电压击穿间隙使电弧引燃。钨极氩弧焊、等离子弧焊等。 5、什么是最小电压原理？并利用该原理解释为什么用风扇对着电弧吹 时电弧会收缩。答：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。电弧收缩，断面面积减小，也就减少了电弧表面散失的热量，从而使电场强度增加的幅度减小。焊丝熔化与熔滴过渡 1、何谓焊丝的干伸长度?干伸长度与焊丝熔化有怎样的关系? 答：导 电嘴的接触点到电弧端头的一段焊丝的长度，即焊丝的伸出长度。 其他条件不变，干伸长度越长，焊丝速度越快。 2、何谓焊丝熔化速度?影响焊丝熔化速度的主要因素有哪些?答：单 位时间内焊丝的熔化长度或熔化质量。因素：1、电流增大，焊丝熔化速度越快；2、电弧电压对焊丝熔化速度几乎没影响3、焊丝直径越细，焊丝熔化速度越快4、焊丝伸出长度越长，熔化速度越快5、电阻率大的材料，焊丝熔化速度越快6、气体介质和焊丝极性 3、何谓熔敷效率、熔敷系数、熔化系数、飞溅率?答：熔敷效率：过 渡到焊缝中的金属质量与使用焊丝金属质量之比。熔敷系数：指单位时间、单位电流所熔敷到焊缝中的焊丝金属质量。熔化系数：单位时间、单位电流熔化焊丝金属的质量。飞溅率：飞溅损失的金属与熔化的焊丝金属的质量百分比。
激光焊接电弧高速摄像技术中 提要: 建立了以激光为背景光源的高速摄像系统, 该系统包括焊接平台、焊接设备和摄像装置三部分。介绍了电弧高速摄像的关键技术,包括光路的设计、背景光源的选择和弧光的消除等。利用此系统可在线观测和监控焊接过程。 关键词: 激光应用; 电弧; 高速摄像 焊接电弧及熔滴过渡对焊接质量的影响起决定作用, 因此, 对焊接电弧及熔滴过渡的研究始终是焊接领域的重要课题, 由于电弧燃烧时发出强烈的光,肉眼无法观察, 必须借助于高速摄像机进行观察。本文建立了一套新的电弧高速摄像系统,特点是以激光作为背景光源, 使用方便、成本低。重点介绍了高速摄像关键技术。 1 高速摄像系统组成 高速摄像系统由三部分组成: 焊接平台: 焊接设备: 摄像装置。 1 . 1 焊接平 图 1 HGT - 3 ( A, B) 精密焊接工作台 焊接平台采用已有的成都电焊机研究所的HG T - 3 ( A,B ) 精密焊接工作台, 如图1 所示。该工作台可与 MI G/ MA G焊机、 TIG 焊机、微束等离子焊机组成全自动环缝焊接系统和圆管纵缝焊接系统。在配备专用夹具时, 还可以进行薄板对接焊接。工作台可以对 320 以内的管子进行施焊。实验管材如图 2 所示, 其结构尺寸为16 0 14 245。用三爪卡盘和尾座顶丝将管子对中固定, 调节焊矩位置。通过管子的周向转动, 而焊矩位置固定来达到对管子环焊缝进行施焊的目的。 图 2 实验管材 1 . 2 焊接设备 焊接设备采用北京时代科技股份有限公司的产品: WSM- 400 ( P NE21 - 40 0P) 数控脉冲氩弧焊机。该焊机是基于DSP、模糊控制、波形控制及自适应控制技术的全
2009年全国技工教育和职业培训 优秀教研成果评选活动参评论文 CO2气保焊产生飞溅的原因 及控制措施分析 CO2气保焊产生飞溅的原因 及控制措施分析 摘要：熔滴飞溅是CO2气保焊影响生产效率、焊缝质量的主要因素。熔滴过渡和短路过渡都会产生飞溅，分析查找飞溅的成因，采取有针对性的控制飞溅的有效措施，降低飞溅率。对提高焊接生产效率，提高焊缝质量，改善焊工的劳动生产条件。有着十分重要的意义。 关键词：飞溅熔滴过渡缩颈短路过渡
焊接过程中，大部分焊丝熔化过渡到熔池冷却成为焊缝。一小部分熔融金属飞落到熔池之外，这种现象称为飞溅。飞溅对焊接过程的稳定性、焊接生产效率、焊接质量以及焊工的劳动生产条件都有很大的不利影响。 由于CO2气保焊具有生产率高、焊接成本低、焊接变形和焊接应力小、适应范围广等多种显著优点，该焊接方法在黑色金属薄板及中厚板焊接领域有着广阔的应用空间。但其飞溅现象也是所有弧焊方法中最大的。分析产生飞溅的原因, 采取有效的控制措施对CO2气保焊有着十分重要的意义。 CO2气保焊熔滴过渡形式主要是自由过渡和短路过渡。 (1) 熔滴自由过渡时的飞溅原因及控制 CO2气体对电弧有较强的热压缩作用，导致弧柱直径较小，使得弧根往往难以覆盖焊丝端部的全部熔滴，从而形成阳极（或阴极）斑点，使熔滴受到一个与过渡方向相反的较大作用力（斑点力），导致熔滴较粗大，且易形成偏离焊丝轴线方向的非轴向过渡，而形成大颗粒飞溅。这种情况常发生在使用较大电流，且电弧电压较高的粗丝焊接时。可再增强焊接电流（400A以上），此时由于电磁收缩力的加强，熔滴细化会产生细粒过渡，虽然仍为非轴向过渡，但飞溅相对较少。亦可采用直流反接的方法，反极性焊接时，飞向焊丝端部的电子撞击力小，致使斑点压力大为减小，因而飞溅较小。
第二章基础知识试题 一、判断题 1．焊缝余高越大，则焊缝的强度越高。（×） 2．焊接接头中最危险的焊接缺陷是气孔。（×） 3．促使形成热裂纹的三个主要元素是硫，磷，碳。（√） 4．焊条烘干的目的是为了防止产生气孔而不是防止产生裂纹。（×） 5．断口检查对未熔合，未焊透等缺陷不敏感。（×） 6．所有用电来进行焊接的工人，都有触电的危险。（√） 7．焊机允许在两端短路的情况下进行启动。（×） 8．焊工在拉、合电闸时，最好双手进行。（×） 9．手弧焊工出汗可在潮湿地点进行焊接作业而发生触电的主要原因是弧焊机的空载电压太高。（√） 10．焊接过程中，在电弧不熄灭的情况下，允许焊工调节焊接电流。（×）11．雨天、雪天、雾天或刮六级以上大风时，禁止高空作业。（√） 12．根据GB221的规定，钢中含碳量以数字表示，并标在钢号最前面。合金钢含碳量以千分之几表示。（×） 13．焊前需预热的材料，定位焊时不需要预热，只是用与正式焊缝相同的焊接材料焊接定位焊缝即可。（×） 14．后热的目的是消除焊接拉伸残余应力，防止产生冷裂纹。（×） 15．焊后热处理就是后热，它们都是为改接接头的组织和性能，或消除残余应力而进行的一种方法。（×） 16．后热处理的目的主要是使焊缝中的扩散氢迅速逸出，降低焊缝和热影响区的氢含量，防止产生冷裂纹。（√） 17．焊件的变形量与刚性有关，在相同力的作用下，刚性愈大，则变形愈大，刚性愈小，变形愈小。（×） 18．焊接变形和焊接应力同时避免是不可能的。（√） 19．焊接应力和变形对结构的制造质量和使用性能没有直接影响。（×）20．角变形的大小以变形角ɑ进行度量，ɑ角愈大，角变形愈大。（√） 21．焊接对称角焊缝时，两个人同时进行焊接，比单人进行焊接其结构变形量要大一些。（×） 22．由于不锈钢的线膨胀系数比低碳钢大，所以其焊接变形也大。（√）
焊接工艺问答-熔滴过渡方式 焊接过程中，消耗电极(焊丝,焊条）熔滴过渡方式 1、短路过渡 使受电弧热熔化的消耗电极(焊条)前端与母材熔池短路，边重复进行燃弧，短路熔滴边过渡的形态叫短路过渡式，这种形式在CO2焊接与MIG焊接的小电流，低电压区焊接时尤为显著，被应用于熔深较浅的薄板焊接。 电极前端的熔融部分逐渐变成球状并增大形成熔滴,与母材熔池里的熔融金属相接触，借助于表面张力向母材过渡。 短路过渡在采用低电流装置和较小焊丝直径的条件下产生，短路过渡易形成一个较小的、迅速冷却的熔池，适合于焊接留较大根部间隙的横梁结构，适合于全位置焊接。焊丝通过电弧间隙时没有熔滴过渡发生，当接触到焊接熔池时才会发生熔滴过渡。以下对一个完整的焊接工艺过程进行分析,短路过渡工艺过程的示意见下图。 (1）当电弧正常工作时，母材和焊丝都处于高温状态，送丝机构稳定的送进焊丝.当焊丝接触到熔池时，同时伴随着如下3个过程发生。 ①较大的焊接电流通过焊丝进入焊缝和母材,使焊丝末端开始熔化。 ②在图中短弧区，焊接电流迅速提高。 ③当初始焊接电弧较短时，电弧电压值降低，电弧熄灭。
（2）采用平特性焊接电源可以使电流持续增加,主要是为了保持焊接电压稳定并提高电弧电压。此时电弧保持稳定，熔化的焊丝继续向焊接熔池熔敷金属。
（3）当焊接电流与电压继续增加时,焊丝在焊缝上形成一个圆锥形区域,通过持续的送丝过程，将更多的焊丝送进该圆锥形区域中。 （4）随着焊接电压和电流继续增加，更多焊丝的送进，锥形区域不断扩大,接着焊丝在锥形顶部开始产生缩颈，为下一步的剪切作准备。电磁剪切力主要是焊接电流通过焊丝与焊缝熔敷金属之间的短路过渡产生的，电磁剪切力沿着焊丝的方向向内辐射。 （5)从D开始,焊丝与焊缝上部形成的锥形区域分离，电弧再引燃，电流开始降低，电压从短路过渡电压升高到电弧电压，熔滴停止向焊缝中过渡。 (6）电弧对焊丝和焊缝进行加热. （7）在电弧区，利用电弧热清除锥形区域，使之熔入焊缝中，增加焊缝和焊丝的热量，为下一个焊接周期作准备。 （8）当电压降低到电弧电压以下时，短路过渡过程结束，焊丝接触到焊缝并熄灭。 短路过渡工艺过程中的注意事项如下。 ①焊丝熔滴只在短路过渡时才能熔入焊缝金属中，并且没有金属离子通过电弧。 ②短路过渡的熔滴过渡周期为20～250次／s.