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焊接——通过适当的物理化学过程，使两个分离的固态物件产生原子或分子间结合力而连成一体的工艺过程。
焊接电弧——在一定条件下，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放电现象。
气体放电——两电极间的气体空间有电流通过，且能形成导电通路。
电弧放电特点——电流最大、电压最低、温度最高、发光最强。
电离——在外加能量作用下，使中性气体分子或原子分离成为正离子和电子的现象。
激励——当中性气体分子或原子受到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子时，而使电子从较低的能级转移到较高的能级的现象。
电离种类——热电离：气体粒子受热的作用而产生的电离,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；场致电离：气体受电场作用使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；光电离：中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离。
电离度——单位体积内被电离的粒子数与电离前粒子总数之比。
解离度——单位体积内被解离的粒子数与解离前粒子总数之比。
电子发射——电极表面接受一定外加能量作用，使其内部电子冲破电极表面的束缚而飞到电弧空间的现象。
阴极电子发射是电源持续向电弧供给能量的唯一途径。
逸出功（W w）——使一个电子从电极表面飞出所需要的最低外加能量。
电子发射种类——1）热发射：金属表面承受热作用而产生电子发射的现象（热阴极型电极：钨、碳等）；2）场致发射：当阴极表面空间有强电场存在并达到一定程度时，电子从电极表面飞出的现象（冷阴极型电极：钢、铜、铝）；3）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获得足够的能量飞出电极表面的现象；4）粒子碰撞发射：当高速运动的粒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飞出电极表面的现象。
引燃电弧的方式——1）接触式引弧（短路引弧）：将焊条（或焊丝）和焊件分别接通于弧焊电源的两级，将焊条（或焊丝）与焊件轻轻地接触然后迅速提拉（或焊丝自动爆断），这样就能在焊条（或焊丝）端部与焊件之间产生一个电弧。
2.焊接熔池通常受哪些力作用，各力对焊缝成形的影响。
熔池金属的重力：水平位置焊接时，熔池金属的重力有助于熔池的稳定性。
空间位置焊接时，熔池金属的重力可能破坏熔池的稳定性，使焊缝成形变坏。
表面张力：表面张力将阻止熔池金属在电弧力或熔池金属重力的作用下的流动，同时对熔池金属在熔池界面上的接触角（即润湿性）的大小也有直接影响。
所以，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，即熔池表面形状。
焊接电弧力：斑点压力会使熔池形成涡流现象，使熔深加大；电弧静压力作用于熔池液体表面，是熔池形成下凹的形态；等离子流力比较明显时，也对焊缝成形产生大影响。
熔滴冲击力：富氩气体保护熔化极电弧焊射流过渡时，焊丝前段熔化金属以比较小的熔滴及很高的速度沿焊丝轴向冲向熔池，对熔池形成较大的冲击力，因此也容易形成指状熔深。
7.熔滴在电弧中收哪些力作用？重力：平焊时，重力促使熔滴脱离焊丝；立焊和仰焊时，重力阻碍熔滴从焊丝末端脱离。
表面张力：是焊丝端头保持熔滴的主要作用力，径向力使熔滴在焊丝末端产生缩颈，轴向力则使熔滴保持在焊丝末端，阻碍熔滴过渡。
电弧力：1）电磁收缩力：在熔滴端部与弧柱间导电的弧根面积的大小将决定该外电磁力方向，如果弧根直径小于熔滴直径，此外电磁合力向上，阻碍熔滴过渡，反之，若弧根面积笼罩整个熔滴，此处电磁合力向下，促使熔滴过渡。
2）等离子流力：有助于熔滴过渡。
3）斑点压力：阻碍熔滴过渡。
爆破力：易造成飞溅。
电弧气体气力：利于熔滴过渡。
8.焊缝在成型时的缺陷通常有哪几种？对应的措施。
主要有未熔合、未焊透、烧穿、塌陷、咬边、焊瘤、气孔、加渣、表面波纹不均匀，余高不均匀、熔宽不均匀、缩处有弧坑、蛇形焊缝、火口裂纹、收缩处有弧坑。
为防止产生未熔合和未焊透，应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，确保焊丝对准焊缝中心进行正确的施焊过程；为防止烧穿和塌陷，要特别注意焊接电流不要过大，焊接速度不要过小等；为防止咬边，高速焊时，要适当的调节焊速，保证焊缝两边金属熔化，横焊位置焊接或角焊缝焊接时，焊接电流不宜过大，电压不宜过高，焊枪角度要合适；为防止焊瘤，焊接时应该选用合适的焊接电流及焊接速度，采用合适的焊条角度及焊接位置；因此，对于其他焊缝成形缺陷的防止措施，依上所述，严格控制焊接工艺参数及焊接工艺。
熔焊方法及设备复习资料绪论焊接定义：焊接物理本质焊接方法的分类：分类(族系法）：熔焊压焊钎焊第一章焊接电弧1.电弧的物理本质：焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两级之间或者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。
2．两电极间气体导电条件：①两电极之间有带电粒子；②两电极之间有电场。
3.电弧中带电粒子的产生途径：①气体介质的电离②电极电子发射4.气体的电离(1)电离与激励：定义(2)电离种类（根据外加能量来源分为）：热电离、场致电离、光电离（各自的定义）5.电子发射：阴极表面接受一定外加能量作用时，使其内部的电子冲破电极表面的束缚而飞到电弧空间的现象。
电子发射的类型：热发射、场致发射、光发射、粒子碰撞发射（各自的定义）6.阴极斑点：是阴极表面发出烁亮的区域，是发射电子最集中（电流最集中流过）的区域。
阴极分类：热阴极、冷阴极（各自的定义）阴极斑点有清除氧化物的作用阴极清理：7．电弧的构造：阴极区、阳极区、弧柱区。
阳极区的主要作用：①接受弧柱中送来的电子流；②同时向弧柱提供所需要的正离子流阳极区导电形式：阳极不能发射正离子，弧柱所需要的正离子流是由阳极区的电离提供的。
导电机构：场致电离和热电离阴极区的作用：①向弧柱区提供电弧导电所需的电子流；②接受由弧柱传来的正离子流。
导电机构：1．热发射型2．电场发射型3.等离子型弧柱区的导电特性：弧柱中的电流由向阴极运动的正离子流和向阳极运动的电子流组成。
弧柱中的电流主要由电子流构成。
8.最小电压原理：9.电弧静特性：10.电弧轴向温度：阴极区和阳极区的温度较低，弧柱温度较高。
原因： 11.电弧力主要包括:电磁收缩力、等离子流力、斑点力等A:电磁收缩力:定义：由两个导体电流方向相同而产生的吸引力称为电磁收缩力作用：电磁收缩力形成的轴向推力可在熔化极电弧焊中促使熔滴过渡，并可束缚弧柱的扩展，使弧柱能量更集中，电弧更具挺直性。
(电弧的挺直性：电弧作为柔性导体具有抵抗外界干扰、力求保持焊接电流沿电极轴线方向流动的性能。
熔焊方法及设备绪论1、焊接定义及焊接方法分类焊接：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。
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溶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实现连接的方法。
其特征是焊接时母材不发生溶化，仅钎料发生溶化。
熔焊方法的物理本质：在不施加外力的情况下，利用外加热源使木材被连接处发生熔化，使液相与液相之间、液相与固相之间的原子或分子紧密地接触和充分扩散，使原子间距达到r A，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。
熔焊方法的特点：焊接时木材局部在不承受外加压力的情况下被加热熔化；焊接时须采取更为有效的隔离空气的措施；两种被焊材料之间必须具有必要的冶金相容性；焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。
第一章焊接电弧1、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。
激励：激励是当中性气体分子或原子收到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子时，而使电子从较低的能量级转移到较高的能级的现象。
2、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。
熔焊方法及设备总结第一章非自持放电时气体导电需要的带电粒子需要外加措施才能产生，不能通过导电过程本身产生，自持放电不需要外加措施导电机构（1）弧柱区：电子质量小，在同样 eE作用下，速度高，载流能力强，电子流占99.9%，正离子流占0.1%，电流I=0.999Ie+0.001Ii；呈中性，大电流、低电压；弧柱温度5000～50000K热电离（2）阴极区：电子流占(60～80)%,有时超过97.5%,导电机构类型有热发射型、场致发射型、等离子型；（3）阳极区:接受弧柱区99.9%电子流，提供弧柱区0.1%正离子流,提供正离子的方式有场致电离和热电离最小电压原理: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截面以保证电弧的电场强度具有最小值，即在固定弧长上的电压最小产热公式:（1）阳极区：PA=I(UA+UW+UT)(2)阴极区：PK=I(UK-UW-UT);(3)弧柱区:PC=IUC 焊接电弧力、及其影响因素: 焊接电弧中的作用力统称电弧力，主要包括电磁力、等离子流力、斑点压力、短路爆破力等。
电磁力：当电流在一个导体中流过时，整个电流可看成是由许多平行的电流线组成，这些电流线间将产生相互吸引力，使导体断面有收缩的倾向，这种收缩现象谓之电磁收缩效应，而作用的力称为电磁收缩力或电磁力。
电磁力合成方向：小断面指向大断面，靠近电极处电磁力大等离子流力：由等离子流的高速运动产生的气动力，也称电磁动压力。
等离子流力形成原因：沿电弧轴向存在电磁压力梯度，使得电弧中的高温等离子体从高电磁压力区（焊丝）向低压力区流动，形成一股等离子流，同时，又将从上方吸入新气体，被加热电离后继续向低压处流动。
等离子流力除影响焊缝形状外，它还有促进熔滴过渡、搅拌熔池、增加电弧的挺度等作用。
等离子流是由焊条与工件形成锥形电弧而引起的，因此与电流种类和极性无关，运动方向总是由焊条指向工件。
斑点力构成：①电磁收缩力②正离子或电子对电极的撞击力③金属蒸发反作用力.这三个力中，阴极斑点力均较大；斑点力在一定条件下将阻碍焊条熔化金属的过渡。
压力容器用埋弧焊烧结焊剂的研制宗 琳1,王宗杰2(1 沈阳化工学院机械工程学院,辽宁沈阳110142;2 沈阳工业大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110023)摘 要:介绍了压力容器用埋弧焊烧结焊剂的设计,并配合2种中科院金属所专用焊丝,从力学性能、抗腐蚀性及金相组织等方面进行了对比试验,用扫描电镜分析了断口形貌。
结果表明:所研制烧结焊剂配合2种专用焊丝均得到较高的强度和冲击韧性,尤其是与专用焊丝1#相配合其冲击韧性达到了182 5J。
2者的洛氏硬度值相当,均能满足抗H2S腐蚀性能的要求。
分析了焊缝金属的金相组织和焊缝化学成分对冲击韧性的影响。
熔敷金属的组织主要是针状铁素体和少量的先共析铁素体。
关键词:烧结焊剂;压力容器;焊丝;低温韧性中图分类号:TG423文献标志码:A焊接作为压力容器制造的关键工序,焊接质量的好坏直接影响压力容器的质量,影响其可靠性及安全性。
近年来,随着压力容器向大型化、厚壁发展,对其强度和韧性的要求也逐步提高,因此给埋弧焊焊接材料和焊接质量提出了新的要求。
通过自制烧结焊剂配合2种不同中科院金属所专用焊丝进行一系列试验,包括力学性能、抗腐蚀性试验等,以求得到一种各方面性能均比较优良的焊丝与焊剂的配合。
1 烧结焊剂配方设计1 1 渣系和碱度的选择氟碱型渣系焊剂由于含有较多的碱性氧化物,有利于清除焊缝中的S、P等杂质,而且与SiO2结合有利于降低SiO2的活度,使钢中的Si与O更易形成SiO2,促使焊缝脱氧,减少合金元素的烧损,从而与合适的焊丝配合,有利于提高焊缝的冲击韧度[1]。
焊剂的碱度对低温韧性有很大的影响。
焊缝中的氧化物是降低冲击韧性的主要夹杂物,降低焊缝含氧量可以明显提高其韧性,而焊缝金属的含氧量与焊剂的碱度有关。
碱度越大,焊缝中的含氧量越低,焊缝金属的冲击韧性越高[3]。
但是碱度也不能过高,因为碱度过高又可能使焊接工艺性能变差,难于施焊。
根据国际焊接学会推荐的B W公式(式中用物质的分子式表示其质量分数):B W=[CaO+M gO+K2O+Na2O+0.5(M nO +FeO)+CaF2+BaO]/[SiO2+0.5(T iO2+Zr O2+ Al2O3)]将所研制焊剂的碱度定于2.0~ 2.5之间。
第一章焊接电弧1、熔焊的基本特征：焊接时母材熔化而不施加压力。
物理本质：在不施加外力的情况下，利用外加热源使使母材被连接处以及填充材料发生熔化，使液相与液相、液相与固相之间的原子或分子紧密地接触和充分地扩散，使原子间距达到ra，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。
2、熔焊的特点：（1）焊接时母材局部在不承受外加压力的情况下呗加热熔化（2）焊接时必须采取有效的隔离空气的措施（3）两种材料之间须有具有必要的冶金相容性（4）焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。
3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放电现象。
其物理本质：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量大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。
4、气体放电具备条件:一必须有带电粒子，二在两电极之间必须有一定强度的电场。
5、阴极斑点:电弧燃烧时通常在阴极表面上可以看到一个很小但很光亮的斑点是电子集中发射的地方电流密度大6、阴极区导电机构有：热发射型、场致发射型、等离子型。
7、最小电压原理含义：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。
8、焊接电弧力：1、电磁收缩力 2、等离子流力 3、斑点压力： 1）正离子和电子对电极的冲撞力2）电磁收缩力3）电极材料蒸发产生的反作用力9、焊接电弧力的影响因素：1、焊接电力和电弧压力 2 、焊丝直径 3 、电极的极性 4 、气体介质 5、钨极端部的几何形状 6、电流的脉动10、焊接电弧的静特性（大题）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。
1、弧柱电压降：由Uc=I（lc/Scｒc）=jc（lc/ｒc）可知，电压降Uc与电流密度jc成正比，而与其电导率ｒc成反比。
《熔焊方法及设备（第2版）》复习思考题答案绪论焊接定义：“焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。
”实际焊件，不采用一定措施的情况下，要做到原子间连接是非常困难的，原因主要有两点：（1）连接面表面粗糙度较大。
（2）连接表面有氧化膜、油污和水分等。
熔焊方法的物理本质可以概括为：在不施加外力的情况下，利用外加热源使母材被连接处（以及填充材料）发生熔化，使液液之间、液固之间的原子或分子紧密接触和充分地扩散，使原子间距达到rA，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。
第1章焊接电弧1.解释下列名词：焊接电弧、热电离、场致电离、光电离、热发射、场致发射、光发射、粒子碰撞发射、热阴极型电极、冷阴极型电极。
答：焊接电弧：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自持放电现象。
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。
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。
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。
热阴极型电极：当使用钨（沸点为5950K）、碳（沸点为4200K）等材料作阴极时，其熔点和沸点很高，阴极可以被加热到很高的温度（可达3500K以上），电弧的阴极区的电子可以主要依靠阴极热发射来提供，这种电弧通常称为“热阴极电弧”，电极被称为“热阴极型电极”。
