熔焊方法及设备复习资料
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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。)
B:等离子流力：电弧中由电弧推力引起高温气流高速运动所形成的力。也称为电弧的电磁动压力。
作用：等离子流力可增大电弧的挺直性，在熔化极电弧焊时促进熔滴轴向过渡，增大熔深并对熔池形成搅拌作用。
C:斑点力:电极上形成斑点时，由于斑点处受到带电粒子的撞击或金属蒸发的反作用而对斑点产生的压力。
作用：不论是阴极斑点力还是阳极斑点力，其方向总是与熔滴过渡方向相反，因而斑点力是阻碍熔滴过渡的作用力，
熔化极气体保护焊采用直流反接，可以减小熔滴过渡的阻碍作用，减少飞溅。
钨极氩弧焊采用直流反接，由于阴极斑点位于焊件上，正离子的撞击使电弧具有阴极清理作用。 焊接电弧力的影响因素：1.焊接电流和电弧电压。2.焊丝直径。3电极极性。4：气体介质。5。钨极极端部几何形状。6.电流脉动。
12.磁偏吹：定义、引起磁偏吹的情况以及防止措施
13.影响电弧稳定性的因素：焊接电源、焊接电流和电弧电压、电流的种类和极性、焊条药皮和焊剂、磁偏吹、其他因素（污染物和环境）
第二章焊丝的熔化和熔滴过渡
1、焊丝的熔化热源：电弧热（公式2-3、4）和电阻热（公式2-6）
2、焊丝熔化速度、熔化系数：定义
影响因素：
3、溶滴上的作用力：重力、表面张力、电弧力、爆破力、电弧气体吹力；各力对熔滴过渡的影响（阻碍还是促进）
4、溶滴过度的基本类型：自由过渡、接触过渡和渣壁过渡
各自过渡的特点
5、短路过渡：过程、特点、稳定性、频率特性
6、喷射过渡：射滴、亚射流、射流、旋转射流过渡
各自过渡的过程、特点、产生的条件
7、射流过渡临界电流的大小的影响因素
第三章母材熔化和焊缝成形
1、焊缝形状尺寸：熔深、熔宽、余高
熔合比：定义；
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。
2、电弧热的损失：
3、焊件比热流及其与电弧参数的关系
比热流的定义
4、熔池受到的力：熔池金属的重力、表面张力、焊接电弧力、熔滴冲击力
各种力对熔池形状的影响 5、焊接参数对焊缝成形的影响
(1)焊接电流：焊接电流主要影响焊缝厚度。其他条件一定时，随着电流的增大，焊缝厚度（熔深）和余高增加熔宽略有增加。
(2)电弧电压：电弧电压主要影响焊缝宽度。其他条件一定时，随着电弧电压的增大，电弧功率增加，焊缝宽度显著增加，而焊缝厚度（熔深）都减小，余高减小。
(3)焊接速度：焊接速度的快慢主要影响母材的热输入量。其他条件一定时，提高焊接速度，单位长度焊缝的热输入量及焊丝金属的熔敷量均减小，故焊缝熔深、焊缝熔宽和余高都减小。
6、焊接工艺因数对焊缝成形的影响
(1)电流种类和极性。
熔化极气体保护焊和埋弧焊：
①采用直流反接时，焊件(阴极)产生热量较多，焊缝厚度、焊缝宽度都比直流正接大；②交流焊接时，焊缝厚度、焊缝宽度介于直流正接与直流反接之间。
钨极氩弧焊或酸性焊条电弧焊：
①直流反接焊缝厚度小; ②直流正接焊缝厚度大；③交流焊接介于上述两者之间
(2)焊丝直径和伸出长度（了解）
其他工艺因素：（大致看看）
1.坡口和间隙。
2.电极倾角：电极前倾对焊缝形状的影响
3．焊件倾角。下坡焊对焊缝形状的影响
4.焊件材料和厚度。材料的导热性对熔深和熔宽的影响；焊件材料的
密度或液态粘度对焊缝形状的影响；其他条件相同时，焊件厚度越大，散热越多，焊缝厚度和焊缝宽度越小。
5．焊剂、焊条药皮和保护气体。
7、焊缝成形缺陷及其防治：
1）咬边： 形成咬边的原因：
2）未焊透和未熔合：各自的定义、影响（易产生应力集中，使接头力学性能下降）。
形成未焊透和未熔合的主要原因：
3）焊瘤：
产生焊瘤的原因：
4）焊穿及塌陷：各自的定义
形成焊穿及塌陷的主要原因：
第四章电弧焊自动控制基础
1、不同电弧方法对程序控制的基本要求：
2、电弧自身调节系统：
电弧自身调节作用的实质（公式4-1）
电弧自身调节系统的静特性概念、方程（公式4-3）
电弧自身调节系统的调节过程
影响电弧自身调节系统静特性曲线特征的因素
3、弧压反馈调节系统：
弧压反馈调节系统的原理
弧压反馈调节系统的静特性概念、方程（公式4-7）
弧压反馈调节系统的调节过程
影响弧压反馈调节系统静特性曲线特征的因素
4、电弧自身调节熔化极电弧焊和电弧电压反馈调节熔化极电弧焊的电流和电压调节方法
第五章埋弧焊
1、埋弧焊的优缺点
2、低碳钢埋弧焊埋弧焊的冶金过程
埋弧焊四个主要冶金特点：
对于低碳钢埋弧焊来说，最主要的冶金反应有：
⑴硅、锰的还原
⑵碳的氧化(烧损)反应
⑶熔池中的去氢反应 (4)焊缝中氢和硫、磷含量的控制
3、埋弧焊焊丝、焊剂
焊剂的分类
焊丝焊剂匹配的主要依据
4、埋弧焊的工艺特点
5、对接接头埋弧焊工艺：单面焊、双面焊
1）对接接头单面焊：焊剂铜衬垫法、水冷滑块式铜垫法、热固化焊剂衬垫法
2）对接接头双面焊：悬空双面焊法、焊剂垫双面焊法、临时工艺衬垫双面焊法、焊条电弧焊封底双面焊法、多层双面焊法第六章钨极惰性气体保护焊（TIG）
1、TIG焊优缺点
2、TIG 引弧方法类型
3、直流TIG焊时电源的极性对电弧及母材熔化的影响（图6-5）：直流正极性法：电子撞击焊件(正极)，释放出全部动能和位能(逸出功)，产生大量热能加热焊件，从而形成深而窄的焊缝直流反极性法：由于焊件一般熔点较低，电子发射比较困难，往往只能在焊件表面温度较高的阴极斑点处发射电?直流反接时电流对母材表面的氧化膜具有阴极清理作用：机理?直流反接时钨极电流承载能力低的原因直流反接用的很少：只用于厚度在3mm以下的铝镁及其合金焊接。
4、交流焊接中存在的问题：
⑴交流电弧过零点后复燃困难：
过零点复燃及稳弧措施：①提高焊接电源的空载电压稳弧；②采用高频振荡器稳弧；③高压脉冲引弧⑵焊接回路中产生直流分量的问题：产生的原因、造成的后果限制或消除直流分量的方法：①在焊接回路中串联直流电源(蓄电池) ；②在焊接回路中接入电阻和二极管；③在焊接回路中串联电容（通交流阻直流）
5、TIG电极的要求和种类
6、TIG焊的焊接工艺参数
7、脉冲TIG焊的特点，低脉冲TIG焊脉冲参数对焊缝成形的影响 第七章熔化极氩弧焊（MIG/MAG）
1、优缺点
2、亚射流过渡
3、电弧固有自身调节系统：
电弧固有的自调节系统和弧长的自动调节过程焊接电流和电弧电压的调节方法
4、熔化极氩弧焊半自动焊的送丝方式：推丝式、拉丝式、推拉丝式
5、熔化极氩弧焊的主要焊接参数
6、熔化极氩弧焊的保护气体：种类、各自的作用
7、脉冲熔化极氩弧焊熔滴过渡控制形式
根据脉冲电流各参数值及熔滴过渡的不同，具有三种熔滴过渡控制形式：一个脉冲电流过渡一个熔滴，即一脉一滴；一个脉冲电流过渡多个熔滴，即一脉多滴；多个脉冲电流过渡一个熔滴，即多脉一滴。第八章二氧化碳气体保护电弧焊1、优缺点
2、分类：细丝CO2焊(焊丝直径≤1.6mm) ；粗丝CO2焊(焊丝直径＞1.6mm
粗丝焊的熔滴过渡一般为细滴过渡过程。宜采用变速送丝式焊机，配合下降的外特性电源。
3、提高CO2气体纯度的措施
(1)洗瓶后应该用热空气吹干。在钢瓶中往往残留较多的自由状态水。
(2)倒置排水。将CO2钢瓶倒立静置1～2h，以便使瓶中自由状态的水沉积到瓶口部位，然后打开阀门放水2～3次，每次放水间隔30min，放水结束后，把钢瓶恢复放正。
(3)正置放气。放水处理后，将气瓶正置2h，打开阀门放气2～3min，放掉一些气瓶上部的气体，因这部分气体通常含有较多的空气和水分，同时带走瓶阀中的空气。
(4)使用干燥器。可在焊接供气的气路中串接过滤式干燥器。用以干燥含水较多的CO2气体。
