船舶焊接技术复习重点.doc
- 格式：doc
- 大小：86.18 KB
- 文档页数：7
船舶焊接技术复习重点
注：标有补 的是白己补充的内容，不是老师说的重点。
一、 焊接的定义
焊接：通过施加外部能量的方法（通过加热或加压或者两者并用），使两个分离的物体 之间达到原子或分子间的永久连接。
二、 焊接分类
见课件
三、 气体放电
补1.电弧的本质：气体放电
电弧是一种持久稳定气体放电现象，通过放电将电能转变为热能与机械能，产生高温 使金属熔化。
2. 气体放电：两极间的气体被击穿而导电的过程。
3. 分类：气体放电分为自持放电和非自持放电。
自持放电：放电本身能产生导电所需的带电粒子（A+、e） 非自持放电：放电本身不能产生导电所需的带电粒子（A+、e）
补4.放电形式（按发光现象划分）：暗放电、辉光放电、电弧放电
电弧放电是气体放电的最终形式。特点：电压最低、电流最大、温度最高，通常伴随 有熔化和蒸发现彖。 。
补5.等离子体的性质：电屮性、高导电性
四、 电弧中带电粒子的来源
1. 带电粒子的来源
电源通过电极（阴极）向电弧区发射电子
气隙中的中性粒子被电离产生电子和离子
2. 阴极电子发射类型
热发射、场致发射（电场发射）、光发射、碰撞发射。
3. 电子发射：电子从金属表面逸出的现象。
4. 中性粒子电离类型：热电离、场致电离、光电离
五、 电弧的导电机制（带电粒子产生、运动方式）
电弧分区：阴极区、阳极区、弧柱区
特点（自己总结）
阴极区特点：长度短、电压大、电场强度高。由阳离子构成正空间电荷区域 阴极区特点：长度短、电压大、电场强度高。由电子构成的负空间电荷区域 弧柱区特点：长度基本上等于电弧长度，电场强度较小。呈电中性。
1. 阴极区
补（1）定义：阴极前面存在rh阳离子构成的正空间电荷区域，产生的压降称作阴极 压降。
补（2）阴极区在导电过程屮的作用
1） 产生弧柱区导电所需要电子流
2） 接收弧柱区来的正离子流
补（3）阴极区分类
热发射型、电场发射型、碰撞发射型、等离子阴极
（4）阴极斑点
定义：某些情况下，电场发射很剧烈吋，电弧导电通道将主要集中在一个较小的 区域，该区域电流密度、温度、发光强度远高于其它区域，称作阴极斑点。
电弧阴极斑点的形成通常对焊接是不利的。
阴极斑点特点：
① 电流密度大、温度高。
② 跳跃性及粘着性。
③ 存在斑点力：蒸发反力、A+的撞击力。
④ 自动寻找氧化膜。
（4）阴极雾化（阴极清理）
惰性气体中的电弧在以金属板（丝）作为阴极的情况下，阴极斑点在金属板（丝）上 扫动，除去金属表面上的氧化膜，使其露出清洁金属面，称作〜。清理作用只限于对阴 极，并且是在不含氧化性气氛的高纯度惰性气氛中。
实例分析A1 （理解）
铝是典型的冷阴极材料，作为冷阴极的特征其阴极压降UC很高，阳离子受阴极电场 加速以很高的速度冲击阴极表面，使阴极表血上的氧化物破碎并消失。另外，氧化物 的功函数比纯金属低，阴极斑点不会停留在固定的位置上，而是不断地移动寻找新的 氧化膜，不断形成新的阴极斑点。在惰性气氛中，一旦除去了氧化膜就不会在金属面 上再次生成氧化膜。对氧化物的清理将一直扩展到熔池周围的固体表面上。
2. 阳极区
补（1）定义：阳极前面存在由电子构成的负空间电荷区域，产生的压降称作阳极压 降
补（2）阳极区在导电过程中的作用
1） 接收弧柱区来的电子流Ie =0.9991
2） 产生弧柱区所需要的正离子流IA+=0.001I
补（3）分类热电离型、场致电离型
（4）阳极斑点
1） 定义：阳极材料过热蒸发出来的金属原子比气体原子具有更低的电离能， 更容易被电离，因此一旦阳极产生金属蒸汽，很容易在附近形成弧柱，电 弧集中于阳极表面一点形成主要的电流通道，这就是阳极斑点。
2） 特点:
① 电流密度大、温度高；
② 粘着性、跳跃性；
③ 避开氧化膜；
④ 斑点力，阳极斑点力小于阴极斑点力。
3）与阴极斑点不同，正常焊接时阳极斑点对焊接过程没有大的不良影响。
六、 最小电压原理
在给定电流与周围条件一定的情况下，电弧稳定燃烧时，其导电区的半径（或温度）应使 电弧电场强度具有最小的数值，即电弧具有保持最小能量消耗的特性。
重要结论：如果电弧断面大于或小于其自动确定的断面，都会引起E的增加。
七、 冶金三区及特点
完整的冶金反应包括三个阶段，即药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。
1. 药皮反应区
特点:反应产生的大量气体，一方而对熔化金属有机械保护作用，另一方面对被 焊金属和药皮中的铁合金（如猛铁、硅铁和钛铁等）有很大的氧化作用。药皮 反应阶段的反应产物为熔滴和熔池阶段提供了反应物。
1. 熔滴反应区 特点：在该区的反应时间虽短，但因温度高，相接触而积大，并有强烈的混合作用, 所以冶金反应最激烈，许多反应可达到接近终了的程度，因而对焊缝成分影响最大。
2. 熔池反应区
特点：①熔池反应速度小，程度小，对整个化
学冶金过程贡献小
② 主要化学冶金反应同熔滴阶段，但程
度和方向有可能改变
八、元素对焊接的影响及控制措施
1. 氢
（1） 氢对焊接质量的影响
形成气孔、产生冷裂纹、形成氢脆、形成白点
（2） 氢的控制
1） 、限制焊接材料的含氢量，药皮成分
2） 、严格清理工件及焊丝：去锈、油污、吸附水分
3） 、冶金处理
4） 、调整焊接规范
5） 、焊后脱氢处理
2. 氧
氧对焊接质量的影响
1） .机械性能下降
2） .化学性能变差
3） .产生气孔CO合金元素烧损
4） .工艺性能变差
氧的控制
（1） 控制焊接材料的含氧量
（2） 控制焊接工艺参数
对焊缝金属进行脱氧
脱氧反应的阶段
先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧
3. 氮
氮对焊接质量的影响（写详细点）
1） 时效脆化
2） 气孔
3） 有利一面：可作为合金元素加入钢中，一般指高合金钢。
氮的控制
1） 加强焊接区的保护
2） 控制焊接工艺参数
3） 冶金处理 九、焊条药皮的作用
① 提高电弧的导电性
a） 电弧引弧变易。
b） 提高焊接性能。
② 造渣
a） 影响熔滴的大小
b） 可阻止有害气体的侵入（N2和02）
c） 决定焊缝的成型
d） 防止焊缝快速冷却
③ 造气
a） 通过有机物
b） 通过碳酸盐（比如：CaC03）
④ 脫氧及合金化
十、焊渣的作用
① 机械保护
② 改善工艺性：提高电弧的稳定性，减少飞溅，促进脱渣、
改善焊缝成型
③ 冶金处理作用
H^一、手工电弧焊（SMAW）
补1.坡口形式见课件
补2.接头形式对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头
补3.焊接位置 平焊、横焊、立焊、仰焊、角焊、船形焊
4. 工作原理：电弧在熔化的电极和工件之I'可燃烧，电弧和焊接熔池通过焊条产生的 气体和熔渣的保护来防止空气的侵入。焊条电弧焊是采用低电压、大电流放电产生 电弧，依靠电焊条瞬时接触工件实现。
5. 引弧的方法有两种：敲击法（垂直）和划擦法（划动）
6. 优缺点：1）焊条电弧焊设备简单、重量轻，操作灵活方便，适应性强，可达性好；
2） 可焊金属广泛；
3） 待焊接头装配要求较低；
4） 劳动条件差，熔敷速度慢，生产率低。
补最合适的产品结构和生产性质
a） 结构复杂的产品、具有各种空间位置、不易实现机械化或自动化焊接的焊缝；
b） 单件或小批量的焊接产品
c） 在安装或修理部门
电源外特性的选择
焊条电弧焊时，焊工很难保持弧长恒定。因此，应选用陡降外特性的弧焊电源，
如杲为了提高引弧性能和电弧熔透能力，而须增加焊接短路电流时，可以选用更为理 想的恒流加外拖的外特性的弧焊电源
十二、埋弧焊（SAW）
1. 原理：在焊剂层下，电弧在熔化的电极与工件之间之间燃烧，电弧热使焊丝、焊剂、 母材熔化以致部分蒸发，在电弧区形成蒸气空腔，电弧在空腔内稳定燃烧，底部 是金属熔池，顶部是熔渣，随着电弧向前移动，电弧力将液态金属推向后方并逐 渐冷却凝固成焊缝，熔渣凝固成渣壳覆盖在焊缝表面。 2优缺点：
1） 熔敷速度高，生产效率高；
2） 焊接质量好，容易实现机械化、自动化；
3） 无辐射和噪音，是一种安全、绿色的焊接方法。
缺点：
1）受焊接位置限制，常用于平焊和平角焊位置的焊接，不适合焊小、薄件；
2） 不便观察，需要焊缝自动跟踪装置，对装配精度要求高；
3） 设备一次性投资大。
补3.焊剂的作用
稳弧作用
保护作用
化学冶金作用
补要注意的问题
焊缝必须是直的
焊缝必须干净，事先用砂轮打磨焊丝的位置非常重要
焊剂应该覆盖整个电弧
焊剂应该干燥
对电源外特性的影响及选择见课件
十三、C02气体保护焊
1. 原理
利用CO2气体在熔化极电弧焊中对电弧及熔池进行保护的焊接方法称作“CO2气体 保护电弧焊”，简称“C02焊”
2. 优缺点
焊接效率高
焊接成本低，
适用范围广
不易产生冷裂纹，是一种低氢型或超低氢型焊接方法；
焊后不需清渣，明弧焊接便于监视，有利于机械化操作
不能用于非铁金属的焊接
过渡不如MIG焊稳定，飞溅量大、烟尘大
设备复杂，包括弧焊电源、控制箱、供气系统等，较手工电弧焊的设备复杂。
补3.药芯焊丝CO2气体保护焊
焊接原理焊接时，在电弧热作用下，药芯焊丝，母材金属和保护气体相互之间发生冶 金作用，同吋形成一层较薄的液态熔渣层覆盖熔滴并覆盖熔池，对熔化金属形成了又一层的 保护，所以实质上是一种气一渣联合保护的焊接方法。
优缺点
优点：
采用气一渣联合保护，焊缝成形美观，电弧稳定性好，飞溅少II颗粒细小。 焊丝熔敷速度快，熔敷效率高达85%〜90%,生产率比手弧焊高3〜5倍。 通过调整药芯成分可提供所要求的焊缝金属化学成分，以适应各种钢材的焊接。 缺点：口
焊丝制造过程复杂。口
送丝较实心焊丝困难，需采用降低送丝压力的送丝机构等。
焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，加强对焊丝管理
4. 对电源外特性的影响及选择。见课件
