熔焊复习题(补充版).doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date熔焊复习题(补充版)熔焊复习题(补充版)试述电弧中带电粒子的产生方式？答：电弧中的带电粒子指的是电子、正离子和负离子。赖以引燃电弧和维持电弧燃烧的带电粒子是电子和正离子，这两种带电粒子的产生主要依靠电弧中的气体介质的电离和电极的电子发射两个过程。气体的电离形式有：热电离、场致电离和光电离。电子发射方式有：热发射、场致发射、光发射、粒子碰撞发射。焊接电弧由哪几个区域组成？试述各区域的导电机构。 （1）焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。（2）阴极区的导电机构有以下三类： A 热发射型当采用W、C等热阴极型材料作为阴极，而且流过大电流时能发生热发散性导电。 B 场致发射型当采用Cu、Fe、Al等冷阴极型材料作为阴极，采用W、C等热阴极型材料作为阴极但电流比较小时，主要发生场致发射型导电。 C 等离子型低气压钨极氩弧焊或使用冷阴极、小电流时容易产生的一种导电机构。阳极区的导电机构阳极区主要接受来自弧柱的电子流，同时，还要向弧柱区发射正离子流。根据电弧电流密度的大小，阳极区可以通过两种方式提供正离子。A 场致电离电流密度较小时 B 热电离电流密度较大何谓最小电压原理？ 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，即在固定弧长上的最小电压。这意味着电弧总是保持最小的能量消耗。什么是焊接电弧静特性？各种电弧焊方法的电弧静特性有什么特点？ 答：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。 TIG（等离子弧焊）：水平段、上升段（电流大时） MIG/MAG：上升段 埋弧焊：下降段、水平段 CO2气体保护焊：上升段试述影响焊接电弧稳定性的因素。 答：1）焊接电源：焊接电源的空载电压越高，电弧越稳定。 2）焊接电流和电弧电压：大电流，小电压，电弧更稳定。 3）电流的种类和极性：直流最稳定，脉冲直流次之，交流电弧稳定性最差。 4）焊条药皮和焊剂：含有较多电离能低的元素或化合物可以提高电弧稳定性。 5）磁偏吹 6）焊件上的铁锈，水分，油污。影响焊丝熔化速度的因素有哪些？简述是如何影响的？ 答：1）焊接电流：焊接电流增加，焊丝熔化速度加快。2）电弧电压：电弧电压高时，焊丝熔化速度不受影响；3）焊丝直径：直径越细焊丝熔化速度越快。4）焊丝伸出长度：伸出长度越长熔化速度越快。5）焊丝材料：焊丝材料不同，电阻率不同，产生的电阻热不同，焊丝熔化速度也不同。6）气体介质及焊丝极性熔滴过渡有哪些常见的过渡形式？各有什么特点？ （一）自由过渡： 1、滴状过渡：1）粗滴过渡：电流较小而电弧电压较高，熔滴存在时间长，尺寸大，飞溅大，电弧稳定性及焊缝质量都较差。2）细滴过渡：电流较大，电压高，飞溅少，电弧稳定，焊缝成形较好。3）排斥过渡：电压高，电流小，飞溅大，电弧的稳定性及焊缝质量都较差。 2、喷射过渡：射滴过渡、亚射流过渡、旋转射流过渡、射流过渡。特点：喷射过渡时，熔滴速度高，过渡频率快，飞溅少，电弧稳定，热量集中，对焊件的穿透力强。 3、爆炸过渡（二）接触过渡：1）短路过渡：西四、短弧、小电流，电流密度大，焊接速度快，焊件质量高，过程稳定，飞溅大。2）搭桥过渡（三）渣壁过渡：熔化的液态金属沿渣壁或套筒落入熔池。分析熔池所受到的力及其对焊缝成形的影响规律。 答：1）重力：平焊时，重力有利于焊缝成形：空间位置焊时，重力使焊缝变形。 2）表面张力：阻止熔池金属在电弧力或熔池金属重力作用下的流动。 3）焊接电弧力：促使熔池金属流动，在熔池中心形成漩涡现象。电弧静压力作用于熔池液体表面，使熔池形成下凹形态。 4）熔滴的冲击力：富氩气体保护熔化极电弧焊射流过渡时，对熔池形成较大的冲击力，因此也容易形成指状熔深。分析焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响规律。 答：1、焊接参数对焊缝成形的影响：（1）焊接电流I越大熔深H、熔宽B、余高h；（2）电弧电压U越大H、B、h；（3）焊接速度v越快H、B、h。 2、工艺因素对焊缝成形的影响：（1）坡口和间隙：在其他条件一定时，坡口和间隙尺寸越大，焊缝的余高越小。（2）电极（焊丝）倾角：焊丝前倾时，熔深减小，熔宽增大，余高减小。焊丝后倾，相反。（3）焊件倾角：上坡焊时，熔深大，熔宽窄，余高大；下坡焊时，熔深减小，熔宽增大，余高减小。（4）焊件材质和厚度：在其他条件一定时，焊件厚度增加，散热增加，熔宽和熔深都减小。（5）焊剂、焊条药皮和保护气体焊缝成形缺陷有哪些？说明焊缝成形缺陷的防止措施。 答：1）未熔合和未焊透。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。 2）烧穿。控制好焊接电流和焊接速度，电流不过大，速度不过小。 3）咬边。应控制好焊接速度，不应太大。横焊或角位置焊时，控制焊接电流，焊接电压，角度适宜。 4）焊瘤。选用合适的焊接电流和焊接速度，采用合适的焊条角度及焊接位置。5-2埋弧焊在冶金方面有哪些特点？ 答：机械保护作用好；冶金反应充分；焊缝金属化学成分稳定；焊缝的组织易粗化；5-4埋弧焊焊剂与焊丝匹配的主要依据是什么？ 被焊材料的类别以及对焊接接头的性能要求； 在焊接低碳钢和等级较低的低合金钢时，按等强原则选择与母材匹配的材料。 焊剂低合金高强度钢时，除了焊缝与母材等强外，还得注意保证焊缝的韧性和塑性。 焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时，焊缝要与母材等强还得是焊缝与母材有一样的耐热性、低温性和耐蚀性。焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要保证焊缝与母材有相近的化学成分，使焊缝具有与母材一样的特殊性能，还得满足力学性能和抗裂等方面的要求。埋弧焊的工艺特点：稀释率高、热输入高、焊接速度快5-5 埋弧焊设备有哪几部分组成？各部分有什么作用？答：埋弧焊机和各种辅助设备。埋弧焊机是核心部分，由机械系统、焊接电源和控制系统三部分组成。机械系统的作用是给电弧区送焊丝，焊接电弧沿着焊缝移动，以及在电弧的前方不断地铺撒焊剂。焊接电源的作用是提供电能，以及提供所需要的电气特性，外特性，动特性以及焊接参数的调节。控制系统的作用是，引弧、送丝、移动电弧、停止移动电弧、息弧在内的程序自动控制，并进行焊接参数的调节和保持在焊接过程中的稳定性，使电弧稳定的燃烧。辅助系统的作用是使焊缝处于最佳焊接位置，以及焊件的准确定位与加紧的焊接夹具、变位机，回收机。 5-8 什么是焊接工艺？埋弧焊工艺通常包括哪些内容？ 答：焊接工艺是指制造焊件所有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法、焊接参数、操作要求等。埋弧焊工艺包括： 焊接准备、选择焊接工艺方法、选择焊接材料、焊接参数、明确操作要求、制定焊缝缺陷的检查方法和修补技术等。6-6 简述保护气体，电极和焊丝的种类以及对焊接效果的影响?答： 保护气体： 氩气：电弧稳定，电弧易扩展，加热不够集中。 氦气：电弧集中，熔深打，焊缝窄，变形小；引弧和稳弧困难，氦气贵且轻。 氩氦混合气体：氩气电弧稳定和柔和，阴极清理作用好；氦气电弧发热量大且集中，熔深大。 氩氢混合：提高焊接速度和控制焊缝金属成形。 电极：1）纯钨：需要较高的温度，在电弧中消耗比较多，需要经常重新研磨，一般在交流TIG中使用，比较稳定。2）杜钨极：电弧易引燃，电极的需用电流值增加，一般用于TIG焊直流正接焊接。电弧前端的融化与烧损少于纯钨极。 焊丝：薄板TIG焊可以不填充金属，焊板的TIG焊必须采用带坡口的接头，因此焊接需要填充金属。6-7 热丝TIG焊与普通TIG焊相比其效率如何？说明原理？ 答：热丝TIG焊的工作原理：最主要的是改进是将填充焊丝送入焊接熔池之前先独立的电源电阻加热到接近填充丝的熔化温度，大大加快了填充丝的融化速度，提高了融敷率，同时，调整了焊接熔池的热输入量，降低了母材的稀释率，扩大了焊接工艺方法的适应性和应用范围，使TIG焊接法用于厚壁部件接头的焊接成为可能。6-8 简述钨极脉冲氩弧焊的特点以及焊接参数的调节原则。 答：特点有： 脉冲式加热，高温停留的时间短，金属冷凝快，易于焊接热敏感材料。 热输入小，电弧能量集中，HAZ小，利于薄板的焊接。 可精确控制热输入及熔池尺寸，适于单面焊双面成形和全位置焊接。 高频电弧震荡利于细化晶粒，消除气孔，提高焊接接头性能。适用高速焊，提高生产率。7-1 为什么融化极氩弧焊通常采用直流反接？ 答：为了得到稳定的焊接过程和稳定的熔滴过渡过程。 在焊接铝、镁及其合金时，也需要利用直流反接时电弧对焊件和熔池的表面的氧化膜所具有的清理作用。7-2 融化极氩弧焊设备通常 有哪几部分组成？ 答：主要有焊接电源、送丝系统、焊枪、行走台车、供气系统、水冷系统、控制系统等部分组成。焊接电弧是由焊接电源提供能量，在具有一定电压的两级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。放电必须具备的条件：1、必须有带电粒子。2、在两级之间有一定强度的电场。电离的种类：热电离、致场电离、光电离电子发射种类：热发射、致场发射、光发射、粒子碰撞发射。引燃电弧的方式：接触式引弧、非接触式引弧电离子消失的方式：扩散和复合焊接电弧产生的机械作用力包括：电磁收缩力、等离子流力、斑点压力。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、钨极端部的几何形状。6、电流的脉动。焊接电弧稳定性的影响因素：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、其他因素焊接电流的影响：电流增大，熔化焊丝的电阻热和电弧热均增加，焊丝熔化速度加快。熔滴过度的三种类型：1、自由过度2、接触过度3、渣壁过度溶滴上的作用力有：重力、表面张力、电弧力、溶滴爆破力以及电弧的气体吹力等。焊接成形缺陷及其防止：1、未熔合和未焊接2、烧穿和塌陷3、咬边4、焊瘤。埋弧焊：是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的熔焊方法埋弧焊的特点：1、优点：生产效率高、焊接质量好、劳动条件好、节约金属及电能；2缺点：焊接适用的位置受到限制、焊接厚度受到限制、对焊接坡口加工与装配精度。埋弧焊的冶金特点：机械保护作用好、冶金反应充分、焊缝的化学成分稳定、焊缝的组织易粗化TIG焊的工作原理：钨极被夹持在电极夹上，从TIG焊接枪的喷嘴中伸出一定长度，在伸出的钨极端部与焊件之间产生电弧，对焊件加热。TIG焊的特点：优点1、能够实现高品质焊接，得到优良的焊缝。2、保持恒定的电弧长度，不变的焊接电流，稳定的焊接过程。3、特别适合薄板焊接4、在薄板焊接时无需填充焊丝。5、钨极氩弧焊是稳定性最好的电弧之一。6、可以焊接各种金属7、TIG焊可靠性高。缺点：1、焊接效率低于其他方法 2、没有脱氧或去氢作用，影响焊缝质量3、生产成本高。热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程。场致电离：在两电极间的电场作用下，气体中的带电粒子的运动被加速，最终与中性粒子发生非弹性碰撞而产生电离。光电离：中性粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程。热发射：固态或液态物质（金属）表面受热后其中的某些电子具有大于逸出功的动能而逸出表面的现象。场致发射：当固态或液态物质（金属）表面空间存在电场时，会使阴极较多的电子在电场的作用下获得足够的能量而克服电荷之间的静电吸引而发射出表面。光发射：当固态或液态物质（金属）表面接受光射线的辐射能量时，电极表面的自由电子能量增加最后飞出电极表面的现象。粒子碰撞发射：当高速运动的粒子（电子或正离子）会碰撞金属电极表面，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的现象。-