1、熔焊方法及设备电弧焊期末复习重点名词解释 1 焊缝成型系数:熔焊时,在单道焊缝横截面上,焊缝熔宽(B)与焊缝熔深(H)的比值。 2 热阴极型电极:当使用熔点和沸点很高的材料如C,W等做阴极时,阴极可以被加热到很高温度,电弧的阴极区的电子主要依靠阴极热发射来提供,这种电极被称为热阴极型电极。 3 冷阴极型电极:当使用熔点和沸点较低的材料如钢,铜,铝等做阴极时,阴极温度不能被加热到很高,热发射不能提供足够的电子,这种电极被称为冷阴极型电极。 4 磁偏吹:是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏,从而导致焊接电弧偏离焊丝(或焊条)的轴线而向某一方向偏吹的现象。 5 TIG焊(钨极惰性
2、气体保护焊)是使用纯钨或活化钨作为非溶化电极,采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法。 6 MIG焊(熔化极惰性气体保护电弧焊):是使用焊丝作为熔化电极,采用惰性气体Ar或者Ar+He作为保护气体的电弧焊方法。通常称为熔化极惰性气体保护电弧焊,简称MIG 焊 7.MAG焊:采用焊丝作为熔化电极,保护气体以Ar为主,加入少量活性气体O2或CO2,或CO2+O2等时,通常称为熔化极活性气体保护电弧焊,简称MAG焊 8 熔敷效率:在电弧焊过程中,焊丝金属并没有全部过渡到焊缝中去,其中一部分要以飞溅,蒸发,氧化等形式损失掉。过渡到焊缝中的金属质量与使用的焊丝金属质量之比称为熔敷效率。 9 熔化系数:单位
3、时间,单位电流所熔化的焊丝质量。 10 熔敷系数:单位时间,单位电流所熔敷到焊缝中的焊丝金属质量。 11 非转移型等离子弧:电极接电源的负极,喷嘴接电极的正极,电弧在电极与喷嘴之间产生,工件不接电,这种等离子弧叫做非转移型等离子弧。 12 转移型等离子弧:电极接电源的负极,工件接电源的正极,电弧在电极与工件之间燃烧。这种等离子弧叫做转移型等离子弧。 简答题 1 最小电压原理及物理意义 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数值,即在固定弧长上有最小电压 物理意义:电弧总是保持最小的能量消耗 2 焊丝的熔化速度受哪些因素的影响及如何影
4、响 一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 二电弧电压的影响当电弧较长时,电弧电压对焊丝熔化速度影响很小,熔化速度主要取决于电流的大小。而当弧长缩短时电弧热量向周围空间散失减少,提高电弧热效率,使焊丝的熔化系数增加,所以焊丝熔化速度加快。 三焊丝直径的影响电流一定时焊丝直径越细,电阻热越大,同时电流密度也越大,从而使焊丝熔化速度增大。 四焊丝伸出长度的影响其他条件一定时,焊丝伸出长度越长,电阻热越大,通过焊丝传导的热损失减少,所以焊丝的熔化速度越快。 五焊丝材料的影响焊丝材料不同,电阻率也不同,所产生的电阻热就不同,因而对熔化速度影响也不同。 六气体介质及焊丝
5、极性的影响。气体介质不同,对阴极电压降和电弧产热有直接影响(对阳极产热影响不大)。所以焊丝为阴极时,气体介质的成分将直接影响焊丝熔化速度,比如 熔化极气体保护焊采用Ar和CO2混合气体保护时,不同的混合比例对焊丝熔化速度的影响不同,正接时,在一定范围内随CO2含量增加,焊丝熔化速度增大 七焊丝表面状态 八熔滴过渡形式 3 熔滴在形成与过渡过程中受到哪些力的作用,各会造成什么影响 1 重力,平焊时,重力促使熔滴脱离焊丝末端,立焊和仰焊时,重力阻碍熔滴从焊丝末端脱离 2 表面张力是焊丝端头保持熔滴的主要作用力,径向分力使熔滴在焊丝末端产生缩颈,轴向分力则使熔滴保持在焊丝末端,阻碍熔滴过渡。 3 电
6、弧力一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处电磁力方向,如果弧根直径小于熔滴直径,此处电磁力合力方向向上,阻碍熔滴过渡,反之,若弧根面积笼罩整个熔滴,此处电磁力合力方向向下,促进熔滴过渡二等离子流力有助于熔滴脱离焊丝,并使其加速通过电弧空间进入熔池三斑点压力在一定条件下,阻碍金属熔滴过渡 4爆破力易形成飞溅 5 电弧气体吹力无论哪种位置焊接,都有利于熔滴过渡 4.用熔化极气体保护焊进行全位置焊接时,可采用哪些气体保护方式? 1.以Ar气或者Ar+He作为保护气体 2 以CO2作保护气体。 3.以Ar+O2或者CO2或者Ar+O2+CO2作为保护气体 5影响射流过渡临界电流的
7、因素有哪些 1 焊丝成分焊丝成分不同将引起电阻率、熔点及金属蒸发能力的变化。 2 焊丝直径焊丝直径大,则电流密度小,熔化焊丝所需要的热量增加,因而形成射流过渡的临界电流也增大 3 焊丝伸长长度焊丝伸长长度长焊丝的预热作用增强,焊丝熔化快,易实现射流过渡,使临界电流值降低 4 气体介质不同气体介质对电弧电场强度的影响不同一再氩气保护下弧柱电场强度较低,电弧弧根容易扩展,易形成射流过渡,临界电流较低二当氩气中加入二氧化碳时,随加入二氧化碳的比例增加,临界电流增大,若二氧化碳比例超过30%,则不能形成射流过渡三当氩气中加入氧气时,若氧气比例小于5%,临界电流下降,若氧气增大,临界电流上升 5电源极性
8、一直流反接时,焊丝为阳极,熔滴上的斑点压力较小,熔滴易脱落,临界电流降低,易实现射流过渡二直流正接时,焊丝为阴极,熔滴上的斑点压力较大,阻碍熔滴过渡,临界电流较大,电弧不稳定,不易实现射流过渡 6有什么力作用在焊接熔池,各自对焊缝成型有什么影响 答1熔池金属的重力,熔池金属的重力对熔池金属流动的作用与焊缝的空间位置有关,水平位置焊接时,熔池金属的重力有利于熔池的稳定性,空间位置焊接时,熔池金属的重力可能破坏熔池的稳定性,使焊缝成型变坏 2表面张力将阻止熔滴金属在电弧力或熔池重力作用下的流动,同时对熔池金属在熔池界面上的接触角(即润湿性)的大小有直接影响。所以,表面张力既影响熔池的轮廓形状,也影
9、响熔池金属在坡口里的堆敷情况,即熔池表面的形状。 3 焊接电弧力一斑点压力使熔池形成涡流现象,使熔深加大二电弧静压力作用于熔池液体表面,使熔池形成下凹的形态三当等离子流力比较明显时,也对焊缝成形产生较大影响。 4 熔滴冲击力富氩气体保护熔化极电弧焊射流过渡时,焊丝前端熔化金属以较小的熔滴及 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,因而容易形成指状熔深 7埋弧焊和MIG焊的工艺参数有哪些,各自对焊缝成形的影响 1焊接电流(参看课本64页) 2焊接电压(参看课本64页) 2 焊接速度在焊件厚度,焊件电流及电弧电压等其他条件确定的情况下,焊接速度提高,焊缝熔深及熔宽均下降,焊缝单位长度
10、上的焊丝熔敷量下降,焊缝余高将下降,若焊速过高,可能产生咬边,要根据焊缝成形及焊接电流来确定合适的焊速 3焊丝伸长度焊丝的伸长度增加,其电阻热增加,焊丝的熔化速度增加,过长的焊丝伸长长度会造成电弧热熔敷过多的焊缝金属,使焊缝成形不良,熔深减小,电弧不稳定,焊丝伸长度过短,电弧易烧导电嘴,金属飞溅易堵塞喷嘴 4保护气体流量MIG焊要求保护气体具有良好的保护效果,如果保护不良,将产生焊接质量问题,保护气体从喷嘴流出时如果能形成较厚的层流,将有较大的保护范围及良好的保护作用,如果流量过大或过小,就造成紊流,保护效果不好 8 钨极氩弧焊焊接铝合金时采用什么电源,请说明原因。 答交流电源。采用交流电时,
11、在工件为阴极的半周里有去除工件表面氧化膜的作用,在钨极为阴极的半周里钨极可以得到冷却并能发射足够的电子以利于电弧稳定。实践证明采用交流电源能够两者兼顾,对于焊接铝合金是合适的。 9脉冲熔化极氩弧焊的特点有哪些 1 扩大了焊接电流的调节范围, 2 有效控制熔滴过渡及熔池尺寸,有利于全位置焊接 3可有效地控制热输入,改善接头性能 4 脉冲电弧具有加强熔池搅拌的作用,可以改善熔池冶金性能,有利于消除气孔 10二氧化碳焊为什么有抗锈,低氢能力 答因为锈是含结晶水的氧化铁,即FeOH2O,在电弧热作用下,该结晶水将分解, H2O=2H+O 由于氢量增加,将增加形成氢气孔的可能性,但是在二氧化碳焊的电弧气
12、氛中的二氧化碳和氧的含量很高。将发生许多反应(如书本204页),这时反应多向右进行,其生成物是在液体金属中溶解度很小的水蒸气和羟基,从而减弱了氢的有害作用。所以,一般认为二氧化碳焊具有较强的抗潮和抗锈能力 11 二氧化碳焊时,母材接什么极性,为什么? 答二氧化碳焊一般采用直流反接,因直流反接时使用各种焊接电流值都获得比较稳定的电弧,熔滴过渡平稳,飞溅小,焊缝成形好,直流正接时,焊丝的熔化速度比直流反接时要高,但电弧很不稳定,所以很少采用,且正离子飞向焊丝末端的熔滴,机械冲击力大,因而造成颗粒飞溅。而当采用反接时,主要是电子撞击熔滴,斑点力小,故飞溅小,故常采用直流反接。 12 说明减少二氧化碳
13、焊飞溅的措施 1 采用含有脱氧元素的焊丝。 2 直流电源反接。 3 正确选择焊接参数。 4.改变熔滴过渡方式。 13二氧化碳焊焊接低碳钢时,如果采用埋弧焊丝(H08A)将会出现什么情况 答H08A焊丝中锰含量在0.3%到0.55%,硅含量小于0.23% 1 二氧化碳焊时,二氧化碳高温分解,具有强烈的氧化作用,使合金元素烧损,故焊丝中常用SI,Mn作为脱氧元素,焊丝中的SI和Mn在焊接过程中一部分被直接氧化和蒸发掉, 一部分用于FeO的脱氧,其余部分则过渡到焊缝金属中作为合金元素,所以焊丝中加入的Si和Mn需要有足够的数量. 2 而H08A中SI和Mn含量较低,达不到脱氧要求,会造成焊缝金属中合
14、金元素和铁氧化,合金元素烧损,还会出现CO气孔 14 等离子弧如何形成,有何特点 答等离子弧是一种受到约束的非自由弧,它是借助于三种压缩效应即机械压缩效应,热压缩效应和磁压缩效应而形成的。 特点:一静态特性等离子弧是一种非线性负载,静态特性仍然呈U形(1)由于冷壁喷嘴的拘束作用,使等离子弧柱的横截面积减小,弧柱电场强度增大,电弧压力明显上升,U形曲线的平直区较自由电弧明显下降 3 当电流较大时,等离子弧的磁收缩效应使弧柱直径的增加受到限制,静特性曲线会出现平的或上升的伏安特性4拘束孔道尺寸和形状对静特性有明显影响,喷嘴孔径越小,U形特性平直区域就下降,上升区域斜率上升 5 若采用联合型等离子弧
15、,转移弧的U形特性曲线下降区段斜率明显减小 二热源特性 1 温度和能量密度高 2 等离子弧的挺度等离子弧温度和能量密度的显著提高,使等离子弧的稳定性挺度得以改善,对母材的穿透力增大 三热源组成等离子弧中,最大电压降是弧柱区,弧柱高速等离子体通过接触传导和辐射带给工件的热量明显增加,弧柱成为加热工件的主要热源,而阳极产热降为次要地位。 15 焊接电弧的产热机构及机理 答1 阴极区的产热阴极区电流I是由电子和正离子这两种电粒子组成的。在阴极区,这两种带电粒子不断地产生,消失和运动,便构成了能量的转变和传递过程。 2 阳极区的产热阳极区主要是由电子组成的,特别是在阳极表面的电流由100%的电子流组成
16、,因此阳极区的能量转换至考虑阳极接受电子所参数的能量转换。 3弧柱区的产热弧柱区的整个长度都可以看成是由占总电流99.9%的电子流和占总电流0.1%的正离子流组成的,在弧柱区进行着复杂而激烈的粒子碰撞,扩散,激烈,电离,复合过程,单位时间里得到的热能为PC=I uc 16焊接电弧能产生哪些电弧力,说明它们的产生原因以及影响焊接电弧力的因素 答1电磁收缩力由于两个导体电流方向相同而产生吸引力称为电磁收缩力,它们的大小与导体中流过的电流大小成正比,与两导线间的距离成反比。 2等离子流力由电弧推力引起的等离子气流高速运动所形成的力。 3斑点压力一正离子和电子对电极的撞击。二电磁收缩。三电极材料蒸发产
17、生的反作用。 影响因素:1 焊接电流和电弧电压电流增加电弧力增加,电压增加电弧力减小。2 焊丝直径直径越小电弧力越大3电极的极性4气体介质不同种类的气体介质热物理性能不同,故对电弧力的影响也不同。5钨极端部的几何形状当角度为45度时具有最大的电弧压力6电流的脉动随着电流脉冲频率的增加电弧力增大。 17 试述影响焊接稳定性的因素 答1 焊接电源焊接电源的空载电源越高,越有利于场致发射和场致电离,因此电弧的稳定性越高 2焊接电流和电弧电压焊接电流大的稳定性比电流小的稳定性好电弧电压增大稳定性下降 3电流的种类和极性直流电弧最稳定,脉冲次之,交流最差直流反接的稳定性比直流正接的好 4焊条药皮和焊剂当
18、焊条药皮或焊剂中含有较多电离能低的元素或它们的化合物时,电弧稳定性越好。 5磁偏吹磁偏吹越严重稳定性越差 18 手工电弧焊和TIG焊各采用什么引弧方式,为什么,如何实现 答焊条电弧焊采用接触式引弧将焊条(或焊丝)和焊剂分别接通电源的两极,将焊条与工件轻轻接触,然后迅速提拉,这样就能在焊条端部与焊件直接产生一个电弧。 TIG焊采用非接触式引弧。因为为了避免钨极对焊缝的污染,一般不允许钨极与焊件接触,所以只能采用非接触式引弧。将电极和焊件分别接通电源的两极,电极与焊件之间存在一定的间隙,施以高压电击穿间隙使电弧引燃。 19 试述MIG及TIG各自的设备组成及各部分的作用 答TIG焊设备焊接电源,控
19、制系统,引弧装置,稳弧装置,焊枪,供气系统和供水系统。 MIG焊设备:焊接电源,送丝系统,焊枪,供气系统和冷却水系统,控制系统。 20.埋弧焊,TIG各自工作原理及各自应用范围。 TIG焊:工作原理:它是在惰性气体的保护下,利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝(如果使用填充焊丝)的一种焊接方法。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出,在电弧周围形成气体保护层隔绝空气,以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响,从而可获得优质的焊缝。保护气体可采用氩气、氦气或氩氦混合气体。在特殊应用场合,可添加小量的氢。用氩气作为保护气体的称钨极氩弧焊,用氦气的称钨极氦弧焊。 应用范围:TIG焊广泛
20、用于焊接容易氧化的有色金属铝、镁等及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金,还有难熔的活性金属(如钼、铌、锆等),而一般碳钢、低合金钢等普通材料,除了对焊接质量要求很高的场合,一般不采用TIG焊。 埋弧焊:工作原理:埋弧焊时,电弧热将焊丝端部及电弧附近的母材和焊剂熔化,熔化的金属形成熔池,凝固后成为焊缝,熔融的焊剂形成熔渣,凝固成为渣壳覆盖于表面。 应用范围:目前主要用于焊接各种钢板结构。可焊接的钢种包括碳素结构钢,不锈钢,耐热钢及其复合钢材等。埋弧焊在造船,锅炉,化工容器,桥梁,起重机械及冶金机械制造业中应用最为广泛。此外,用埋弧焊堆焊耐磨耐蚀合金或用于焊接镍基合金,铜合金也是较理想的。 2013年11月24日晚八点于中北大学学长只能帮你们到这儿了
