1、 1 焊接方法与设备 复习题 一、 名词解释 ： 1.焊接 焊接 是 通过 加热或加压， 或 两者并用， 使用或不使用填充材料，使工件结合的方法 。 焊接电弧 焊接电弧是 由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两极之间或 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。 电离 在 外加能量的作用下，使中性气体分子或原子分离 成为 正离子和电子的现象。 电子发射 电极表面 接受一定外加能量作用，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称为电子发射。 复合 正的 带电粒子与负的带电粒子 结合 成中性的原子 或 分子。 2.焊接电弧 的最小能量消耗特性 弧柱燃烧时， 在电流
2、和电弧周围条件 一定时 ，稳定燃烧的电弧将自动选择一个确定的导电截面，使电弧的能量损失最小。 电弧的最小电压原理 在 电弧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，即在固定弧长上的电压最小 。 3.焊接电弧的固有自调节作用 弧长 受外界干扰发生变化时 电弧 本身具有 自动 恢复到原来弧长的能力。 焊接电弧的静特性 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的变化关系。 弧焊电源的外特性 在 电 源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值与输出的电流稳定值之间的关系。 4.电焊机的负载持
3、续率 焊机 负载工作时间与规定工作时间周期的百分比， 是 表示 焊机工作状态的参数。 额定焊接电流 指 在 规定的 环境条件下，按额定负载持续率规定的负载状态工作， 即在 符合 标准规定的温升限度下 所允许 的输出电流值。 5.电弧自身调节作用 弧长 的调整不是依靠 外界 所加的强制作用，而是完全依靠弧长变化所引起的焊接参数变化，使焊丝的 熔化 速度 产生 相应的 变化来 达到恢复 弧长 的目的。 电弧电压反馈调节作用 弧长的 调整不是依靠电弧的 自身调节作用 ， 而是主要依靠电弧电压的负反馈作用来 控制送丝速度，利用送丝速度作为调节量来调节弧长。 电弧 焊 的程序自动控制 以 合理的次序使自
4、动电弧焊设备 的 各个部件进入特定的工作状态， 从而 使电弧焊设备的各 环节 能够协调的工作。 6.焊缝成形系数 指焊缝横截面形状中， 焊缝熔宽 与 焊缝熔深之比 。（ =B/H） 熔合比 指 单道焊时 ， 在 焊缝 横截面上熔化的 母材 所占的面积与 焊缝 的总面积之比。它 能 反应 母材成分对焊缝成分的稀释程度。（ =AM/(AM+Ah) ） 熔滴过渡 在电弧热的作用下 ，焊丝末端加热熔化 形成熔滴 ，并在各种 力的作用下脱离焊丝进入熔池，称之为熔滴过渡。 2 短路过渡 由于 电压低，电弧较短，熔滴 尚未 长成大滴时即与熔池接触 而 形成短路液体过桥，在向熔池方向的表面张力及电磁收缩力的
5、作用下 ，熔滴金属过渡到熔池中去的熔滴过渡 形式。 亚射流过渡 只在 铝及铝合金 MIG 焊 时才会出现的一种熔滴过渡形式，其特征 介于 短路过渡与射滴过渡之间。 7.焊丝的 熔化系数 指 单位时间内通过单位电流时焊丝的熔化量 。 焊丝越细 ，熔化系数越大，即效率越高。 熔敷系数 指 单位时间、单位电流所熔敷到 焊缝中 的焊丝金属质量。 熔敷效率 过渡到 焊缝中 的金属质 量 与使用的焊丝金属质量之比。 电磁收缩力 由于 两个导体电流方向相同而产生的吸引力 称为 电磁收缩力 。 斑点力 当 电极表面上形成 斑点 时，由于 斑点处受到电子 对熔滴 的撞击和电极材料蒸发时 产生的 反作用而 在斑点
6、上 产生的压力称为 斑点力 。 磁偏吹 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的轴线而向某一方向偏吹的现象。 8.埋弧焊 埋弧焊 是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的 熔焊方法 。 MIG 焊 以 惰性 气体 作为保护气体 ， 以连续送进的焊丝作为电极的 熔焊 方法。 MAG 焊 以 惰性氩气作为主 要保护气体 ，并加入 少量活性气体 ， 以连续送进的焊丝作为电极的 熔焊 方法。 TIG 焊 以 纯钨或活化钨作为非熔化电极，采用惰性气体 作为 保护气体的电弧焊方法。 PAW 使用惰性气体 作为工作气和保护气 ， 利用等离子弧作为热源来加热并熔化母材
7、金属，使之形成焊接接头的熔焊方法 。 PAC 利用高温 高 冲击力 的等离子弧作为热源，将被切割工件局部融化并立即吹除，随着 割炬向前移动 形成窄而深的切口的一种切割方法。 9.阴极破碎 作用 电源 反接时，母材作为 阴极 有发射电子的任务， 由于 表面有氧化膜的地方容易发射出 电 子 ， 因此电弧 有 自动寻找 金属氧化物的性质，在氧化膜上 易 形成阴极斑点 ； 同时，阴极斑点受到质量较大的正离子的撞击， 因此 该区域内氧化膜被清理掉，这种现象 称为阴极清理 作用 ，也叫阴极破碎作用。 小孔效应 焊接时 ，等离子弧把焊件的整个厚度完全穿透，在熔池中形成上下贯穿的小孔，并从焊件背 面 喷出部分
8、电弧的现象。 10.电渣焊 利用 电流通过液体熔渣所产生的电阻热 进行 焊接的熔焊方法。 激光 焊 以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量作为热源进行焊接的焊接方法。 电子束焊 利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能作为热源 进行焊接的焊接方法。 钎焊 采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊3 件的方法。 二、 填空题： 1.熔焊时， 焊道与母材之间、焊道与焊道之间未能完全熔化结合 的现象称为未熔合； 焊接 接头根部未完全熔透 的现象，称为未焊透。 2.MAG
9、焊时，熔化焊丝的热源主要是 电弧热 ，对其影响最大的焊接参数是 焊接电流 。 3.按外加能量来源不同，气体电离可分为 热电离 、 场致 电离 和 光电离 三种。 4.变速送丝埋弧焊机主要由 送丝机构 、 行走机构 、 机头调整机构 、 焊接电源和控制系统 四大部分组成。 5.埋弧焊的优点主要是（ 1） 生产效率高 ；（ 2） 焊接质量好 ；（ 3） 劳动条件好 ；（ 4） 节约金属及电能 。 6.短路过渡的形成条件是 细焊丝 、 小电流 和 低电压 ，主要应用于 薄板 等焊件的焊接中。 7.埋弧焊自动调节的对象是 电弧长度 ，可通过两种调节系统来实现：（ 1）等速送丝式焊机采用 电弧自身调节
10、系统；（ 2）变速送丝式焊机采用 电弧电压反馈调节 系统 。 8.电弧力主要包括 电磁收缩力 、 等离子流力 、 斑点力 等作用力。 9.交流 TIG 焊的缺点是：（ 1） 能产生有害的直流分量 ；（ 2） 在 50Hz 频率下 交流电流 每秒钟 经过 零点 100 次 ， 电弧不稳定 。 10.以 Ar或 He作保护气体时，称为 熔化极氩弧焊 ,简称为 MIG焊。如果用 Ar+O2、 Ar+CO2或者 Ar+CO2+O2等混合气体作为保护气体则称为 熔化极活性气体保护焊 ，简称为 MAG 焊。 11.通过 加热 或 加压 ，或两者并用，并且用或不用 填充 材料，使焊件达到原子结合的加工方法称
11、为焊接。 12.弧焊机型号 BX3 300 中 B 表示 弧焊变压器 ， x 表示 下降外特性 ， 300 表示 额定电流 ，其单位为 A 。 13.焊条由焊芯与药皮组成，药皮的主要作用是使电弧容易 引燃 和 稳定 燃烧；产生 气体 和 熔渣 以保护熔池金属减少氧化，使被氧化的金属还原，从而保证焊缝质量。 14.埋弧焊电弧处于静特性曲线的 水平段 。在等速送丝时，宜选用 平缓 的电源外特性；在变速送丝时，则选用 陡降 的电源外特性。 15.当一台弧焊电源的焊接电流不够用时，可把 多台并联 起来使用，总的负载电流 为各台之和 。 16.由于窄间隙焊的装配间隙窄，故需采用具有 良好脱渣性的 焊剂。
12、 17.焊条牌号 J507 中 50表示 抗拉强度大于 490MPa ， 5 表示 低氢钠型 。其对应的型号为 E5015 。 18.亚射流过渡是介于 短路过渡 过渡和 射滴过渡 过渡之间的过渡形式，主要应用于 铝及铝合金 等材料的焊接中。 19.焊条电弧焊接头形式分为 对接 接头、 T 型 接头、 角接 接头及 搭接 接头。其4 中 对接 接头受力较均匀，要求有较高强度和韧度的焊件应选用此种接头。 20.当焊条直径和焊接电流大小一定时，如果电 弧长度增加，则电弧电压 增加 ，焊件熔深 略减 ，空气中的氧、氮易侵入金属， 并 使电弧不稳定。 21.电弧 焊 的程序转换方式有： 行程转换 、 时
13、间转换 和 条件转换 三种。 22.电弧自动焊接的引弧方法 主要有 爆裂引弧法 、 回抽 引弧法 和 高频 引弧 三种。 23.高能量密度焊的三大类方法是：（ 1） 等离子弧焊 ；（ 2） 电子束焊 ；（ 3） 激光焊 。 24.半自动 CO2 电弧焊机的主要由 焊接电源 、 控制系统 、 送丝系统 、 焊枪和气路系统 四大部分组成。 25.变速送丝埋弧焊机的自动调节系统主要由 检测 、 给定 、 比较 、 执行 四大环节组成。 26.等离子弧可分为 转移型 、 非转移型 、 联合型 三种类型，分别应用在 金属材料的焊接与切割 、 非金属材料的焊接与切割以及 喷涂 、 微束等离子弧焊与粉末堆焊
14、 等方面。 三、判断并改错题： （ ） 1电极斑点力总是阻碍熔滴过渡，使 CO2电弧焊的飞溅增大。 （ ） 2气体保护电弧焊时，焊缝的线能量是熔宽与熔深的比值。 （焊缝的 成形系数 ） （ ） 3热裂纹是焊件再次加热而产生的裂纹 ,因而不是电弧焊焊缝的成形缺陷。 （再热裂纹） （ ） 4. MIG/MAG 焊时，为使工件获得较大熔深，一般均采用直流正接法焊接。 （直流反接） （ ） 5细丝埋弧焊机采用弧压反馈自动调节，因而弧长变化时不存在电弧自身调节作用。 (存在 ) （ ） 6 TIG 焊时电极逸出功越高，电弧焊时发射电子的能力越强，电弧越稳定。 （逸出 功 低 ） （ ） 7钎焊时钎料要熔
15、化 ,是熔化焊接方法，因而应该属于熔焊的范畴。 （ ） 8熔化极惰性气体保护焊时，可采用短路过渡、滴状过渡等熔滴过渡方式。 （ ） 9焊条电弧焊采用直流电焊接时，电弧磁偏吹的方向与电弧极性有关。 （无关） （ ） 10交流电弧焊时，电弧的刚直性也是由电弧自身磁场所造成的。 （ ） 11当一台弧焊电源的空载电压或工作电压不够用时，可把多台电源并联起来使用。 （ ） 12由于窄间隙焊的装配间隙窄，故需采用具有良好脱渣性的熔炼焊剂。 （烧结） （ ） 13电子亲和能大的元素，形成负离子的倾向大 ,因而易使电弧稳定性降低。 （ ） 14药芯焊丝电弧焊是一种气渣联合保 护的焊接方法。 （ ） 15. 当
16、焊件结构较复杂，要求抗裂性能好时，应选用酸性焊条。 （碱性 焊条 ） （ ） 16根据设计和工艺需要在焊件的待焊部位加工出一定几何形状的沟槽，称为坡5 口。 （ ） 17仰焊时，为便于操怍，保证焊件质量，应采用较小的焊条直径和焊接电流。 （ ） 18当焊件结构较复杂，要求抗裂性能好时，应选用酸性焊条。 （碱性 焊条 ） （ ） 19焊接时接头根部未熔透的现象称为未熔合。 （未焊透） （ ） 20电弧焊电源为下降外特性，即电源电压随电流减小而迅速下降。 （电流增大） （ ） 21. 钎料就是钎焊时所使用的熔剂，钎剂则是形成钎缝的填充金属。 （料和剂 反了 ） （ ） 22. 钎料的熔点应比母材金
17、属的熔点高 40 60 。 （熔点 低于 母材） 四、问答题： 1.电弧中的带电粒子主要是通过哪些方式产生的？电离和电子发射分别起什么作用？ 产生方式 中性气体粒子的电离、电极的电子发射、负离子形成等。 气体 电离 产生自由电子和正离子。电极的 电子发射 提供能量和电子。 6 2.在电弧中有哪几种主要作用力？说明各种力对熔池和熔滴过渡的影响。 电弧力主要包括电磁收缩力、等离子流力、斑点压力等。 电磁收缩力它不仅使熔池下凹，同时也对熔池产生搅拌作用，有利于细化晶粒，排出气体及夹渣，使焊缝的质量得到改善。另外，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
18、集中，电弧更具挺直性。 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。 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，因而斑点力总是阻碍熔滴过渡的作用力，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。 3.分 析电弧中电磁收缩力形成的原因，并说明该力对电弧、熔池和熔滴过渡的影响。 形成原因 由于 两个导体电流方向相同而产生的吸引力 称为 电磁收缩力 ， 而焊接电弧可以看成 是由 许多 平行的电流线组成的导体 ， 这些电流线之间也将产生相互吸引力，即形成电弧中的电磁收缩力。 影响 电磁收缩力它不
19、仅 使熔池下凹 ，同时也对熔池产生搅拌作用，有利于细化晶粒，排出气体及夹渣，使焊缝的质量得到改善。另外，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。 4.磁偏吹是如何形成的？磁偏 吹有何影响？焊接时如何减小磁偏吹的影响？ 形成原因 由于 以下原因使 电弧 周围磁场分布的均匀性受到破坏，从而产生磁偏吹。 .地线 接线位置偏向电弧一侧； . 电弧一侧 放置铁磁物质； . 平行电弧间 相互影响。 影响 使 电弧不稳定， 使 焊接电弧 漂移， 严重时无法施焊 。 解决方法 以 交流 电源代替 直流 电源 ； 采用短弧焊法；向 电
20、弧 偏吹方向倾斜焊条；选择好接线点 ； 避免周围铁磁物质。 5.什么是 焊接参数？ 分析 焊接参数对焊缝形状尺寸的影响。 焊接参数 指焊接时，为保证焊接质量而选定的 各项参数 的总称 。包括焊条直径、焊接电流、电弧电 压、焊接速度和预热温度等。 影响 焊接电流主要影响焊缝熔深。其它条件一定时，随着电流的增大，电弧力和电弧对工件的热输入量及焊丝的熔化量 (熔化极电弧焊 )增大。焊缝熔深和余高增加，而熔宽几乎不变，成形系数减小。电弧电压主要影响焊缝熔宽。其它条件一定时，随电弧电压的增大。熔宽显著增加，而熔深和余高略有减小。焊接速度的快慢主要影响母材的热输入量。其它条件一定时，提高焊接速度，单位长度
21、焊缝的热输入量及焊丝金属的熔敷量均减小，故熔深、熔宽和余高都减小。 6. TIG 焊需要什么样的电源外特性？为什么？最好采用什么样的电 源外特性？为什么？ 正常工作段需要 恒流外特性。因为 TIG 焊的 电弧静特性工作 部分 呈平的或略上升的形状， 其 稳定焊接参数主要是指稳定焊接电流，故最好采用 恒流特性 的电源。 然而 由于实际焊接时， 为 满足 系统稳定条件 ，需要具有下降特性的电源外特性。 由于7 弧长的微小变化都会引起焊接电源发生很大的波动，因此， TIG 焊时最理想的情况是采用带有垂直陡降 外特性的焊接电源。 7.为什么埋弧焊时允许使用比焊条电弧焊大得多的电流和电流密度 ？ 因为
22、在使用焊条电弧焊时若采用大的电流和电流密度， 则会 产生 电阻热使焊芯发红且温度过高，造成药皮脱落而影响熔渣保护效果。 而埋弧焊使用焊丝，不存在药皮成分受热分解的限制。 并且 埋弧焊的焊接电流是经过导电嘴在即将进入电弧空间时送人焊丝的，焊丝伸出长度较小，产生的电阻热小，且电弧埋在焊剂内，所以可使用比焊条电弧焊大得多的焊接电流和电流密度。 8.在焊接低碳钢和强度等级较低的合金钢时，选配焊剂和焊丝的依据和方式是什么？ 依据 在焊接低碳钢和强度等级较低的合金钢时，选配焊剂和焊丝通常以满足力学性能要求为主，使焊缝强度达到与母材等强度，同时要满足其它力学性能指标要求。 方式 可 选 用高锰高硅焊剂（如
23、HJ431、 HJ433、 HJ431）与低碳钢焊丝（如 H08A）或含锰的焊丝（如 H08MnA）相配合；用无锰高硅或低锰中硅焊剂（如 HJ130、 HJ250）与高锰焊丝（如 H10Mn2）相配合。 9.埋弧焊时为什么容易产生氢气孔和冷裂纹 ？ 如何防止 ？ 原因 氢是埋弧焊时产生气孔和冷裂纹的主要原因，埋弧焊时对氢的敏感性比较大，而防止气孔和冷裂纹的重要措施就是去除熔池中的氢。 防止 去氢的途径主要有两条：一是杜绝氢的来源，这就要求清除焊丝和工件表而的水分、铁锈、油和其他污物，并按要求烘干 焊剂； 二是通过冶金手段去除已混入熔池中的氢，这可利用由焊剂中加入的氟化物分解出的氟元素和某些氧化
24、物中分解出的氧元素，通过髙温治金反应与氢结合成不溶于熔池的化合物 HF和 OH 来加以去除。 10.用熔化极气保焊焊接低碳钢、不锈钢和铝合金（无特殊要求）时， 所 用的焊接方法和保护气体有何异同？为什么？ 低碳钢 常 采用 CO2气体保护焊和 MAG 焊 。 采用 CO2 气保焊是因为 其成本低，耗电 少， 生产率高， 经济效益好；保护气体为纯度 大于 99.5%的 CO2气体， 以 减少 氢气孔的产生。 采用 MAG 焊 时，保护气体为 80%氩气加上 20%的 CO2气体。它 既有 Ar气电弧稳定 、飞溅小、 易 获得轴向喷射过度的 优点 ，同时由于 CO2而不存在 阴极漂移现象， 焊缝金
25、属冲击韧性好及工艺效果好。 也可 用氩气加上 20%以上 的 O2气体，可以有 较高的生产率，抗气孔 性能 也比 Ar+CO220%以及纯 CO2都好， 焊缝缺口韧度也有所提高。 不锈钢 常用 TIG 焊 和 MIG 焊 ，要求不高时可用 MAG 焊 。 TIG 焊几乎可以 焊接所有金属和合金。 气体 可采用 纯氩气 或 Ar 气混入 5%的 氢气，以提高焊接速度 和 有助于控制焊缝金属成形， 使 焊道更均匀美观。 MIG 焊几乎 可以焊接所有金属材料。 气体 可用 Ar+He，以 增加 电弧温度，增加焊缝金属润湿性。 MAG 焊 时，气体可采用 Ar+CO2， 但 CO2含量 不可超过 5%
26、，否则会渗碳从而降低 接8 头 的抗蚀性能 。 或者 氩气 中 加入 1%氧气，以克服阴极漂移现象 ， 并细化熔滴 ，且 微量的氧气对 接头 抗腐蚀性能无显著 影响。 铝合金 常用 TIG 焊 和 MIG 焊 。 TIG 焊时 ，气体 可 采用 工业 纯氩，完全能满足铝金属活泼 性 的要求 。也可混入 氦气， 可 获得较大熔深 。 MIG 焊 时， 气体 可用纯氩 ， 燃烧稳定，飞溅小 。也可 加入 一定数量的 He气 ，能够获得两者所具有的 优点 ， 改善熔深，减少气孔和提高生产率。 11.简述 CO2 焊氧化、气孔、飞溅的形成原因、造成的影响及其防止措施。 氧化 形成原因： CO2 高温时
27、 要分解形成 CO 和 O2， 其中 CO2和 O2，都能与 铁和其他合金元素发生 化学 反应 ， 具 有强烈的氧化作用 ， 会使合金元素烧损 。 造成影响： .生成的 FeO 能大量熔于熔池金属中，易 产生 气孔、夹渣 等缺陷 。. 锰、硅等 合金元素被烧损， 使 焊缝金属的 力学性能 降低。 .碳烧损 生成 CO， 增大 飞溅 ， 同时 也易使焊缝产生 气孔 和降低力学性能。 防止措施：在 焊丝中加入足够数量的脱氧元素 ， 同时降低焊丝中的含碳量 ， 并选择 合适 的焊接参数焊接。 气孔 形成原 因 ： 可能 产生的气孔有氮气孔、氢气孔和 CO 气孔 。其中 氮气孔 和氢气孔一般 是由于
28、熔池中溶解了较多 N2或 H2， 在 焊缝金属结晶瞬间来不及逸出，从而形成气孔 。 CO气孔则是 在金属 结晶 过程中，由于激烈的冶金反应， FeO 与 C作用 生成 CO 而 易在焊缝中形成 CO 气孔 。 造成影响 ： 气孔 作为一种焊接缺陷， 在气孔区容易产生冷裂纹和疲劳裂纹、延迟裂纹等再生缺陷，能使焊缝的屈服强度和抗拉强度减弱。 防止措施 ： .避免 氮气孔 应 增强气体的保护效果，防止空气侵 入 ， 同时可 选用含有固氮元素的焊丝； . 避免氢 气孔 应 提高 CO2气体纯度 ，控制 其中 所含的水分 ； .避免 CO 气孔 应在熔池中加入足够量的脱氧剂（ Si、 Mn、 Ti、 A
29、l等 ） 。 飞溅 形成原因 ： .由 冶金反应引起； .由 斑点压力引起； . 熔滴短路时 引起； .非轴向 熔滴过渡 造成 ； . 焊接参数不当 引起。 造成影响：大量飞溅 不仅 增加 焊丝损耗， 而且焊后 需要清理表面 ， 同时飞溅金属易堵塞喷嘴，影响气流的保护效果。 另外 ，喷嘴上的飞溅层常落入熔池，降低焊缝质量 ， 以及污染环境和 烧伤 焊工 ， 严重时会 影响操作 。 防止措施 ： .采用 含有脱氧元素的焊丝； . 采用 直流反接焊接； . 在 焊接回路中串入合适的电感； . 采用短路过渡 方式； .正确选择焊接参数 。 12.直流 TIG 焊按极性可分为哪几种？试述每种方法的优缺
30、点及应用。 可分为直流 正接 和 直流反接。 直流正接 特点 ： .电流容量大； . 钨极载流能力大， 较小直径可承载大电流， 电流 密度集中，稳定性 好 ； . 能在 工件上形成窄而深的熔池； . 无 破碎工件氧化膜作用 。 应用：常 用于除镁 、 铝 以外 的材料焊接。 9 直流反接 特点 ： .电流 容量小； . 钨极 不能承载大电流，容易产生过热，甚至熔化，电弧分散，加热不集中； . 只能 得到窄而浅的焊缝，生产率低； .电弧 对母材表面的氧化膜具有阴极清理作用。 应用 ： 用于 厚度 3mm 以下的铝 、 镁 及 其 合金 焊接。 13.交流钨极氩弧焊会产生什么问题？形成什么影响？如
31、何解决（简述原理）？ 问题 .能产生 有害的直流分量 ； . 在 50Hz 频率下 交流电流 每秒钟 经过 零点 100次 。 影响 . .造成严重 发热，甚至烧坏焊机； . 削弱 阴极破碎作用，甚至使得氧化膜不能消除，影响质量； . 使电弧 稳定性差，影响焊接过程以及焊缝质量。 解决 方法 .在 焊接回路中串联电容 ， 电容只允许 交流电流 通过而不允许 直流电流通过， 可以起到 隔离直流分量的作用； .不常用 的方法有串接蓄电池，采用电阻 和 二极管电路 等 ， 效果不理想 ； . 配备 引弧装置和稳弧装置 ，用 以 稳定 电弧； . 采用 方波交流弧焊电源 。 由于 采用 电子电路控制
32、， 正负半周电流 幅值 可调，因此无需另加消除直流分量 装置；方波 电流过零点后增长快，再引燃容易，电弧稳定性高 。 14.试比较 MIG 焊 、 MAG 焊和 TIG 焊的优缺点。 MIG 焊 与 TIG 焊 相比 ， MIG 采用 焊丝作电极，焊丝和电弧的电流密度大， 焊丝 熔化速度快， 熔敷 效率高 ， 母材熔深大，焊接变形小，焊接生产效率高 。 与 MAG 焊 相比， MIG 焊 电弧 无 氧化性，更适合有色金属的焊接， 而 MAG 焊 不适合。 同时 ，随着 MAG 焊 气体中混 入的 CO2含量 增加，焊缝的 冲击韧度 会逐渐降低。 MAG 焊 与 TIG 焊 相比， MAG 焊和
33、 MIG 焊 所具有的 优势 一样 ， 生产效率高。 同时 又由于含有 一定的 活性气体 ， 焊缝金属润湿性好， 对于工件 焊前清理 的 要求也相对不那么敏感。 （ P181）与 MIG 焊 相比 ， MIG 焊接 不锈钢 、 低碳钢及低合金钢时，存在金属润湿性差 ，易产生气孔， 电弧阴极斑点不稳定， 产生阴极漂移 现象， 焊缝熔深及成形不规则等问题，而 加入了 CO2的 MAG 焊则可 大大提高焊缝金属润湿性，氩气中加入 1%氧气 即可 克服 阴极 偏移 现象 ， 且 对于不锈钢，氧气含量低 于 2%则对其接头抗腐 蚀性无显著影响 ， 同时 MAG 焊的焊缝成形 较好 。 TIG焊 与 MI
34、G 焊 和 MAG 焊 相比 ， TIG 焊 的优势是 焊接品质高 ，焊缝优良 ；焊接 过程稳定， 焊缝 成形美观 ； 特别适用于薄板焊接。 15.什么是等离子弧？从本质上讲形成等离子弧的原因是什么？ 等离子弧是 通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的非自由电弧。 等离子弧是 借助机械压缩效应 、 热压缩效应和磁压缩效应 而 形成的。 喷嘴 的 机械 压缩是前提条件，最 本质原因 是热压缩 。 16.与氧气切割相比，等离子弧切割有哪些优越性？有什么不足？为什么？ 优越性 等离子弧切割的原理与 氧气的切割原理有着本质的不同。氧气切割主要是靠氧与部分金属的化合燃烧和氧气流的吹力，使燃烧的金
35、属氧化物熔渣脱离基体而形成切10 口的。因此氧气切割不能切割熔点高、导热性好、氧化物熔点高和粘滞性大的材料。等离子弧切割过程不是依靠氧化反应，而是靠熔化来切割工件的。等离子弧的温度高 (可达50000K)，目前所有金属材料及非金属材料都能被等离子弧熔化，因而它的适用范围比氧气切割要大得多。 不足 设备 价格高 ；切割 公差大， 切割 过程中会产生 烟尘 及噪音； 切割 20mm 以上钢板比较困难，需要很大功率的等离子电源，成本较高。 17.说明等离子弧堆焊与等离子弧喷涂的异同点。 相同点 . 热源 上， 都使用 等离子弧作为热源； . 都能 改变基体 材料 和母材 的 性能； . 喷涂材料 和
36、 焊接材料 都分为 丝 材和 粉末两种。 不同点 .热源方面，喷涂为非转移型等离子弧，堆焊为转移型等离子弧； .涂层与基体之间是机械结合，堆焊层与母材之间则是冶金结合； .喷涂的材料可以为金属或非金属，而堆焊的焊丝必须为金属； .喷涂的基体可以为金属或非金属，而堆焊的母材必须为金属； .喷涂时工件一般不接电源，堆焊时工件需接电源正极； .喷涂成本低，而堆焊设备复杂， 成本高； .喷涂涂层厚度很薄（几微米到 1mm 之间），并且基体损伤小，甚至可在纸上喷涂，而堆焊层厚度相对较厚（ 2mm 左右）。 五、分析： 1. 指出下列符号的含义： （ 1） BX3 300； ZX7 400ST； ZXG
37、400； BX2 1000 （ 2） MZ-1000； NBC-500； WSME 400 （ 1） BX3-300 B 弧焊变压器， X 下降 外特性， 3 动线圈式， 300 额定焊接电流 300A ZX7-400ST Z 弧焊整流器， X 下降外特性， 7 逆变式， 400 额定焊接电流 400A，ST 手工焊和自动焊两用 ZXG-400 Z 弧焊整流器， X 下降外特性， G 硅整流， 400 额定焊接电流 400A BX2-1000 B 弧焊变压器， X 下降外特性， 2 串联电抗器式， 1000 额定焊接电流 1000A （ 2） MZ-1000 M 埋弧焊机 ， Z 自动焊 ，
38、1000 额定 焊接电流 1000A NBC-500 N 熔化极 气体保护焊， B 半自动 ， C 二氧化碳 保护焊 WSME-400 W 钨极 ， TIG 焊机 ， S 手工焊 ， M 脉冲 ， E 交直流 两用 2. 分析图 4-1 a)、 c)所示的焊接方法程序循环图的程序控制意义。 a) 首先 是保护 气流 开 始通过，并保持恒定的气体流量；其次产生 高频 引弧电压，引燃电弧； 接 下来 开始 正常焊接，保持恒定的焊接速度、 送丝速度 、电弧电压和焊接电流；焊接 快结束时，先是缓慢降低 焊接电流， 运行一定时间后灭弧， 焊接电源断开， 同时停止送丝和前进 ； 最后 隔 一段时间 后 再停止 输送 保护气流。
