熔焊復(fù)習綱要

1、緒論焊接：通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達到結(jié)合的一種加工方法。焊接方法分類：1. 熔焊：利用熱源加熱被焊母材的連接處使之發(fā)生熔化，利用液相之間的相溶及液、固兩相原子的緊密接觸來實現(xiàn)原子間的結(jié)合。2. 壓焊：對被焊母材的連接表面施加壓力使兩個連接表面的原子相互緊密接觸，產(chǎn)生足夠的結(jié)合力。3. 釬焊：對填充材料進行加熱使之熔化，利用液態(tài)填充材料對固態(tài)母材潤濕，使液、固兩相的原子緊密接觸，充分擴散，從而產(chǎn)生足夠的結(jié)合力。熔焊方法的特點：1. 焊接時母材局部在不承受外加壓力的情況下被加熱熔化。2. 焊接時須采取更為有效的空氣隔離的措施。3. 兩種被焊材料之間需具有必要的冶金

2、相容性。4. 焊接時焊接接頭經(jīng)歷了更為復(fù)雜的冶金過程。第1章 焊接電弧焊接電?。河珊附与娫垂┙o能量，在具有一定的電壓的兩電極之間或電極與母材之間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象。電弧放電可分為非自持放電區(qū)和自持放電區(qū)。非自持放電區(qū)內(nèi)的氣體導(dǎo)電所需要的帶電粒子需要外加措施，外加措施撤除后放電停止。自持放電區(qū)內(nèi)氣體導(dǎo)電過程本身就可以產(chǎn)生維持導(dǎo)電所需要的帶電粒子。電弧放電的特點：電流最大、電壓最低、溫度最高、發(fā)光最強。兩電極之間產(chǎn)生氣體放電的條件：帶電粒子和一定強度的電場。帶電粒子指電子和正負離子。引燃和維弧的帶電粒子是電子和正離子，這兩種帶電粒子主要是依靠電弧中氣體介質(zhì)的電力和電極的電子發(fā)射

3、兩個物理現(xiàn)象產(chǎn)生。解離：當能量足夠大時，有多原子構(gòu)成的氣體分子就會分解為原子狀態(tài)，這個過程稱為解離。電離：在外加能量的作用下，使中性氣體分子或原子分離成為正離子和電子的現(xiàn)象稱為電離。氣體電離電壓：電子脫離原子或分子所需的外加能量大小，說明了某種氣體電離的難易程度。激勵：當中性氣體分子或原子受到外加能量的作用不足以使電子完全脫離氣體分子或原子時，而使電子從較低的能級轉(zhuǎn)移到較高的能級的現(xiàn)象稱為激勵。加熱、電場作用和光輻射均可產(chǎn)生激勵現(xiàn)象。最低激勵能：使中性氣體分子或原子激勵所需最小外加能。若以伏來表示則稱為激勵電壓。激勵電壓越小說明氣體原子或分子越容易發(fā)生激勵。電離的種類：1. 熱電離：氣體粒子受

4、熱的作用而產(chǎn)生的電離。2.場致電離：當氣體中有電場作用時，氣體中的帶電粒子被加速，電能被轉(zhuǎn)換為帶電粒子的動能，當其動能增加到一定程度時能與中性粒子產(chǎn)生非彈性碰撞，使之電離。由電子與中性粒子的非彈性碰撞引起，有連鎖反應(yīng)性質(zhì)。3.光電離：中性粒子接受光輻射作用而產(chǎn)生的電離現(xiàn)象。只有當光輻射波長小于臨界波長時，中性氣體粒子才可能被直接電離。氣體粒子碰撞產(chǎn)生彈性碰撞和非彈性碰撞。彈性碰撞是非破壞性的，只能發(fā)生動能的傳遞和再分配以及粒子運動速度和溫度變化。非彈性碰撞是破壞性的，在動能較大時產(chǎn)生，被碰撞氣體離子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。電離度X反映了電弧氣氛被電離程度，X=電離后的電子或離子的密度/電離前中性粒子

5、的密度電子發(fā)射：電極表面接受一定的外加能量作用，使其內(nèi)部的電子沖破電極表面的束縛而飛到電弧空間的現(xiàn)象。電子發(fā)射需要逸出功電子發(fā)射的分類：1. 熱發(fā)射：金屬表面承受熱作用而產(chǎn)生電子發(fā)射的現(xiàn)象。2. 場致發(fā)射：有強電場作用時，電子獲得足夠能量飛入電弧空間。這種從電極表面飛出電子的現(xiàn)象稱為場致發(fā)射。3. 光發(fā)射：當金屬電極表面接受光輻射時，電極表面的自由電子能量增加，當電子的能量達到一定值時能飛出電極表面。這一現(xiàn)象稱為光發(fā)射。4. 粒子碰撞發(fā)射：當高速運動的粒子碰撞金屬電極表面時，將能量傳給電極表面的電子，使電子能量增加丙飛出電極表面。接觸式引弧分為短路階段、分離階段和燃弧階段。非接觸式引弧分為激發(fā)

6、和燃弧兩個階段。電弧的靜特性：在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系。電弧的動特性：對于一定弧長的電弧，當電弧電流發(fā)生連續(xù)快速變化時，電弧電壓與電流瞬時值之間的關(guān)系。焊接電弧力影響因素：焊接電流和電弧電壓、焊絲直徑、電極特性、氣體介質(zhì)鎢極端部幾何形狀、電流脈動電弧穩(wěn)定性：直流>脈沖直流>交流第2章 焊絲的熔化和熔滴過渡熔滴過渡可分為：自由過渡、接觸過渡和渣壁過渡。短路過渡：在向熔池方向的表面張力和電磁收縮力的作用下，熔滴金屬過渡到熔池中去。短路過渡過程：電弧燃燒形成熔滴熔滴長大并與熔池短路熄弧液橋縮頸斷開而過度電弧再引燃。短路過渡特點：

7、1. 燃弧、短路交替進行。2. 焊接電流較小，但短路時峰值電流是平均電流的幾倍。3. 一般采用細絲。第3章 母材的熔化和焊縫成形雙橢圓分布熱源：由于電弧沿焊接方向運動由于電弧沿焊接方向運動，電弧熱流圍繞加熱斑點中心不對稱分布。由于焊接速度的影響，電弧前方的加熱區(qū)域要比電弧后方的??；加熱斑點不是圓形，而是橢圓形，并且電弧前、后的橢圓形狀也不相同。 加熱斑點分為加熱斑點區(qū)和活性斑點區(qū)熔合比：母材面積和焊縫總面積之比=AM/（AM+AB）焊接參數(shù)對焊縫成形的影響：焊接電流、電弧電壓和焊接速度。焊接電流的種類極性和電極尺寸對焊縫成形的影響：焊接電流的種類和極性、鎢極端部形狀、焊絲直徑和伸出長度。其它工

8、藝因素對焊縫成形的影響：坡口和間隙、電極傾角、焊件傾角、焊件材質(zhì)和厚度、焊劑焊條藥皮和保護氣體。焊縫成形的缺陷：未熔合和未焊透：由于焊接電流小、焊接速度過高引起。應(yīng)選擇合適的焊接參數(shù)，設(shè)計合適的焊接坡口形式以及裝備間隙。燒穿：焊接電流過大、焊接速度過小。塌陷：熔池過大、固態(tài)金屬對熔化金屬的表面張力不足。咬邊：焊縫的焊趾部位被熔化了的母材因填充金屬不足而產(chǎn)生缺口。第4章 電弧焊自動控制基礎(chǔ)智能機器人三要素：感覺要素、運動要素、思考要素。電弧焊工藝對焊接機器人的基本要求：1.運動系統(tǒng)高度靈活。 2.控制系統(tǒng)高精度。 3.可達的工作空間大。 4.可設(shè)置、再現(xiàn)與運動相聯(lián)系的焊接參數(shù)，并能和焊接輔助設(shè)備

9、交換位置信息。 5.示教記憶容量大。 6.方便對焊接機器人進行示教，使主觀誤差盡量小。 7.控制裝置具有高抗干擾能力和可靠性。 8.具有可靠的自保護和自檢查系統(tǒng)。機器人三種基本運動方式：旋轉(zhuǎn)、擺動、自定義。第5章 埋弧焊埋弧焊：電弧在焊劑下燃燒以進行焊接的熔焊方法。埋弧焊的優(yōu)點：生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好、勞動條件好、節(jié)約金屬和電能。埋弧焊的缺點：焊接適用的位置受限制、焊接厚度受限制、對焊件坡口加工和裝配要求較嚴。對焊劑的要求：1. 應(yīng)具有良好的焊接工藝性能。2. 應(yīng)具有良好的焊接冶金性能。3. 焊接顆粒應(yīng)具有所要求的尺寸，顆粒強度要足夠高，吸潮性要小，焊劑中夾雜物含量要少。埋弧焊電源：分為交流電

10、源和直流電源。第6章 鎢極惰性氣體保護焊TIG焊：使用純鎢或活化鎢作為非熔化電極，采用惰性氣體作為保護氣體的電弧焊焊法。TIG焊焊接電源和接法：1. 直流反接：焊件在電源負端，鎢極接正端。對母材表面氧化膜有“陰極清理”作用。2. 直流正接：焊件接正端，鎢極接負端。最穩(wěn)定的接法之一。3. 交流電源4. 方波交流電源采用氬氣做保護氣體的特點：電弧熱量損失較少，電弧一旦燃燒就很穩(wěn)定，穩(wěn)定性最好。但電弧容易擴展，呈典型鐘罩形，加熱不夠集中。采用氦氣做保護氣體的特點：對于厚板、熱導(dǎo)率高或熔點較高的材料用氦氣較好，但是焊接成本太高。TIG焊對鎢極的要求：引弧及穩(wěn)定性好、耐高溫，不易損耗、電流容量大。TIG

11、參數(shù)選擇：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、保護氣體流量、鎢極伸出長度、鎢極直徑和形狀、填絲速度。第7章 熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊：使用焊絲作為熔化電極，采用氬氣(MIG)或者富氬混合氣(MAG)作為保護氣體的電弧焊方法。熔滴過渡類型的合理選擇： 1. 噴射過渡：中厚板和大厚板的水平對接及角接焊(平角焊)。 2. 脈沖射流過渡：上述情況+全位置焊接。 3. 短路過渡：薄板及全位置焊接。電弧固有自調(diào)節(jié)系統(tǒng)：P171亞射流過渡：在鋁和鋁合金MIG時才會出現(xiàn)。電弧弧長較短，過渡平穩(wěn)，焊縫成形美觀，無飛濺。MIG焊和MAG焊選擇保護氣體的原則：1.對焊縫性能無害原則。2.改善工藝及焊縫質(zhì)量原則。3.提高工

12、藝技術(shù)水平原則。第8章 二氧化碳氣體保護電弧焊焊接特點：焊接薄板時選用細焊絲，用較小電流。焊接厚板時用粗焊絲，用較大電流。二氧化碳氣體保護電弧焊的冶金特點：1. CO2在高溫時會分解，產(chǎn)生強烈的氧化作用，使合金元素燒損。2. 脫氧與合金化：抑制焊縫中合金元素和鐵的氧化以及使氧化鐵還原。氫氣孔：焊縫中溶解了過量的氫。氫的主要來源是水分，特別是CO2保護氣體中的水分。 氫氣孔常出現(xiàn)在焊縫表面，氣孔斷面呈螺旋狀。 提高CO2保護氣體的純度，控制含水量，對于減少氫氣孔很有效。CO2氣體容易和H反應(yīng)，形成水蒸氣，在液態(tài)金屬中溶解度很小。故出現(xiàn)氫氣孔的可能性較小。所以二氧化碳氣體保護焊是種公認的低氫焊接方法。有較強的抗潮和抗銹能力。等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)：焊接過程中，焊絲等速送進，利用焊接電源外特性的自身控制作用來調(diào)節(jié)焊絲熔化速度，保持電弧長度不變，也稱作電弧的自身調(diào)節(jié)。飛濺產(chǎn)生的原因：1. 氣體