焊接基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)

1、1第一章第一章 電弧焊基礎(chǔ)知識(shí)電弧焊基礎(chǔ)知識(shí) 焊接的概念焊接的概念：電弧的概念：電弧的概念：三三 電弧中帶電粒子的產(chǎn)生：電弧中帶電粒子的產(chǎn)生：電弧是由兩個(gè)電極和它們之間的氣體空間組成。電弧中的帶電粒子主要依靠?jī)呻姌O之間的氣體電離和電極發(fā)射電子兩個(gè)物理過(guò)程所產(chǎn)生的，同時(shí)也伴隨著解離、激勵(lì)、擴(kuò)散、復(fù)合、負(fù)離子的產(chǎn)生等過(guò)程。四四 電離與激勵(lì)電離與激勵(lì)（一）電離（一）電離：在一定條件下中性氣體分子或 原子分離為正離子和電子的現(xiàn)象稱為電離。 電離的種類： 1. 熱電離：熱電離： 2. 電場(chǎng)電離：電場(chǎng)電離： 3. 光電離：光電離：2 （二）電子發(fā)射：（二）電子發(fā)射： 1、熱發(fā)射、熱發(fā)射 金屬表面承受熱作用

2、而產(chǎn)生的電子發(fā)射現(xiàn)象。熱陰極熱陰極： 冷陰極冷陰極：影響因素：溫度、材質(zhì)、表面形態(tài) 2、電場(chǎng)發(fā)射、電場(chǎng)發(fā)射： 當(dāng)金屬表面空間存在一定強(qiáng)度的正電場(chǎng)時(shí)，金屬內(nèi)的自由電子受此電場(chǎng)靜電庫(kù)倫力的作用，當(dāng)此力達(dá)到一定程度時(shí)，電子可飛出金屬表面，這種現(xiàn)象稱電場(chǎng)發(fā)射。對(duì)低沸點(diǎn)材料，電場(chǎng)發(fā)射對(duì)陰極區(qū)提供帶電粒子起重要作用。影響因素：溫度、材質(zhì)、電場(chǎng)大小 3、光發(fā)射：、光發(fā)射： 當(dāng)金屬表面接受光輻射時(shí)，也可使金屬表面自由電子能量增加，沖破金屬表面的約束飛到金屬外面來(lái)，這種現(xiàn)象稱為光發(fā)射。 4、粒子碰撞發(fā)射：、粒子碰撞發(fā)射： 高速運(yùn)動(dòng)的粒子（電子或離子）碰撞金屬表面時(shí)，將能量傳給金屬表面的自由電子，使其能量增加而跑

3、出金屬表面，這種現(xiàn)象稱為粒子碰撞發(fā)射。 （三）（三）.負(fù)離子形成負(fù)離子形成 負(fù)離子形成一般發(fā)生在電弧的外圍溫度低的區(qū)域，中性原子或分子捕獲運(yùn)動(dòng)動(dòng)能較低的電子。 3 五、焊接電弧的構(gòu)成及其導(dǎo)電特性五、焊接電弧的構(gòu)成及其導(dǎo)電特性陰極區(qū) 10-410-6cm ； 弧柱區(qū) ; 陽(yáng)極區(qū) 10-210-3cm 六、陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)六、陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)1.熱發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)；2.電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)；3.等離子型導(dǎo)電機(jī)構(gòu) 七、斑點(diǎn)七、斑點(diǎn)1.陰極斑點(diǎn)：陰極斑點(diǎn)：陰極通過(guò)微小的斑點(diǎn)發(fā)射電子，這些斑點(diǎn)上的電流密度很高，稱為陰極斑點(diǎn)。電流密度：5105107A/cm 2。 形成陰極斑點(diǎn)的條件決定了焊接過(guò)程中一些現(xiàn)象的

4、產(chǎn)生，即陰極表面上熱發(fā)射性能強(qiáng)的物質(zhì)有吸引電弧的作用；陰極斑點(diǎn)有自動(dòng)跳向溫度高、熱發(fā)射強(qiáng)的物質(zhì)上的性能。如果金屬表面有低逸出功的氧化膜存在時(shí)，陰極斑點(diǎn)有自動(dòng)尋找氧化膜的傾向。 2.陽(yáng)極斑點(diǎn)：陽(yáng)極斑點(diǎn)： 由于陽(yáng)極斑點(diǎn)的形成條件之一是金屬的蒸發(fā)，因此金屬表面覆蓋氧化膜時(shí)，同陰極斑點(diǎn)的情況相反，陽(yáng)極斑點(diǎn)則有避開(kāi)氧化膜而去自動(dòng)尋找純金屬表面的傾向。 4 八、電弧力八、電弧力 1.電磁力：電磁力：當(dāng)電流在一個(gè)導(dǎo)體中流過(guò)時(shí)，整個(gè)電流可看成是由許多平行的電流線組成，這些電流線間將產(chǎn)生相互吸引力，使導(dǎo)體斷面有收縮的傾向，這種收縮現(xiàn)象謂之電磁收縮效應(yīng)，而作用的力稱為電磁收縮力或電磁力。 2.等離子流力：等離子流

5、力：在電弧中由于電弧推力引起高溫氣流的運(yùn)動(dòng)所形成的力稱為等離子流力。 等離子流力除影響焊縫形狀外，還有促進(jìn)熔滴過(guò)渡、攪拌熔池、增加電弧的挺度等作用。 3.斑點(diǎn)力：斑點(diǎn)力：斑點(diǎn)力在一定條件下將阻礙焊條熔化金屬的過(guò)渡。 4.爆破力：爆破力： 熔滴短路過(guò)渡時(shí)由電磁收縮力及液柱小橋氣化爆斷引起，促進(jìn)短路過(guò)渡，但會(huì)造成飛濺。 5.細(xì)熔滴沖擊力：細(xì)熔滴沖擊力： 富Ar氣體射流過(guò)渡焊接時(shí)，熔化金屬形成連續(xù)細(xì)滴沿焊絲軸向高速射向熔池，產(chǎn)生很大的沖擊力，5 九、電弧自身磁場(chǎng)的作用九、電弧自身磁場(chǎng)的作用（一）是產(chǎn)生磁收縮力，促進(jìn)熔滴過(guò)渡，保證一定的熔深，使電弧具有剛直性；影響因素影響因素 ：電流大?。粴怏w介質(zhì) 壓

6、縮程度；電極形狀（二）是在一定條件下，會(huì)帶來(lái)磁偏吹現(xiàn)象，使電弧不穩(wěn)定，影響焊接過(guò)程及焊縫成形。種類種類導(dǎo)線接線位置引起的磁偏吹（直流）電弧附近的鐵磁物質(zhì)引起的磁偏吹；剩磁引起的磁偏吹；交流電弧的磁偏吹。解決辦法解決辦法： 以交代直 ；短弧焊；工件消磁、避免周圍鐵磁物質(zhì) ；對(duì)于長(zhǎng)和大的工件可采用兩邊連接地線的方法；選用厚皮焊條。6 十、焊絲的熔化速度、熔化系數(shù)及影響因素十、焊絲的熔化速度、熔化系數(shù)及影響因素（一）（一） 熔化速度：熔化速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間熔化焊絲的重量或長(zhǎng)度（m/h；g/h）。（二）（二） 熔化系數(shù)：熔化系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)單位電流時(shí)焊絲熔化的重量或長(zhǎng)度（m/Ah;g/Ah）。影響因素

7、：影響因素：焊接電流與電壓 電流極性 保護(hù)氣體介質(zhì) 電阻熱 十一、熔滴過(guò)渡十一、熔滴過(guò)渡概念：焊絲（條）端頭的金屬在電弧熱作用下被加熱熔化形成熔滴，并在各種力的作用下脫離焊絲（條）進(jìn)入熔池，稱之為熔滴過(guò)渡。 十二熔滴上的作用力十二熔滴上的作用力（一）表面張力（一）表面張力 表面張力一方面使熔滴形成縮頸，另一方面是熔滴的主要維持力。 1 與材料成分有關(guān)2 熔滴上有表面活化物質(zhì)時(shí)，可以大大降低表面張力系數(shù)3 與氣體介質(zhì)有關(guān) 4 與熔滴溫度有關(guān)（二）重力（二）重力：作用：平焊（推力）； 立、仰焊（阻力）（三）電磁力（三）電磁力 ：當(dāng)dG（）dD（）易過(guò)渡; dGI臨 接觸過(guò)渡接觸過(guò)渡 短路過(guò)渡形式的

8、電弧穩(wěn)定，飛濺較小，成形良好，是目前薄板件和全位置焊接生產(chǎn)中常用的焊接方式 。 渣壁過(guò)渡渣壁過(guò)渡：形成條件：涂料焊條手弧焊，埋弧焊8 十四 焊縫和熔池的形狀及尺寸（一）焊縫形狀（一）焊縫形狀 焊縫形狀是指焊縫橫截面的形狀，一般以熔深H 、熔寬 B和余高a來(lái)表示。（二）（二）焊接條件對(duì)焊縫成形影響：1電流主要確定熔深；2.電弧電壓主要確定熔寬；3.焊接速度重要參數(shù)其他因素的影響其他因素的影響1.電流種類、極性。 熔化極焊直流反接時(shí)的H、B大， Pk大 。TIG焊正接時(shí)H，B大，PA大 2.焊絲直徑和伸出長(zhǎng)度： - 電弧收縮 F-H B9 第三章第三章 埋弧焊埋弧焊一 1. 埋弧焊是 電弧在焊劑層

9、下燃燒 ，焊絲自動(dòng)送進(jìn)的電弧焊方法。 2. 特點(diǎn): 1） 生產(chǎn)效率高 2 ）焊縫質(zhì)量高(氣、渣聯(lián)合保護(hù)） 3）勞動(dòng)條件好（無(wú)弧光輻射，自動(dòng)化操作） 4 )適合于焊黑色金屬和不易氧化的金屬；厚板;長(zhǎng)縫；平焊縫二 焊劑的分類1按制造方式分： 1）熔煉焊劑 熔煉溫度1500 1600 2） 燒結(jié)焊劑 ； 2按熔渣堿度分 1）酸性 工藝性能好，交直流兩用，焊縫韌性低 2）中性 性能介于酸堿性之間3） 堿性 反之； 3熔煉焊劑分類： 1） MnO（無(wú)、低、中、高） 2）SiO2（低、中、高） 3）CaF2（低、中、高）三 常用埋弧焊技術(shù):1 焊前準(zhǔn)備1.坡口設(shè)計(jì)及加工：14mm，可不開(kāi)坡口 ；1422m

10、m，開(kāi)“V”坡口 ；2250mm，開(kāi)“X”坡口。 ；另還有“U”、雙面“U”形，因加工較難故用得較少。 坡口加工：用刨邊機(jī)或氣割 2 焊前清理 焊縫20毫米內(nèi)的銹斑、油污、氧化皮清理干凈四 常見(jiàn)缺陷及防止辦法： 1.成形缺陷 熔寬不均勻、余高大、咬邊、未焊透、燒穿、熔池流淌2.冶金缺陷 : 1)氣孔 2)裂縫 3)夾渣10 第四章第四章 熔化極氣體保護(hù)電弧焊熔化極氣體保護(hù)電弧焊 一、熔化極氣體保護(hù)焊原理 二、依據(jù)焊絲結(jié)構(gòu)分類： 1 實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊 2 藥芯焊絲電弧焊; 依據(jù)保護(hù)氣體分類：1)惰性氣體保護(hù)焊 2）混合氣體保護(hù)焊 3 CO2氣體保護(hù)焊 三、氣體選擇遵循的原則: 1 對(duì)焊縫性能無(wú)

11、害原則 2 改善工藝及焊縫質(zhì)量原則 3 提高工藝技術(shù)水平原則 四 熔滴過(guò)渡類型的選擇 ： 1 MIG焊常用的熔滴過(guò)渡形式主要有連續(xù)射流過(guò)渡(包括射流過(guò)渡、亞射流過(guò)渡和旋轉(zhuǎn)射流過(guò)渡)、脈沖射流過(guò)渡和短路過(guò)渡。 2 射流過(guò)渡主要用于中厚板和大厚板的水平對(duì)接及水平角接；脈沖射流過(guò)渡除可用于上述情況外，還可用于全位置焊接； 3 短路過(guò)渡一般用于薄板及全位置焊接。11 五、焊縫起皺及解決辦法 ： 1 在增大電流時(shí)，當(dāng)陰極斑點(diǎn)在弧坑集中，引起電弧力劇增，從而將高溫熔化金屬由弧坑排擠到工件表面，形成未熔合和氧化 、氮化。這種過(guò)程引起的焊縫表面焊接質(zhì)量問(wèn)題總稱為焊縫起皺。11 2 解決辦法：1） 減小焊接電流

12、，減小電弧力 2） 壓低電弧，減小陰極斑點(diǎn)的活動(dòng)區(qū) 3）加強(qiáng)氣體保護(hù)，防止弧坑金屬與工件表面金屬氧化、氮化 六、 1亞射流過(guò)渡的特點(diǎn)：短弧，碟狀電弧，“啪啪”聲，熔滴過(guò)渡頻率減小，熔滴尺寸增大。 2 鋁焊絲亞射流過(guò)渡重要特性：焊絲熔化系數(shù)隨可見(jiàn)弧長(zhǎng)的縮短而增大 。 3 亞射流過(guò)渡焊接的特點(diǎn)弧長(zhǎng)小，保護(hù)效果更好，陰極霧化作用更強(qiáng) 。恒流外特性，焊縫成形均勻“碟形”電弧，“碗形”熔深。12 七 、熔化極混合氣體保護(hù)焊 1、He比Ar 熱導(dǎo)率高，電弧電壓高，價(jià)格高Ar+He電弧溫度提高，射流射滴，改善焊縫成形，提高焊縫致密度，尤其適于焊鋁及其合金，銅及其合金和熱敏感性強(qiáng)的高導(dǎo)熱材料。 2、Ar+O2

13、 Ar+15%O2焊不銹鋼、高合金鋼，克服陰極漂移，射流過(guò)渡，指狀熔深。Ar+20%O2焊普低鋼，提高電弧溫度，改善指狀熔深。 3 Ar+CO2 Ar+30%CO2 ：焊碳鋼、普低鋼，沖擊韌性好，工藝性能好，克服了純Ar陰極漂移、氣孔、咬邊、焊縫成形不良、指狀熔深等問(wèn)題。 4 Ar+CO2+O2 Ar+15%CO2+5%O2：焊低碳鋼、低合金鋼，最佳的焊縫成形，接頭質(zhì)量，熔滴過(guò)渡和電弧的穩(wěn)定性。 5 Ar+N2 Ar+20%N2提高電弧功率，價(jià)廉，質(zhì)量不如Ar+He 存在飛濺、成形稍差。焊銅及其合金 。 6 Ar+H2 焊Ni及其合金Ar+0,I=0）; 2、 焊接 （ FFw，0,I=Iw

14、） 3 、維持（ F0 ,I=0 ） 4、休止（ F0,I=0七、對(duì)焊對(duì)焊分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊兩種。八、閃光對(duì)焊過(guò)程分析： 連續(xù)閃光對(duì)焊焊接循環(huán)由閃光、頂鍛、保持、休止等程序組成。預(yù)熱閃光對(duì)焊則在其焊接循環(huán)中上設(shè)有預(yù)熱程序。18 第九章第九章 金屬焊接性基礎(chǔ)金屬焊接性基礎(chǔ)一、金屬焊接性的定義： 金屬材料在限定的施工條件下，焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力 金屬的焊接性能包括兩方面的內(nèi)容：工藝性能；使用性能。1 工藝性能：工藝焊接性是指在一定焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)、無(wú)缺陷的焊接接頭的能力。包括熱焊接性和冶金焊接性兩方面。 1）熱焊接性是指焊接熱過(guò)程對(duì)焊接熱影響區(qū)組織性能及產(chǎn)生缺陷的影響程度，它用于評(píng)定被焊金屬對(duì)熱作用的敏感性。2）冶金焊接性是指冶金反應(yīng)對(duì)焊縫性能和產(chǎn)生缺陷的影響程度，它包括合金元素的氧化、還原、蒸發(fā)、氫、氧、氮的溶解，對(duì)氣孔、夾雜、裂紋等缺陷的敏感性。2 使用性能： 使用焊接性是指焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足各種使用性能的程度，其中包括常規(guī)的力學(xué)性能，低溫韌性，高溫蠕變，疲勞性能，持久強(qiáng)度，以及抗腐蝕性和耐磨性等。19二、 影響焊接性的因素 1. 材料因素 母材、焊接材料 2. 工藝因素 焊接方法、焊接工藝參數(shù)和焊后熱處理等 3 . 設(shè)計(jì)因素 結(jié)構(gòu)形式、接頭形式、接口斷面的過(guò)渡、焊縫的位置，以及某些部位焊縫的集中程度造成