焊接考點總結

2021-12-26 22:49:55 字數 4857 閱讀 9689

1.什麼是電弧,怎麼構成、怎麼產生?

電弧是一種氣體放電現象,即兩電極存在電位差時,電荷通過兩電極之間氣體空間的一種導電現象。電弧由兩個電極和它們之間的氣體放電空間而構成,電弧的帶電粒子主要依靠氣體的電離和電極發射電子這兩個物理過程產生。

2.什麼是電離,有哪些型別?什麼是電子發射,有哪些型別?

在一定條件下,中性氣體分子或原子分離成為電子和正離子的現象稱為電離,電弧中氣體粒子的電離因外加能量的種類不同而分為熱電離、電場作用下的場電離和光電離三類。電極表面受到外加能量的作用,使其內部的電子衝破電極表面的束縛而飛到電弧空間的現象稱為電子發射,電子發射機構可分為熱發射、電場發射、光發射和粒子碰撞發射等四種型別。

3.焊接電弧由哪幾個區域構成?各個區域的導電特性是什麼?

焊接電弧由三個不同電場強度的區域,即陽極區、陰極區和弧柱區構成。

弧柱區的導電特性:弧柱氣體產生以熱點離為主的導電現象,由熱電離產生的帶電粒子在外加電場的作用下,正離子向陰極方向運動,電子向陽極方向運動而形成電流。弧柱呈電中性,因此電子流和離子流通過弧柱時不受空間電荷電場的排斥作用,從而決定電弧放電具有大電流、低電壓的特點。

陰極區的導電特性:陰極區的作用是向弧柱區提供所需要的電子流,接受由弧柱區送來的正離子流,其導電機構分為三種型別。當陰極採用w、c等高熔點材料,電流較大時,弧柱所需要的電子流主要靠陰極的熱發射來提供,這樣的陰極區稱為熱發射型陰極區;當陰極材料為w、c,但電流較小或者陰極材料採用熔點較低的fe、al、cu時,導電機構為電場發射型陰極區導電機構;在冷陰極小電流或低氣壓鎢極氬弧焊時,導電機構為等離子型陰極區導電機構,這種導電機構的特點是靠近陰極區處有高亮度的輝點。

陽極區的導電特性:陽極區的作用是接受由弧柱流過來的電子流和向弧柱提供所需要的正離子流,當電流密度增加到一定程度時,弧柱所需要的正離子可全部由熱電離提供,當電流較小時弧柱所需要的正離子由碰撞電離提供。

4.電弧力有哪些?

磁收縮力:實際焊接電弧的形狀是乙個斷面直徑變化的圓錐體,由於它是氣態導體,因此在電磁收縮力的作用下,徑向壓力將使電弧產生收縮。

等離子流力:高溫電離氣體(產生等量的電子和正離子)高速流動時所形成的力成為等離子流力。

斑點力:斑點是陰極發射電子或陽極匯入電子的導電點,斑點力又稱極點力或極點壓力,是電弧施加在電極上的作用力。

5.電弧的極性及其選擇方法。

正接法(正極性):焊件與焊機的正極相連線,焊條或焊絲與負極相連。

反接法(反極性):焊件與焊機的負極相連線,焊條或焊絲與正極相連。

選擇原則:在直流鎢極氬弧焊、等離子弧焊等非熔化極焊接時,通常採用直流正接法;埋弧焊採用低錳低矽焊劑或手工電弧焊使用鹼性焊條時,選用直流反極性;對於熔化極氣體保護焊,一般也採用直流反極性。

6.磁偏吹的產生及其防止或減輕措施

在實際焊接過程中,由於種種原因,磁力線分布的均勻性可能受到破壞,而使電弧偏離焊絲(條)軸線方向,這種現象稱為磁偏吹。可採用小電流短弧、加對稱鐵磁物質、針對剩磁方向加反向磁場、在焊接過程中對電弧進行遮蔽等方法來減輕磁偏吹。

7.焊絲的加熱熔化

主要靠單位時間內陰極區(正接)或陽極區(反接)所產生的熱量。

8.什麼是熔滴過渡,有哪些型別及其獲得條件?

在電弧熱的作用下,焊絲末端加熱熔化形成熔滴,並在各種力的作用下脫離焊絲進入熔池,稱之為熔滴過渡。

熔滴過渡的型別

獲得射流過渡的條件是採用純氬或富氬保護氣氛,直流反極性接法,除了保持高弧壓(長弧)外,還必須使焊接電流大於某一臨界值。

短路過渡主要用於φ1.6mm以下的細絲co2氣體保護焊,採用低電壓、小電流焊接工藝,廣泛用於薄板結構及全位置焊接。

9.焊絲末端熔滴上的力

重力和表面張力:重力fg對熔滴的影響取決於焊縫的空間位置,平焊時,重力是促使熔滴脫離焊絲末端的作用力;立焊和仰焊時,重力則為阻礙熔滴從焊絲末端脫離的作用力。表面張力fδ作用於焊絲末端與熔滴相交並且相切的圓周面上,fδ可以分解為徑向分力fδr以及軸向分力fδa,徑向分力使熔滴在焊絲末端產生頸縮,軸向分力則使熔滴保持在焊絲末端,阻礙熔滴過渡。

電磁力:電磁力fm的方向總是與電流流線的方向垂直,徑向分力使熔滴產生頸縮而有利於熔滴過渡,軸向分力的方向總是從小截面指向大截面,促使熔滴斷開。

等離子流力:電弧等離子流力隨等離子流從焊絲末端側面切入,然後流向熔池,有助於熔滴脫離焊絲,並使其加速通過電弧空間進入熔池。

斑點力:在一定條件下,斑點力將阻礙金屬熔滴的過渡。

10.焊接條件對焊縫成形的影響

焊接電流、電弧電壓和焊接速度是決定焊縫尺寸的主要工藝引數,焊接電流是影響焊縫熔深的主要因素,隨著焊接電流增大,熔深接近於成比例增加,熔寬略有增加,同時餘高增加而使成型係數及余高係數減小。電弧電壓是影響焊縫熔寬的主要因素,在其他條件不變時,隨著電弧電壓增大,焊縫熔寬顯著增加,熔深和餘高略有減小。焊接速度對焊縫形狀和尺寸都有明顯的影響,焊速提高,熔深和熔寬都顯著減小,為了保證合理的焊縫尺寸同時又有高的焊接生產率,在提高焊速的同時,應相應提高焊接電流和電弧電壓,並使其保持在穩定的匹配工作範圍內。

1.熔化極等速送絲電弧自身調節系統(???)

該系統依靠電弧自身內反饋具有的自身調節作用,來達到補償干擾,溫度焊接工藝引數的目的。

2.弧長波動時的調節過程(圖2-2 b))

當電弧受外擾縮短時,系統的工作點將從o0點移至o1點,由於ia1>ia0,ua1vm0=vf;於是工作點將在電源外特性曲線上從o1點向o0點恢復。如果弧長變化是由於送絲速度瞬時波動等原因,焊槍與焊件表面距離不變,焊絲伸出長度不變,那麼這種調節作用最終將回到系統的穩定工作點o0而不帶靜態誤差。

3.電弧電壓反饋調節系統的原理

電弧電壓反饋調節系統是一種典型的閉環調節系統,其調節原理為:以電壓ua為被調量,送絲速度vf為操作量,vf=f(ua);當弧長由於外界干擾增大(縮短)時,ua增大(減少),vf增大(減少),從而迫使弧長回到原來長度,保證焊接工藝引數穩定。

圖2-19

a)鎢極氬弧焊,提前送氣,滯後停氣,使熔池及其熱影響區獲得良好的氣體保護,電流衰減熄弧。

b)熔化極氣體保護焊,利用提前送絲、滯後停氣的氣體保護,採用慢送絲引弧,焊絲返燒熄弧。

c)埋弧焊,焊劑熔化形成保護氣體,採用回抽引弧,焊絲返燒熄弧。

d)專用co2自動焊,通過滯後停氣,實現氣體保護,採用慢送絲引弧,電流衰減,焊絲返燒,電弧後退三種形式熄弧。

e)等離子自動焊,通過之後停氣實現氣體保護,採用高頻引弧,電流衰減熄弧。

f)脈衝tig焊:採用高頻引流,電流衰減熄弧,提前送氣,滯後停氣實現氣體保護。

1.什麼是埋弧焊?其主要應用範圍是麼?

埋弧焊是以顆粒狀焊劑作為保護介質,電弧掩埋在焊劑層下的一種熔化極電弧焊接方法,也是最早獲得應用的機械化焊接方法。

埋弧焊是目前工業鋼結構焊接中廣泛應用的一種弧焊方法。它可焊接碳素結構鋼、低合金結構鋼、不鏽鋼、耐熱鋼及它們的復合鋼板,是造船、鍋爐、化工容器、橋梁、起重及冶金機械製造中焊接生產的主要手段。此外,還可以用於鎳基合金、銅合金的焊接及耐磨、耐蝕合金的堆焊。

埋弧焊主要應用於水平俯位置焊縫焊接,而不能用於橫焊、立焊、仰焊。由於埋弧焊焊劑及電弧氣氛的氧化性,此法不能用於鋁、鈦等氧化性強的金屬及其合金的焊接。2.

埋弧焊常用焊劑、焊絲是什麼?

埋弧焊使用的焊劑為顆粒狀可熔化物質,基本要求如下:

具有良好的保護效能和冶金效能:焊劑熔化產生的氣、渣能有效地保護電弧和熔池,防止焊縫金屬氧化、氮化以及合金元素的蒸發和燒損;具有脫氧和滲合金作用並與選用的焊絲配合使焊縫獲得所需的化學成分和力學效能及抗熱裂和冷裂的能力。

具有良好的工藝效能:即良好的穩弧、造渣、成形、脱渣效能;在焊接過程中析出的有害氣體少;吸潮性小,有適當的粒度和足夠的強度,便於重複使用。

埋弧焊普遍使用實芯焊絲,目前已有碳素結構鋼、合金結構鋼、高合金鋼和各種有色金屬焊絲及堆焊用的特殊合金焊絲。焊絲直徑通常為1.6~6mm,焊絲表面應當乾淨光滑,除不鏽鋼和有色金屬外,各種低碳鋼和低合金鋼焊絲的表面最好鍍銅。

焊絲和焊劑的選配,首先必須保證獲得高質量的焊接接頭,同時又要盡可能降低成本,還要注意到適用的電流種類和極性。

1.熔化極惰性氣體保護焊(熔化極氬弧焊)的特點、應用範圍及熔滴過渡型別。

熔化極惰性氣體保護焊(mig)特點:

單原子惰性氣體保護,電弧燃燒穩定,熔滴細小,熔滴過渡過程穩定,飛濺小,焊縫冶金純淨度高,力學效能好。

焊絲作為熔化電極,電流密度高,母材熔深大,焊絲熔化速度和焊縫熔敷速度高,焊接生產率高,尤其適用於中等厚度和大厚度機構的焊接。

鋁及其合金的mig焊時,一般採用直流反極性,具有良好的陰極清理作用,用亞射流過渡時,電弧具有很強的固有自調節作用。

幾乎可焊所有金屬,尤其適用於鋁、鎂及其合金、銅及其合金,鈦、鋯、鎳及其合金,不鏽鋼等材料的焊接。

熔滴過渡型別:

mig焊常用的熔滴過渡形式主要有連續射流過渡(包括射流過渡、亞射流過渡和旋轉射流過渡)、脈衝射流過渡和短路過渡。射流過渡主要用於中厚板和大厚板的水平對接及水平角焊接;脈衝射流過渡除可用於上述情況外,還可用於全位置焊接;短路過渡一般用於薄板及全位置焊接。

熔化極混合氣體保護焊(mag)特點:

克服了單組元氣體對焊接過程穩定性或焊接質量的某些不利影響,使焊接過程和焊接質量更可靠。

增大電弧的熱功率,提高焊接生產率。熱導率低,且為單原子的氣體往往電弧的能量密度較低,電弧剛度較差,穿透能力和高速焊接能力較差。ar+co2等混合氣體都具有提高電弧熱功率和能量密度的特性。

應用範圍:

mig焊主要用於鋁、鎂及其合金,銅及其合金,鈦及其合金等有色金屬的焊接;mag焊主要用於高強鋼、高合金鋼的焊接。

2.亞射流過渡時電弧的固有自調節特性原理

調節原理可用上圖加以說明,圖中cc為電源外特性曲線,m-c為亞射流過渡區(可見弧長l0~l2為電弧靜特性曲線)。o點為電弧穩定工作點,其對應的弧長為l0。如果焊接過程中由於某種干擾引起弧長突然變短,電弧工作點將從o點移至o2點,因為電源外特性為恆流,電弧電流不會改變,但電弧的可見弧長變短,將使電弧潛入到熔池中的深度增加,焊絲加熱效率提高,焊絲熔化係數增大,焊絲熔化速度vm加快,造成vm>vf,導致電弧弧長逐漸拉大,並自動恢復到原來長度;反之,若弧長變長(如從l0變到l1),同樣通過自調節作用而恢復到原來長度。

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