焊接部分知识点.doc

1. 什么是电弧?电弧的静特性特点是什么？（课本第7页）
电弧是在一定条件下，电荷通过两电极间气体空间的一种导电过程，是一种气体放电现象。
I
U
B
A
C
电弧静特性曲线如图所示

焊接电弧是非线性负载，即电弧两端的电压与电流之间不成正比例关系，其静特性曲线中包含下降特性、平特性、和上升特性三个区。其中，下降特性区电流小，电弧电压随着电流的增大而下降，呈负阻性；平特性区电流中等，电弧电压在电流变化时可近似地看成不变；上升特性区电流大，电弧电压随电流的增大而增大，呈正阻性。
2. 什么叫焊接，常用的焊接方法有哪些？(课本第2页）
焊接：通过加热或加压或两者并用，并且添加或不加填充材料，使工件达到永久性连接的一种方法。
焊接方法：熔化焊接：焊条电弧焊，埋弧焊，熔化极气体保护焊，螺柱焊，钨极气体保护 焊，等离子弧焊，碳弧焊，原子氢焊；气焊；铝热焊；电渣焊；电子束焊；激光焊
压力焊接：电阻焊；摩擦焊；超声波焊；爆炸焊；冷压焊；锻焊；扩散焊
钎焊封粘
3. 熔滴上的作用力有哪些？熔滴过渡的方式有哪些？
熔滴上的作用力有：重力、表面张力、电弧力、熔滴爆破力以及电弧的气体吹力等。
熔滴过渡方式：自由过渡（颗粒过渡、射流过渡、爆炸过渡）；接触过渡（短路过渡、搭桥过渡）；渣壁过渡（沿渣壳过渡、沿套筒过渡）。
（具体过渡方式详见课件第二章第5节8、9页）
4.焊条电弧焊时如何选择焊接电流？为什么要开坡口？选择坡口形式时应考虑哪些因素？（课本23页）
焊条电弧焊时选择焊接电流主要依据焊条直径与焊接位置，此外还需要考虑焊条药皮类型（碱性药皮的焊接电流略小于同规格的酸性药皮）、焊接层次（坡口焊的打底层焊接电流略小于填充层和盖面层）、焊接热输入（对限制热输入有要求的接头，应适当减小焊接电流）、焊接位置（仰、立、横焊接位置的焊接电流应小于平焊位置，其减幅控制在10%~20%范围内）和接头类型（搭接、角接、T型接头的散热快于对接，故对同规格焊条，可比对接焊高20%~30%）。
开坡口能使电弧深入坡口底层，保证底层焊头，便于清渣获得较好的焊缝成形，还能调节焊缝金属中母材和填充金属的比例。
弧焊的坡口形式应根据焊接结构形式、厚度和技术要求选用，常用的坡口形式有I形、V形、X形、Y形、双Y形、U形坡口带钝边等。对焊件厚度小于6mm的焊缝，可以不开坡口或开I形坡口；中厚度坡口和大厚度板对接焊，为保证熔透，必须开坡口。V形坡口便于加工，但零件焊后易发生变形，X形坡口可以避免V形坡口的一些缺点，同时可减少填充材料；U形及双U形坡口，其焊缝填充金属量更小，焊后变形也小，但坡口加工困难，一般用于重要焊接结构。坡口形式的选择既取决于板材厚度，也要考虑加工方法和焊接工艺性。如要求焊头的受力焊缝，尽量采用双面焊，以保证接头焊透，且变形小，但生产率低。但不能双面焊时才开单面坡口焊接。
5.什么是埋弧焊？其主要特点是什么？主要适用哪些场合？
埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的工艺方法。
主要特点：
1.生产效率高
2.焊缝质量高
3.劳动条件好
4.主要使用于平焊
5.只适合长而规则的焊缝
6.对铝、钛等金属不适宜
7、不适合薄板焊接
适用范围：
1)适于焊接中厚板结构的长焊缝
2)在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层
3）适用于焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等以及某些有色金属，如
镍基合金、钛合金、铜合金等。
6.CO2焊接时产生飞溅的原因及减少飞溅的措施？（课本59页）
原因：1.短路初期的瞬时短路飞溅（熔滴短路前，电弧排斥力形成阴极斑点，排斥熔滴形成飞溅。短路初期，如果熔滴在比较大的电流下与熔池发生接触或者接触后短路电流的上升速度过快，熔滴来不及在熔池表面铺展开，便被迅速增长的电磁力排除出熔池而形成飞溅）
2.短路末期的电爆炸飞溅（短路过程的最后阶段，短路电流急剧增加，液体小桥在短路电流产生的电磁收缩力的作用下形成收缩颈。缩颈处的液体金属被迅速加热，造成过剩能量积聚，最后导致小桥汽化爆炸，形成飞溅。）
3.反应产生CO气体引起的爆炸飞溅
控制措施：1）焊接电流和电弧电压（在中等电流区飞溅最大，因此在选择焊接电流时应尽可能避开此段区域。电流确定后再匹配合适的电弧电压，以保证飞溅最小。）
2)焊枪角度（垂直时飞溅最小，倾斜角度越大，飞溅越多，最好倾斜角度不超过20º。）
3)焊丝伸出长度(应尽可能缩短。通常LS＝（10～12）Фb)
7.常见的高能密度焊焊接方法有哪些？
激光焊、电子束焊、等离子弧焊接
8.双弧产生的原因是什么？防止双弧产生的措施？
原因：等离子弧稳定燃烧时在弧柱和喷嘴孔壁之间存在一层冷气膜，相当于一个绝缘气套筒，当冷气膜被击穿遭到破坏时，形成双弧。
措施：⑴合理选择喷嘴结构及其相关参数；
⑵保证钨极同心度；
⑶改善喷嘴冷却能力；
⑷正确选择电流和离子气流量；
⑸采用陡降外特性电源；
⑹控制喷嘴距工件的距离。
9.在使用钨极氩弧焊方法焊接AL、Mg及其合金时，采用直流正极性，还是反极性好？为什么？
采用直流反极性较好。
采用直流反极性焊缝熔深浅而宽，由于阴极清理作用，可以去除氧化膜，故使用用于焊接3mm厚铝、镁的薄板。而直流正极性没有阴极清理作用。
10.钎焊和熔焊有何区别？各自的特点是什么？（课本147页）
[熔焊 焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。
钎焊 焊接过程中，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、低于母材熔点的温度，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件的方法称为钎焊。]

区别：钎焊属于固相连接，它与熔焊方法不同，钎焊时母材不熔化，仅钎料发生熔化。钎焊常被整体加热，接头的残余应力比熔焊小的多，易于保持工件的精密尺寸
钎料的选择范围宽，熔焊没有这种选择余地
特点：
钎焊：
⑴加热温度较低，接头光滑平整，组织和机械性能变化小，变形小，工件尺寸精确。
⑵可焊异种金属及异种材料，对工件厚度差无严格限制。
⑶可同时焊多焊件、多接头，生产率很高。
⑷钎焊设备简单，生产投资费用少。
⑸接头强度低，耐热性差，且焊前清整要求严格，钎料价格较贵。
熔焊：
（1）焊接时母材局部在不承受外加压力的情况下被加热熔化
（2）焊接时须采取更为有效的隔离空气的措施
3）两种被焊材料之间须具有必要的冶金相容性
（4）焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程
11.简述焊接性的影响因素。
（1）材料因素 材料不仅仅指被焊母材本身，还包括焊接材料
（2）工艺因素 焊接方法和焊接工艺规程，其中焊接方法影响主要在能量密度和保护条件两方面
（3）结构因素 结构设计对接头受力状态的影响。包括接头处的刚度、应力集中和多轴应力等。
（4）使用条件 主要包括接头承受载荷的性质、工作温度的高低、工作介质的腐蚀性等。（课本169页）
12.不锈钢的腐蚀形式有哪些？简述其机理和防止腐蚀发生的措施。
（1）晶间腐蚀
奥氏体钢在450℃～850℃加热时，由于沿晶界沉淀析出铬的碳化物，使晶粒周边形成贫Cr区，在腐蚀介质中沿晶粒边界发生的腐蚀。
①焊缝和HAZ敏化区晶间腐蚀
由于形成了贫铬层，或因敏化处理导致晶间腐蚀发生。
措施：
1. 选用含Ti、Nb等稳定剂的奥氏体焊接材料或超低碳焊材。对某些腐蚀介质条 件下，可用能在焊缝形成少量铁素体组织的填充材料；
2.小的焊接热输入，快速冷却等
3.固溶处理或稳定化处理。
②刀状腐蚀
【只出现于含Ti或Nb等稳定化元素的奥氏体不锈钢焊接接头中，沿熔合线发展，一定位于紧邻焊缝过热区中，呈深而窄的沿晶破坏，类似刀削切口形式，称为刀状腐蚀，简称刀蚀。】
由于高温过热和中温敏化导致贫铬层产生是引起刀蚀的主要原因。
措施：
1.降低母材含碳量
2.采用合理的焊接工艺，尽量选择较小的热输入，避免中温敏化效果。双面焊时，与腐蚀介质接触的焊缝应最后焊接，如不能实施，应调节焊接顺序和焊接参数，控制焊缝形状，避免与腐蚀介质接触的过热区产生敏化效应 。
⑵应力腐蚀开裂
【SCC均发生在焊缝表面，多平行且近似垂直于焊道方向，自表面开裂深入焊缝内部。裂纹主干细长，多分枝，整体形状如树枝。可呈晶间开裂，穿晶开裂形式，或穿晶与沿晶混合开裂形式。】
在腐蚀介质和表面拉伸应力联合作用下产生的脆性开裂。奥氏体焊接接头最易出现。
1.焊接接头过热区对应力腐蚀开裂最敏感。
2.合理调整焊缝成分；
3.尽量降低残余应力；
4.焊后立即进行消除应力处理，利用表面抛光、喷丸和锤击等造成表面压应力；
尽可能采用对接接头，避免十字交叉焊缝，单V坡口改为双Y坡口。
13.低碳钢的碳当量值低，因此其焊接性良好，这种说法是否完全正确？为什么？

14.什么是焊接热输入？如何确定？（课本26页）