大连理工大学焊接技术全面整理资料讲解

此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除一、概念焊接：将两种或两种以上的（同种或异种）材料通过原子或分子之间的结合和扩散造成永久性连接的工艺过程。电弧：一种特殊的气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。等离子体：电离气体具有与通常状态下的气体所不同的性质， 由几乎数量相等的电子和离子以及中性粒子组成，被称作等离子体 (Plasma)，具有高导电性。电弧静特性：电弧燃烧时，两极间稳态的电压和电流关系曲线称为电弧静特性曲线。电弧动特性：焊接电流随时间以一定的形式变化时， 电弧电压的表现， 反映的是电弧导电性能对电流变化的响应能力。焊接电弧的热效率： 向母材和焊丝传送的热量相对电弧功率（电弧电压×电弧电流）所占的比率称焊接电弧热效率。电磁静压力：电弧轴向推力在电弧横截面上分布不均匀，弧柱轴线处最大，向外逐渐减小，在焊件上表现为对熔池形成的压力。电弧动压力：电弧中的压力差使较小截面处高温粒子向工件流动， 更小截面的气体粒子补充之，以及保护气氛不断进入电弧空间，形成连续的等离子气流，持续的冲向焊件，对熔池形成附加压力---电弧动压力。斑点力：电极上形成斑点时，由于斑点受到带电粒子的撞击，或金属蒸汽的反作用而对斑点产生的压力，称为斑点力。电弧的挺直性：电弧作为柔性导体具有抵抗外界干扰、力求保持焊接电流沿电极轴线方向流动的性能。磁偏吹：实际焊接过程中，由于受到很多因素的影响，电弧周围磁力线均匀分布的状态被破坏，使电弧偏离焊丝（条）轴线方向。阴极斑点：根据阴极材料性质及所处状态不同， 某些情况下，电弧导电通道将主要集中在一个较小的区域，该区域电流密度、温度、发光强度远高于其它区域，称作阴极斑点区。熔滴过渡：电弧焊时，焊丝的末端在电弧热的高温作用下加热熔化，形成熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程。焊接飞溅：焊接过程中，大部分焊丝熔化金属可以过渡到熔池，有一部分焊丝熔化金属（也包括少量的熔池金属）飞到熔池以外的地方，这种现象称作焊接飞溅。深宽比：熔深H与熔宽B之比（H/B）称作焊缝深宽比，B与H之比（B/H）称作成形系数φ，φ的大小会影响熔池中气体逸出的难易、熔池的结晶方向、成分偏析、裂纹倾向性等。二、简答题1、焊接用保护气的种类及举例答：（1）惰性气体，如氩气和氦气，惰性气体化学性质不活泼，具有不与其他物质产生化学反应的性质，价格贵；2）活性气体：如CO2，具有氧化性，会产生焊接飞溅，需要添加脱氧剂，价格便宜；3）混合气体：如Ar+He电弧温度不仅高，燃烧非常稳定，价格贵还有Ar+H2 Ar+N2 Ar+O2 Ar+CO2 Ar+CO2+O2 CO2+O22、TIG焊接的优缺点答：优点：（1）高品质焊接，优质焊缝；2）热源与焊丝分别控制，适用于薄板及各种姿态下焊接；3）适用于各种材料的焊接，除了钢铁材料也适用于有色金属材料，如铝、铜、此文档仅供学习和交流此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除镁、钛等。缺点：（1）生产效率低；（2）成本高；3、铜及铜合金的分类答：分为工业纯铜、黄铜、青铜以及白铜等。纯铜为铜的质量分数不小于 99.5%的工业纯铜。黄铜是Cu-Zn合金，表面呈淡黄色。以Sn、Al、Si、Pb、Be等元素为主要组成的铜合金称为青铜，常见的有锡青铜、铝青铜、硅青铜。白铜为镍的质量分数低于50%的Cu-Ni合金，也可加入其它元素，如锰白铜、铁白铜、锌白铜等。4、焊接变形的分类答：纵向收缩变形：构件焊后在焊缝方向发生收缩横向收缩变形：构件焊后在垂直焊缝方向发生收缩挠曲变形：构件焊后发生挠曲，挠曲可由焊缝的纵向收缩引起和由横向收缩引起角变形：焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移错边变形：焊接过程中两焊接件的热膨胀不一致，可能引起长度方向和厚度方向上的错边波浪变形：焊后构件呈波浪形螺旋形变形：焊后在结构上出现的扭曲5、主要的焊缝成形缺陷种类答：未焊透：单面焊接时，接头根部未完全焊透的现象叫未焊透。未熔合：单层焊、多层焊或双面焊时， 焊道与母材之间、焊道与焊道之间未能完全结合的部分称作未熔合。焊穿：焊接时熔化金属自焊缝背面流出脱离焊道形成穿孔的现象叫焊穿。咬边和凹坑：由于焊接参数选择不当， 或操作方法不正确， 沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。焊瘤：焊接过程中金属流溢到加热不足的母材或焊缝上,凝固成金属瘤，这种未能和母材或前道焊缝熔合在一起而堆积的金属瘤叫焊瘤6、阴极电子发射有哪些主要形式答：阴极电子发射是电源持续向电弧供给能量的唯一途径，电弧的稳定性同阴极电子发射的难易程度有关。热发射：阴极表面受热，当温度升高时（约 3000K），金属内部的自由电子动能加大，克服吸引力逸出到金属表面而产生的电子发射现象。电场发射：阴极表面空间存在一定强度的正电场时，阴极内部的电子将受到电场力的作用，封闭自由电子的电势壁垒变薄，当力达到一定程度电子就会逸出阴极表面，这种电子发射现象称作电场发射。光发射：金属表面受到光照射后，其中的电子接受某一特定波长光子的能量后提高了自身的能量，产生的电子逸出，光发射对电极无冷却作用。碰撞电子发射：电子或离子从外部高速撞击金属表面，把能量传递给金属内部的自由电子时，会有电子发射出来。也称为二次电子发射。二次电子的数目通常可达到一次电子数的10倍。7、电弧焊熔滴过渡形式的分类答：（1）自由过渡：滴状过渡：大滴过渡、排斥过渡、细颗粒过渡；喷射过渡：射滴过渡、射流过渡、旋转射流过渡；此文档仅供学习和交流此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除爆破过渡2）接触过渡：短路过渡连接桥路过渡3）渣壁过渡：部分熔滴沿着熔渣壳过渡部分熔滴沿药皮套筒壁过渡8、直流低频脉冲 TIG焊的特点及应用答：（1）电弧线能量低可以采用较小的平均电流进行焊接，获得较低的电弧线能量，因此利用低频脉冲焊可以焊接薄板或超薄件；2）便于精确控制焊缝成形可精确控制电弧能量及其分布，降低焊件热积累的影响，易于获得均匀的熔深和焊缝根部均匀熔透，可用于中厚板开坡口多层焊的第一道封底，实现全位置焊和单面焊双面成形，并且通常没有磁偏吹问题；3）宜于难焊金属的焊接焊缝金属组织致密，树枝状结晶不明显，可用于减少热敏感材料焊接裂纹的产生9、直流高频脉冲 TIG焊的特点及应用答：（1）高频脉冲电弧在10A以下小电流区域仍然非常稳定，可用于0.5mm以下超薄板焊接，特别是对于不锈钢超薄件的焊接；2）高频电弧在高速移动下仍然具有良好的挺直性，可用于高速焊接；3）高频脉冲所形成的焊道，在焊丝填充量很多时仍然呈现凹形表面，坡口内焊接可得到可靠的熔合，可对外径30mm，壁厚6mm的管子进行焊接；4）对焊接熔池金属有更强的电磁搅拌作用，有利于细化金属晶粒，可用于提高焊缝机械性能。10、CO2焊时为什么采用 Si、Mn联合脱氧答：（1）Si、Mn与O的亲和力大于C与O的亲和力，通过锰、硅的托养作用能够去除CO2气体所具有的的强氧化性弊端。2）单独采用Si或Mn作脱氧剂时生成物不易浮出熔池。3）Si-Mn以合理比例联合脱氧可以减少熔池中的氧含量并且能够使脱氧生成物不再存在焊缝中。11、埋弧焊的优势和存在的主要问题答：优势：（1）生产效率高（ 2）焊接金属的品质良好、稳定（ 3）焊缝外观非常美观（4）焊接成本低（ 5）操作环境好问题：（1）设备费用高（ 2）对坡口精度有要求（ 3）焊接姿势受到限制4）适用材料（5）焊缝金属的冲击韧性普遍不好6）主要用于自动焊、长焊缝、中等以上厚度板的焊接三、论述题1、二氧化碳焊接的特点答：1）焊接成本低 ：焊丝和保护气便宜 ,成本仅是焊条电弧焊和埋弧焊的 40%~50%；2）生产效率高：粗丝大电流用于焊厚板，细丝小电流用于焊薄板3）焊接能耗低：与 TIG、焊条电弧焊相比，熔化效率高、 焊接速度快；4）适用范围广，半自动焊可焊接任意空间位置的焊缝，工件的厚度尺寸适应范围广，最薄可达 1mm；5）是一种低氢型或超低氢型焊接方法，对油锈水不敏感，焊缝抗裂性能好；6）CO2气体密度大，电弧加热后体积膨胀，保护效果好；焊后不需清渣，明弧焊接便此文档仅供学习和交流此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除于监视，有利于机械化操作。7）CO2高温分解，氧化性强，不能用于非铁金属的焊接，只能用于低碳钢和低合金钢的焊接，对不锈钢可能造成焊缝增碳，降低抗晶间腐蚀能力；8）CO2高温分解，氧化性强，过渡不如 MIG焊稳定，飞溅量较大；9）产生很大的烟尘，弧光较强；10）送丝速度快，只能自动或半自动焊。2、焊接残余应力对焊接结构性能的影响答：焊接残余应力的存在对焊接接头乃至焊接结构的安全服役性能有重要影响。对结构刚度的影响：当外加载荷产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加达到材料的屈服点时，此区域材料就会产生塑性变形，同时结构刚度随之下降。对受压杆件的稳定性的影响：当外加载荷引起的压应力与残余应力中的压缩应力成分叠加达到材料的屈服点时，使杆件的稳定性有所改变。对静载强度和脆断的影响：降低结构的静载强度，使之在远低于屈服点的外载应力的作用下产生脆性断裂。对应力腐蚀开裂的影响：应力腐蚀开裂是在特定的环境下，结构