焊接方法及工艺

高频引弧器鸨电根惰性气〔氧气）烯也焊接方法及工艺高频引弧器鸨电根惰性气〔氧气）烯也1、 电弧的本质：气体放电2、 电弧特性：电压最低，电流最大，温度最高3、 得到稳定电弧的条件：1）放电气隙内带电粒子的生成；2）保持阴极、阳极与电弧间的连续性4、 热阴极材料：钨和碳等高熔点材料冷阴极材料：铁、铜、铝等低熔点材料5、 直流电弧：指电弧（电极）极性不发生变化的电弧。特点：稳定性好交流电弧：指电弧（电极）极性随时间交替变化的电弧。直流和交流TIG电弧的特性极性母材的熔化电极的消耗（熔化）最大使用电流清理作用熔深熔宽电极负（正极性）大小小大无交流中中中中一半电极正（负极性）小大大小有6、 阴极清理作用：1）正离子撞击；2）电子逸出破坏Al2O3的结构（主要因素）7、 静特性曲线分为1）下降特性区：0<I<60A，电子发射增强，电压下降2） 平特性区：60<I<500〜1000A，电流增大，材料加热3） 上升特性区：I>500〜1000A，电流密度大，电弧区电压增高8、 静特性曲线影响因素：1）不同焊接方法：①非熔化极，三个阶段都有。②熔化极，只有上升特性。③埋弧焊，只有下降特性。2）弧长：弧长增大，电压增大，曲线上移。3）气体、母材、电极影响不大。9、 焊接电源外特性：电源的输出电压和输出电流的关系。分为平特性和下降特性（缓降、陡降、垂降）10、 电弧力学特性：1）电弧静压力：（见书27页图1.20）方向指向工件，Fa=kI2lg（Ra/Rb）越靠近电极静压力越大2） 电弧动压力：方向指向工件，中心线上动压力最大（27页图1.21）3） 斑点力：三种形式：带电粒子冲击；熔滴里面电磁收缩力；反作用力。方向向上。4） 爆破力：只存在于短路过渡的焊接方法中。熔滴与熔池接触，短路，电弧熄灭，形成短路电流，电磁收缩力大，发生颈缩，爆断，金属飞溅，形成爆破力。5） 熔滴冲击力：只存在于熔化极电弧焊。11、 电弧力学特性影响因素：1）电流和电压；2）焊丝直径；3）电弧的电极：非熔化极直流正接力最大，熔化极焊丝接正力最大；4）钨极前端形状：45°时电弧力最大。12、 挺直性：指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。13、 引起磁偏吹的情况：1）导线接线位置引起的磁偏吹。解决方法：①通过调整焊枪角度，减小磁偏吹的程度；②改善接地位置；③电弧长度减小。2） 电弧附近的铁磁性物质引起的磁偏吹。解决：避免铁磁性物质的影响。3） 电弧处于工件端部时产生的磁偏吹。解决：①加引弧板；②短弧；③多点接地。4） 平行电弧间的磁偏吹。解决：交流焊。14、 熔池金属的对流驱动力：①等离子气流引起的对流②表面张力对流③电磁对流④浮力对流（方向见63页图2.7）15、 熔滴过渡：在电弧作用下，焊丝末端加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝进入熔池的过程。16、 熔滴上的作用力：重力、表面张力、电弧力（静压力、动压力、斑点力、爆破力）17、焊缝尺寸:熔深H熔深H，熔宽B，余高a，成形系数？=B/HAm熔合比Y=T^im18、 钨极氩弧焊原理：以钨材料或钨的合金材料做电极，在惰性气体保护下进行的焊接。原理如右图，钨电极被夹持在电极夹上，从TIG焊焊枪喷嘴中伸出一定长度，在钨电极端部与被焊接母材间产生电弧对母材进行焊接，在钨电极的周围通过喷嘴送进保护气，保护钨电极、电极及熔池，使其免受大气的侵害。19、 TIG焊特点：优点：①工艺性能好②可焊接所有金属③明弧④钨做电极，熔点高缺点：①生产率低②需要焊前清理③需要一个特别的引弧装置。20、 TIG焊应用：应用面最广，既可焊接厚件，也可焊接薄件，既可对平焊位置焊缝进行焊接，也适合于对各种空间焊缝进行焊接。适于焊S<6mm的工件对于厚度更大的工件，在开坡口时采用TIG焊封底（打底）可提高焊缝背面成形质量。21、 TIG焊与等离子弧焊在热源特性方面的不同：1）等离子弧温度更高，能量密度更大；普通TIG弧的最高温度为10000-24000K，能量密度小于104W/cm2。等离子弧温度可达24000-50000K，能量密度可达105-106W/cm2。2）等离子弧挺直性好，TIG焊的扩散角约为45度，等离子弧扩散角约为6度。3）普通TIG焊接时，加热工件的热量主要来源于阳极斑点热（阳极区产热），弧柱辐射和传导热仅起辅助作用。在等离子弧中，弧柱高速高温等离子体通过接触传导和辐射带给焊件的热量明显增加，甚至可能成为主要的热量来源，而阳极产热则降为次要地位。22、 TIG焊各种尺寸：钨极伸出长度5-6mm，T型7-8mm。喷嘴离工件距离8-14mm.（具体见92页图）。23、 等离子弧焊接工作形式：1）转移型等离子弧：主电源正负极分别接续到工件和电极上，等离子弧燃烧在电极与母材之间。由于电极到工件的距离较长，引燃电弧时，首先在电极与喷嘴内壁间引燃一个小电弧，称作“引燃弧”（小弧），电极被加热，空间温度升高，高温气流从喷嘴孔道中流出，喷射到母材表面，其中也含有带电粒子，随后在主电源较高的空载电压下，电弧能够自动转移到电极与工件之间燃烧，称作“主弧”或“转移弧”主弧引燃后，通过开关切断引燃弧。2） 等离子焰流：在钨极与喷嘴内壁之间引燃等离子弧，电弧电源正负极分别接续到电极和喷嘴上。由于保护气通过电弧区被加热，流出喷嘴时带出高温等离子焰流，对被加工工件进行加热。3） 混合型等离子弧：与转移型等离子弧类似，但当形成转移弧后仍然保持引燃弧（“小弧”），即形成两个电弧同时燃烧的局面，效果是转移弧燃烧更为稳定。24、 等离子弧压缩机制：1）机械压缩：水冷对喷嘴压缩2） 热压缩：喷嘴水冷作用使靠近喷嘴内壁的气体受到一定程度的冷却，其温度和电离度下降，迫使弧柱区带电粒子集中到弧柱中的高温高电离度区流动，这样由于冷壁而在弧柱四周产生一层电离度趋近于零的冷气膜，使弧柱有效截面积进一步减小，电流密度进一步提高，这称之为“热压缩”。这是最本质的原因。3） 电磁压缩：多条相互平行的载流导体相互相产生电磁吸引力。25、 小孔型等离子弧焊接原理：等离子弧把工件完全熔透并在等离子流力作用下形成一个穿透工件的小孔，随着等离子弧在焊接方向的移动；熔化的金属排挤在小孔周围向后方移动，冷却后，形成焊缝，单面焊双面成型。26、 CO2气体保护电弧焊：利用CO2气体在焊丝熔化极电弧焊中对电弧及熔化区母材进行保护的焊接方法。27、 CO2气体保护电弧焊特点：优点：1）焊接效率高；2）焊接成本低；3）焊接能耗低；4）适用范围广；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）焊后不需清渣，明弧焊接便于监视，有利于机械化操作；7）焊接保护效果好。缺点：1）不能用于非铁金属的焊接，只能用于低碳钢和低合金钢等黑色金属的焊接;20熔滴过渡不如MIG焊稳定，飞溅量较大；3）产生很大的烟尘，操作环境不好。28、 CO2气体保护电弧焊应用：用于低碳钢和低合金钢等黑色金属的焊接。29、 H2气孔产生原因：工件和焊丝表面的油污、铁锈；CO2气体中的水分。直流反极性焊接产生H2气孔的程度降低。30、 CO2气体保护电弧焊为低氢型的原因：由于CO2的氧化性，使电弧空间的H存在量减少，H2气孔产生可能性降低，CO2焊方法本身对铁锈水分没有埋弧焊那么敏感，所以为低氢型。31、 CO2气体保护电弧焊冶金化学反应：1） CO2气体的氧化性：CO2在高温下产生如下分解并处于平衡状态2CO2=2CO+O2O2=2O2） 合金元素的氧化：①发生在熔点温度以下（1500K），在熔池金属周围