電弧焊要點(diǎn)總結(jié)

1、電弧焊要點(diǎn)總結(jié)概念.等離子體：氣體在電場(chǎng)和熱場(chǎng)作用下產(chǎn)生電離， 電離后所處的 空間由陽離子及電子這樣的帶電粒子、 原子、及分子這樣的中性粒子 所構(gòu)成。含有帶電粒子的電中性粒子集團(tuán)成為等離子體。.電弧熱效率：相對(duì)于電弧功率，向母材傳送的熱量所占的比例 成為電弧的熱效率。.直流分量：當(dāng)電弧兩個(gè)電極材料不同時(shí)，由于發(fā)射電子能力不 同，電弧兩種極性狀態(tài)時(shí)將流過不同的電流值， 即在電弧和焊接回路 中出現(xiàn)正負(fù)半波電流不同的情況。正負(fù)半波的電流差值成為直流分 量。.TIG焊：即鴇極敏弧焊，以鴇材料或鴇的合金材料作為電極， 在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行焊接的方法。.MIG焊：即熔化極敏弧焊，采用熔化極焊絲作為電弧的一

2、極， 從焊槍噴嘴中流出惰性氣體對(duì)焊接區(qū)及電弧進(jìn)行保護(hù)，焊絲熔化金屬從焊絲端部脫落過渡到熔池，與母材熔化金屬共同形成焊縫的焊接方 法。.MAG焊：混合氣體保護(hù)熔化極電弧焊。采用熔化極焊絲作為 電弧的一極，從焊槍噴嘴中流出混合氣體對(duì)焊接區(qū)及電弧進(jìn)行保護(hù)， 焊絲熔化金屬從焊絲端部脫落過渡到熔池，與母材熔化金屬共同形成 焊縫的焊接方法。.短路過渡：在較小電流低電壓時(shí)，熔滴未長(zhǎng)成大滴就與熔池短 路，在表面張力及電磁收縮力作用下，熔滴向母材過渡稱為短路過渡。.射流過渡：對(duì)于鋼系焊絲，焊絲前端在焊絲中被削成鉛筆狀， 熔滴從其前端流出，以很細(xì)小的顆粒進(jìn)行過渡，其最大過渡頻度可達(dá) 每秒500次，把這種過渡稱為射

3、流過渡。.射滴過渡：在使用電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率較大的鋁和銅進(jìn)行焊接時(shí)， 其熔滴尺寸接近焊絲直徑，過渡頻度在每秒 100200次左右，每一 滴都呈現(xiàn)規(guī)則的過渡，這種過渡稱作射滴過渡。.陰極清理作用：惰性氣體中的電弧在以金屬板（絲）為陰極 的情況下，陰極斑點(diǎn)在金屬板（絲）上掃動(dòng)，除去金屬表面上的氧化 膜，使其露出清潔金屬面，稱作電弧的陰極清理作用或氧化膜的破碎 作用。.最小電壓原理：在給定點(diǎn)流與周圍條件一定的情況下，電弧 穩(wěn)定燃燒時(shí)，具導(dǎo)電區(qū)的半徑或溫度，應(yīng)使電弧電場(chǎng)強(qiáng)度具有最小的 數(shù)值，即電弧具有保持最小能量消耗的作用。.磁偏吹：如果由于某種原因使電弧周圍磁力線分布的均勻性 受到破壞，使電弧中的電荷受

4、力不均勻，就會(huì)使電弧偏向一側(cè)，這種 現(xiàn)象叫做磁偏吹。.解離：電弧中由兩個(gè)以上原子構(gòu)成的氣體分子，由于熱的作 用，將分解成原子。這種現(xiàn)象叫做解離。.細(xì)顆粒過渡：二氧化碳電弧焊，對(duì)于某一直徑的焊絲，在電流增大到一定的數(shù)值并配以適當(dāng)?shù)碾娀‰妷?，熔滴以較小的尺寸自由 飛落進(jìn)入熔池，把這種現(xiàn)象稱作二氧化碳電弧焊細(xì)顆粒過渡。.電弧固有自身調(diào)節(jié)作用：在焊槍高度發(fā)生變動(dòng)或出現(xiàn)其它干 擾時(shí)，焊絲比熔化量隨可見弧長(zhǎng)的減小而增大的特性使電弧自身具有 保持弧長(zhǎng)穩(wěn)定的能力，把這種特性成為電弧固有自身調(diào)節(jié)作用。.焊縫成型系數(shù)：在焊縫成型中，熔寬B與熔深H之比B/H稱 作焊縫的成型系數(shù)。電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)構(gòu)成。陰

5、極前面存在由陽離子構(gòu)成的正空間電荷區(qū)域，稱作陰極壓降區(qū)，產(chǎn)生的壓降稱作陰極壓降；陽極前面存在自由電子構(gòu)成的負(fù)空間 電荷區(qū)，稱作陽極壓降區(qū)。產(chǎn)生的壓降稱作陽極壓降。陰極壓降區(qū)和 陽極壓降區(qū)的尺寸相當(dāng)薄，在電弧長(zhǎng)度變化時(shí)幾乎不產(chǎn)生變化， 但壓 降值很高，在電弧總體電壓降中占有相當(dāng)比例。 兩極區(qū)以外的部分稱 作弧柱區(qū)，以很平緩的形式呈現(xiàn)線性電壓降，稱作弧柱區(qū)壓降。電弧 電壓是上述各電壓降之和：Ua=UA+UP+UC電弧的溫度分布及其影響因素在電弧兩極受材料熔點(diǎn)即承受溫度能力的影響，電弧溫度呈現(xiàn) 下降的特點(diǎn)，在電極正下方電極軸線上具有最高的溫度值， 在電弧軸 線上隨電弧斷面形態(tài)的擴(kuò)展，等溫線逐步分散，

6、在接近陽極表面時(shí)又 產(chǎn)生較小收縮。影響因素：電弧電流：電弧電流增加，電弧最高溫度值增大。電極斑點(diǎn)：當(dāng)電極上出現(xiàn)電極斑點(diǎn)（陰極斑點(diǎn)或陽極斑點(diǎn)） 時(shí)，電極斑點(diǎn)處的溫度明顯升高。電弧長(zhǎng)度：電弧長(zhǎng)度變化一般不會(huì)影響電弧的最高溫度，只 是隨著電弧的拉上或者縮短，電弧的溫度分布更為擴(kuò)展或者更為集 中。陽極材料：作為母材時(shí)，陽極材料和狀態(tài)將影響陽極表面附 近的溫度值。保護(hù)氣成分：在混合氣環(huán)境下，電弧形態(tài)擴(kuò)展更為明顯。環(huán)境條件：電弧溫度和溫度分布受到環(huán)境冷卻條件、環(huán)境氣 壓條件等的影響。電弧力的主要來源及其產(chǎn)生電弧力的來源有：電弧靜壓力電弧動(dòng)壓力斑點(diǎn)力爆破 力熔滴沖擊力；其產(chǎn)生的原因分別如下：因?yàn)殡姌O直徑限制

7、了導(dǎo) 電區(qū)的擴(kuò)展，而在工件上電弧可以擴(kuò)展的比較寬， 所以電極前端電弧 截面直徑小，接近工件端電弧截面直徑大，直徑不同引起壓力差，從 而產(chǎn)生由電極指向工件的推力，即為電弧靜壓力；電弧中的壓力差 使較小截面處的高溫粒子向工件方向流動(dòng)， 并有更小截面處的氣體粒 子補(bǔ)充到該截面上來，以及保護(hù)氣氛不斷進(jìn)入電弧空間， 從而形成連 續(xù)不斷的氣流，稱作等離子氣流，到達(dá)工件表面時(shí)形成附加的一種壓 力稱作等離子流力，即電弧動(dòng)壓力；電極上形成斑點(diǎn)時(shí)，由于斑點(diǎn) 上導(dǎo)電和導(dǎo)熱的特點(diǎn)，在斑點(diǎn)上將產(chǎn)生斑點(diǎn)力；當(dāng)熔滴與熔池發(fā)生 短路時(shí)，電弧瞬間熄滅，因短路時(shí)電流很大，短路液柱中電流密度很高，在金屬液柱中產(chǎn)生很大的電磁收縮力，

8、使液柱中部變細(xì)，產(chǎn)生勁 縮，使液柱汽化爆破；熔化極富鼠保護(hù)射流過渡焊接時(shí)，焊絲前端 熔化金屬形成連續(xù)細(xì)滴沿焊絲軸線方向射向熔池，形成熔滴沖擊力。影響電弧力的因素有哪些氣體介質(zhì)電流和電壓（弧長(zhǎng)）電極（焊絲）直徑電極（焊絲）極性鴇極端部幾何形狀脈沖電流的影響。用鴇極瀛弧焊焊鋁時(shí)為什么要采用交流？因?yàn)殡娀￡枠O產(chǎn)熱高于陰極，當(dāng)鴇極接正時(shí)對(duì)鴇極燒損嚴(yán)重且熱量不能充分用來熔化金屬，生產(chǎn)效率低。但是在焊接鋁時(shí)由于電弧 的陰極清理作用可以去除鋁表面的氧化膜， 所以綜合以上原因采用交 流電源更為合適。電弧靜特性及其影響因素穩(wěn)定狀態(tài)下焊接電弧的電流、電壓特性，稱作電弧靜特性曲線。 電弧靜特性的特征：在小電流區(qū)，電

9、弧電壓隨電流的增大而減小，呈現(xiàn)負(fù)阻特性。當(dāng)電流稍大時(shí)，電弧電壓自動(dòng)維持一定的數(shù)值，保證產(chǎn)熱量與散熱量的平衡，在電弧靜特性曲線上出現(xiàn)一定區(qū)間內(nèi)的平特性特 征。在大電流區(qū)間，電弧電壓隨電流的增加而增加，呈現(xiàn)正特性。影響電弧靜特性及電弧電壓的因素：電弧長(zhǎng)度保護(hù)氣成分電極條件母材情況保護(hù)氣流量、環(huán)境溫度、焊接電流形式陰極斑點(diǎn)、陽極斑點(diǎn)及其成因根據(jù)陰極材料性質(zhì)及所處狀態(tài)的不同，在某些場(chǎng)合下，電弧導(dǎo) 電通道將主要集中在一個(gè)較小的區(qū)域，該區(qū)域電流密度、溫度、發(fā)光 強(qiáng)度遠(yuǎn)高于其它區(qū)域，稱為陰極斑點(diǎn)區(qū)。陰極斑點(diǎn)的形成有如下幾種情況：非熔化極材料作為陰極，、惰性氣體保護(hù)時(shí)，在電流值較小的 情況下出現(xiàn)陰極斑點(diǎn)。低熔

10、點(diǎn)材料作為陰極（焊絲）時(shí)，也就是冷陰極情況下，如 果使用氧化性氣氛作為保護(hù)氣，保護(hù)氣對(duì)電?。ò帢O和陰極區(qū)） 有較強(qiáng)的冷卻作用，電弧電場(chǎng)強(qiáng)度較高，從自身較小能量消耗的角度， 電弧更趨于集中，難以全面積包圍焊絲熔化金屬（熔滴），電弧導(dǎo)電 通道集中在熔滴下方較小的區(qū)域。惰性氣體保護(hù)下母材作為陰極時(shí)，受母材尺寸大、導(dǎo)熱量大 等條件的影響，表面上容易形成陰極斑點(diǎn)。當(dāng)電弧燃燒不能在陽極表面所覆蓋的全面積上形成均勻的電流通道時(shí)，將在陽極上的某一局部區(qū)域形成主要的電流通道，大部分電 子通過該通道進(jìn)入陽極，即為陽極斑點(diǎn)區(qū)。陽極斑點(diǎn)區(qū)一般在以下情況下產(chǎn)生：小電流焊接，母材作為陽極，如果母材上不能形成連續(xù)的熔

11、化，將會(huì)在母材上電弧后面形成陽極斑點(diǎn)。大電流焊接，母材作為陽極，雖然形成了較大的熔池，但由于熔池運(yùn)動(dòng)或表面波動(dòng)頻繁也可能是熔池中各處蒸發(fā)情況的變遷，或由于合金元素的蒸發(fā)將在熔池內(nèi)部形成陽極斑點(diǎn)。電弧產(chǎn)生磁偏吹的原因以及如何減小或消除？只有電弧周圍的磁場(chǎng)是均勻的，磁力線分布相對(duì)電弧軸線是對(duì) 稱的，電弧才能保持軸向?qū)ΨQ。如果某種原因使磁力線的均勻性受到 破壞，使電弧中的電荷受力不均勻，就會(huì)使電弧偏向一側(cè)。這種現(xiàn)象 稱作電弧磁偏吹。電弧磁偏吹總是表現(xiàn)為電磁力把電弧從磁力線密集的一側(cè)推向 磁力線稀疏的一側(cè)。導(dǎo)線接線位置引起的磁偏吹電弧附近的鐵磁性物質(zhì)引起的磁偏吹電弧處于工件端部時(shí)產(chǎn)生的磁偏吹平行電弧間

12、的磁偏吹交流電弧的磁偏吹取消和減小磁偏吹的方法：采用較短的弧長(zhǎng)進(jìn)行焊接，電弧越短，磁偏吹越小對(duì)工件采取分布式接地方法，比如兩側(cè)接地或多點(diǎn)接地操作中調(diào)整焊槍或焊條角度避免鐵磁性物質(zhì)的影響考慮采用脈沖焊或高頻電弧焊考慮采用交流焊接等保護(hù)氣體成分對(duì)焊縫成型的影響， 重點(diǎn)：Ar+He,Ar+CO2,Ar+O2Ar+He： He的特點(diǎn)是傳熱系數(shù)大，在相同的電弧長(zhǎng)度下，電弧 電壓高，電弧溫度高。Ar的優(yōu)點(diǎn)是電弧燃燒穩(wěn)定，進(jìn)行熔化極焊接 時(shí)焊絲金屬容易呈軸向射流過渡，飛濺極小。以 Ar為氣體基體，加 入一定數(shù)量的He可獲得兩者所具有的優(yōu)點(diǎn)。Ar+CO2:它既具有瀛氣的特點(diǎn)，如電弧穩(wěn)定、飛濺少、容易獲 得軸向

13、射流過渡等，又因具有氧化性，克服了純敏氣焊接時(shí)陰極斑點(diǎn) 漂移現(xiàn)象及焊縫成型不良等問題。Ar+O2:加入1 %的氧氣到Ar中，陰極斑點(diǎn)漂移現(xiàn)象便可克服。 另外，加入氧氣后有利于金屬熔滴的細(xì)化， 降低了射流過渡的臨界電 流值。加入20%的氧氣的強(qiáng)氧化性氣體可以用來焊接碳素鋼及低合 金結(jié)構(gòu)鋼，除具有較高的生產(chǎn)率外，抗氣孔性能比加20%的二氧化碳及純二氧化碳都好，焊縫韌性也有所提高。成型系數(shù)對(duì)母材結(jié)晶（焊縫成型）有何影響？為什么？在厚板非完全熔透焊接中，對(duì)接頭承載能力有重要影響的是熔 深H,對(duì)薄件通常進(jìn)行完全熔透焊接，熔寬 B對(duì)焊縫性能亦有影響， B與H之比（B/H）稱作焊縫的成型系數(shù)，其大小還會(huì)影響

14、熔池中氣體逸出的難易、熔池的結(jié)晶方向、成分偏析、裂紋傾向等。熔池金屬對(duì)流驅(qū)動(dòng)力有哪些？為什么？電弧作用下熔池內(nèi)金屬對(duì)流驅(qū)動(dòng)力有以下 4種：電弧等離子氣流作用下產(chǎn)生的熔池金屬的對(duì)流。電弧等離子氣流以電弧壓力的形式作用于熔池，使熔池的中心 區(qū)出現(xiàn)凹陷，同時(shí)又從熔池的中心區(qū)向周邊區(qū)流動(dòng)， 把熔池表面從中 心區(qū)向周邊區(qū)拉伸，對(duì)熔池表面金屬形成從熔池中心向熔池周邊區(qū)的 流動(dòng)。熔池表面上的表面張力差產(chǎn)生的表面張力流。焊接情況下，熔池表面存在著從固液界面處的熔點(diǎn)溫度到中心 高溫區(qū)的溫度差，通常情況下，熔化金屬的表面張力依賴于溫度值， 由于溫度差使得熔池表面的各部位出現(xiàn)了表面張力差。 表面張力差出 現(xiàn)后，熔化

15、金屬就出現(xiàn)了向表面張力高的部位拉伸的表面張力流。熔池內(nèi)部流動(dòng)著的電流產(chǎn)生的電磁對(duì)流。從電弧進(jìn)入熔池的電流在電弧正下方有著較高的電流密度，從 熔池到母材內(nèi)部，電流密度是逐漸降低的。電流與其自身產(chǎn)生的磁場(chǎng) 之間相互作用而產(chǎn)生了電磁力，該電磁力指向電流發(fā)散方向，由此產(chǎn) 生了電磁對(duì)流。電磁對(duì)流的方向是向著電流發(fā)散的方向即從電弧正下 方熔池中心區(qū)向熔池底部流動(dòng)。熔池內(nèi)部熔化金屬密度差引起的浮力流。焊接情況下，熔池內(nèi)部的溫度是從電弧正下方的高溫區(qū)向固液 界面處的熔點(diǎn)溫度變化著的，形成了熔池內(nèi)部的空間溫度場(chǎng)，液態(tài)金 屬是溫度越高密度越低，密度低的部分受到浮力的作用向著重力的反 方向運(yùn)動(dòng)。敘述表面張力流對(duì)焊縫

16、成型的影響表面張力在熔化焊接中起到重要作用。表面張力與熔滴過渡、 熔池形成及其內(nèi)部的流動(dòng)都有密切的關(guān)系。對(duì)于表面活性元素較少的材料，表面張力隨溫度的升高而減小， 由此原因，電極正下方熔池表面溫度較高處的表面張力低于表面溫度 較低的熔池周邊區(qū)的表面張力，從而產(chǎn)生了從熔池中心區(qū)向周邊區(qū)的 流動(dòng)，即形成外向表面張力流，并獲得較淺的熔深。對(duì)于表面活性元素較多的材料，表面張力隨溫度的上升而增大， 從而產(chǎn)生從熔池周邊區(qū)向中心區(qū)的流動(dòng)， 即形成內(nèi)向表面張力流，而 電極正下方熔池中心區(qū)的熔化金屬具有較高的溫度， 被液流直接傳向 熔池底部時(shí)，也帶去較多的熱量，從而使熔深增加，也可以表述為熔 化效率提高。影響焊絲

17、融化速度的因素有哪些？為什么？當(dāng)材質(zhì)一定時(shí)，焊絲熔化速度基本上是由電流、焊絲直徑、干 伸長(zhǎng)決定。但焊絲極性、保護(hù)氣種類、可見弧長(zhǎng)、熔滴過渡形態(tài)等也 有很大影響。在焊絲接正時(shí)，焊絲熔化速度與混合氣種類無關(guān)，幾乎成定值。在焊絲接負(fù)時(shí)，與焊絲接正時(shí)相比，其熔化量顯著提高。熔滴過渡時(shí)熔滴上受哪些作用力？使焊絲端部的熔滴產(chǎn)生脫落、過渡的力主要是重力、表面張力、電磁力、摩擦力4項(xiàng)直流瀛弧焊采用哪些極性，為什么？TIG焊時(shí)，反極性焊接只有在焊接薄件鋁、鎂及其合金時(shí)才會(huì) 采用。因?yàn)榇藭r(shí)電弧在工件上的產(chǎn)熱少，焊縫熔深淺而熔寬大，生產(chǎn) 效率低。故一般采用正極性焊接。MIG焊接一般采用焊絲為陽極的接法，而把焊絲接負(fù)

18、或采用交 流的很少。其原因有兩項(xiàng)：一是要充分利用電弧對(duì)母材的清理作用，另一 原因是為了使熔滴細(xì)化，并且形成平穩(wěn)過渡。TIG焊時(shí)提高焊接速度，增加焊縫熔深的方法有哪些？提高焊接速度的方法：增加焊接的熱輸入改變電極的前端形狀，電極前端磨出一定的平臺(tái)在氣中混入氨氣采用電極傾斜方式進(jìn)行焊接增加焊接熔深的方法：增加焊接熱輸入減小電弧長(zhǎng)度在氣中混入氨氣二氧化碳焊的脫氧措施有哪些？避免或減小焊縫氣孔的措施有 哪些？脫氧措施：熔池脫氧，采取 Si-Mn聯(lián)合脫氧并合理選擇焊絲中鎰、硅的含量及其比例；在焊絲中適量添加 Al、Ti等元素作為脫氧 劑。避免氣孔措施：CO2焊氣孔來源主要有N2孔、H2孔、CO氣 孔等。

19、對(duì)于N2氣孔要從保護(hù)可靠性和工藝參數(shù)兩方面予以排除。 氫的主要來源是焊絲、工件表面的油、銹和水分及CO2氣體中的水份，由于二氧化碳?xì)怏w的氧化性，使電弧空間的 H的存在量減少， 氫氣孔產(chǎn)生的可能降低；作好 CO2焊焊前準(zhǔn)備工作，去除工件表面 的油、鐵銹及水份，并對(duì) CO2氣體進(jìn)行必要的干燥；采用直流反接 法也是降低氫氣孔的有效措施。焊絲中含有足夠的脫氧元素Si、Mn時(shí)，并限制焊絲中的含碳量，可抑制 CO氣孔的形成。影響二氧化碳焊短路過渡的因素有哪些？實(shí)現(xiàn)熔滴短路過渡的基本條件是采取較細(xì)的焊絲，以較小的電 流在低的電弧電壓下進(jìn)行焊接。電弧電壓的影響若電弧電壓高于最佳值范圍，短路過渡頻率降低；當(dāng)電弧電壓 低于最佳值，弧長(zhǎng)短，熔滴與熔池短路后容易保持液柱連接狀態(tài)而不 易過渡；電源特性的影響CO2電弧焊采取短路過渡方式焊接時(shí)，焊接電源不僅需要有平 的外特性，還需要有適當(dāng)?shù)膭?dòng)特性指標(biāo)；止匕外，過程結(jié)束后，電源空 載電壓要迅速恢復(fù)，以便即使引燃電弧。送絲速度的影響調(diào)節(jié)送絲速度，可以改變短路頻率、短路時(shí)間、最大短路電流、 平均焊接電流等參數(shù)。減小二氧化碳焊接時(shí)飛濺的措施有哪些？焊接