电弧焊考试.doc

名词解释焊接电弧:具有一定电压的两电极间或电极与母材间,在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。激励:中性粒子受外来能量作用其能量还不足以使电子完全脱离气体原子或分子，但可能使电子从较低的能级转移到较高的能级时，中性粒子内部的稳定状态也会被破坏。热电离：高温条件下气体粒子受热的作用产生的电离。场电离：粒子与中性粒子在电场作用下碰撞而使之电离。光电离：中性气体粒子接受光辐射作用而产生的电离现象。热发射：金属表面承受热作用而产生电子发射现象称为热发射。电场发射：当金属空间存在一定强度的正电场时，金属内的电子受此电场静电库仑力的作用，当此力达到一定程度，电子可飞出金属表面的现象。光发射：当金属表面接受光辐射时，也可使金属表面自由电子能力增加，冲破金属表面的制约飞到金属外面来的现象。粒子碰撞发射：高速运动的粒子碰撞金属表面时，将能量传给金属表面的电子，使其能量增加而跑出金属表面的现象。逸出功：使一个电子由金属表面飞出所需要的最低外加能量。电弧刚直性：指电弧作为一个柔软导体抵抗外界干扰，力求保持焊接电流沿电极轴向流动的性能，这种性能是由电弧自身磁场决定的。热阴极电极：当使用熔点和沸点很高的材料如C,W等做阴极时,阴极可以被加热到很高温度,电弧的阴极区的电子主要依靠阴极热发射来提供,这种电极被称为热阴极型电极。冷阴极电极：当电流较小、阴极的温度较低时，阴极靠热发射不能提供足够数量的电子，阴极区将靠电场发射或等离子型导电机构提供电子的冷阴极型电极。熔敷效率：过渡到焊缝中的焊丝金属质量与熔化使用的焊丝质量之比。熔敷系数：单位时间、单位焊接电流内所熔敷到焊缝上的焊丝金属质量。熔化系数：指单位时间、单位焊接电流内熔化焊丝金属的质量。1-2.试述焊接电弧中带电粒子的产生方式。答：电弧中的带电粒子指的是电子、正离子和负离子，赖以引燃电弧和维持电弧燃烧的带电粒子是电子和正离子，这两种带电粒子的产生主要依靠电弧中气体介质的电离和电极的电子发射两个过程，气体的电离形式有：热电离、场致电离和光电离。电子发射方式有：热发射、场致发射、光发射、粒子碰撞发射。1-7.分析焊接电弧三个区的产热机构以及焊接电弧的温度分布。答：（1）弧柱区的产热机构：弧柱中，电子运动由两部分组成：一部分是与正离子碰撞过程中的散乱运动，另一部分是沿电场方向定向运动。（2）阴极区产热机构：一般情况下，阴极区由电子和离子组成，在阴极区这两种带电粒子不断产生、消失和运动的同时，也伴随着能量的转变和传递。（3）阳极区的产热机构：阳极的热量主要用于阳极的加热、熔化和散热损失。温度分布：轴向温度分布：弧柱的温度高，两极的温度低。 径向温度分布：中心轴的温度最高，离开中心轴的温度逐渐降低。1-8.焊接电弧能产生哪些电弧力？说明他们的产生原因以及影响焊接电弧力的因素。答：焊接电弧能产生以下机械作用力：电磁收缩力、等离子流力、斑点压力。电磁收缩力是由于两个导体电流方向相同而产生的吸引力；等离子流力是由于电弧推力引起的等离子气流高速运动所形成的的力；当电极表面形成斑点时，由于斑点的导电和导热特点，在斑点上将产生斑点压力。焊接电弧力的影响因素：焊接电流和电弧电压、焊丝直径、电极的极性、气体介质、钨极端部的几何形状、电流的脉动。1-12阴极压降和阳极压降怎样形成的，何为阴极斑点和阳极斑点，各有什么特点？答：阴极压降：在阴极前面形成由局部较高的电场强度造成的阴极压降区，期间形成的电压称为阴极压降。阳极压降：阳极前面的电子数大于正离子数，造成阳极前面电子堆积，形成负的空间电荷与空间电场，使阳极与弧柱之间形成一个负电性区，这就是阳极区，阳极区的电压降成为阳极压降。阴极斑点的定义：电弧放电时，负电极表面上集中发射电子的光亮极小区域。阳极斑点的定义：电弧放电时，正电极表面上集中接受电子的光亮微小区域。2-3.熔滴在形成与过渡过程中受到哪些力的作用？答：重力，表面张力，电弧力，爆破力，电弧气体吹力。2-4.熔滴过渡有哪些常见的过渡形式，各有什么特点？2-5.解释：熔敷效率，熔敷系数，熔化系数3-2.分析焊缝成形系数的大小对焊接质量的影响规律，说明常用电弧焊方法的焊缝成形系数的取值范围。答：B与H之比叫做焊缝成形系数。其大小会影响到焊缝中的气体逸出的难易、熔池的结晶方向、焊缝中心偏析严重程度等。3-4.分析焊接参数和工艺参数对焊缝成形的影响规律。1.焊接电流对焊缝成形的影响：当其他条件不变时焊接电流增大，熔缝的熔深和余高均增大，熔宽没多大变化。2.电弧电压对焊缝成形的影响：当其他条件不变时，电弧电压增大后，电弧功率加大，工件热输入有所增大，同时弧长拉长，电弧分布半径增大，因此熔深略有减小而熔宽增大。3.焊接速度对焊缝成形的影响：焊接速度提高时线能量q/v减小，熔宽、熔深和余高也减小，熔合比近于不变。4.电流的种类与极性：直流反接性焊接熔深和熔宽都要比直流正极性大，交流电焊接介于两者之间。5.钨极端部形状、焊丝直径和伸出长度：钨极的磨尖角度等对电弧的集中系数和电弧压力的影响较大，电弧越集中，电弧压力越大，形成的熔深越大，熔宽减小。6.其他工艺因素：坡口尺寸和间隙大小、电极和工件的倾角、接头的空间位置等都对焊缝成形有影响。4-1.试述等速送丝调节系统的工作原理，电弧电压反馈式焊机调节系统的工作原理等速送丝调节系统的工作原理：电弧的自身调节作用是指在焊接过程中，焊丝等速送进，利用焊接电源固有的电特性来调节焊丝熔化速度，以控制电弧长度保持不变，从而达到焊接稳定的过程。电弧电压反馈式焊接调节系统：当弧长波动而引起焊接规范偏离原来的稳定值时，是利用电弧电压作为反馈量，并通过一个专门的自动调节装置强迫送丝速度发生变化。4-2.试述当电弧长度变化时电弧自身调节系统的调节过程，以及影响调节精度、调节灵敏度的因素。答：调节精度：（1）焊丝伸出长度变化量（2）焊丝的直径和焊丝的电阻率（3）焊接电源外特性曲线形状调节灵敏度：（1）焊丝直径和电流密度（2）电源外特性的形状（3）弧柱的电场强度（4）电弧长度4-3.试述当电弧长度变化时电弧电压反馈调节系统的调节过程,以及影响调节精度、调节灵敏度的因素。答：调节精度：（1）焊丝伸出长度（2）焊丝直径和电阻率（3）焊接电源外特性调节灵敏度（1）电弧电压调节器的灵敏度k值越大，钓届灵敏度越大（2）弧柱电场强度越大，弧长发生改变时引起的U增大，调节灵敏度也增大4-4.具有电弧自身调节系统的熔化极电弧焊机是如何调节焊接电流和电弧电压的。答：通过调节送丝速度来调节焊接电流；通过改变电源外特性曲线的位置来调节电弧电压。在实际应用中开发了使用点个旋转能同时调定焊接电流和电弧电压的方法。4-5.具有电弧电压反馈式调节系统的熔化极电弧焊机是如何调节焊接电流和电弧电压的。答：通过改变电源外特性来调节焊接电流；通过改变送丝给定电压来调节电弧电压。5-1.试述埋弧焊方法的特点及其应用范围。答：优点：焊接生产率高，焊缝质量好，焊接成本低缺点：不适合空间位置焊缝焊接，对焊接装备质量要求较高，不适合薄板和短焊缝焊接，难以焊接铝，钛等金属。适用于：凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜度不大的焊件，低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属，造船、锅炉、化工容器、桥梁等。5-2.埋弧焊在冶金方面有哪些特点。答：机械保护作用好：冶金反应充分：焊缝金属化学成分稳定：焊缝的组织易粗化。6-1.TIG焊具有哪些特点？主要应用范围是哪些？答：优点：焊接过程稳定，焊接质量好，适于薄板焊接、全位置焊接，焊接自动化，焊缝区无熔渣缺点：抗风能力差，对工件清理要求较高，生产率低。它适用于各种长度焊缝的焊接：既可以焊接薄件，也可以用来焊接厚件；既可以在平焊位置焊接，也可以在各种空间位置焊接，例如：横焊，立焊等焊缝及空间曲面焊接等。6-4.简述高频高压与高压脉冲引弧和稳弧装置的工作原理，并分析用于引弧和稳弧时各有什么特点。答：高频引弧:利用产生的高频高压电流击穿钨极与工件之间的气隙而引燃电弧。高压脉冲引弧：由引弧脉冲产生电路产生的出发脉冲将晶闸管SCR触发导通。电容C1将通过R2、SCR向高压脉冲变压器T2的一次侧放点电，感应出一个高压脉冲，施加在钨极与工件之间，将钨极与工件之间的气隙击穿而引燃电弧。高压脉冲稳弧：在铝从阳极向阴极转换、电流过零瞬间，在工件与钨电极间施加一个高电场。特点：高压脉冲不存在震荡问题；交流焊时既可以引弧，又可以稳弧，抗干扰能力强，性价比高，电磁辐射小。6-8.简述钨极脉冲氩弧焊的特点及其焊接参数的调节原则。特点：低频脉冲钨极氩弧焊：电弧线能量低，便于精确控制焊缝成形，宜于难焊金属的焊接。高频脉冲钨极氩弧焊：超薄板的焊接，高速焊接，破口内焊接得到可靠的融合，焊缝组织性能好。原则：根据被焊工件厚度、材料性能、所设定的焊接速度、接头形式等，采取配合调整的办法选取参数。6-10.交流TIG焊铝合金为什么会产生直流分量？有什么危害？怎样消除？答：由于电极和母材的电、热物理性能以及几何尺寸等方面存在差异，造成在交流电两半周中的弧柱导电率、电场强度和电弧电压不对称，是电弧电流不对称，因为产生了直流分量。危害：减弱阴极去除氧化膜的作用。使变压器的铁损和铜损增加，效率降低，温度提高。使焊接电流的波形严重畸变，降低功率因素。消除：在焊接回路中串接一蓄电池组E，在焊接回路中接入电阻和二极管，在焊接回路中串联电容。7-3.试述熔化极氩弧焊的电弧自身调节系统在焊接过程中的弧长调节过程。答：电弧自身调节系统是具有较强自身调节作用的电弧，配合以等速送丝方式和平特性（恒压）焊接电源而构成的，它依靠电弧电流的变化使焊丝熔化速度变化来恢复电弧弧长。7-4.什么是熔化极氩弧焊的电弧固有的自身调节作用？电弧固有的自身调节系统中胡含电源的外特性应该什么形式？是匹配送丝还是变速送丝？答：电弧固有的自调节系统，是铝焊丝采用亚射流熔滴过渡进行MIG焊时所使用弧长自动调节系统。一方面是由于只有铝焊丝MIG焊才能产生明显的亚射流过渡；另一方面在等速送丝的条件下，当铝焊丝实现亚射流过渡时，电弧具有特殊的自动调节作用，即“电弧固有的自调节作用”。7-5.AL合金亚射流过渡有什么特点？用什么样电源，怎样完成调节过程？答：在亚射流过渡区中，焊丝熔化系数增大，这是由于可见弧长减少后，熔滴的温度降低，使得焊丝熔化不需要很多的热量。恒流特性的电源。7-6.试述熔化极氩弧焊的不同保护气体的工艺特点及其适用焊接材料的种类。答：7-8.铝合金亚射流电弧焊接特点是什么？答：1.由于采用具有恒流特性弧焊电源进行焊接，焊接过程中弧长发生变化时，焊接电流值基本不改变，因此焊缝熔深均匀，表面成形良好。2.焊缝断面形状更趋于合理，可以避免射流过渡时出现的“指状”熔深。3.电弧长度短，抗环境干扰的能力增强。4.电弧为碟形，所以阴极雾化区大，焊缝起皱皮及表面形成黑粉现象比射流电弧少。8-1.试述CO2气体保护焊的特点和适用范围。答1产率高2焊接成本低3能耗低4适用范围广，不论何种位置都可以进行焊接5抗锈能力较强，焊缝含氢量低，抗裂性好6焊后不需要清渣；适用于低碳钢及低合金钢等黑色金属的焊接8-2.CO2有什么冶金特点？答：采用药芯焊丝焊接形成气渣联合保护焊缝成形好焊接飞溅小。同时由于分解吸热的作用使电弧因受到冷却的作用而产生收缩弧柱面积缩小所以保护效果非常好。8-8.CO2气体保护焊对电源特性有何要求？为什么？答：采用平外特性电源，有以下优点：1电弧燃烧稳定2规范调节比较方便，可以对焊接电压和焊接电流单独地加以调节3焊丝伸出长度变化时，产生的静态电压误差小4平外特性电源对防止焊丝回烧和粘丝有利9-1.什么是等离子弧？它是怎样形成的？它有何特点？答：使气体完全电离，形成完全由带正电的正离子和带负电的