成型基础焊接部分

1、成型基础（焊接部分）1、 弧-源系统：供给焊接电弧燃烧的电源叫弧焊电源，焊接时，电弧与弧焊电源构成了一供电系统，简称为弧-源系统。2、 电弧：在两个电极之间的气体介质中，强烈而持久的气体放电现象叫做电弧。3、 焊接电弧产生的两个条件：a、带电粒子定向运动；b、两极之间有电压；4、 气体介质产生带电粒子的原因：a、阴极电子发射；b、气体电离；5、 电弧产生过程：a、引弧产热；b、电子发射、气体电离；c、粒子定向移动、形成电流、产生电弧6、 电弧产生过程描述（引弧到稳弧）：a、引弧时，当焊条与工件短接，由于接触表面不平整, 实际上只有少数几个点真正接触，强大的短路电流从这些点通过，产生了大量的电阻

2、热，使焊条和工件的接触部分温度急剧升高而熔化，甚至部分蒸发。b、阴极表面由于急剧加热，产生了强烈的电子发射；同时，焊条与工件间充满的高热、易电离的金属蒸气和焊条药皮产生的气体发生气体电离。c、焊条离开工件，焊机的空载电压立即加在焊条端部与工件之间，在电弧电压作用下，电子和负离子移向阳极，正离子移向阴极，粒子定向移动，形成电流。这种过程不断反复进行，就形成了具有强烈热和光的焊接电弧。7、 焊接电弧燃烧过程的实质，就是把电能转换成热能和光能的过程。产生电弧所需的外加能量是由电源供给的。8、 焊接电弧的静特性（电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压的变化关系U =f (I)）A、 特性曲线的形成（参考课

3、本P8）；B、 电弧电压仅与电弧长度有关，与电流大小无关；C、 手弧焊电弧电压1625V；D、 弧长14cm；E、 U型与电阻有关；9、 电弧区域划分（热量分布）：阳极区：43%；阴极区：36%；弧柱区：21%；各区域温度分布：两极的温度：电极材料沸点左右；弧柱中心：散热较差，5000-8000K；10、 直流的接法（按工件端为准）：直流正接（正极性）；直流反接（负极性）；11、 影响电弧稳定性的因素：a、焊接电源；b、电弧气氛；c、焊接区清洁度；d、电弧偏吹；12、 焊接电源的外特性（电源电压与电流之间的关系 U =f (I)）13、弧-源系统的动平衡方程式为：14、电弧稳定燃烧对电源的要求

4、：A、弧焊电源必须具有一定的空载电压U0；B、弧焊电源应具有适当的短路电流Id（Id=（1.252）Ia）；C、弧焊电源使焊接电流具有可调节性（I0的0.251.2倍）；D、弧焊电源应有良好的动态品质；E、弧焊电源电源必须具有下降外特性；15、 如何保持动态平衡（参考课本P11）16、 弧焊电源的分类：a、弧焊变压器（首选）；b、弧焊发电机（在野外无电网供电时选用）；c、弧焊整流器（需要用到直流电工作的情况）；17、 焊接材料是指能填充焊缝、对焊缝起保护作用和冶金作用的所用消耗材料。18、 焊条由焊芯和药皮两部分组成。19、 焊芯a、具有一定长度及直径的金属丝。b、作为电极传导电流，产生电弧；

5、作为填充金属与母材熔化，形成焊缝。C、焊条直径、长度：指焊芯的直径和长度。20、 药皮a、焊条药皮的主要作用为机械保护作用、改善工艺性能、冶金处理作用；达到目的：保证焊缝金属的化学成分和力学性能、使焊条具有良好的焊接工艺性能；21、 碳钢焊条型号的编制方法： “E”：焊条； 前两位数字：抗拉强度最小值（kgf/mm2）； 第三位数字：适用的焊接位置：0、1适用全位置焊接、2适用平焊及平角焊、4适用于向下立焊； 三、四位数字组合表示电流种类及药皮类型。例：E4303（酸性焊条）、 E5015（碱性焊条）22、 碳钢焊条统一牌号的编制方法： “J”表示结构钢焊条； 前两位数字表示焊缝金属抗拉强度等

6、级； 第三位数字表示药皮类型和焊接电源种类。23、 常用碳钢焊条牌号、型号对应关系：24、 酸碱焊条性能对比（工艺性能、力学性能）：25、焊条的选用的基本原则：1、考虑结构的材料和使用性能(强度选择，要求等强度，过高易开裂)；2、考虑焊接结构件的工作条件和结构特点（在动载、冲击载、高温高压条件工作；形状复杂、厚度大、刚性大）3、考虑焊接设备和施工条件 4、考虑劳动条件，成本、生产率（在满足使用要求条件下，首选酸性焊条）26、 焊丝：a、焊接时作为填充材料的金属丝；b、填充材料、导电作用（熔化极气保焊、埋弧焊）27、 焊剂：a、在焊接过程中能够熔化形成熔渣和气体的颗粒状物质。（氧化物和氟化物组成

7、）；b、保护作用、冶金处理作用；28、 焊缝的形成过程：a、形成卵形熔池；b、发生冶金反应；c、熔渣气体保护；d、冷凝形成焊缝29、 手弧焊的基本操作：引弧、运条、收尾；30、 根据焊件接缝所处的空间位置，焊接位置分为平焊、立焊、横焊和仰焊；可用焊缝倾角和焊缝转角的不同来区分。31、 焊接工艺参数：焊条直径和牌号、焊接电流、电流种类和极性、电弧电压、焊接速度、焊接层数。32、 焊接工艺参数的选择：a、焊条直径的选择（主要取决于工件的厚度B、焊接电流的选择C、焊接层数的选择：每层的厚度的标准：要求高的焊缝不大于45mm；层数可近似计算如下：n= /dD、焊接速度选择原则： 保证焊透； 是保证焊缝

8、具有所要求的外形和尺寸。E、电弧电压选择原则： 电弧电压在1625V之间，弧长在14mm之间。 尽可能采用短弧焊接（飞溅，气孔、咬边、未焊透）立、仰焊时弧长时短；碱性焊条弧长短。 例：大桥桥梁，=10mm，选工艺参数，焊接方法，焊接材料例：高压容器，=480Mpa，=10mm，焊条电弧焊（短弧焊）解：选E5015，r=4mm，n=3，=160A，弧压=16V,速度慢，直流反接，全位置焊接。33、 熔化极气体保护焊工作原理：采用连续等速送进可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝和母材金属，利用外加气体为保护介质，形成熔池和焊缝的焊接方法。34、 熔化极气体保护焊根据保护气体不同分为：

9、熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG焊）、熔化极活性气体保护电弧焊（MAG焊）、CO2气体保护焊（CO2焊）35、 二氧化碳气体保护焊工作原理：以二氧化碳气体作为保护介质的熔化极气体保护焊方法。36、 熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG焊）：以惰性气体（Ar、He或二者的混合气体）作为保护介质的熔化极气体保护焊方法。37、 熔化极活性气体保护电弧焊（MAG焊）：以惰性气体和少量氧化性气体（O2、CO2或两者的混合气体）混合而成的气体作为保护介质的熔化极气体保护焊方法。38、 钨极惰性气体焊(TIG焊)工作原理：利用钨极与工件之间产生的电弧的热量熔化母材和填充金属（也可不加填充金属），形成熔池，在惰性

10、气体的保护下，熔池冷却凝固形成焊缝。39、 比较TIG焊、CO2焊、埋弧焊。TIG焊CO2焊埋弧焊工作原理利用钨极与工件之间产生的电弧的热量熔化母材和填充金属（也可不加填充金属），形成熔池，在惰性气体的保护下，熔池冷却凝固形成焊缝。以二氧化碳气体作为保护介质的熔化极气体保护焊方法。1、 层下产生电弧2、形成熔池熔渣3、冷凝形成焊缝工艺特点1、 热源：电弧、钨极（电弧热量集中、温度高；夹钨）2、 保护：惰性气体保护，保护效果好，无飞溅、无焊渣，明弧操作，成本高，需防风3、 过程：电极不熔化（全位置焊接、薄板焊接，熔敷效率低，焊接速度较慢）1、 热源：电弧2、 保护：CO2气体保护，但易氧化，飞溅

11、大，明弧操作，成本低，但要防风措施；3、 过程：自动送丝，焊条直径、电流可调节，生产效率高1、 热源：电弧2、 保护：液态熔渣构成弹性模3、 过程：焊丝、工件和焊件熔化优点1、保护效果好，焊缝质量好，应用范围广。2、电弧温度高、热量集中，可焊接高熔点材料。3、焊接过程无飞溅，无焊渣，焊后处理简单。4、可全位置焊接，可焊接薄板。5、明弧施焊，便于观察熔池。1、 生产率高 （16倍）2、 焊接成本低（40-50%）3、 明弧操作4、 焊接电流可调5、 焊接变形小1、 生产效率高2、 焊缝质量好3、 节约填充金属和能源4、 劳动条件好缺点1、熔敷效率低，焊接速度较慢。2、焊接过程需采取防风措施。3、

12、惰性气体较贵，焊接成本高。4、操作不当时，焊缝容易夹钨，降低力学性能1、室外操作需有防风装置。2、飞溅较大，焊缝成形不够光滑美观。3、需防弧光辐射保护。4、不能焊接易氧化的金属材料。1、 机动灵活性较差2、 敏感性强3、 设备较复杂，价格较贵4、 不适合焊薄板40、 埋弧焊要注意的几个问题：A、防止烧穿与焊漏的措施（CO2焊或MAG焊焊封底焊缝）B、焊直缝时必须使用引弧板和引出板（长度：100-150mm；厚度与坡口：等同）41、 电渣焊原理：以电流通过液态熔渣时产生的电阻热作为热源，熔化基体金属和填充材料，形成熔池，冷凝结晶后形成焊缝的一种熔焊方法。42、 电渣焊焊缝形成工作过程：a、形成空

13、腔；b、构成渣池；c、产生电阻热；d、形成熔池（重点）；e、形成焊缝43、 碳弧气刨是利用石墨棒或碳棒作为电极，与工件间的电弧热来熔化金属，同时利用压缩空气气流吹除熔化金属，在金属表面加工沟槽。44、 碳弧气刨注意坡口，特别是中厚板对接坡口以及管对接的U形坡口。45、 堆焊：利用焊接的方法将具有一定性能的材料（堆焊金属）熔敷在焊件表面的一种工艺过程。46、 堆焊的目的：a、在焊件表面获得耐热、耐磨、耐蚀等特殊性能的熔敷金属层。b、为了恢复或增加焊件的尺寸。47、 气焊与气割是利用可燃气体燃烧时所放出的热量来焊接和切割金属的一种气体火焰加工方法。48、 气焊：利用气体燃烧产生的热量将金属接头和填

14、充金属熔化，使焊接接头相互熔化在一起凝固后成为一体的牢固接头，实质是物理变化过程。49、 氧乙炔焰（常用气焊种类）可分为中性焰、碳化焰(也称还原焰)和氧化焰三种。50、 气割：利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用切割氧流将金属氧化物吹掉，实现切割的方法。其过程实质是铁在纯氧中燃烧过程，是化学过程。51、 气割过程：a、利用燃气与氧混合燃烧产生的热量（预热火焰的热量）预热金属表面，使预热处金属达到燃烧温度。b、送进高纯度、高速度的切割氧气流，使金属在氧气中剧烈燃烧。c、生成氧化熔渣同时放出大量热量，借助这些燃烧热和熔渣

15、不断加热切口处金属，并使热量迅速传递，直到工件底部。d、借助高速氧流的动量把燃烧生成的氧化熔渣吹除。PS：这种预热-燃烧-去渣的过程重复进行，即形成切口，移动割炬就把金属逐渐割开，这就是气割过程。金属的气割过程主要是金属在氧气中剧烈燃烧产生大量热量并维持切割的过程。52、 高能束流焊接的原理及特点：当能量密度大于105-106W/cm2的高能束流照射到金属材料表面时，发生小孔效应。小孔的存在使高能束流能深入工件内部，直接与工件作用进行能量转化，因而能形成深宽比较大的焊缝。在其他因素变化的情况下，功率密度越高，熔深越大，焊缝的深宽比也越大。53、 小孔效应：当一束能量密度极高的高能束流照射到金属

16、材料表面时，材料将瞬时气化，由于蒸发的存在，蒸汽压力和蒸汽反作用力等克服熔化金属表面张力以及液体金属静压力而形成小孔，小孔类似于黑体，它有助于对光束能量的吸收。小孔的存在，从根本上改变了焊接熔池的传质、传热规律。从普通的热传导型焊接转变成为深熔焊接（小孔焊接）。小孔焊接是高能束流焊接的共同特点，这种焊接能获得极小的熔化区和热影响区，并能净化焊缝，从而减小焊缝中诸如内应力、裂纹、气孔等缺陷。54、 电子束的特点：a、功率密度高、穿透能力强；b、精确、快速的可控性55、 等离子弧是利用等离子枪将阴极（如钨极）和阳极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧。等离子弧是由等离子

17、体组成，是充分电离了的气体，其中正、负电荷数量相等，就其整体来说是呈中性的。56、 等离子弧形成的过程：钨极内缩、喷嘴通气、强制通过57、 等离子弧焊三种压缩作用：a、机械压缩效应：喷嘴孔径作用；b、热压缩效应：喷嘴水冷作用；c、电磁收缩效应：平行载流导体电磁引力58、 等离子弧焊形成束流特点：a、形态近似圆柱形，电弧挺度好、发散角小；b、能量高度集中：密度达105-106W/cm2；c、高温：弧柱中心达1800024000K；d、高速：300m/s以上。59、 等离子弧的类型：a、非转移型等离子弧；b、转移型等离子弧；c、联合型弧 60、 焊接结构的特点：优点缺点1、接头强度高：等强甚至高强

18、2、结构设计灵活性大：不受几何形状限制；不受壁厚限制；不受外形尺寸限制；可实现异种材料连接；3、接头密封性好：气密性、水密性均好4、焊前准备工作简单：适合单件、小批量5、成品率高：可返修1、存在较大焊接应力和变形：不均匀温度场会导致热应力产生，由此造成残余塑性变形和残余应力，引起结构变形。由此引发的工艺缺欠会影响到结构的刚度、强度和稳定性，导致结构承载能力降低。消除应力处理、校正变形2、对应力集中敏感：焊接结构具有整体性，结构刚度大，焊缝的布置、数量和次序等都会影响到应力分布，并对应力集中敏感，而应力集中是疲劳、脆断等破坏的起源。3、接头性能不均匀：非平衡的加热冷却使接头在成分、组织和性能上都

19、是不均匀体。61、 焊接接头：用焊接方法制造而成的接头。分为焊缝区、热影响区、 熔合区三部分62、 焊接接头的各个区域：a、焊缝区：焊件和填充材料熔化凝固形成的结合部分；b、热影响区：焊件受到焊接热的影响而发生金相组织和力学性能变化的区域；c、熔合区：由焊缝区向热影响区过渡的区域。63、 焊缝是构成焊接接头的主体部分。64、 焊缝形式：a、对接焊缝的接头可采用卷边、平对接或加工成不同形式坡口进行连接；b、角焊缝按照截面形状可分为平角焊缝、凹角焊缝、凸角焊缝、不等腰角焊缝。65、 坡口：焊前将焊件的待焊部位加工成的具有一定几何形状的沟槽。66、 坡口三要素：a、坡口角度：保证获得一定的熔深；b、

20、坡口钝边：防止烧穿（尺寸不能过大以保证底层焊缝焊透）；c、坡口间隙：保证根部焊透67、 接头形式：对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头、其他接头（卷边接头、端接接头、套管接头）68、 对接接头：两焊件端面相对平行的接头69、 对接接头特点：a、受力情况较好；b、应力集中程度较小；c、使用最为广泛70、 对接坡口形式： I形坡口； Y形坡口； 双Y形坡口； 带钝边U形坡口； 带钝边双U形坡口71、 焊接接头的表示方法：a、标注目的：简化图纸上的焊缝； b、标注内容：焊缝形式、焊缝和坡口尺寸、焊接方法、其它焊接要求。72、 焊缝符号：基本符号、指引线、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号、焊接方法代

21、号。A、 基本符号：表示焊缝横截面形状的符号；采用近似于焊缝横截面形状的符号来表示。B、 辅助符号：表示焊缝表面形状特征的符号，与基本符号配合使用，不需确切说明表面形状时可不用。 C、 补充符号：补充说明焊缝的某些特征而采用的符号D、 焊缝尺寸符号：表示坡口和焊缝尺寸的符号。E、 焊接方法代号：用阿拉伯数字来表示金属焊接及钎焊方法。（电弧焊：1；电阻焊：2；气焊：3；丝极埋弧焊：121；二氧化碳气体保护焊：135；钨极氩弧焊：141；手弧焊：111；碳弧焊：181；氧-乙炔焊：311）73、 焊接变形：构件焊后一般都会产生变形，如果变形量超过允许值，就会影响使用性能，甚至因变形严重无法校正而报废。74、 预防焊接变