2025年非熔化极气体保护焊试题及答案

2025年非熔化极气体保护焊试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.非熔化极气体保护焊（TIG焊）中，常用的惰性保护气体是（）。A.二氧化碳（CO₂）B.氩气（Ar）C.氧气（O₂）D.氮气（N₂）2.下列关于TIG焊电极的描述中，错误的是（）。A.纯钨电极熔点高但电子发射能力较弱B.钍钨电极因含放射性元素逐渐被铈钨电极替代C.铈钨电极在低电流下引弧更稳定D.电极直径选择仅与焊接电流有关，与母材厚度无关3.焊接不锈钢时，TIG焊通常采用的电流极性为（）。A.直流正接（DCSP）B.直流反接（DCRP）C.交流（AC）D.脉冲直流4.下列因素中，对TIG焊保护效果影响最小的是（）。A.喷嘴直径B.气体流量C.电弧长度D.焊接速度5.焊接铝及铝合金时，TIG焊需采用交流电源的主要原因是（）。A.提高电弧稳定性B.利用阴极清理作用去除氧化膜C.降低电极烧损D.增加熔深6.关于TIG焊填充焊丝的送丝方式，正确的操作是（）。A.焊丝与工件成90°垂直送进B.焊丝前端始终处于保护区外C.采用“点滴式”送丝时，焊丝应快速回抽避免粘连D.填丝频率与焊接速度无关7.下列TIG焊工艺参数中，对熔池形状影响最显著的是（）。A.气体流量B.钨极伸出长度C.焊接电流D.电弧电压8.焊接钛合金时，TIG焊需额外增加拖罩的主要目的是（）。A.提高气体流量B.延长高温区保护时间，防止氧化C.减少电弧偏吹D.降低焊接热输入9.下列缺陷中，不属于TIG焊常见缺陷的是（）。A.气孔B.夹钨C.未熔合D.热裂纹（结晶裂纹）10.评定TIG焊焊缝质量时，渗透检测（PT）主要用于检测（）。A.内部气孔B.表面或近表面缺陷C.内部裂纹D.焊缝余高二、多项选择题（每题3分，共15分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.TIG焊设备的核心组成部分包括（）。A.焊接电源B.送丝机构（非填丝时可省略）C.焊枪及冷却系统D.供气系统（气瓶、流量计、电磁阀）2.影响TIG焊电弧稳定性的因素有（）。A.电源的空载电压B.保护气体种类C.钨极尖端形状D.工件表面清洁度3.焊接镁合金时，TIG焊的工艺要点包括（）。A.采用交流电源增强阴极清理作用B.严格清理母材表面氧化膜（MgO）C.提高焊接速度以减少热输入D.选用与母材成分匹配的焊丝（如AZ系列）4.下列关于TIG焊钨极烧损的描述中，正确的是（）。A.直流正接时，钨极作为阴极，电子发射导致烧损B.直流反接时，钨极作为阳极，承受较大热负载，烧损严重C.交流焊接时，正负半波烧损相互抵消，综合烧损较小D.提高焊接电流会加剧钨极烧损5.防止TIG焊焊缝出现气孔的措施包括（）。A.增加气体流量至40L/min以上B.彻底清理母材及焊丝表面的油污、水分C.控制钨极伸出长度（一般为3-6mm）D.焊接结束时延迟停气三、判断题（每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.TIG焊可焊接所有金属材料，包括高温合金和活性金属（如锆、铪）。（）2.氩气的电离能较高，因此TIG焊引弧比CO₂焊更困难。（）3.焊接薄板时，应选择小直径钨极（如1.6mm）和小电流（如30-80A）。（）4.钨极尖端角度越小，电弧越集中，熔深越大，但电极易烧损。（）5.TIG焊的电弧电压主要由电弧长度决定，通常控制在8-12V。（）6.焊接铜及铜合金时，因导热性好，需采用直流反接增加熔深。（）7.脉冲TIG焊通过调节脉冲频率和占空比，可控制熔池尺寸，减少变形。（）8.夹钨缺陷主要是由于钨极与熔池接触或电流过大烧损电极导致的。（）9.X射线检测（RT）能有效检测焊缝内部的气孔、夹渣和裂纹，灵敏度高于超声波检测（UT）。（）10.为提高效率，TIG焊可在风速超过2m/s的环境中作业，无需额外防风措施。（）四、简答题（每题8分，共40分）1.简述TIG焊中保护气体的作用，并说明氩气与氦气的适用场景差异。2.分析直流正接、直流反接和交流电源在TIG焊中的应用特点及适用材料。3.列举TIG焊操作中“送丝-运枪-行走”三动作的协调要点。4.说明TIG焊焊缝“未熔合”缺陷的产生原因及预防措施。5.对比TIG焊与熔化极气体保护焊（MIG/MAG焊）的优缺点，各列举3项。五、计算题（每题7分，共14分）1.采用TIG焊焊接厚度3mm的304不锈钢板，已知焊接电流I=120A，电弧电压U=10V，焊接速度v=150mm/min。计算焊接热输入Q（单位：kJ/cm），并判断该参数是否符合薄板焊接的常规范围（常规热输入：0.5-1.5kJ/cm）。（公式：Q=IU/(60v)×10⁻³）2.焊接直径Φ57mm、壁厚4mm的20钢管道（环缝），要求焊缝熔深≥3mm。已知钨极直径2.4mm，尖端角度30°，保护气体流量8L/min。若采用直流正接，试计算合理的焊接电流范围（参考：20钢TIG焊电流与熔深关系：电流80-120A对应熔深2-3mm，120-160A对应熔深3-4mm）。六、综合分析题（每题10分，共20分）1.某企业采用TIG焊焊接5A06铝合金（镁含量5%）容器，焊后检测发现焊缝表面存在密集微小气孔，且内部存在未熔合缺陷。结合铝合金TIG焊特性，分析可能的原因，并提出针对性改进措施。2.某焊接工程师需制定“0Cr18Ni9不锈钢管（Φ89mm×4mm）TIG焊工艺规程”，请列出需明确的关键工艺参数（至少8项），并说明各参数的选择依据。答案一、单项选择题1.B2.D3.A4.D5.B6.C7.C8.B9.D10.B二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABD4.BCD5.BCD三、判断题1.×（活性金属需严格保护，部分高熔点金属需特殊工艺）2.√3.√4.√5.×（通常5-12V，薄板取低值）6.×（铜合金导热性好，需直流正接或交流，反接熔深小）7.√8.√9.×（RT对体积型缺陷灵敏度高，UT对裂纹等面型缺陷更敏感）10.×（风速＞2m/s需防风棚或挡板）四、简答题1.保护气体作用：隔离空气，防止熔池及高温区金属氧化、氮化；稳定电弧；影响熔池形状和熔深。氩气与氦气差异：氩气（Ar）电离能低，引弧容易，电弧稳定，适用于大多数金属（如钢、不锈钢、钛合金）；氦气（He）电离能高，电弧电压高，热输入大，适用于高导热性金属（如铜、铝厚板），可增加熔深。2.直流正接（DCSP）：钨极接负，工件接正。钨极发热少、烧损小，熔深大，适用于钢、不锈钢、钛合金等。直流反接（DCRP）：钨极接正，工件接负。钨极烧损严重，熔深小，但阴极清理作用强（工件表面氧化膜被破坏），仅用于薄铝焊接（需大电流、水冷电极）。交流（AC）：正负半波交替，正半波（工件负）利用阴极清理作用去除铝、镁氧化膜，负半波（钨极负）减少电极烧损，主要用于铝、镁及其合金。3.协调要点：-送丝：焊丝与工件成15-20°夹角，前端位于熔池前沿，均匀、断续送入（频率与焊接速度匹配），避免焊丝暴露在保护区外。-运枪：焊枪与工件成70-85°夹角，保持稳定电弧长度（2-4mm），沿焊接方向均匀移动，必要时做小幅度横向摆动（薄板不摆）。-行走：速度与送丝、熔池冷却速度匹配，过快易未熔合，过慢易烧穿；需观察熔池形状（椭圆形，边缘清晰）调整速度。4.未熔合原因：-热输入不足（电流小、速度快）；-坡口或层间清理不彻底（氧化膜、熔渣阻碍熔合）；-电弧偏吹导致热量分布不均；-焊丝送丝位置偏离熔池前沿。预防措施：-调整工艺参数（增大电流、降低速度）；-严格清理坡口及层间（机械打磨+化学清洗）；-检查磁场干扰，消除电弧偏吹（如接地位置调整）；-送丝时确保焊丝熔入熔池前沿，与母材充分接触。5.TIG焊优点：焊缝质量高（无飞溅、纯净）；可焊接薄件及精密件；适用于多种金属（包括活性金属）。TIG焊缺点：焊接效率低（熔敷率低）；需填丝时操作难度大；设备成本较高。MIG/MAG焊优点：熔敷率高、效率高；可自动化；适合中厚板。MIG/MAG焊缺点：飞溅较大（MAG焊）；保护效果受气体纯度影响；难焊活性金属（如钛）。五、计算题1.计算过程：Q=IU/(60v)×10⁻³=120×10/(60×150)×10⁻³×10³（转换为kJ/cm）=(1200)/(9000)×10⁻³×10³=0.133×10=1.33kJ/cm。结论：1.33kJ/cm在0.5-1.5kJ/cm范围内，符合常规要求。2.分析：目标熔深≥3mm，根据参考数据，熔深3-4mm对应电流120-160A。考虑管道环缝散热快（圆周方向热积累），需适当提高电流补偿散热，故合理电流范围为130-150A（兼顾熔深与避免烧穿）。六、综合分析题1.原因分析：-气孔：铝合金表面氧化膜（Al₂O₃）吸附水分，清理不彻底；保护气体流量不足或纯度低（含O₂、H₂O）；焊接速度过快，熔池冷却快，气体来不及逸出。-未熔合：铝合金导热性好，热输入不足（电流小、速度快）；电弧长度过大（电压高），热量分散；坡口角度小（如＜60°），电弧无法到达根部。改进措施：-清理：机械打磨（不锈钢刷）+化学清洗（NaOH+硝酸中和），焊接前烘干焊丝（150℃×2h）；-气体：使用高纯氩（≥99.99%），流量调整为12-15L/min（厚板增加），增加拖罩延长保护；-参数：提高电流（8mm厚板用180-220A），降低速度（100-150mm/min），电弧长度控制在2-3mm；-坡口：采用V型坡口（角度60-70°），钝边1-1.5mm，确保电弧可达根部。2.关键工艺参数及依据：-焊接电源：直流正接（不锈钢为非铝镁金属，正接熔深大、电极烧损小）；-电流：120-160A（壁厚4mm，参考不锈钢TIG焊电流-壁厚关系：4mm对应120-160A）；-电压：8-10V（电弧长度2-3mm，电压=2+0.04×弧长，弧长3mm时电压≈3.2V？需修正：实际TIG焊电压主要由弧长决定，通常弧长2-4mm对应电压5-12V，不锈钢取8-10V）；-焊接速度：150-200mm/min（匹配电流，避免烧穿或未熔合）；-保护气体：氩气（纯度≥99.99%）