电弧焊基础考试

电弧焊基础名词解释1．焊接：焊接是一门材料连接技术，通过某种物理化学过程使分离的材料产生原子或分子间的结合力而永久连接在一起。

2．熔化焊：使被连接的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。

3．固相焊：利用加热、摩擦、扩散等物理作用克服两个连接表面的不平度，除去氧化膜及其他污染物，使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件下实现的连接统称为固相焊或固相连接。

4．焊接电弧：自持放电中电压最低、电流最大、温度最高、发光最强的一种气体放电现象。

5．电极金属的电子发射：金属表面吸收外加能量使电子从表面溢出的现象。

6．电离：中性粒子存在于电弧空间（气隙中），当处于高能量状态时，其电子轨道上的电子脱离约束，分离成电子和离子称之为电离。

7．能量密度：指单位有效面积上的热功率称为能量密度以W/cm2来表示。

8．等离子流力：电弧中由电弧推力引起高温气体的运动所形成的力称为等离子流力。

9．热阴极：以钨和碳等高熔点材料作为阴极的情况下，由于材料熔点很高，能够承受很高的被加热而不熔化，在电弧电流较大时，表现出热阴极电子发射能力。

10．冷阴极：以铁、铜、铝等低熔点材料作为阴极时，由于材料不能承受很高的温度，通过电子发射逸出的电子较少，表现为冷阴极电子发射机制。

11．直流正接：采用直流电源施焊时，焊接工件接电源正极，电极接负极的接线法。

12．直流反接：采用直流电源施焊时，焊接工件接电源负极，电极接正极的接线法。

13．电弧的挺直性：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。

14．磁偏吹：电弧挺直性是由于电弧中流动着的电流受到其自身磁场的作用而表现出的现象，如果某种原因使磁力线分布的均匀性受到破坏，使电弧中的电荷受力不均匀，就会使电弧偏向一侧的现象称作电弧磁偏吹。

15．成形系数：焊缝熔宽B与熔深H之比（B/H）称作焊缝的成形系数φ。

16．熔合比：指焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例。

熔合比γ=Fm/（Fm+F H）。

17．未焊透：单面焊接时，接头根部未完全焊透的现象。

18．未熔合：单层焊、多层焊或双面焊时，焊道与母材之间、焊道与焊道之间未能完全结合的部分称作未熔合。

19．焊穿：焊接时熔化金属自焊缝背面流出并脱离焊道形成穿孔的现象。

20．咬边：当焊速很快，焊缝两侧的金属没有被很好熔化，同时熔化金属受表面张力的作用容易聚集在一起而对焊趾部位的润湿性不好，容易形成固液态剥离，凝固后沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷成为“咬边”。

21．焊瘤：熔化金属流淌到焊缝区以外未熔化母材上（或直接在焊缝上）聚集成的金属瘤。

22．熔化速度：是指单位时间内熔化焊丝的重量（g/h）。

23．焊丝熔化系数：是指单位时间内通过单位电流时熔化焊丝的重量（g/(A*h)）。

24．熔滴过渡：在电弧热作用下，焊丝与焊条端头的熔化金属形成熔滴，它受各种力的作用向母材过渡称为熔滴过渡。

25．阴极雾化现象：直流反极性钨极氩弧焊时，会发生阴极变化现象，接负极的熔池表面受到正离子的猛烈撞击，高熔点的金属氧化膜被打碎清除，此现象称为阴极雾化现象。

26．等离子弧：等离子弧是通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧。

27．非转移型等离子弧：电弧电源正负极分别接续到电极和喷嘴上，在钨极与喷嘴内壁之间引燃等离子弧，流出喷嘴时带出的高温等离子焰流。

28．转移型等离子弧：引燃电弧时由于电极到工件的距离较长，首先在电极与喷嘴内壁间引燃一个小电弧，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的等离子焰流称作“转移弧”。

29．焊接飞溅：在焊接过程中，大部分焊丝熔化金属可以过渡到熔池，有一部分焊丝熔化金属（也包括少量的熔池金属）飞到熔池以外的地方，这种现象称作“焊接飞溅”。

30．焊丝的熔敷系数：单位时间、单位电流所熔敷到焊缝中的焊丝金属重量。

31．焊丝的损失系数：焊丝损失系数包含飞溅损失和氧化、蒸发损失等，表示公式如下：32．脉冲MIGMIG焊接。

简答1．主要的焊接方法有哪些？请指出10种焊接方法的名称。

主要的焊接方法有：熔化焊、固相连接、钎焊。

例如：手工电弧焊、TIG焊、MIG焊、MAG焊、等离子弧焊、埋弧焊、CO2电弧焊、熔化极等离子弧焊、摩擦焊、扩散焊、螺柱焊等。

2．焊接有哪些特点？优点：可实现不同厚度、不同形状以及不同材料的连接；刚度大，整体性好；生产效率高；重量减轻，生产成本低。

缺点：焊接结构是不可拆卸的；易产生残余应力；焊缝易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。

3．什么是电弧的静特性？影响电弧静特性的因素有哪些？一定长度的电弧在稳定燃烧时，电弧电压和电弧电流之间的关系称为电弧的静特性。

其影响因素有：电弧长度；保护气成分；保护气体压力；电极条件；母材情况。

4．什么是阴极斑点？试述其产生条件和特点。

①概念：指阴极表面局部出现的发光强、电流密度很高的现象。

②产生条件：Al、Cu、Fe等作阴极时，或W、C等作阴极时，小电流时。

③特点：阴极斑点由许多小斑点组成；存在较大的斑点压力；自动寻找氧化膜。

5.什么是阳极斑点？试述其产生条件和特点。

①概念：指阳极表面局部出现的发光强、电流密度很高的现象。

②产生条件：Al、Cu、Fe等作阳极，大电流时。

③特点：阳极斑点由许多小斑点组成；有自动寻找纯金属表面而避开氧化膜的倾向；也存在斑点压力（但较阴极斑点压力小）。

6.为什么熔化极电弧焊均采用直流反接？阴极区和阳极区的产热主要决定于Uc和Uω。

熔化极电弧焊时：∵ Uc>>Uω∴ Pc> P A。

∴熔化极电弧焊时为了保证熔深，一般均采用直流反接（即工件接电源负极）。

7.电弧焊接时常用的引弧环节有哪些？各用于何种场合？（1）接触引弧，应用范围：熔化极焊接；①爆裂引弧，适用于细焊丝熔化极电弧焊；②慢送丝爆裂引弧，适用于粗焊丝熔化极气保护焊；③慢送丝划擦引弧，主要用于埋弧焊；④回抽引弧，用于埋弧焊。

（2）非接触引弧（高频或脉冲引弧），适用于非熔化极电弧焊（TIG（GTAW）和PAW）。

8.电弧焊接时常用的收弧环节有哪些？各用于何种场合？①焊丝返烧熄弧，这是一般熔化极电弧焊中最常见的方法；②电流衰减熄弧，适用于非熔化极的TIG和PAW；③电弧返回熄弧，用于焊速较高、熔池较长的熔化极环缝搭节点熄弧。

9.气体保护焊时常采用的保护气体有哪些？常用保护气体的种类：对于GTAW方法，使用最普遍的是氩气，特殊要求下选择使用氦气、氩气和氦气的混合气、在Ar气中加入少量的H2气这几种组合；对于GMAW方法，使用的主要气体是Ar、CO2、O2，有单一Ar、单一CO2、Ar+CO2、Ar+CO2+O2、CO2+O2几种选择。

10.焊接不锈钢时、Q345E低合金钢时，应采用何种保护气体？比例如何？为什么？不锈钢：Ar+（ 1--5% ）O2，降低金属表面张力；Ar+（＜ 5%）CO2，提高电弧能量；Ar+（30--50%）He，He可以提高电弧功率和温度。

Q345E低合金钢：Ar+（10--50%）CO2，Ar+（ 1--5% ）O2，改善熔深，提高生产率，减少结晶裂纹。

11.试述焊接条件对焊缝成形的影响。

（1）焊接规范参数的影响：○1焊接电流对焊缝尺寸的影响：H= KmI；○2电压对焊缝尺寸的影响；○3焊速对焊缝尺寸的影响。

（2）电流种类和极性的影响：○1熔化极电弧焊：直流反接→B↑ H ↑直流正接→B↓ H↓，交流介于反接和正接之间；○2钨极氩弧焊：直流反接→B↓ H↓，直流正接→B↑ H ↑。

（3）其他工艺参数的影响：○1焊丝直径及伸出长度；焊丝直径：d ↓→H ↑ a ↑ B ↓；伸出长度：Ls↑→ a ↑ H ↓。

○2焊丝倾角、工件倾角；○3接口间隙和坡口形状：坡口或间隙↑→ a ↓γ↓ H ↑；○4工件厚度及散热条件：厚度δ↑→ B↓ H↓，但H=0.6δ时,δ↑→ H ↑12.什么是熔滴过渡？它有何分类？在电弧热作用下，焊丝与焊条端头的熔化金属形成熔滴，它受各种力的作用向母材过13.分别试述滴状过渡、射滴过渡、射流过渡、短路过渡和亚射流过渡的产生条件及应用。

滴状过渡：产生条件：大电压、小电流；大滴过渡：MIG焊；大滴排斥过渡：小电流CO2焊；细颗粒过渡：大电流CO2焊。

射滴过渡：产生条件：中电压、中电流；用于铝MIG焊，或钢焊丝MIG脉冲焊。

射流过渡：产生条件：钢MIG焊，大电流；用于厚板焊接。

短路过渡：产生条件：小电流，低电压；细丝CO2焊，广泛用于薄板和全位置焊接。

亚射流过渡：产生条件：电流、电压介于短路和射流之间；用于Al及其合金的焊接。

14.什么叫TIG焊，有何特点？钨极氩弧焊是以钨或钨合金材料做电极，在惰性气体保护下进行的焊接。

优点：焊接品质高；电弧稳定，焊缝美观、平滑；电压低（8-15V），电流（热输入）调节范围大，适用于薄板焊接、空间焊接、精密焊接；适用母材范围广，适焊位置灵活；电极为难熔材料，易于保持弧长恒定；Ar气为惰性气体，可焊任何金属；明弧，无熔渣。

缺点：焊接效率低于其他焊接方法；使用惰性气体，成本略高；对焊接工人有技术要求，特别是手工焊。

15.AC-TIG焊接中负半波的阴极清理作用？AC-TIG焊接时在正弦、方波电流的负半波时，惰性气体中的电弧在以金属板或丝作为阴极的情况下，阴极斑点在金属板或丝上扫动，除去金属表面的氧化膜，使其露出洁净金属面的作用，但同时钨极被烧损。

16.低频脉冲TIG焊的优点及规范参数？优点：焊缝致密性好；电弧线能量低（平均电流小）可以焊接薄板或超薄板构件；成型美观易控制；能够控制熔池尺寸，实现全位置焊和单面焊双面成形；宜于难焊金属的焊接；降低对装配、夹紧的要求；应用非常广泛。

规范参数：根据被焊件厚度、材料、所设定的焊接速度、接头形式等，采取配合调整的办法选取峰值电流Ip、基值电流Ib、峰值时间tp、基值时间tb、脉冲周期T、脉冲频率f（通常在0.5--10Hz）。

17.TIG焊能焊接什么金属？钢材、各种有色金属、各种合金以及金属基复合材料，其中对有色金属及其合金（Al、Mg）、不锈钢、Ti及Ti合金、难溶的活性金属（Mo、Nb、）、高温合金等的焊接最具优势。

18.为什么焊接铝、镁及其合金时常采用交流TIG焊？铝、镁是活性较强的金属，表面易被氧化形成熔点高且很难清理的氧化膜，不利于施焊；使用交流TIG焊接：在正弦、方波电流的负半波，由于阴极雾化清理作用存在可以打碎并清理去除高熔点氧化膜，为在正半波熔化母材做准备，但此时钨极烧损；而在正半波，电弧稳定，母材金属被熔化进行焊接，此时钨极可以得到冷却。

19.什么是等离子弧，有何特点？等离子弧就是外部拘束条件下高度电离了的电弧。

其特点有：温度更高，能量密度更大；等离子弧带电粒子的运动速度很高，其挺直性明显好于TIG电弧；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很大。