电弧焊复习总结

1、试述电弧中带电粒子的产生方式：电弧中的带电粒子主要是指电子正离子和负离子，这些

带电粒子主要依靠电弧气体空间的电离和电极的电子发射两个物理过程所产生，同时伴随着解离、激励、扩散、复合、负离子的产生等一些其他过程。产生电弧的两个基本条件是有带电粒子和电极之间有一定的电场强度。产生方式有解离、电离（热电离电场作用电离光电离）激励（碰撞传递光辐射传递）电子发射（热发射电场发射光发射粒子碰撞发射）。

1、最小电压原理：

在给定电流和周围条件一定的情况下，电弧稳定燃烧时其导电区的半径或温度应使电弧电场强度具有最小的数值，就是说电弧具有保持最小能量消耗的特性。

2、什么是焊接静特性：是指稳定状态下（弧长一定，稳定的保护气流量和电极）焊接电弧的

焊接电流和电弧电压特性。

3、什么是焊接动特性，为什么交流电弧和直流变动的直流电弧的动特性呈回线特性？

是指的那个电弧的长度一定，电弧电流发生连续快速变化时，电弧电压与焊接电流瞬时值之间的关系。它反映了电弧的导电性对电流变化的响应能力。在焊接电流的上升过程中，由于电弧先前处于相对低温状态，电流的增加需要有较高的电场，因此表现出电弧电压有某种程度的增加；在电流下降过程中，由于电弧先前已处于较高温度状态，电弧等离子体的热惯性不能马上对电流降低做出反应，电弧中仍然有较多的游离带电粒子，电弧导电性仍然很强，使电弧电压处于相对较低的水平，从而形成回线状的电弧动特性。

4、试述焊接电弧的产热机构以及焊接电流T分布：焊接电流是一个能量输出很强的导体，其

能量通过电弧转换，由于弧柱、阴极区、阳极区组成，因此焊接电弧总的能量来自这三个部分。（1）阴极区的产热本质是产生电子（消耗能量）、接收正离子的过程有能量变化，这些能量的平衡结果就是产热。产热产热量是PK=I*(UK-Uw-UT),作用是用于加热阴极。（2）阳极区的产热本质是接收电子、产生A、过程中伴随能量的转换。产热量是PA=I*(UA-UK-Tt),用于加热阳极。（3）弧柱的产热机构本质是A+、e在电场下被加速，使其动能增大表现为温度升高。产热量为Pc=Ia*Ua,I及Ua的因素。

弧柱温度较高，两电极温度较低，焊接电弧径向温度分布，中间高四周低，靠近电极电弧直径小的一端，电流和能量密度高，电弧温度也高。

5、焊接电弧能产生哪几种电弧力？说明他们的产生原因以及影响焊接电弧力的因素。

焊接电弧作用力包括电弧静压力（电磁收缩力）、等离子流力（电弧电磁动压力）、斑点力、爆破力、细熔滴的冲击力。电磁收缩力：这个力的形成是由于一个导体中的电流在另一个导体周围空间形成磁场，磁场间相互作用，使导体受到电磁力。等离子流力：连续不断的气流，到达工件表面时形成附加的一种压力形成等离子流力，等离子流力是高温粒子高速流动形成的。斑点力：当电极上形成斑点时，由于斑点上导电和导热的特点，在斑点上将产生斑点力。爆破力：熔滴短路电弧瞬时熄灭，因短路时电流很大，短路金属液柱中电流密度很高，在金属液柱内产生很大的电磁收缩力，使缩颈变细，电阻热使金属液柱小桥温度急剧升高，使液柱汽化爆断。细熔滴的冲击力：熔滴在等离子流作用下以很高的加速度冲向熔池产生的，受电磁力和等离子流力的作用。影响焊接电弧力的因素有电弧电流及电弧电压、焊丝直径、电极的极性、气体介质、电流的脉动、钨极端部几何形状。

7.试述影响焊接电弧稳定性的因素

焊接电源、焊接电流和电压、电流的种类和极性、焊剂和焊条药皮、磁偏吹、及铁锈、水、油污、风等其他因素

1、熔化极电弧焊中，焊丝熔化的热源有哪些？熔化极电弧焊中，焊丝的加热熔化主要靠阴极区(电流正接时)或阳极区（电流反接时）所产生的热量及焊丝自身的电阻热，弧柱区产生的热量对焊丝熔化居次要地位。热源主要包括焊丝的电弧热和电阻热。

2、影响焊丝融化速度因素有哪些？是如何影响的？

（1）焊接电流对熔化速度的影响。焊丝的电弧热与焊接电流成正比，电阻热与电流平方成正比，同一电流中，焊丝直径越细，伸出长度越长，熔化速度越快。

（2）电弧电压对熔化速度的影响。电弧电压较高时电弧电压基本上对焊丝熔化速度影响不大。电弧电压较低时，当电弧长度减小时，要熔化一定数量的焊丝所需要的电流减小，弧压变小，反而使焊丝熔化速度增加。

（3）焊丝直径对熔化速度的影响。电流一定时，焊丝直径越细，电流密度也越大，使焊丝熔化速度增大。

（4）焊丝伸出长度对熔化速度的影响。其他条件一定时，焊丝伸出长度越长，电阻热越大，对焊丝起着预热的作用，通过焊丝传导的热损失减少，所以焊丝熔化速度越快。

（5）焊丝材料对熔化速度的影响。焊丝材料不同，电阻率也不同，所产生的电阻热就不同，不锈钢电阻率较大，会加快焊丝的熔化速度，尤其是伸出长度较长是影响更为显著。

（6）气体介质及焊丝极性对熔化速度的影响。不同气体介质对阴极压降的大小和焊接电弧产热多少有直接影响，焊丝为阴极时的速度总是大于焊丝为阳极时的熔化速度，因气体混合比不同而变化。焊丝为阳极时，其熔化速度基本不变。

3、熔滴在形成与过渡过程中受到哪些力的作用表面张力、重力、电磁力、等离子流力、斑点压

力，爆破力。

4、熔滴过渡有哪些常见的过渡形式？各有什么特点？

熔化极电弧焊的熔滴过渡形式可分为自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。

(1)自由过渡：熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触，有三种过渡

形式。①滴状过渡：根据滴状尺寸和熔滴形态，分为大滴过渡、排斥过渡和细颗粒过度。②喷射过渡：因熔滴尺寸和过渡形态分为射滴过渡、射流过渡和旋转射流过渡。③焊破过渡：CO2气体保护焊和焊条电弧焊中经常有爆破过渡。(2)接触过渡：接触过渡是熔滴通过与熔池表面接触后的过渡，有两种形式。①短路过渡：熔化极气体保护焊时，焊丝短路并重复引燃电弧，这种接触过渡又称为短路过渡。短路过渡主要表现在CO2气体保护焊中。②搭桥过渡：TIG焊时，焊丝作为填充金属，它与工件间不引燃电弧，成为搭桥过渡。搭桥过渡是指非熔化极电弧焊中外部填加焊丝的熔滴过渡情况。（3）渣壁过渡：熔滴是从熔渣的空腔壁上流下。

渣壁过渡的两种形态分别出现在埋弧焊中和焊条电弧焊中。再埋弧焊中是部分熔滴沿着熔渣壳过渡，在焊条电弧焊中是部分熔滴沿药皮套筒壁过渡。

5、解释：熔敷系数，熔敷效率和损失系数。

熔敷系数：是指单位时间内、单位焊接电流内所熔敷到焊缝上的焊丝金属的质量，用αy表示。

熔敷效率：把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称为熔敷效率。

损失系数：熔化系数αm与熔敷系数αy的差值，再除以熔化系数αm就是焊丝金属的蒸发、氧化与飞溅的损失，即损失系数ψs。损失系数是评价焊接过程中焊丝金属的损失程度的概念。

1、解释焊缝成形系数，焊缝熔合比的概念。

焊缝成形系数：焊缝宽度B与熔深H之比叫做焊缝的成形系数ψ。焊缝熔合比：焊缝熔合比γ决定于母材金属在焊缝中的横截面面积与焊缝横截面面积之比。γ=Fm/(Fm+Fh)

2、分析焊缝成形系数的大小对焊接质量的影响规律，说明常用的电弧焊方法的焊缝形成系数

的取值范围。焊缝成形系数较大，宽而浅的炸缝，横向的宏观偏析不容易生成气孔和裂纹。

焊缝成形系数较小，深而窄的炸缝，纵向的宏观偏析易产生气孔和裂纹。

埋弧焊焊缝的焊缝成形系数一般要求大于1.25。堆焊时为了保证堆焊层材料的成分和高的堆焊生产率，要求焊缝熔深浅、宽度大、成形系数可达到10。

3、分析熔池受到的力及对焊缝成形的影响规律。

(1)熔池金属的重力。平焊位置熔池金属的重力有利于熔池的稳定，空间位置焊接时往往破坏熔

池的稳定性，是焊缝成形变坏。（2）电磁力。压力差使熔池金属形成在熔池中心处的金属向下流，在熔池四周处的金属流向熔池中心的涡流。金属流动时，熔池中心的高温金属把热量带向熔池底部而使熔深加大。（3）表面张力。熔池金属由于各处成分和温度的不均匀，各处表面张力大小不同，这样形成表面张力梯度，表面张力梯度促进液态熔池金属的流动并对熔池形状和焊缝成形产生影响。（4）焊接电弧力。熔化金属和电弧使熔池中心热量高，熔深加大。（5）电弧的静压力和动压力。使熔池表面凹陷，熔深相应增大。（6）熔滴冲击力。它对指状熔深的形成起着重要作用。熔滴的过渡频率和进入熔池时的速度越高，形成的凹穴就越深。

4、分析焊缝参数和工艺因素对焊缝成形的影响规律。焊缝参数对焊缝成形的影响（1）焊接电流

对焊缝成形的影响：当其他条件不变时，随着焊接电流的增加，热输入增加，焊缝的熔深和余高均增加，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，电弧功率增大，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。余高减小，这是因为熔宽增大，焊丝熔化量却稍有减小。（3）焊接速度对焊缝成形的影响：焊接速度的高低是焊接生产率高低的重要指标之一。焊接速度增高时，线能量q/v减小，熔宽、熔深和余高也减小，熔合比近于不变。

1、工艺因素对焊缝成形的影响（1）电流的种类和极性：熔化极电弧焊时，直流反极性焊接熔深和