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笫一章电弧焊基础知识

一、对不同熔滴过渡形式进行比较，包括形成条件、熔滴过渡过程的不同特点、应用等内容。

答：电弧焊的熔滴过渡形式可以分为自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。

1、自由过渡

熔滴从焊丝端部脱落后，经电弧空间H由地的飞行二落入熔池，熔滴脱离焊丝末端一、前不与熔池接触。按过渡形态不同分为滴状过渡、喷射过渡和爆炸过渡。

1)滴状过渡:(1)大滴过渡"、滴落过渡：高电压、小电流、MIG焊

b、排斥过渡：高电圧、小电流、CO2焊

(2)细颗粒过渡：较大电流的CO2焊

当电流较小吋，在电弧作用力下，随着焊丝融化，熔滴逐渐长大，当熔滴的重力能够克服其表面张力的作用吋，就以较大的颗粒脱离焊丝，落入熔池实现熔滴过渡。电流较大，电磁收缩力增大，表面张力作用减小，熔滴在脱离焊丝之前就偏离了焊丝轴线，甚至上翘，脱离之后不能沿焊丝轴向过渡时，成为排斥过渡。

这两种过渡的熔滴都较大，一般大于焊丝直径，属于大滴过渡。大滴过渡的熔滴大，行成吋间长，影响电弧稳定性，焊缝成型粗糙，飞溅较多，生产屮很少采用。

当电流较大时，电磁收缩力大，熔滴的表面张力减小，熔滴细化，其直径一般等于或略小于焊丝直径，熔滴向熔池过渡频率增加，飞溅少，电弧稳定，焊缝成形较好，这种过渡形式称为细颗粒过渡，在生产屮广泛应用。

2)喷射过渡：(I)射滴过渡铝MIG焊及钢焊丝脉冲焊

(2)亚射流过渡铝、镁及其合金的熔化极气体保护焊

(3)射滴过渡钢焊丝MIG焊

(4)旋转射流过渡特大电流MIG焊

电流增加吋，熔滴的尺寸变得更小，过渡频率也急剧提高，在电弧力的的

强制作用下，熔滴脱离焊丝沿焊丝轴向飞速的射向熔池，这种过渡形式称为喷射

过渡。

射滴过渡是介于滴状过渡与连续射流过度之间的一种熔滴过渡形式，熔滴

直径与焊丝直径相近，过渡时有明显的熔滴分离。其工艺条件与连续射流过渡有

相似之处，主要适用于钢焊丝脉冲焊及铝合金焊丝融化及气体保护焊。

亚射流过渡是介于短路过渡与舍滴过渡之间的一种过渡形式，形成条件：

大电流，低电压，反极性，CO2气氛和粗焊丝。形成机理：大电流，电弧

静压力大且集屮，形成弧坑；低电压，弧长短，呈潜弧形态，；弧坑小场

强低，电弧上爬，形成射滴过渡形式。

特点：潜弧过渡的熔深大，焊缝深而窄，余高大，成形不理想，热裂

倾向大。

应用：屮、大厚板的水平位置焊接，使用时注意调整到合适的焊

接速度。

射流过渡：出现跳弧后，焊丝末端已经存在的大滴即行脱离，电弧随之变成圆锥形状。由于熔滴细小，连续不断地向熔池过渡，频率高，速度达重力加速度的几

十倍，故称射流过渡。

形成条件：纯氮或富氮保护气氛；直流反接；高弧压且电流大于临界

电流。

形成机理：电流增加，电弧阳极斑点达到熔滴根部，熔滴细颈上表面

温度达到沸点，发生跳弧，

特点：熔滴体积小，过渡频率快，等离子流力大，形成冲击力大。应

用：钢焊丝MIG焊。

旋转射流过渡：焊丝伸出长度较大，焊接电流比射流过渡临界电流高出很多吋，出现的过渡形式。由于熔滴细长，在各种作用力下失稳产生旋转，因此焊缝成形不良，但用于表面堆焊效果较好。

2）爆炸过渡

由于激烈的冶金反应，熔滴内部产生CO气体，使熔滴急剧膨胀而爆裂的金属过渡形式。吋常在CO2气体保护焊和焊条电弧焊屮出现。

2、接触过渡：“、短路过渡：CO2焊

b、搭桥过渡：非熔化极填丝焊

1）短路过渡形成条件：短弧、细焊丝、小电流

形成机理：电弧燃烧形成熔滴、熔滴长大并与熔池短路熄弧，

液桥颈缩断开熔滴过渡，电弧复燃。

特点：细丝、短弧、燃弧熄弧交替进行，平均电流小，峰值电

流大，适合薄板及全位置焊接；小直径焊丝电流密

度大，产热集中，焊接速度快。

应用：短路过渡平稳，适合于全位置焊接。

2）搭桥过渡：在非熔化极电弧焊或气焊屮，填充焊丝的熔滴过渡与上述的短

路过渡过程相似，同属接触过渡，只是填充焊丝不同电，故不

称短路过渡，而称搭桥过渡，又称桥接过渡。

3、渣壁过渡：a、渣壳过渡埋弧焊

b、药皮筒过渡焊条电弧焊

1）沿渣壳过渡：埋弧焊时，电弧在熔渣形成的空腔内燃烧，熔滴大部分是通过渣壳的内壁流向熔池，这种过渡形式称沿渣壁过渡。

2）沿药皮筒过渡：焊条电弧焊时，焊条金属熔滴总是沿着焊条套筒内壁的某一侧滑出套筒，并在没有脱离套筒边缘之前，己脱离焊芯端部而和熔池接触（不

构成短路），然后向熔池过渡。

渣壁过渡电路稳定，飞溅小，综合工艺性能优良，是理想过渡形式，细熔滴和深套筒是焊条熔滴渣壁过渡的杲本条件，使熔滴和熔渣表面张力减小或药皮厚度增大，使套筒变长，都有利于渣壁过渡。

二、了解STT, CMT焊接工艺

答:①CMT冷金属过渡焊接技术由Fronius公司在2004年欧洲板材技术博览会上展示的CMT冷金展过渡焊接技术是一种无焊渣飞溅的新型焊接工艺技术。所谓冷金属过渡，指的是数字控制方式下的短电弧和焊丝的换向送丝监控。其屮的换向送丝系统由前、后两套协同工作的焊丝输送机构组成，从而使焊丝的输送过程呈间断的送丝。后送丝机构按照恒定的送丝速度向前送丝，前

送丝机构则按照控制系统的指令以70Hz 的频率控制着脉冲式的电焊丝输送。

数字式焊接控制系统能够知道电弧生成的开始时间，动降低焊接电流，直到电弧熄灭，并调节屮脉冲式的焊丝输送，这种脉冲式焊丝输送有效改善了焊丝熔滴的过渡。在熔滴从焊丝上滴落Z后，数字控制系统再次提高焊接电流，并进一步将焊丝向前送出。Z后，重新生成焊接电弧，开始新一轮的焊接过程。这种“冷-热” Z间的交替变化大大降低了焊接热的产生，并减少了焊接热在被焊接件屮的传导。除此Z外，还可实现多种功能：可正确的设置熔滴的参数，实现更好的焊缝厚度过渡，并具有很高的焊接速度且不产生任何飞溅。据Fronius公司介绍，该设备极大的提高了焊接的生产能力，并可有效保证被焊件的焊接质量。

CMT （冷金展过渡）工艺系统主要特点是通过焊丝附加回抽动作过渡熔滴。焊丝的回抽由交流伺服电机和焊丝缓冲器来实现，焊接屮焊丝的送进速度在传统的等速基础上叠加脉冲，焊丝脉动频率可以达到70Hzo其结果是，焊丝的熔化和过渡成为两个相对独立的过程，对于焊接线能量的控制更加灵活。

虽然双机控制可能实现多功能、复杂的控制和网络化监控等管理，但双机结构只是搭建了一个硬件平台，因此还必须有相应的软件来支持，而软件的编制需要在对焊接工艺的深入研究和理解的基础上才能实现。

总之，只有数字控制接管了焊机的功率控制、工艺控制和通讯控制Z后, 数字化焊机才成为真正意义丄的高端数字化焊机，才有可能更好地满足未来焊接生产的需要。

CMT熔滴过渡过程。第一步为燃弧脉冲，形成熔滴，焊丝送进；第二步, 发生短路，控制系统进行检测、判断；第三步，焊丝回抽，形成熔滴的液态细颈，直至拉断；第四步，电弧重新引燃，焊丝由回抽变为送进。

虽然双机控制可能实现多功能、复杂的控制和网络化监控等管理，但双机结构只是搭建了一个硬件平台，因此还必须有相应的软件来支持，而软件的编制需要在对焊接工艺的深入研究和理解的基础上才能实现。

总Z,只有数字控制接管了焊机的功率控制、工艺控制和通讯控制Z后，数字化焊机才成为真正意义丄的高端数字化焊机，才有可能更好地满足未来焊接生产的需要。

CMT熔滴过渡过程如下图所示，丄部为示意图，下部为CMT高速摄像。第一步为燃弧脉冲，形成熔滴，焊丝送进；第二步，发生短路，控制系统进行检测、判断；第三步，焊丝回抽，形成熔滴的液态细颈，直至拉断；第四步, 电弧重新引燃，焊丝由回抽变为送进。