材料连接原理考试汇总

第一篇焊接方法

1-1焊条电弧焊的工艺要点

1、焊前清除焊件表面铁锈、油污、水分等，焊接材料用前必须烘干。2角焊缝、对接多层焊的第一层焊缝以及单道焊缝要避免采用窄而深的焊接坡口形式，以防止出现裂纹、未焊透或夹渣等焊接缺陷。3、焊接刚性大的构件时，为了防止产生裂纹，宜采取焊前预热和焊后消除应力的措施。4、在环境温度低于-10°以下焊接低碳钢、结构钢时接头冷却速度较快，为了防止产生裂纹，应采取以下减缓冷却速度的措施。

a.焊前预热，焊时保持层间温度。

b.采用低氢型或超低氢型焊接材料。

c.点固焊时需加大焊接电流，适当加大点固焊的焊缝截面和长度，必要时焊前也需预热。

d.整条焊缝连续焊完，尽量避免中断，息弧时要填满弧坑。

1-3阐述钨极氩弧焊（TIG/GTAW）的焊接工艺

1、焊接引弧

引弧方式有三种：第一种方式是通过高频放电破坏电极与母材之间的绝缘，进而引燃电弧的高频引弧；第二种方式是把电极与母材轻轻接触，随后立即拉开引燃电弧即接触引弧；第三种方式是利用一个辅助碳棒或钨棒与钨电极接触，两者之间加上一个较小功率的电源，在钨电极和辅助帮之间引燃电弧，随后在焊接电源空载电压作用下，电弧转移到钨电极和焊件之间燃烧。

2、提前送气与滞后停气

在引弧动作开始之前，要提前通以保护气，驱除导气管中的空气并使焊接区处于被保护状态下，这称作提前送气。焊接结束后，在熔池完全凝固及电极完全冷却之前需要继续流通保护气，这称为滞后停气。

3、添加材料的选定

TIG焊不存在添加材料的过热问题，其中的合金元素几乎都能过渡到熔池中去，因此，可以选用与被焊件相同材质的添加材料。TIG自动化焊接通常都是在焊枪前部填充焊丝。

4、焊接夹具

为防治焊穿现象的发生，薄板焊接时工件具备被夹装条件，应考虑利用夹具进行焊接，正面压紧，背面加上铜垫板，防治焊接变形造成对缝间隙的改变、产生错位和错边，以及防治熔滴脱落。

5、其他工艺要求

包括焊件坡口形式及尺寸的选择，焊件清理等准备下工作。

1-3 GTAW直流反接的阴极清理作用

钨电极接在直流电源的正端时称作直流反极性焊接。反极性焊接时，钨极是电弧的阳极。反极性接法时，电弧具有对母材表面的氧化膜进行清理作用。电极接正时，母材是阴极，从其表面发射出电子。电子容易从有氧化物的地方发射出来并形成阴极斑点，阴极斑点受到质量较大的正离子的撞击，使该区域氧化膜被破坏掉。电弧连续破坏母材表面上电弧覆盖区域的氧化膜，实现对氧化膜的清理。

1-3 铝、镁合金电弧焊采用交流氩弧焊的原因是什么？

为兼有阴极清理作用及钨极不致过热，只有采用交流钨极氩弧焊接法。

交流电流的极性是周期变化的。在每个周期里，半波相当于直流正接，另一个半波相当于直流反接。正接的半波期间钨极不致过热，可承载较大的焊接电流，有利于电弧稳定，容许可焊厚度增大；反接的半波期间有阴极清理作用，可去除母材表面氧化膜，保证焊缝良好成形。

1-4 MIG焊接适用范围：

1.不锈钢焊接：Ar+(1%~5%)O2或Ar+(5%~25%)CO2 短路过渡，多用于3.0mm以下薄板单层焊接；喷射过渡Ar+(1%~2%)O2或Ar+(5%~10%)CO2，在要求较高的场合，可以采用Ar+(30%~50%)He。

2.低碳钢低合金钢的焊接：Ar+(5%~20%)CO2，电弧稳定性、飞溅情况、焊缝均匀性都能良好。

3.铜合金的焊接：预热，Ar+He。

4.镍、钛、镁、铝合金焊接。

1-4 MIG焊工作原理：

采用熔化极焊丝作为电弧的一极，从焊枪喷嘴中流出的气体对焊接区及电弧进行保护，焊丝熔化金属从焊

丝端部脱落过渡到熔池，与母材熔化金属共同形成焊缝。

1-4 MIG焊设备组成：

弧焊电源、控制系统、送丝机构、焊枪、行走台车（自动焊）、水冷系统及供气系统组成

1-4 MIG焊接工艺参数的确定：

MIG焊的焊接参数计有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、（焊接速度）、保护气流量等。

1、焊丝直径：

应根据焊件的厚度、焊接层次及位置、接缝间隙大小、所选熔滴过渡形式等因素来综合考虑确定。细焊丝通常多用于短路过渡的薄板/全位置焊，粗丝多用于喷射过渡的中厚板的平位置填充、盖面焊。需要特别指出的是，铝合金的MIG焊对杂质敏感，而且铝的材质较软，为最大限度保证焊缝质量和送丝稳定可靠，追求选用尽可能粗的焊丝进行焊接。现在的技术已可以使铝合金MIG焊时，以粗丝焊薄板。

2、焊接电流

应根据焊件的厚度、焊接层次及位置、焊丝直径大小、所需熔滴过渡形式等因素来综合考虑确定。焊丝直径一定时，可以通过改变电流的大小来获得不同的熔滴过渡形式。

3、电弧电压

短路过渡的电弧电压较低，喷射过渡的电弧电压相对较高。

4、焊接速度

焊接速度要与焊接电流相匹配，尤其是自动焊时更应如此。

铝合金焊接一般用较快的焊接速度，半自动焊常在5～60m/h之间，自动焊约在25～150m/h之间。

5、MIG焊所需的气体流量比TIG焊的要大，通常在30～60L/min，喷嘴孔径也相应地应有所增加，有时甚至要用双层喷嘴、双层气流保护。同时要注意焊丝的伸出长度对保护效果、电弧稳定性和焊缝成形的影响。总结：

MIG焊工艺参数选择的一般方法：板厚→Φ，然后，熔滴过渡形式→I，最后根据I配以合适的U、V及气体流量。

1-4 MIG焊接熔滴过渡形态、特点及应用：

短路过渡：MIG焊熔滴短路过渡电压更低，过渡过程更稳定，飞溅少。

适合进行薄板高速焊接或空间位置焊缝的焊接。

喷射过渡：MIG焊接焊丝接阳极，在小电流时，电弧的阳极区形成在熔滴前端底部，电弧弧柱呈圆锥形，由于电磁拘束力小，熔滴主要受重力的作用而产生过渡，其颗粒较大。增大电流后，电弧形态扩展，较大范围包涵焊丝端头，电极前端被削成尖状，熔滴细颗粒化，这时的熔滴过渡形态称作“喷射过渡”。特征：熔滴尺寸小于焊丝直径，熔滴过渡平稳，电弧稳定，能够得到均匀的焊缝。

用途：中厚板水平对接或角接。

亚射流过渡：这是介于短路过渡和射滴过渡之间的一种过渡形式，电弧特征是弧长较短。

适用于铝合金短弧MIG焊，可视弧长在2－8mm之间，因电流大小而取不同的数值，带有短路过渡的特征，当弧长取上限值时，也有部分自由过渡（射滴）

1-5 激光热导焊机理：

热导焊时，激光辐射能量作用于材料表面，激光辐射能在材料表面转化为热量。表面热量通过热传导向内部扩散，使材料熔化，在两材料连接部分形成熔池。熔池随着激光束一起向前运动，熔池中的熔敷金属并不会向前运动。在激光束向前运动后，熔池中的熔敷金属随之凝固，形成连接两块材料的焊缝。

1-5 激光深熔焊机理：

当激光光斑功率足够大时，材料表面在激光束的照射下迅速加热，其表面温度在极短的时间内升至沸点，使材料熔化和气化，形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎全部吸收入射光束能量，孔腔内平衡温度打25000℃左右。当工件在光束下移动或者光束在工件上移动时，即形成连续焊缝。

1-5 激光焊优点：

1、聚焦后，激光功率密度高，加热速度快，可实现高速焊和深熔焊。由于激光加热范围小，在同等功率