船舶焊接技术复习重点.doc

船舶焊接技术复习重点

注：标有补的是白己补充的内容，不是老师说的重点。

一、焊接的定义

焊接：通过施加外部能量的方法（通过加热或加压或者两者并用），使两个分离的物体之间达到原子或分子间的永久连接。

二、焊接分类

见课件

三、气体放电

补1.电弧的本质：气体放电

电弧是一种持久稳定气体放电现象，通过放电将电能转变为热能与机械能，产生高温使金属熔化。

2.气体放电：两极间的气体被击穿而导电的过程。

3.分类：气体放电分为自持放电和非自持放电。

自持放电：放电本身能产生导电所需的带电粒子（A+、e）非自持放电：放电本

身不能产生导电所需的带电粒子（A+、e）

补4.放电形式（按发光现象划分）：暗放电、辉光放电、电弧放电

电弧放电是气体放电的最终形式。特点：电压最低、电流最大、温度最高，通常伴随有熔化和蒸发现彖。。

补5.等离子体的性质：电屮性、高导电性

四、电弧中带电粒子的来源

1.带电粒子的来源

电源通过电极（阴极）向电弧区发射电子

气隙中的中性粒子被电离产生电子和离子

2.阴极电子发射类型

热发射、场致发射（电场发射）、光发射、碰撞发射。

3.电子发射：电子从金属表面逸出的现象。

4.中性粒子电离类型：热电离、场致电离、光电离

五、电弧的导电机制（带电粒子产生、运动方式）

电弧分区：阴极区、阳极区、弧柱区

特点（自己总结）

阴极区特点：长度短、电压大、电场强度高。由阳离子构成正空间电荷区域阴极区特点：长度短、电压大、电场强度高。由电子构成的负空间电荷区域弧柱区特点：长度基本上等于电弧长度，电场强度较小。呈电中性。

1.阴极区

补（1）定义：阴极前面存在rh阳离子构成的正空间电荷区域，产生的压降称作阴极压降。

补（2）阴极区在导电过程屮的作用

1）产生弧柱区导电所需要电子流

2）接收弧柱区来的正离子流

补（3）阴极区分类

热发射型、电场发射型、碰撞发射型、等离子阴极

（4）阴极斑点

定义：某些情况下，电场发射很剧烈吋，电弧导电通道将主要集中在一个较小的区域，

该区域电流密度、温度、发光强度远高于其它区域，称作阴极斑点。

电弧阴极斑点的形成通常对焊接是不利的。

阴极斑点特点：

①电流密度大、温度高。

②跳跃性及粘着性。

③存在斑点力：蒸发反力、A+的撞击力。

④自动寻找氧化膜。

（4）阴极雾化（阴极清理）

惰性气体中的电弧在以金属板（丝）作为阴极的情况下，阴极斑点在金属板（丝）上扫动，除去金属表面上的氧化膜，使其露出清洁金属面，称作〜。清理作用只限于对阴极，并且是在不含氧化性气氛的高纯度惰性气氛中。

实例分析A1 （理解）

铝是典型的冷阴极材料，作为冷阴极的特征其阴极压降UC很高，阳离子受阴极电场加速以很高的速度冲击阴极表面，使阴极表血上的氧化物破碎并消失。另外，氧化物的功函数比纯金属低，阴极斑点不会停留在固定的位置上，而是不断地移动寻找新的氧化膜，不断形成新的阴极斑点。在惰性气氛中，一旦除去了氧化膜就不会在金属面上再次生成氧化膜。对氧化物的清理将一直扩展到熔池周围的固体表面上。

2.阳极区

补（1）定义：阳极前面存在由电子构成的负空间电荷区域，产生的压降称作阳极压降补（2）阳极区在导电过程中的作用

1）接收弧柱区来的电子流Ie =0.9991

2）产生弧柱区所需要的正离子流IA+=0.001I

补（3）分类热电离型、场致电离型

（4）阳极斑点

1）定义：阳极材料过热蒸发出来的金属原子比气体原子具有更低的电离能，更容易被电离，因此一旦阳极产生金属蒸汽，很容易在附近形成弧柱，电弧集中

于阳极表面一点形成主要的电流通道，这就是阳极斑点。

2）特点:

①电流密度大、温度高；

②粘着性、跳跃性；

③避开氧化膜；

④斑点力，阳极斑点力小于阴极斑点力。

3）与阴极斑点不同，正常焊接时阳极斑点对焊接过程没有大的不良影响。

六、最小电压原理

在给定电流与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，即电弧具有保持最小能量消耗的特性。

重要结论：如果电弧断面大于或小于其自动确定的断面，都会引起E的增加。

七、冶金三区及特点

完整的冶金反应包括三个阶段，即药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。

1.药皮反应区

特点:反应产生的大量气体，一方而对熔化金属有机械保护作用，另一方面对被焊金属和药皮中的铁合金（如猛铁、硅铁和钛铁等）有很大的氧化作用。药皮反应

阶段的反应产物为熔滴和熔池阶段提供了反应物。

1.熔滴反应区特点：在该区的反应时间虽短，但因温度高，相接触而积大，并有强烈的混合作用, 所以冶金反应最激烈，许多反应可达到接近终了的程度，因而对焊缝成分影响最大。

2.熔池反应区

特点：①熔池反应速度小，程度小，对整个化

学冶金过程贡献小

②主要化学冶金反应同熔滴阶段，但程

度和方向有可能改变

八、元素对焊接的影响及控制措施

1.氢

（1）氢对焊接质量的影响

形成气孔、产生冷裂纹、形成氢脆、形成白点

（2）氢的控制

1）、限制焊接材料的含氢量，药皮成分

2）、严格清理工件及焊丝：去锈、油污、吸附水分

3）、冶金处理

4）、调整焊接规范

5）、焊后脱氢处理

2.氧

氧对焊接质量的影响

1）.机械性能下降

2）.化学性能变差

3）.产生气孔CO合金元素烧损

4）.工艺性能变差

氧的控制

（1）控制焊接材料的含氧量

（2）控制焊接工艺参数

对焊缝金属进行脱氧

脱氧反应的阶段

先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧

3.氮

氮对焊接质量的影响（写详细点）

1）时效脆化

2）气孔

3）有利一面：可作为合金元素加入钢中，一般指高合金钢。

氮的控制

1）加强焊接区的保护

2）控制焊接工艺参数

3）冶金处理