1.什么是焊接电弧？
焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。
2. 焊接电弧的基本特点是什么？
①焊接电弧发出强烈的光
②焊接电弧可以通过大电流，几百安培几千安培
③焊接电弧电压可以很小，几伏十几伏
④焊接电弧具有大量的热能
3.解释电极表面导电现象---阳极斑点及阴极斑点？
阴极斑点的定义：电弧放电时，负电极表面上集中发射电子的光亮极小区域。当阴极材料熔点、沸点较低，而且导热性很强时，即使阴极温度达到材料的沸点开始蒸发，此温度也不足以通过热发射产生足够数量的电子，阴极将进一步自动缩小其导电面积，直到在阴极导电面积前面形成密度很大的正离子空间电荷，形成很大的阴极压降值，足以产生强的电场发射，以补足热发射的不足，向弧柱提供足够的电子流维持电弧燃烧。此时阴极将形成面积更小、电流密度更大的斑点(该斑点的电流密度达106～108A/cm2)来导通电流，这种导电斑点称为阴极斑点。
阳极斑点的定义：电弧放电时，正电极表面上集中接受电子的光亮微小区域。阳极的作用是接受电子和由阳极区提供弧柱所需要的0.001/I正离子流。当采用低熔点材料作阳极时(Fe、Cu、A1等)，一旦阳极表面某处有熔化和蒸发现象发生时，由于金属的电离能大大低于一般气体的电离能，在有金属蒸气存在的地方，更容易产生热电离而提供正离子流，电子流也更容易从这里进入阳极，阳极表面上的导电区将在这里集中而形成阳极斑点
4. 最小电压原理的内容是什么？可以用来解释什么电弧现象？
最小电压原理是指在电流和其他条件都一定的情况下电弧总会自动选择合适断面。以保证电弧周围的电场强度总有最小值，即固定弧长的电弧能量消耗最小
在外部对电弧吹风，电弧端部断面会缩小的现象就可以用最小电压原理解释
5. 什么是焊接电弧的负载特性？
焊接电弧的负载特性主要包括电弧的静特性和电弧的动特性。电弧的静特性:在气体介质和弧长一定的情况下电弧稳定燃烧时电流与电弧电压之间的关系
电弧的动特性:在弧长一定的情况下，焊接电流连续变化是焊接电流瞬时值与电弧电压之间的关系
6.电弧周围的介质对电弧静特性有什么影响？
电弧周围的介质包括气体介质的特性和气体介质的压力两个方面。
气体介质的特性主要是气体的热传导性和气体的热容，热容较高的和热传导性好的气体（如H2和He），对电弧产生冷却作用，引起电弧收缩，增大了电弧电场强度。而Ar气为单原子气体，同时具有较低的热容和热导率，有较强的保持弧柱温度的能力，所以电弧电场强度较低。这样一来，电弧静特性偏低。相反，氦气保护的电弧，电弧静特性较高。
气体介质压力的影响主要表现在随着气体压力增大，则气体离子密度也增加，气体离子通过散乱运动从电弧带走更多的热量。因此气体压力越大，冷却作用就越强，弧压就越高。同样
道理，压缩电弧与自由电弧相比，压缩电弧的电场强度更高些。所以气体介质的压力增大时电弧静特性将提高
7.焊接电弧的产热机构？
（1）阴极区的产热机构：产生电子、接受正离子的过程中有能量变化，这些能量的平衡结果就是产热。（2）阳极区的产热机构：接受电子中伴随着的能量转化。（3）弧柱区的产热机构：正离子、电子在电场作用下被加速，使其动能增大的过程，其宏观表现即为温度上升从而产热。
8. 焊接电弧中的作用力包括哪些？影响其的因素包括？
焊接电弧中的作用力包括①斑点压力②电磁收缩力③等离子流力
影响因素：焊丝直径焊接电流电弧电压气体介质电极极性乌极端部形状电流脉动等9. 如何解释焊丝的熔化速度？其影响因素包括？
焊丝熔化速度是指单位时间内焊丝的熔化长度或焊丝熔化质量影响因素:①焊接电流
②电弧电压③焊丝直径④焊丝伸长量⑤焊丝材料⑥气体介质⑦电极极性
10.何谓熔滴和熔滴过渡？
（1）熔滴：电弧焊时在焊丝或焊条端部形成的和向熔池过渡的液态金属叫熔滴。
（2）熔滴过渡：电弧焊时，焊丝或焊条的末端在电弧的高温作用下加热熔化，熔化的液体金属积累到一定程度便以一定的方式脱离焊丝末端，并过渡到熔池中这个过程叫熔滴过渡。熔滴过渡的基本形式有：自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。
11.什么是射滴过渡，他有什么特点？
射滴过渡是指熔滴直径达到与焊丝直径相近时，电弧力使之强制脱离焊丝端头，并快速通过电弧空间，向熔池过渡的形式
特点为：①熔滴温度比大滴过渡和射流过渡时低。②因为熔滴温度低，所以焊丝的熔化系数较高③焊接烟尘小。④焊接飞溅少。⑤焊缝成形好
12.什么是射流过渡，他有哪些特点？
由于液柱的表面张力很小，在较强的离子作用下，细小的熔滴便从液柱尖端一个接一个的以高速冲向熔池，这种形式叫做射流过渡。
特点：焊接过程稳定，飞溅极少，焊缝成形质量好；电弧稳定，对保护气流的扰动小。故保护效果好；射流过渡电弧功率大，热流集中对焊件的熔透能力强。
13.何谓电弧固有的自调节现象？
这是与电弧自身调节作用及均匀调节作用不同的一种电弧本身固有的自身调节作用。
在亚射流过渡区间，由于可见弧长较短和熔滴温度较低，焊丝熔化系数较大。同时，随着可见弧长的降低，焊丝熔化系数增大，反之亦然，这一特性称为电弧固有的自调节作用。
这种现象只在MIG焊时发生，特别是在大电流焊接时，更为显著
14. 熔滴过渡时的飞溅及影响因素？
短路过渡焊接电流平均值低，短路时电流峰值高，飞溅越剧烈
滴状过渡CO2气体做保护气时，易引起粗滴飞溅
射流过渡焊丝伸长量过长，电流大，形成剧烈飞溅
15. 试述熔滴过渡时产生飞溅的原因？
①气体爆炸引起的飞溅由于冶金反应生成大量CO，气体溢出爆炸,引起大量飞溅
②斑点压力引起的飞溅直流正接时，正离子飞向熔滴，受到机械冲击力大，造成飞溅
③短路过渡引起的飞溅在短路时，焊接电流瞬间增大，在表面张力和电磁收缩力作用下熔滴液体小桥爆断引起飞溅
16. 为什么用Ar或富Ar气体作为保护气体时，能够产生喷射过渡，而用CO2气体保护焊时，常常出现排斥过渡？
Ar或富Ar做保护气时电场强度较低，有利于电弧扩张，产生跳弧现象，电弧形成锥形，而形成喷射过渡的特点
CO2做保护气时，由于CO2的分解，电弧温度下降使得电弧电场强度升高，电弧被收缩，集中作用在熔池底部和局部对熔滴起排斥作用
17. 什么是短路过渡，它有什么特点？
由于电流小，弧长短，熔滴未长大便与熔池接触形成短路，在电磁收缩力与表面张力作用下熔滴进入熔池的过渡
①短路过渡时燃弧与短路交替进行
②短路过渡时平均焊接电流小，短路时电流峰值高
③短路过渡焊丝一般采用细丝，电流密度大，焊接热输入高，减少熔池熔宽与焊件变形
18.对接焊缝形状通常用哪些特征参数表示？
①焊缝熔深H：母材熔化的深度。
②焊缝熔宽B：两焊趾之间的距离。
③焊缝余高h：焊缝横截面上焊趾连线之上的那部分焊缝金属的最大高度
19. 焊接工艺参数对焊缝成形的影响？
①焊接电流其他条件一定的情况下，焊接电流越大焊接热输入越高，焊缝熔深增大，熔宽和余高略增大
②电弧电压其他条件一定的情况下，电弧电压越大焊接热输入越高，焊缝熔宽增大，熔深和余高减小
③焊接速度其他条件一定的情况下，焊接速度越快，焊接热输入越小，熔池熔宽、熔深、余高都减小
④其他焊接工艺参数例如坡口增加坡口熔深熔宽增加，余高减少
20. 焊缝引弧处存在的主要问题及产生原因是什么？
①焊缝强度低由于母材温度低，使得熔池熔深和熔宽较小，焊丝熔敷量增大，余高增大，焊缝强度低
②气孔多，由于引弧时焊条端部成筒状，药皮产生的气体保护作用差，容易进入空气，造成气孔
21.送丝系统阻力突变，为什么会造成送丝电动机转速波动？造成送丝电机转速不稳定的干扰因素还可能有哪些？实际生产中怎样减小这些干扰的产生？
22.为什么焊接区域要进行保护？常用的保护方式有几种？
焊接时金属处于熔化状态，而且其温度相较于其他方法来说更高，如果裸露于空气中，会发生非常激烈的冶金作用.保护方式：①熔渣保护②气体保护③气渣联合保护④真空保护
23.什么是埋弧焊？
埋弧焊是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的熔焊方法。
24 埋弧焊的主要优缺点？
优点①生产效率高埋弧焊的电流可达千伏，焊接过程中焊接热输入高，熔敷量大，大大提高生产效率
②劳动条件好埋弧焊焊接过程中，看不到弧光，并且手工操作简单降低了劳动量
③节约金属及电能20—28MM以下的的工件可不开坡口，大大减少了开坡口所损耗的金属，焊接时受到焊剂保护热量集中节约电能
④焊缝质量好焊接过程中受到焊渣及保护气体的保护使空气隔绝，所形成的焊缝质量好
缺点①受焊接位置限制②受焊接板厚限制③对坡口装配要求严格
25.试述埋弧焊机主要功能及分类？
一、埋弧焊机是核心部分，包括1机械系统：作用是焊接时使焊丝不断地向电弧区给送，使焊接电弧沿焊缝移动，以及在电弧的前方不断地铺撒焊剂等。机械系统包括：送丝机构、焊车行走机构、机头调节机构、导电嘴。2焊接电源：作用是向焊接电弧提供电能，以及提供埋弧焊工艺所需要的电气特性，如外特性、动特性等，同时参与焊接参数的调节。3控制系统：作用是实现包括引弧、送丝、移动电弧、停止移动电弧、熄弧等在内的程序自动控制，并进行焊接参数调节和保持焊接参数在焊接过程中稳定，使电弧稳定燃烧
分类：1按照用途：通用和专用焊接设备。2按电源类型：交流和直流。3按行走机构形式：焊车式、悬挂式、车床式、悬臂式以及门架式等。4按送丝方式：等速和变速送丝式。5按焊丝数量和截面形状：单丝、双丝、多丝和带状电极等设备
26.试述CO2焊的特点及应用？
优点：①CO2焊是一种高效节能的焊接方法
②用粗丝（焊丝直径≥1.6mm）焊接时可以使用较大的电流，实现射滴过渡
③用细丝（焊丝直径<1.6mm）焊接时可以使用较小的电流，实现短路过渡方式
④CO2焊是一种低氢型焊接方法，焊缝含氢量极低抗锈能力强，所以焊接低合金钢时不易产生裂纹，同时也不易产生氢气孔
⑤CO2焊所使用的气体和焊丝价格便宜，焊接设备在国内已定型生产，为该方法的应用创造了
⑥CO2焊是一种明弧焊接方法，焊接时便于监视和控制电弧和熔池，有利于实现焊接过程的机械化和自动化，用半自动焊焊接曲线焊缝和空间位置焊缝十分方便。
不足：①焊接过程中金属飞溅较多，焊缝外形较为粗糙，特别是当焊接参数匹配不当时飞溅就更严重②不能焊接易氧化金属材料，也不适于在有风的地方施焊③焊接过程弧光较强，尤其是采用大电流焊接时电弧的辐射较强，故要特别重视对操作人员的劳动保护④设备比较复杂，需要专业队伍负责维修。
应用：CO2焊在机车车辆制造、汽车制造、船舶制造、金属结构及机械制造等方面应用十分27. 试述CO2焊的熔滴过渡？
（1）CO2焊的熔滴过渡主要有短路过渡和自由过渡（包括滴状过渡、喷射过渡等）两种方式。
（2）①小电流低电压焊接时，形式为短路过渡，适合用细焊丝焊接薄板。②中等电流、电弧电压较高时，熔滴呈现变化状态的排斥过渡。
③电流电压介于上述两种情况之间时，易产生短路过渡和滴状过渡都存在的的混合过渡。
④大电流且弧压较高时，熔滴呈细滴的非轴状过渡。
⑤粗丝大电流时：潜弧的射流过渡。
28. 试分析CO2焊接时产生飞溅的形式、原因及其解决办法？
冶金反应引起的飞溅CO2与C的反应生成CO产生大量飞溅焊丝中增加脱氧剂
短路过渡引起的飞溅短路时，焊接电流迅速增大，液体小桥爆断
引起颗粒飞溅加入电感
非轴向熔滴过渡引起的飞溅粗滴过渡时由于电弧斥力引起的避免出现粗滴过渡
斑点压力引起的飞溅直流正接时正离子飞向熔滴，受到机械冲击力，引起的飞溅直流反接焊接参数选择不当引起的飞溅焊接电流与电弧电压等参数选择不当引起的采用正确的焊接参数
29.CO2焊焊缝中的气孔通常是什么原因造成的？
CO2焊时，焊缝中可能产生的气孔有氮气孔，氢气孔和CO气孔，氮气孔，氢气孔形成原因一般认为是在焊接熔池中溶解了较多的N2或H2,在焊缝金属结晶瞬间由于溶解度突然减小，当这些气体来不及从熔池中溢出来时，就在焊缝中形成了气孔
30.试述CO2焊产生气孔的原因及预防措施？
①氮气孔：焊接时溶解了较多的氮气焊缝金属结晶时其溶解度减小，来不及溢出而在焊缝表面产生氮气孔。措施：增强气体保护效果，防止空气侵入。还可选用含有固氮元素（如Ti 和Al）的焊丝。
②氢气孔：焊接熔池中氢的含量与电弧空间中氢气的含量有很大关系，二氧化碳和空气中水分解产生氢气溶入焊缝。措施：提高CO2气体纯度。
③CO气孔：在金属结晶过程中，由于激烈的冶金反应，FeO与C作用生成CO而易在焊缝中形成CO气孔。措施：在焊接熔池中加入足够量的脱氧剂(Si、Mn、Ti、Al等)。
31.CO2焊短路过渡焊接工艺参数对短路过渡过程稳定性的影响？
工艺参数有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、电流极性、焊接回路电感值和气体流量等。①电弧电压及焊接电流：在一定的焊丝直径及焊接电流下，电弧电压若过低，电弧引燃困难，焊接过程不稳定。电弧电压过高，则由短路过渡转变为大颗粒的长弧过渡，焊接过程也不稳定，只有焊接电流和电弧电压匹配的较合适时，才能获得稳定的焊接过程，并且飞溅小，焊缝成形好。②焊接回路电感：调节短路电流增长速度di/dt ；调节电弧燃烧时间，控制母材熔深。③焊接速度：随着焊速增大，焊缝熔宽降低，熔深及余高也有一定减少。④焊丝伸出长度：焊丝伸出长度过大时，焊丝发生过热而成段熔断，飞溅严重，焊接过程不稳定；焊丝伸出长度过小时，势必缩短喷嘴与工件间的距离，飞溅金属易赌赛喷嘴。⑤气体流量：细丝小线能量焊接时，气体流量的范围常为5~15L/min；中等规范焊接时约为20L/min；粗丝大线能量自动焊则为25~50L/min。⑥电流极性：CO2焊主要采用直流反接法。飞溅小，电弧稳定，焊缝成形好，熔深大，焊缝金属含氢量低32. CO2气体保护作为保护气体时，对电弧形态及熔滴过渡形式有哪些影响，为什么？
33.为什么CO2气体保护焊一般采用平外特性电源加等速送丝调节系统？
在采用等速送丝时，焊接电源应有平或缓降的外特性。短路过渡焊接时采用平外特性的电源，电弧长度和焊丝伸出长度的变化对电弧电压的影响最小，平外特性电源引弧比较容易，且对防止焊丝回烧和粘丝有利。此外，采用平外特性电源，可以对焊接电流和电弧电压分别加以调节，相互影响较小。
34.熔化极氩弧焊的主要特点？
优点：①MIG焊的保护气体是没有氧化性的纯惰性气体，电弧空间无氧化性，能避免氧化，焊接中不产生熔渣，在焊丝中无需加脱氧剂，可以用与母材同等成分焊丝进行焊接②与CO2焊相比，熔化极氩弧焊电弧稳定，熔滴过渡稳定，焊接飞溅少，焊缝成形美观③与TIG 焊相比较，熔化极氩弧焊由于采用焊丝做电极，焊丝和电弧的电流密度大，焊丝熔化速度快，熔敷效率高，母材熔深大，焊接变形小，焊接生产率高④MIG焊采用焊丝为正的直流电弧来焊接铝及铝合金时，对母材表面的氧化膜有良好的阴极清理作用缺点①氩气及混合气体比CO2气体的售价高，熔化极氩弧焊的焊接成本比CO2电弧焊的焊接成本高②MIG焊对工件、焊丝的焊前清理要求较高，焊接过程对油、锈等污染比较敏感
35.MIG焊铝及铝合金的工艺特点是什么？
36.试述MIG/MAG焊种电源的电弧自身调节特性?
37. 熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金时，电流极性一般如何选择，原因？大电流焊接时，焊缝起皱现象的原因及防止措施？
MIG/MAG焊多采用直流反极性。主要原因如下：
（1）电弧稳定。因阳极斑点牢固地出现在焊丝端头，使得电弧不发生飘移。相反，采用直流正极性接法时，焊丝为阴极，因阴极斑点总是寻找氧化膜，所以阴极斑点不断地沿焊丝上、下飘移，移动最大可以达到20～30mm，从而破坏了电弧的稳定性。
（2）在焊缝附近产生阴极破碎作用。因工件为阴极，所以在焊缝附近的金属氧化膜能被阴极破碎作用而去除。这正适合于焊接铝、镁及其合金。
（3）焊缝成形美观。焊缝表面平坦、均匀而熔深为指状。相反，直流正极性时，由于焊丝熔化速度大大加快，使得焊缝的余高增大。
大电流焊接时，焊缝起皱现象的原因及防止措施：大电流熔化极惰性气体保护焊铝时，如果阴极斑点进入熔池之中，且焊接电流超过某一定值，则在电弧力的作用下，熔池液态金属被猛烈地挖掘搅动，并卷进空气，使焊缝金属氧化，形成粗糙皱纹的现象称为起皱现象。2：（1）直流反接；原因：①为了得到稳定的焊接及熔滴过渡过程：②利用反接可以清理焊件表面的氧化膜。（2）起皱原因：阴极斑点进入熔池，在电弧力的作用下，熔池液态金属被搅拌，卷入空气，然后被氧化，引起焊缝起皱。（3）防止措施：①采用双层喷头，加强保护，屏蔽风的入侵：②采用大直径焊丝③采用恒流源，减少电流变化及电弧力。
38. 脉冲喷射过渡氩弧焊工艺特点及脉冲参数对焊接过程的影响？
工艺特点：1、脉冲熔化极氩弧焊扩大了焊接电流的调节范围。2、有效控制熔滴过渡及熔池尺寸，有利于全位置焊接。3、可有效控制热输入，改善接头性能。
焊接参数对焊接过程的影响：
（1)基值电流Ib及基值时间Tb:作用是：维持电弧连续燃烧，预热焊丝和母材，使焊丝端
部有一定的熔化量，为熔滴过渡作准备。
（2)脉冲电流Ip及脉冲时间Tp:是决定脉冲能量的重要参数
（3)焊接电流Ia：决定对母材的热输入量，应根据焊件厚度、焊缝空间位置、焊接材质等确定。
（4)脉冲频率fp和脉冲宽度比Kp:fp的大小需适应焊接电流大小。Kp反映脉冲焊接特点的强弱，一般不大于50％
39.TIG焊是何种焊接方法？它和其他的熔焊方法相比有哪些特点？
TIG 是使用纯坞或者活化钨作为非熔化极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊接方法。优点:①能够实现高品质焊接，得到优良的焊缝②焊接过程钨电极不熔化，故易保持恒定的电弧长度，不变的焊接电流，稳定的焊接过程，使焊缝很美观，平滑，均匀。③焊接电流的使用范围为5~500A④在薄板焊接时无需填充焊丝⑤钨极氩弧焊的电弧是各种电弧焊中稳定性最好的电弧之一⑥可以焊接各种金属材料⑦TIG焊可靠性高
缺点:①焊接效率低于其他方法②氩气没有脱氧或者去氢作用③焊接时钨极有少量的熔化蒸发影响焊缝质量。④生产成本高
40.TIG焊的引弧方法有哪几种？各有什么优缺点？
引弧方式：高频高压式引弧和高压脉冲式引弧
高频高压引弧引弧效果效果好，引燃后可通过控制电路实现自动关闭，但是稳弧不可靠，加之高频震荡对电源和控制电路的正常工作有干扰作用，损坏器件对人体健康有害。
高压脉冲式引弧避免高频对人体的危害和对电子器件的干扰，简单易行成本低，效果好。
41.试述TIG焊机的组成及各部分的作用?
焊接电源提供电焊机所用电能并具有焊接电气特性的设备
控制系统保证焊接电源所需的外特性，调节特性，协调保护器与电流的先后顺序
引弧装置用来引燃电极与工件的电弧
稳弧装置保证电弧稳定燃烧的装置
焊枪输送保护气体及电流，夹持乌极导电嘴的装置供水系统用来冷却钨棒，焊枪，电缆供气系统在焊前，焊中，焊后输送保护气体
42.钨极氩弧焊采用交流电源操作时，两个特殊问题是指什么？产生原因？
两个特殊问题：①产生有害的直流分量，必须予以消除；②在50Hz频率下交流电流每秒钟经过零点100次，必须采取稳弧措施。
原因：在交流电弧的情况下，电极和母材的物理性能等方面存在的差异，致使电弧电流不对称。由于在两半周中电流不对称，可以认为交流电弧的电流有两部分组成：一部分是交流电流，另一部分是叠加在交流电流上的直流电流。
43.什么是脉冲TIG焊？有何特点?
44.低频脉冲钨极氩弧焊脉冲参数对焊缝成形的影响?
脉冲电流（I m）和脉冲持续时间(t m),随着I m和t m的增大，焊缝熔深和熔宽都会增大
基值电流和基值电流持续时间，其对焊缝成形影响不大
脉冲辐比R A和脉冲宽比R W,合理的选择这两个参数有利于保证焊缝成形
脉冲频率f
熔焊方法及设备 绪论 1、焊接定义及焊接方法分类 焊接：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。 焊接方法分为熔焊、钎焊、和压焊三大类 熔焊：熔焊是在不施加压力的情况下，将待焊处的母材加热溶化以形成焊缝的焊接方法。焊接时母材熔化而不施加压力是其基本特征。 压焊：压焊是焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）才能完成焊接的方法。焊接施加压力是其基本特征。 钎焊：钎焊是焊接事采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但是低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接的方法。其特征是焊接时母材不发生溶化，仅钎料发生溶化。 熔焊方法的物理本质：在不施加外力的情况下，利用外加热源使木材被连接处发生熔化，使液相与液相之间、液相与固相之间的原子或分子紧密地接触和充分扩散，使原子间距达 到r A，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。 熔焊方法的特点：焊接时木材局部在不承受外加压力的情况下被加热熔化；焊接时须采取更为有效的隔离空气的措施；两种被焊材料之间必须具有必要的冶金相容性；焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。 第一章焊接电弧 1、焊接电弧 焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具体一定电压的两极之间或电极与母材之间气体介质中产生的一种强烈而持久的放电现象，从其物理本质来看，它是一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。 激励：激励是当中性气体分子或原子收到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子时，而使电子从较低的能量级转移到较高的能级的现象。 2、焊接电弧中气体电离的种类 热电离——气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。其实质是气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一种电离。 场致电离——当气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当其动能增加到一定程度时，能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，这种电离称为场致电离。 光电离——中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。不是所有的光辐射都可以引发电离，气体都存在一个能产生光电离的临界波长，气体的电离电压不同，其临界波长也不同，只有当接受的光辐射波长小于临界波长时，中性气体粒子才可能被直接电离。 3、焊接电弧中气体的发射有几种 热发射——金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。 场致发射——当阴极表面空间有强电场存在时，金属电极内的电子在电场静电库仑力的作用下，从电极表面飞出的现象称为场致发射。
第一章焊接电弧 1、熔焊的基本特征：焊接时母材熔化而不施加压力。物理本质：在不施加外力的情况下，利用外加热源使使母材被连接处以及填充材料发生熔化，使液相与液相、液相与固相之间的原子或分子紧密地接触和充分地扩散，使原子间距达到ra，并通过冷却凝固将这种冶金结合保持下来的焊接方法。 2、熔焊的特点：（1）焊接时母材局部在不承受外加压力的情况下呗加热熔化（2）焊接时必须采取有效的隔离空气的措施（3）两种材料之间须有具有必要的冶金相容性（4）焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。 3焊接电弧：是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。其物理本质：是一种在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生的电流量大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。 4、气体放电具备条件:一必须有带电粒子，二在两电极之间必须有一定强度的电场。 5、阴极斑点:电弧燃烧时通常在阴极表面上可以看到一个很小但很光亮的斑点是电子集中发射的地方电流密度大 6、阴极区导电机构有：热发射型、场致发射型、等离子型。 7、最小电压原理含义：在电流和周围条件一定的情况下，稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面，以保证电弧的电场强度具有的数值，即在固定弧长上的电压最小。这意味着电弧总是保持最小的能量消耗。 8、焊接电弧力：1、电磁收缩力 2、等离子流力 3、斑点压力： 1）正离子和电子对电极的冲撞力2）电磁收缩 力3）电极材料蒸发产生的反作用力 9、焊接电弧力的影响因素：1、焊接电力和电弧压力 2 、焊丝直径 3 、电极的极性 4 、气体介质 5、钨极 端部的几何形状 6、电流的脉动 10、焊接电弧的静特性（大题） 焊接电弧的静特性是指在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系，也称伏-安特性。 1、弧柱电压降：由Uc=I（lc/Scｒc）=jc（lc/ｒc）可知，电压降Uc与电流密度jc成正比，而与其电导率ｒc 成反比。在ab段，电流I较小，当电流I增加时弧柱的温度和电离度增加使ｒc增大，同时Sc也增加，而且Sc比I增得快，使电流密度jc减小，所以Uc减小，曲线呈下降特性；在bc段，I适中电导率达到一定程度不再增加，Sc也相应增加，使Ic基本不变，Uc近似等于常数，曲线呈平特性；在cd段 I很大，Sc受到限制，已不能再增大了，所以Uc随电流I增加而增加，曲线呈上升特性。 2、阴极电压降：小电流区：当增加电流时，阴极区遵循最小电压原理，通过成比例的增加阴极斑点面积，来维持阴极区电压降基本不变。而增加电流I时，随着AB和CD面积的扩大，从AD和BC面耗散热量比例减小，因此阴极电压降降低，呈下降特性。中等电流区：仅发生随着电流的增加阴极斑点面积成比例地增加的过程。这使得电弧的电流密度基本不变，因而阴极电压降呈现平特性。大电流区：阴极斑点的面积已覆盖阴极端部的全部面积，阴极斑点面积已不再增大。随着电流的增大阴极区的电流密度增大，导致阴极电压降增高，呈现上升特性。 3、阳极电压降：在小电流区，当电流增加时，温度增加，粒子V加快，碰撞和电离加剧，因此阳极电压降下降，呈下降特性。当I增加到一定值时，阳极区温度T很高，通过热电离就能满足弧柱区对正离子的需要，阳极压降到很低，当I继续增加时，阴极电压降基本不发生变化。所以在中等电流和大电流区呈平特性。 11、焊接电弧稳定性及其影响因素：焊接电弧稳定性：焊接时电弧保持稳定燃烧的程度。 1焊接电源：焊接电源的空载电压越高，越有利于场致发射和场致电离，因此电弧的稳定性越高。 2 焊接电流和电弧电压：焊接电流大时的电弧温度要比焊接电流小时高，因而电弧中的热电离要比焊接电流小 时强烈，能够产生更多的带电粒子，因此电弧更为稳定。电弧电压增大意味着电弧长度的增大，当电弧过长时，电弧会发生剧烈摆动，使电弧的稳定性下降。 3电流种类和极性：焊接电流可分为直流、交流和脉冲直流三种类型，其中直流电弧为最稳定，脉冲直流次之，交流电弧稳定性最差。 4 焊条药皮和焊剂：当焊条药皮或焊剂中含有较多电离能低的元素或他们的化合物时，由于容易电离，使电弧 气氛中的带电粒子增多，因此可以提高电弧的稳定性。 5 磁偏吹：所谓磁偏吹，是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏，从而导致焊接电弧 偏离焊丝的轴线而向某一方向偏吹的现象。 6 其他因素：焊件上如果偶铁锈、水分以及油污等时，由于分解时需要吸热而减少电弧的热能，因此会降低电 弧的稳定性。
2.焊接熔池通常受哪些力作用，各力对焊缝成形的影响。 熔池金属的重力：水平位置焊接时，熔池金属的重力有助于熔池的稳定性。空间位置焊接时，熔池金属的重力可能破坏熔池的稳定性，使焊缝成形变坏。 表面张力：表面张力将阻止熔池金属在电弧力或熔池金属重力的作用下的流动，同时对熔池金属在熔池界面上的接触角（即润湿性）的大小也有直接影响。所以，表面张力既影响熔池的轮廓形状，也影响熔池金属在坡口里的堆敷情况，即熔池表面形状。 焊接电弧力：斑点压力会使熔池形成涡流现象，使熔深加大；电弧静压力作用于熔池液体表面，是熔池形成下凹的形态；等离子流力比较明显时，也对焊缝成形产生大影响。 熔滴冲击力：富氩气体保护熔化极电弧焊射流过渡时，焊丝前段熔化金属以比较小的熔滴及很高的速度沿焊丝轴向冲向熔池，对熔池形成较大的冲击力，因此也容易形成指状熔深。 7.熔滴在电弧中收哪些力作用？ 重力：平焊时，重力促使熔滴脱离焊丝；立焊和仰焊时，重力阻碍熔滴从焊丝末端脱离。 表面张力：是焊丝端头保持熔滴的主要作用力，径向力使熔滴在焊丝末端产生缩颈，轴向力则使熔滴保持在焊丝末端，阻碍熔滴过渡。 电弧力：1）电磁收缩力：在熔滴端部与弧柱间导电的弧根面积的大小将决定该外电磁力方向，如果弧根直径小于熔滴直径，此外电磁合力向上，阻碍熔滴过渡，反之，若弧根面积笼罩整个熔滴，此处电磁合力向下，促使熔滴过渡。 2）等离子流力：有助于熔滴过渡。 3）斑点压力：阻碍熔滴过渡。 爆破力：易造成飞溅。 电弧气体气力：利于熔滴过渡。 8.焊缝在成型时的缺陷通常有哪几种？对应的措施。主要有未熔合、未焊透、烧穿、塌陷、咬边、焊瘤、气孔、加渣、表面波纹不均匀，余高不均匀、熔宽不均匀、缩处有弧坑、蛇形焊缝、火口裂纹、收缩处有弧坑。 为防止产生未熔合和未焊透，应选择合适的焊接参数及焊接热输入量，设计合适的焊接坡口形式及装配间隙，确保焊丝对准焊缝中心进行正确的施焊过程；为防止烧穿和塌陷，要特别注意焊接电流不要过大，焊接速度不要过小等；为防止咬边，高速焊时，要适当的调节焊速，保证焊缝两边金属熔化，横焊位置焊接或角焊缝焊接时，焊接电流不宜过大，电压不宜过高，焊枪角度要合适；为防止焊瘤，焊接时应该选用合适的焊接电流及焊接速度，采用合适的焊条角度及焊接位置；因此，对于其他焊缝成形缺陷的防止措施，依上所述，严格控制焊接工艺参数及焊接工艺。 12.脉冲MIG焊工艺特点：①扩大了焊接电流的调节范围②有效控制熔滴过渡及熔池尺寸，有利于全位置焊接③可有效地控制热输入，改善接头性能④脉冲电弧具有加强熔池搅拌的作用，可以改善熔池冶金性能，有利于消除气孔。 9.埋弧焊的工艺参数，及各对焊缝的影响？ 埋弧焊的焊接参数主要有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径和伸出长度等。 ①焊接电流 一般焊接条件下，焊缝熔深与焊接电流成正比。随着焊接电流的增加，熔深和焊缝余高都有显著增加，而焊缝的宽度变化不大。同时，焊丝的熔化量也相应增加，这就使焊缝的余高增加。随着焊接电流的减小，熔深和余高都减小。 ②电弧电压 电弧电压的增加，焊接宽度明显增加，而熔深和焊缝余高则有所下降。但是电弧电压太大时，不仅使熔深变小，产生未焊透，而且会导致焊缝成形差、脱渣困难，甚至产生咬边等缺陷。所以在增加电弧电压的同时，还应适当增加焊接电流。 ③焊接速度 当其他焊接参数不变而焊接速度增加时，焊接热输入量相应减小，从而使焊缝的熔深也减小。焊接速度太大会造成未焊透等缺陷。为保证焊接质量必须保证一定的焊接热输入量，即为了提高生产率而提高焊接速度的同时，应相应提高焊接电流和电弧电压。 ④焊丝直径与伸出长度 当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时，弧柱直径随之增加，即电流密度减小，会造成焊缝宽度增加，熔深减小。反之，则熔深增加及焊缝宽度减小。 当其他焊接参数不变而焊丝长度增加时，电阻也随之增大，伸出部分焊丝所受到的预热作用增加，焊丝熔化速度加快，结果使熔深变浅，焊缝余高增加，因此须控制焊丝伸出长度，不宜过长。 ⑤焊丝倾角 焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾。倾角的方向和大小不同，电弧对熔池的力和热作用也不同，从而影响焊缝成形。当焊丝后倾一定角度时，由于电弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件受到了预热作用，电弧对熔池的液态金属排出作用减弱，而导致焊缝宽而熔深变浅。反之，焊缝宽度较小而熔深较大，但易使焊缝边缘产生未熔合和咬边，并且使焊缝成形变差。 ⑥其他 a.坡口形状 b.根部间隙 c.焊件厚度和焊件散热条件。1.能量密度：采用某种热源来加热工件时，单位 有效面积上的热功率称为能量密度。 2.热阴极：当使用熔点和沸点很高的材料（如C、 W等）做阴极时，阴极可以被加热到很高的温 度，电弧的阴极区的电子可以主要依靠阴极热 发射来提供，这种电极被称为热阴极型电极。 3.冷阴极：当使用钢、铜、铝等材料做阴极时， 其熔点和沸点较低，阴极温度不可能很高，热 发射不可能提供足够的电子，这种电极被称为 冷阴极型电极。 3.焊条电弧有那几部分组成？各部分有何特点？ 焊接电弧是由阴极区，阳极区和弧柱区三部分组 成 特点：①阴极区:阴极附近的区域很狭窄，电压降 U K比较大，电场强度很大，电弧燃烧时，会出现阴 极斑点。 ②阳极区：阳极附近的区域比阴极区稍宽，电压降 U A比阴极区低，电场强度比阴极区小得多。通常可 见阳极斑点。 ③弧柱区：阴极区与阳极区之间的区域，它的长度很 长，电弧压降U C比前两者均小，电场强度也比较小， 在弧柱长度方向上，带电粒子分布均匀，电压降U C 与电弧长度成正比，在其径向方向上，中心的带电粒 子密度大，而周围小。 4.简述焊接电弧的产热机构。 焊接电弧是具有很强能量的导电体，其能量来 自于焊接电源。单位时间焊接电源向阴极区、弧柱区 和阳极区提供的总热量P可表示为 P=P K+P C+P A=IU K+IU C+IU A①阴极区的产热： P k=I(U K-U W-U T).②阳极区的产热：P A=I(U K+U W+U T). ③弧柱区的产热：P c=IU C. 10.常用电弧焊设备的组成及工艺 2）TIG焊设备：手工TIG焊设备：焊接电源、程序 控制系统、引弧装置、稳弧装置（交流焊接设备用）、 焊枪、供气系统和供水系统等部分。TIG焊焊接电源 交流电源和直流电源。直流电源分为直流正接和直流 反接。在生产中，焊接铝、镁及其合金时一般都采用 交流电。这是因为在工件为阴极的半周里有去除工件 表面氧化膜的作用，在钨极为阴极的半周里钨极可以 得到冷却，并能发射足够的电子以利于电弧稳定。高 频高压式引弧和稳弧装置、高压脉冲式引弧和稳弧装 置应用最多。焊枪的作用：夹持钨极、传导焊接电流 和输送并喷出保护气体。焊枪需满足的要求：①喷出 的保护气体具有良好的流动状态和一定的挺度，以获 得可靠的保护；②枪体有良好的气密性和水密性（用 水冷时），传导电流的零件有良好的导电性；③枪体 能被充分冷却，以保证持久地工作；④喷嘴和钨极之 间有良好绝缘，以免喷嘴和工件不慎接触而发生电 路、打弧；⑤质量轻、结构紧凑，可达到性好，装拆 维修方便。焊枪分为气冷式和水冷式两种。实用的喷 嘴材料有陶瓷、纯铜和石英三种。一般钨极氩弧焊时， 供气系统由气源(高压气瓶)、气体减压阀、气体流量 计、电磁气阀和软管组成。水冷系统重要用来冷却焊 接电缆、焊枪和钨棒。TIG焊焊接过程涉及送气、引 弧、电源输出、焊丝送进以及焊车行走等。自动TIG 焊设备：比手工TIG焊设备多了焊枪移动装置。如 果需要填充焊丝，则包括一个送丝机构，通常将焊枪 和送丝机构共同安装在一台可行走的小车上。 3）MIG焊（熔化极氩弧焊）设备：弧焊电源、送丝 系统、焊枪、行走台车（自动焊）、供气系统、水冷 系统、控制系统等部分组成。熔化极氩弧焊通常采用 直流弧焊电源，电源分为变压器抽头二极管整流式、 晶闸管可控整流式、逆变式等几种。送丝系统：推丝 式、拉丝式、推拉丝式。熔化极氩弧焊焊枪按其应用 方式分为半自动焊枪（手工操作）和自动焊枪（安装 在行走台车上）。纯惰性气体供气系统由气源（高压 气瓶）、气压减压阀、气体流量计、电磁气阀、和送 气软管等组成。水冷式焊枪的水冷系统由水箱、水泵、 水管、水流开关等组成，由水泵打压循环系统流动， 实现冷却水的循环应用。MIG焊设备的控制系统包 括焊接过程程序控制电路、送丝驱动电路等。其中焊 接过程程序控制可以采用两步控制方式或四部控制 方式。 5）等离子弧焊接设备：焊接电源、控制系统、焊枪、 气路系统、水路系统、送丝系统、机械旋转系统、行 走系统以及装夹系统。等离子弧的静特性曲线呈略上 升状，因此等离子弧焊接电源应具有下降或垂降的外 特性。在穿透型焊接时，要求等离子弧焊接电流在气 焊阶段随等离子气体流量一起递增，在收弧阶段两者 同步衰减。等离子弧焊接使用两路气体：等离子气和 保护气。气体从气瓶→减压器→电磁气阀→流量计→ 焊枪所经过的回路构成气路。水冷作用：带走钨极和 喷嘴上的热量。冷却水路为水泵→水冷导线→焊枪下 枪体→喷嘴→焊枪上枪体→水冷导线→水流开关→ 水箱。等离子弧自动焊接纵缝或环缝时，焊枪或焊件 作直线或旋转运动。当焊件间隙大、要求有余高或进 行坡口焊接，要向熔池自动送进焊丝，其驱动电机多 为直流电动机。等离子弧焊机的控制系统包括引弧电 路、程序控制电路、水和气体控制电路、送丝和行走、 或转动控制与调节电路等。 4）CO2气体保护焊设备：CO2半自动焊设备：焊接 电源、控制系统、送丝系统、焊枪和气路系统。CO2 自动焊设备是在半自动焊设备的基础上增加了焊接 行走机构。CO2焊一般采用直流反接。因直流反接 时，使用各种焊接电流值都能获得比较稳定的电弧， 熔滴过渡平稳、飞溅小、焊缝成形好。CO2焊设备 的控制系统应具备以下功能：（1）空载时,可手动调 节下列参数：焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护 气体流量以及焊丝的送进与回轴等（2）焊接时，实 现程序自动控制，即：①提前送气、之后停气；②自 动送进焊丝进行引弧和焊接；③焊接结束后，先停丝 后断电。送丝系统分为半自动焊送丝系统和自动焊送 丝系统两类。CO2焊焊枪分为半自动焊枪和自动焊 枪，半自动CO2焊推丝式焊枪有鹅颈式和手枪式， 拉丝式焊枪均为手枪式，因CO2焊多采用细丝焊， 故焊枪多采用空冷式。CO2焊供气系统由CO2气瓶、 预热器、干燥器、减压器、气体流量计和电磁气阀等 组成，与MIG焊不同在于气路中接入预热器和干燥 器。预热器作用：为了防止CO2气体中的水分在钢 瓶出口处及减压表中结冰，使气路堵塞。干燥器作用： 吸收CO2气体中的水分和杂质，以避免焊缝出现气 孔。 11.埋弧焊工作原理：焊接时，颗粒状焊剂由焊剂漏 斗经软化管均匀地堆敷到焊件的待焊处，焊丝由焊丝 盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区，电弧在焊剂下面 的焊丝与母材之间燃烧。电弧热使焊丝、焊剂及母材 局部熔化和部分蒸发。金属蒸气、焊剂蒸气、和冶金 过程中析出的气体在电弧的周围形成一个空腔，熔化 的焊剂在空腔的上部形成一层熔渣膜。这层熔渣膜如 同一个屏障，使电弧、液体金属与空气隔离，而且能 将弧光遮蔽在空腔中。在空腔的下部，母材局部熔化 形成熔池；空腔的上部，焊丝熔化形成焊滴，并以渣 壁过渡的形式向熔池中过渡，只有少数熔滴采取自由 过渡。随着电弧的向前移动，电弧力将液态金属推向 后方并逐渐冷却凝固成焊缝，熔渣则凝固成渣壳覆盖 在焊缝表面。在焊接的过程中，焊剂不仅起着保护焊 接金属的作用，而且起着冶金处理的作用，即通过冶 金反应清除有害的杂质和过渡有益的合金元素。 埋弧焊的应用范围：由于埋弧焊具有生产效率高、 焊缝质量好、熔深大、机械化程度高等特点，其应用 范围很广，至今仍是锅炉、压力容器、船舶、桥梁、 起重机械、工程机械、冶金机械、海洋机构、核电设 备等制造的主要焊接手段，特别是对于中厚板、长焊 缝的焊接具有明显的优越性。可焊接的钢种有，碳素 结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、以及复合 钢等。此外，用埋弧焊堆焊耐热、耐腐蚀合金，或焊 接镍基合金、铜基合金等也能获得很好的效果。 钨极氩弧焊（TIG焊）工作原理：钨极被夹持在电 极夹上，从TIG焊焊枪的喷嘴中伸出一定长度。在 伸出的钨极端部与焊件之间产生电弧，对焊件进行加 热。同时，惰性气体进入腔体，从钨极的周围通过喷 嘴喷向焊接区，以保护钨极、电弧及熔池。使其免受 大气的侵害。当焊接薄板时，一般不需要填充焊丝， 可以利用焊件被焊部位自身熔化形成焊缝。当焊接厚 板和开有坡口的焊件时，可以从电弧的前方把填充金 属以手动或自动的方式，按一定的速度向电弧中送 进。填充金属熔化后进入熔池，与母材熔化金属一起 冷却凝固形成焊缝。钨的熔点高达3653K，与其他金 属相比，具有难熔化。可长时间在高温状态下工作的 性质。TIG焊利用钨的这一性质，在圆棒状的钨极与 母材间产生电弧进行焊接。电弧燃烧过程中，钨极是 不熔化的，故易于维持恒定的电弧长度，保持焊接电 流不变，使焊接过程稳定。惰性气体具有不与其他物 质发生化学反应和不熔于金属的性质。利用这一性 质，TIG焊使用惰性气体完全覆盖电弧和熔化金属， 使电弧不受周围空气的影响和避免熔化金属与周围 的氧、氮等发生反应，从而起到保护的作用。 应用范围：TIG焊的应用很广泛，它可以用于几乎所 有金属和合金的焊接。适用于各种长度焊缝的焊接， 既可以焊薄板，也可焊焊接厚件，可使用于各种位置 焊接。 13.通常减少CO2焊时产生的气孔有哪些方法：①增 强气体的保护效果②选用含有固氮元素（如Ti和Al） 的焊丝③提高CO2气体纯度④采用直流反接，可减 少氢气孔⑤在焊缝金属中添加Si元素，即熔池中含 有足够的脱氧剂。 14.CO2保护焊时为何有较高的抗锈低氢能力？ 因为锈是含结晶水的氧化铁，即FeO.H2O。在电弧 热作用下，该结晶水将分解，发生如下的反应：H2O ≒2H+O 由于氢量增加，将增加形成氢气孔的可能性。可是， 在CO2焊的电弧气氛中的二氧化碳和氧的含量很 高，它们将发生如下反应：CO2+2H≒CO+H2O CO2+H≒CO+OH O+2H≒H2O O+H≒OH 这时，反应都向右进行，其生成物是在液体金属中溶 解度很小的水蒸汽和羟基，从而减弱了氢的有害作 用。所以，一般认为CO2焊具有较强的抗潮和抗锈 能力
●闪光焊，钢轨形成对接接头，通电并使其端面逐渐移近，达到局 部接触，利用电阻热加热这些接触点（产生闪光），使端面全部熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻力完成焊接。 优点：闪光焊自动化程度高，工艺稳定，焊接质量优良，焊接接头为致密锻造组织，接头韧性好，力学性能接近钢轨母材，生产效率高，主要用于厂焊或基地焊，部分用于单元轨节焊接。缺点：焊机价格昂贵，一次性投资大，设备复杂且需配备大功率电源、柴油发电机组，焊接工艺参数较多，调节繁琐；同时闪光焊焊接过程中钢轨烧损严重，每个接头消耗钢轨25.1-50mm。 ●气压焊，是利用气体燃料产生的热能将钢轨端部加热到熔化状态 或塑性状态，再施加一定的顶锻压力，完成钢轨焊接。 优点：气压焊的一次性投资少，焊接时间短，焊接质量好，焊接接头也为致密锻造组织，主要用于现场联合接头焊接。钢轨烧损较少，焊接后钢轨缩短约30mm。缺点：焊接时对接头断面的处理要求十分严格，焊接工艺受诸多人为因素影响，接头质量波动较大，不易控制。 ●铝热焊，是利用铝和氧化铁（含添加剂），在一定温度下进行氧化 还原反应，形成高温液态金属注入特制的铸模内，将两个被焊钢轨端部熔化而实现连接的一种焊接方法。 优点：设备简单、操作方便，生产成本较低，且没有顶锻过程，接头外观平顺性好，占用封锁时间短，尤其适用于断轨修复、跨区间无缝线路道岔联焊和运输任务繁忙的线上联焊。缺点：强度低、质量欠稳
定，断头率高，综合性能差，是无缝线路最薄弱环节。 电弧焊，接头间隙，并利用铜挡块强迫成型，冷却后形成焊接接头，属于熔化焊方法。 优点：采用合适的焊条和焊丝成分，电弧焊接头可以得到性能优异的贝氏体组织，综合性能可达到母材水平，抗拉强度和耐磨性能等有时甚至超过钢轨母材。缺点：目前推广较少，此外对焊接工艺、技术水平要求严格。
名词解释 1 焊缝成型系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上，焊缝熔宽（B）与焊缝熔深（H）的比值。 2 热阴极型电极：当使用熔点和沸点很高的材料如C，W等做阴极时，阴极可以被加热到很高温度，电弧的阴极区的电子主要依靠阴极热发射来提供，这种电极被称为热阴极型电极。 3 冷阴极型电极：当使用熔点和沸点较低的材料如钢，铜，铝等做阴极时，阴极温度不能被加热到很高，热发射不能提供足够的电子，这种电极被称为冷阴极型电极。 4 磁偏吹：是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏，从而导致焊接电弧偏离焊丝（或焊条）的轴线而向某一方向偏吹的现象。 5 TIG焊（钨极惰性气体保护焊）是使用纯钨或活化钨作为非溶化电极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法。 6 MIG焊(熔化极惰性气体保护电弧焊)：是使用焊丝作为熔化电极，采用惰性气体Ar或者Ar+He作为保护气体的电弧焊方法。通常称为熔化极惰性气体保护电弧焊，简称MIG 焊 7．MAG焊：采用焊丝作为熔化电极，保护气体以Ar为主，加入少量活性气体O2或CO2，或CO2+O2等时，通常称为熔化极活性气体保护电弧焊，简称MAG焊 8 熔敷效率：在电弧焊过程中，焊丝金属并没有全部过渡到焊缝中去，其中一部分要以飞溅，蒸发，氧化等形式损失掉。过渡到焊缝中的金属质量与使用的焊丝金属质量之比称为熔敷效率。 9 熔化系数：单位时间，单位电流所熔化的焊丝质量。 10 熔敷系数：单位时间，单位电流所熔敷到焊缝中的焊丝金属质量。 11 非转移型等离子弧：电极接电源的负极，喷嘴接电极的正极，电弧在电极与喷嘴之间产生，工件不接电，这种等离子弧叫做非转移型等离子弧。 12 转移型等离子弧：电极接电源的负极，工件接电源的正极，电弧在电极与工件之间燃烧。这种等离子弧叫做转移型等离子弧。 简答题 1 最小电压原理及物理意义 答：在电流和周围条件一定的情况下，稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面，以保证电弧的电场强度具有最小数值，即在固定弧长上有最小电压 物理意义：电弧总是保持最小的能量消耗 2 焊丝的熔化速度受哪些因素的影响及如何影响 一焊接电流的影响电流增大熔化焊丝的电阻热和电弧热均增加，焊丝熔化速度加快 二电弧电压的影响当电弧较长时，电弧电压对焊丝熔化速度影响很小，熔化速度主要取决于电流的大小。而当弧长缩短时电弧热量向周围空间散失减少，提高电弧热效率，使焊丝的熔化系数增加，所以焊丝熔化速度加快。 三焊丝直径的影响电流一定时焊丝直径越细，电阻热越大，同时电流密度也越大，从而使焊丝熔化速度增大。 四焊丝伸出长度的影响其他条件一定时，焊丝伸出长度越长，电阻热越大，通过焊丝传导的热损失减少，所以焊丝的熔化速度越快。 五焊丝材料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，因而对熔化速度影响也不同。 六气体介质及焊丝极性的影响。气体介质不同，对阴极电压降和电弧产热有直接影响（对阳极产热影响不大）。所以焊丝为阴极时，气体介质的成分将直接影响焊丝熔化速度，比如
绪论 焊接定义： 通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子或分子间结合的一种方法。 焊接物理本质 固体材料之所以能保持固定的形状是因为： 1 其内部原子之间的距离足够小，原子之间形成了牢固的结合力。 2焊接使两种材料连接在一起，即连接的材料表面上原子接近到足够小的距离，使之产生足够的结合力。 焊接方法的分类：分类(族系法）：熔焊压焊钎焊 （1）熔焊 定义：在不是施加压力的情况下，将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。 电弧焊：熔化极（焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、螺柱焊） 非熔化极（钨极氩弧焊、等离子弧焊、碳弧焊、原子氢焊、气焊、氧氢、氧乙炔、空气乙炔、铝热焊、电渣焊、电子束焊、激光焊） （2）压焊 定义：焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法称为压焊。 电阻焊（点焊、缝焊、凸焊、对焊、高频焊） 冷压焊（超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、摩擦焊、气压焊）（3）钎焊 定义：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊 （火焰、感应、炉中、浸渍、电子束、红外线等）
第一章焊接电弧 1.电弧的物理本质：焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两级之间或者电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的气体放电现象。 2．两电极间气体导电条件： ①两电极之间有带电粒子；②两电极之间有电场。 3.电弧中产生带电粒子的产生： ①气体介质的电离②电极电子发射 4.气体的电离 (1)电离与激励 气体电离：在外加能量作用下，使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程。 激励：当中性气体粒子受外加能量作用而不足以使其电离，但可能使其内部的电子从原来的能级跃迁到较高的能级的现象。 (2)电离种类（根据外加能量来源分为） 1)热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程。 2)场致电离：在两电极间的电场作用下，气体中的带电粒子被加速，当带电粒子的动能增加到一定数值时，则可能与中性粒子发生非弹性碰撞而使之产生电离的过程。 3)光电离：中性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程。5.电子发射：阴极表面接受一定外加能量作用时，使其内部的电子冲破电极表面的束缚而飞到电弧空间的现象。 电子发射的类型 1)热发射：阴极表面因受热的作用而使其内部的自由电子热运动速度加大，动能增加，一部分电子动能达到或超出逸出功时产生的电子发射现象。 ¤2)场致发射：当阴极表面中间存在一定强度的正电场时，阴极内部的电子将受到电场力的作用，当此力达到一定程度时电子便会逸出阴极表面的现象。 3)光发射：当阴极表向受到光辐射作用时，阴极内的自由电子能量达到一定程度而逸出阴极表面的现象。 4)粒子碰撞发射：电弧中高速运动的粒子（主要是正离子)碰撞阴极时，把能量传递给阴极表面的电子，使电子能量增加而逸出阴极表面的
绪论 1.焊接定义：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。 2. 焊接方法分类：按照电极焊接时是否熔化，可以分为熔化极焊和非熔化极焊；按照自动化程度分为手工焊、半自动焊、自动焊等；按照按照焊接过程中母材是否熔化以及对母材是否施加压力进行分类，可以把焊接方法分为熔焊方法、压焊方法和钎焊方法三大类。 3. 焊接技术：焊接技术是机械制造工业中的关键技术之一，是现代先进制造技术的一个重要组成部分。 4. 压焊方法：压焊方法是焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）才能完成焊接的方法。 5. 钎焊方法：钎焊方法是焊接时采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接的方法。 6. 焊接工艺：焊接工艺是指制造焊件所有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法、焊接参数和操作要求等。 第一章 1. 焊接电弧：焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。 2. 气体放电：气体放电，是指当两电极之间存在电位差时，电荷从一极穿过气体介质到达另一极的导电现象。 3. 两电极之间要产生气体放电必须具备两个条件：一是必须有带电粒子，二是在两极之间必须有一定强度的电场。 4. 解离：两电极之间的气体受到外加能量（如外加电场、光辐射、加热等）作用时，气体分子热运动加剧。当能量足够大时，由多原子构成的气体分子就会分解为原子状态，这个过程称为解离。 5. 电离：在外加能量的作用下，使中性气体分子或原子分离成为正离子和电子的现象称为电离。 6. 激励：激励是当中性气体分子或原子受到外加能量的作用不足以使电子完全脱离气体分子或原子，而使电子从较低的能级转移到较高的能级的现象。 7. 热电离：气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。 8. 场致电离：当气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当其动能增加到一定程度时，能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，这种电离称为场致电离。 9. 光电离：中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。 10. 电子发射：电极表面接受一定外加能量作用，使其内部的电子冲破电极表面的束缚而飞到电弧空间的现象称为电子发射。 11. 逸出功：使一个电子从电极表面飞出所需要的最低外加能量称为逸出功（Ww），单位为电子伏。 12. 热发射：金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。 13. 场致发射：当阴极表面空间有强电场存在时，金属电极内的电子在电场静电库仑力的作用下，从电极表面飞出的现象称为场致发射。 14. 光发射：当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的自由电子能量增加，当电子的能量达到一定值时能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。 15. 非接触式引弧：非接触式引弧是指在电极与焊件之间存在一定间隙，施以高电压击穿间隙，使电弧引燃的方法，常用于钨极氩弧焊、等离子弧焊等。
代号焊接方法 1 电弧焊 11 无气体保护电弧焊 111 手弧焊 112 重力焊 113 光焊丝电弧焊 114 药芯焊丝电弧焊 115 涂层焊丝电弧焊 116 熔化极电弧点焊 118 躺焊 12 埋弧焊 121 丝极埋弧焊 122 带极埋弧焊 13 熔化极气体保护电弧焊 131 MIG焊:熔化极惰性气体保护焊(含熔化极Ar弧焊) 135 MAG焊:熔化极非惰性气体保护焊(含CO2保护焊) 136 非惰性气体保护药芯焊丝电弧焊 137 非惰性气体保护熔化极电弧点焊 14 非熔化极气体保护电弧焊 141 TIG焊:钨极惰性气体保护焊(含钨极Ar弧焊) 142 TIG点焊 149 原子氢焊 15 等离子弧焊 151 大电流等离子弧焊 152 微束等离子弧焊 153 等离子弧粉末堆焊(喷焊) 154 等离子弧填丝堆焊(冷、热丝) 155 等离子弧MIG焊 156 等离子弧点焊 18 其它电弧焊方法 181 碳弧焊 185 旋弧焊 2 电阻焊 21 点焊 22 缝焊 221 搭接缝焊 223 加带缝焊 23 凸焊 24 闪光焊 25 电阻对焊
29 其它电阻焊方法 291 高频电阻焊 3 气焊 31 氧-燃气焊 311 氧-乙炔焊 312 氧-丙烷焊 313 氢-氧焊 32 空气-燃气焊 321 空气-乙炔焊 322 空气-丙烷焊 33 氧-乙炔喷焊(堆焊) 4 压焊 41 超声波焊 42 摩擦焊 43 锻焊 44 高机械能焊 441 爆炸焊 45 扩散焊 47 气压焊 48 冷压焊 7 其它焊接方法 71 铝热焊 72 电渣焊 73 气电立焊 74 感应焊 75 光束焊 751 激光焊 752 弧光光束焊 753 红外线焊 76 电子束焊 77 储能焊 78 螺柱焊 781 螺柱电弧焊 782 螺柱电阻焊 9 硬钎焊、软钎焊、钎接焊91 硬钎焊 911 红外线硬钎焊 912 火焰硬钎焊 913 炉中硬钎焊 914 浸沾硬钎焊
《焊接方法与设备》 班级：姓名：学号：得分： 一、填空题（30分） 1、焊接方法可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 2、焊条电弧焊的特点主要是操作灵活、待焊接头装配要求低、可焊金属材料广、焊接生产率低、焊缝质量依赖性强。 3、焊条电弧焊运条时所做的三个基本动作是：沿焊条轴线的送进、沿焊缝轴线方向的纵向移动和横向摆动。 4、焊条电弧焊时使用碱性焊条，一般采用划擦法引弧，否则引弧部 位易产生气孔。 5、埋弧焊影响焊接电流和电弧电压稳定性的主要因素是电弧长度变化和网路电压波动。 6、脉冲氩弧焊通过调节脉冲频率、脉冲宽度比、脉冲电流、基值电流等参数，可以控制熔池的体积和熔深，因此，特别适于对热敏感材料的全位置及薄板焊接。 7、CO2气体保护焊通常采用直流电源，反极性接法。 8、电弧中的作用力主要包括电磁收缩力、等离子流力、斑点力等 9、细丝CO2焊采用等速送丝式焊机；粗焊丝CO2焊采用变速送丝式焊机 10、单道焊时，在焊缝横截面上母材熔化部分所占的面积与焊缝全部面积之比称为熔合比。二、选择题（15分） 1、焊条电弧焊适宜选用（C）外特性弧焊电源。 A平B缓降C陡降 2、熔滴过渡过程对电弧的稳定性、焊缝成形和冶金过程都有很大的 影响，以下不属于主要的熔滴过渡形式的是：（ B ） A、自由过渡 B、平缓过渡 C、接触过渡 D、渣壁过渡 3、CO2焊的脱氧我们通常采用（ D ）脱氧。 A、Al、Ti联合 B、Cr、Mo联合 C、Al、Si联合 D、Si、Mn联合 4、CO2焊主要用于焊接（ C ）。 A、不锈钢 B、有色金属 C、黑色金属 D、几乎能焊接所有金属 5、MIG焊焊接铝及铝合金时，其熔滴过渡常采用（ C ）形式。 A、短路过渡 B、脉冲过渡 C、亚射流过渡 D、射流过渡 三、判断题（10分） 1、埋弧自动焊是一种广泛使用的焊接方法，适合于全位置焊。（×） 2、当CO2气瓶中气体压力低于10个大气压时，不得再继续使用。（√） 3、CO2焊过程中，金属飞溅是它的主要缺点。（√） 4、斑点力总是阻碍熔滴过渡的。（√） 5、MIG焊几乎可以接所有的金属。（×） 6、CO2焊一般采用直流正极性。（×） 7、采用细焊丝焊接铝及其合金时，采用推丝式最好（×） 8、当金属表面存在氧化物时，逸出功都会减小。（√） 9、焊条电弧焊焊接结束时，应在收尾处直接熄灭电弧，防止电弧灼烧收尾处。（×）
焊接的正确方法和步骤 Revised as of 23 November 2020
（1）焊前处理步骤 焊接前，应对元器件引脚或电路板的焊接部位进行处理，一般有“刮”、“镀”、“测”三个步骤： “刮”：就是在焊接前做好焊接部位的清洁工作。一般采用的工具是小刀和细砂纸，对集成电路的引脚、印制电路板进行清理，去除其上的污垢，清理完后一般还需要往待拆元器件上涂上助焊剂。 “镀”：就是在刮净的元器件部位上镀锡。具体做法是蘸松香酒精溶液涂在刮净的元器件焊接部位上，再将带锡的热烙铁头压在其上，并转动元器件，使其均匀地镀上一层很薄的锡层。 “测”：就是利用万用表检测所有镀锡的元器件是否质量可靠，若有质量不可靠或已损坏的元器件，应用同规格元器件替换。 （2）焊接步骤 做好焊前处理之后，就可进行正式焊接。 不同的焊接对象，其需要的电烙铁工作温度也不相同。判断烙铁头的温度时，可将电烙铁碰触松香，若有“吱吱”的声音，说明温度合适；若没有声音，仅能使松香勉强熔化，则说明温度太低；若烙铁头一碰上松香就大量冒烟，则说明温度太高。 一般来讲，焊接的步骤主要有三步： （1）烙铁头上先熔化少量的焊锡和松香，将烙铁头和焊锡丝同时对准焊点。 （2）在烙铁头上的助焊剂尚未挥发完时，将烙铁头和焊锡丝同时接触焊点，开始熔化焊锡。 （3）当焊锡浸润整个焊点后，同时移开烙铁头和焊锡丝。 焊接过程一般以2～3s为宜。焊接集成电路时，要严格控制焊料和助焊剂的用量。为了避免因电烙铁绝缘不良或内部发热器对外壳感应电压而损坏集成电路，实际应用中常采用拔下电烙铁的电源插头趁热焊接的方法。 电烙铁虚焊及其防治方法 焊接时，应保证每个焊点焊接牢固、接触良好，锡点应光亮、圆滑无毛刺，锡量适中。锡和被焊物熔合牢固，不应有虚焊。所谓虚焊，是指焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。为避免虚焊，应注意以下几点： （1）保证金属表面清洁
常用焊接方法手册 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？ 钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。 依照钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 （1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。 （2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采纳搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。 二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？
利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体爱护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体爱护焊具有爱护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？ （1）焊接接头由焊缝金属和热阻碍区组成。 1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。 2）热阻碍区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
一、判断题 1.面罩是防止焊接时的飞溅、弧光及其他辐射对焊工面部及颈部损伤的一种遮蔽工具。（√） 2.焊工在更换焊条时，可以赤手操作。（×） 3.焊条电弧焊施焊前，应检查设备绝缘的可靠性，接线的正确性，接地的可靠性，电流调整的可靠性等。（√） 4.铝和铝合金的化学清洗法效率高，质量稳定，适用于清洗焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。（√） 5.铝和铝合金采用机械清理时，一般都用砂轮打磨，直至露出金属光泽。（×） 6.铝及铝合金的熔点低，焊前一律不能预热。（×） 7.焊接接头拉伸试验用的样坯应从焊接试件上平行于焊缝轴线方向截取。（×） 8.焊接接头硬度试验的样坯，应在垂直于焊缝方向的相应区段截取，截取的样坯应包括焊接接头的所有区域。（√） 9.钨极氩弧焊焊接铝及铝合金常采用右向焊法。（×） 10.铝和铝合金焊接时，只有采用直流正接才能产生“阴极破碎”作用，去除工件表面和氧化膜。（×） 11.埋弧自动焊是一种广泛使用的焊接方法，适合于全位置焊。（×） 12.当金属表面存在氧化物时，逸出功都会减小。（√） 二、填空题 1.MAG焊时，熔化焊丝的热源主要是（电弧热），对其影响最大的焊接参数是（焊接电流）。 2.按外加能量来源不同，气体的电离可分为（热电离）、（光电离）、（场致电离）三种。 3.变速送丝埋弧焊机主要由（送丝机构），（行走机构），（机头调整机构），（焊机电源和控制系统）四大部分组成。 4.短路过渡的形成条件是（细焊丝），（小电流）和（低电压），主要适用于（薄板）焊件的焊接。 5.埋弧焊的自动调节系统可分为：（电弧自身调节机构系统）、（电弧电压反馈自动调节机构系统）两种。 6.MIG焊MAG焊最大的不同点是（保护气体不同）。 7.在一般的气体保护焊中，为了保护焊缝和电极，应该要（提前）（填“滞后”或“提前”，后同）送气,（滞后）停气。 8.焊接电弧可分为（直流电弧），（交流电弧）和（脉冲电弧）。 9.焊件与焊机的正极相连接，焊条或焊丝与负极相连，称为（正接法）。 10.电弧的主要作用力有：（磁收缩力），（等离子流力），（斑点力）。 11.焊丝的熔化速度通常以单位时间内焊丝的（熔化长度）或（熔化重量）表示。 12.熔滴过渡通常可分为（自由过渡），（接触过渡）和（渣壁过渡）。 13.埋弧焊的主要特点包括（焊缝质量好），（焊接生产率高），（焊接成本低），（劳动条件好）等。 14.埋弧焊自动调节的对象是（电弧长度），可通过两种调节系统实现，等速送丝焊机采用（电弧自身调节）系统，变速送丝焊机 采用（电弧电压反馈自动调节）系统。 15.焊接接头包括（焊缝），（熔合区）和（热影响区）三部分。 16.焊条电弧焊接头形式包括（对接接头），（角接接头），（T形接头）和（搭接接头），其中（对接接头）受力较均匀，要求较 高强度和韧性的接头常采用此种接头。 17.当焊条直径和焊接电流一定时，电弧长度增加，电弧电压（增加），焊缝熔深（略减），空气中的（氧）、（氮）易于侵入金属， 电弧稳定性降低。 三、选择题 1. 铝及铝合金焊接时生成的气孔主要是（C）气孔。 A. CO B. CO2 C. H2 D. N2 2. 铝及铝合金焊前必须仔细清理焊件表面的原因是为了防止（ C ）。 A. 热裂纹 B. 冷裂纹 C. 气孔 D. 烧穿 3. 焊接铝及铝合金时，在焊件坡口下面放置垫板的目的是为了防止（ D ）。 A. 热裂纹 B. 冷裂纹 C. 气孔 D. 塌陷 4. 铝合金焊接时焊缝容易产生（A ）。 A. 热裂纹 B. 冷裂纹 C. 再热裂纹 D. 层状撕裂 5. 熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金采用的电源及极性是（ B ）。 A. 直流正接 B.直流反接 C. 交流焊 D.直流正接或交流焊