焊接电弧的静特性和熔滴过渡的形式
焊接方法与设备考试题
罗平职校2014年春季学期期末试卷科目：《焊接方法与设备》（本试卷满分100分，考试时间90分钟）姓名：座位号：_________成绩：_________考场号：专业：__ _______原班级：_________题号一二三四总分分值40 20 15 25 100得分一、填空题（每空2分，共40分）1.焊条电弧焊的基本接头形式有对接接头、、和T 形接头。
2.MIG焊MAG焊最大的不同点是。
3.低氢型焊条用直流电源焊接时，一般用直流接。
4.焊接电弧可分为、、和5.焊接接头包括、和。
6.焊接方法可分为、和三大类。
7.埋弧焊自动调节的对象是。
8.熔滴过渡通常可分为、和。
9.焊接接头包括、、和、三部分。
二、单项选择题（请将正确答案填写在括号内。
每题2分，共30分）1. 铝及铝合金焊接时生成的气孔主要是（）气孔。
A. COB. CO2C. H2D. N22. 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（）。
A. 热裂纹B. 冷裂纹C. 气孔D. 烧穿3. 熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金采用的电源及极性是（）。
A. 直流正接B.直流反接C. 交流焊D.直流正接或交流焊4. 钨极氩弧焊焊接铝及铝合金采用交流焊的原因是（）。
A. 飞溅小B.成本低C.设备简单D.具有阴极破碎作用和防止钨极熔化5. 焊接梁的翼板和腹板的角焊缝时，由于该焊缝长而规则，通常采用自动焊，并最好采用（）位置焊接。
A. 角焊B. 船形C. 横焊D. 立焊6. CO2焊主要用于焊接（）。
A、不锈钢B、有色金属C、黑色金属D、几乎能焊接所有金属7.MIG焊焊接铝及铝合金时，其熔滴过渡常采用（）形式。
A、短路过渡B、脉冲过渡C、亚射流过渡D、射流过渡8. 钨极氩弧焊接铝、镁及其合金应采用（）电源。
A.直流正接B.交流C.直流脉冲 D、交流反接9. 钨极氩弧焊，焊接电流超过钨极许用电流时，将导致钨极过热、蒸发，影响电弧稳定并使焊缝产生（）缺陷。
焊接方法与设备试卷及答案
焊接方法与设备试卷及答案集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]A卷一．填空题。
（每题1分，共10分）1．熔化极电弧焊熔滴过渡形式主要有_______过渡、________过渡、________过渡和渣壁过渡。
2．无论是何种位置的焊接，电弧气体吹力总是_______熔滴过渡。
3．引弧的方法有________和________两种。
4．焊条电弧焊的收尾方法有____________、______________和_____________________。
5．引弧时，必须有较高的___________，才能使两极间高电阻的接触处被击穿。
6．电阻焊按工艺特点可分为________、_________、_________和对焊四种类型。
7．点焊通常采用________接头和________接头。
8．_____________、______________和等离子弧焊统称为高能密度焊。
9．超声波焊是利用超声波频率的________________能量，连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等的特殊焊接方法。
10．采用酸性焊条焊接低碳钢薄板时，应选择的电源及接法是________________。
二．选择题。
（每题1分，共10分）1．焊接电弧静特性曲线的形状类似（）。
A．U形 B．直线形 C．正弦曲线 D．L形2．当填充金属材料一定时，（）的大小决定了焊缝的化学成分。
A．熔合比 B．焊缝厚度 C．焊缝余高 D．焊缝宽度3．焊机铭牌上负载持续率是表明（）的。
A．焊机的极性 B．焊机的功率C．焊接电流和时间的关系 D．焊机的使用时间4．焊条的直径是以（）来表示的。
A．焊芯直径 B．焊条外径C．药皮厚度 D．焊芯直径与药皮厚度之和5．短路过渡的形成条件为（）。
A．电流较小，电弧电压较高 B．电流较大，电弧电压较高C．电流较小，电弧电压较低 D．电流较大，电弧电压较低气体保护焊时，预热器应尽量装在（）。
焊接方法及设备思考题
“焊接方法及设备”思考题第一章焊接电弧1、焊接电弧的物理本质是什么?它具有什么特点?电弧的本质是气体放电，是气体放电的一种表现形态。
特点：电压最低、电流最大、温度2、电弧中带电粒子的产生的方式主要有哪些?1）中性粒子电离2）阴极电子发射3、气体的电离电压、材料的电子逸出电压与电弧稳定性之间有什么关系?电离电压越低，越容易引弧，稳弧性好逸出功越小，引弧越容易，稳弧性能越好4、热阴极（如TIG焊）电子产生的主要方式是什么？冷阴极（如MIG焊）电子产生的主要方式是什么？热：热发射冷：场致发射光发射粒子碰撞发射5、常用的引弧方式有哪些？常用的电弧焊方法各采用什么方式引弧？1、接触引弧焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊2、非接触引弧钨极氩弧焊，等离子弧焊6、焊接电弧由哪几部分构成？其电弧电压的表达式是什么？由阴极区、阳极区和弧柱区三部组成。
电弧电压：Ua=Uc+Uk+UA弧柱电压Uc 阳极电压UA阴极电压Uk7、简述阴极区和阳极区的导电机构阴极区：电子流阳极区：A+8 阴极斑点和阳极斑点各有何特点阴极斑点电流密度大，温度高跳跃性和粘着性存在斑点力自动寻找氧化膜—阴极清理作用（或阴极雾化作用），对铝、镁合金的焊接非常重要。
阳极斑点阳极斑点则有避开氧化膜而去自动寻找纯金属表面的倾向。
产生阳极斑点力，但该斑点力小于阴极斑点力。
9、最小电压原理的含义是什么？在电流和周围条件一定时，处于稳定燃烧状态的电弧，其电弧导电半径（r）或温度（T）应使弧柱的电场强度（E）具有最小值。
也就是说，电弧具有保持最小能量消耗的特性。
10、电弧所受的力有哪些？电磁收缩力、等离子流力、斑点压力、短路爆破力11、什么是焊接电弧的静特性和动特性？焊接电弧静特性在电极材料、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的关系。
焊接电弧的动特性弧长一定时，当焊接电流发生连续快速变化时，电弧电压与电流瞬时值之间的关系。
反映电弧导电性能对电流变化的响应能力。
焊接方法及工艺试卷(题库)
如对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！3.使中性气体粒子失去第一个电子所需要的最低外加能量称为第一电离能。
5.阳极斑点的形成应具备这样的条件: 该点有金属蒸发 ,电流通过该电时能量损耗最小。
6.电弧焊时,加热熔化焊丝的热源主要是电弧热和电阻热。
7.熔合比是焊缝金属横截面中母材金属所占的比例。
9电弧焊按操作方式分为手工、半自动、全自动。
1 根据焊接过程特点可将焊接方法分为熔焊、压焊、钎焊。
2 电弧焊中，气体电离和阴极电子发射是电弧产生带电离子的两个基本物理过程，同时也伴随着激励、解离、扩散、复合、负离子产生等过程。
3 电弧中气体粒子的电离因外加能量的种类不同而分为热电离，电场作用下的场电离和光电离三种。
4由于外加能量形式不同，电子发射机构可分为热发射、电场发射、光发射和粒子碰撞发射等。
5 焊接电弧由三个不同电场强度的区域，即阳极区、阴极区和弧柱区构成。
6 弧柱区的产热和热损失相平衡，热损失有对流、传导和辐射等。
7 电弧的主要作用力包括电磁收缩力、等离子流力和斑点压力等。
8 若焊件与焊机的正极相接，焊条或焊炬与负极相接，称为正接法或正极性。
9 熔滴过渡时熔滴上的作用力包括表面张力、重力、电磁收缩力和等离子流力等。
10熔滴过渡的主要形式有自由过渡、接触过渡和渣壁过度。
11 手工电弧焊用于结构工程的连接形式是复杂多样的，按施焊空间位置可分为平焊、立焊、横焊和仰焊。
12 手工电弧焊焊接过程，焊工的焊接技术包括引弧、运条和收弧。
14 熔化极保护焊的分类中，根据保护气体种类和焊丝形式，实心焊丝可分：惰性气体保护焊、氧化性混合气体保护焊、co2气体保护焊。
6.引起磁偏吹的根本原因电弧周围磁场分布的不均匀。
3.埋弧焊机分为等速送丝和变速送丝。
3.埋弧焊机分为细丝小电流焊接和粗丝大电流焊接。
8.等离子弧分为转移型、非转移型、混合型三种形式。
如对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！3.埋弧焊机分为等速送丝式和变速送丝式。
8.焊缝符号主要有基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号、引出线等组成。
焊丝的熔化和熔滴过渡以及电弧产热,温度分布
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，并过渡到熔池中去，这个过程称作熔滴过渡。
熔化极电弧焊时，焊丝的作用：1、作为电弧的一极导电并传输能量，2、作为填充材料向熔池提供熔化金属并和熔化的母材一起冷却结晶形成焊缝。
焊丝熔化的热源：1、熔化极电弧焊焊丝的熔化主要依靠阴极区（直流正接）或者阳极区（直流反接）所产生的热量及焊丝自身的电阻热。
弧柱的热辐射是次要的。
2、非熔化极电弧焊填充焊丝时，主要依靠弧柱热来熔化焊丝。
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的变化关系，也成伏-安特性。
Ua=f(i)Ua=U k+U C+U AU a—电弧电压；U k阴极压降；U C弧柱压降；U A阳极压降电弧产热能量关系：焊接电弧是具有很强能量的导电体，其能量来源于焊接电源。
单位时间焊接电源向阴极区、弧柱区、阳极区提供的总能量表示为：P=P K+P C+P A=I U k+IU C+IU A阴极区产热：在阴极压降的环境下，电子和正离子不断的产生，消失，运动，构成了能量的转变和传递过程。
P K=I(U k– U w– U T)U k阴极压降，U w电子逸出电压，U T弧柱区温度等效电压阳极区产热：P A= I(U A + U w+ U T)弧柱区的产热：P C=IU c电弧的温度分布：1、纵向温度分布：阴极区和阳极区的电流密度和能量密度均高于弧柱区，但是温度的分布却与电流密度和能量密度不同，是电极的温度低而弧柱区温度较高，这是因为电极区受到电极材料的熔点和沸点的限制，而弧柱区中的气体和金属蒸气不受这一限制，而且气体介质的导热性能不如金属电极好，热量的散射相对较少，故而有较高的温度。
一般来讲，阴极因为要发射电子消耗能量较多，故温度比阳极低一些，阴极温度为2200~3500k，而阳极温度为2400~4200K。
焊工实习试题库
一．填空题：1．根据焊接过程中金属所处状态不同，可把焊接方法分为（熔化焊）,（压力焊）和（钎焊）。
2．（气体电离）和（阴极电子发射）是电弧产生和维持的重要条件。
3．焊接电弧，按其构造可分为（阴极区），阳极区，（弧柱区）三个区域。
4.电弧的静特性曲线呈（U ）形。
5．手工电弧焊的电弧静特性曲线为（下降）特性区。
6.一般情况下，电弧电压总是和电弧长度成（正比）的变化，当电弧长度增加时，电弧电压（升高），其静特性曲线的位置也随值（上升）。
7.熔滴过渡的形式大致可分为（滴状过渡），短路过渡和（喷射过渡）三种。
8.常用的手弧焊机有弧焊发电机，（弧焊变压器）和（弧焊整流器）三种类型。
9.手工电弧焊的电弧引燃方法一般有（划擦引弧法）和（直击引弧法）两种。
10.手工电弧焊的常用收尾方法有（划圈收尾法），（反复断弧收尾法）和回焊收尾法三种。
11.焊条的三个基本运动分别为（沿焊接方向移动），焊条送进运动和（焊条摆动）。
12.焊接接头由（焊缝），（熔和区）和热影响区三部分组成。
13.焊接接头可分为（对接接头），（角接接头）， T 形接头，搭接接头四种基本形式，其中（对接接头）用得最多。
14. 对接接头常用的坡口形式有I 形坡口，（ V 形坡口），（ X 形坡口）， U 形坡口。
15.按焊缝在空间位置分，焊缝有（平焊缝），（立焊缝），横焊缝和（仰焊缝）四种形式。
16.焊缝符号一般由（基本符号）和指引线组成，必要时还可以加上（辅助符号），补充符号和焊缝尺寸符号。
17.带钝边的 V 形焊缝的符号是（Y）;角焊缝的符号是（/）;表示焊缝表面平齐的符号是（一）；表示焊缝底部有垫板的符号（口）；表示环绕工件周围焊缝的符号是（ 0） ;表示在现场或工地进行焊接的符号时（）。
18.在进行 T 形接头焊件的装配时，考虑到焊件焊后会产生变形，可采取（反变形法）和刚性固定法的办法，以减少焊后变形。
19.手工电弧焊焊接工艺参数通常包括（焊接电流），（电弧电压），焊接速度，（焊条选择），线能量等。
11-氩弧焊概述及熔化极氩弧焊熔滴过渡形式.
二、MIG焊的熔滴过渡
3）喷射过渡——产生原因
MIG电弧能够产生熔滴喷射过渡的根本原因是电弧形态比较扩展。 CO2气体分解对电弧有很大的冷却作用，使得电弧形态收缩并处于熔滴 下部，熔滴过渡受到排斥。在MIG电弧下，氩气是单原子气体，没有分解 问题，而且热传导率较小，对电弧的冷却作用小，因此电弧电场强度低， 形态上容易扩展，能够较大范围包涵焊丝端头，熔滴过渡比较容易。直接 原因是电磁力超过了表面张力的作用。
二、MIG焊的熔滴过渡 2）喷射过渡——临界电流
不同材料焊丝的临界电流
钢焊丝MIG焊电流值与熔滴 过渡频度及熔滴体积之间的关系
实现细颗粒喷射过渡的下限电流值称作临界电流(critical current)。当电流超过临界电流值后，过渡频度剧增，熔滴体积急 剧减小。临界电流值因焊丝材质、焊丝直径、保护气等有着显著的 差异。
喷射过渡的特点总结：
1.有明显的临界电流值； 2.一般情况下，熔滴沿焊丝轴向过渡；
3.一般情况下，熔滴尺寸不大于焊丝直径；
4.电弧形态发生突然变化。
二、MIG焊的熔滴过渡 （2）亚射流过渡与电弧自身固有的调节作用 亚射流过渡：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）。 过渡过程描述：介于短路过渡与喷射过渡之间 燃弧时间增长熔滴长大——>焊丝与熔滴间形成缩颈达到临界脱落状态 ——>以射滴形式脱离之前同熔池短路——>电弧熄灭——>电磁收缩力和表 面张力作用下缩颈迅速破断——>完成过渡——>重燃电弧 与短路过渡的区别 短路:熔滴与熔池短路之前没有缩颈，短路 时间长，短路电流大，飞溅大过渡不 平稳。 亚射流:短路之前有缩颈，短路电流小， 路时间短，飞溅小，过渡平稳。
焊接工艺学习题解答
焊接工艺学习题解答第一章1.解释以下术语：焊接电弧、热电离、场电离、光电离、热发射、场发射、光发射、粒子碰撞发射、热阴极电极和冷阴极电极。
焊接电弧：由焊接电源提供的能量在具有一定电压的两个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。
热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程。
场致电离：在两个电极之间的电场作用下，气体中带电粒子的运动被加速，最终由于与中性粒子的非弹性碰撞而电离。
光电离：中性粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程。
热发射：当固体或液体物质（金属）的表面被加热时，其中的一些电子以大于逸出功的动能从表面逸出。
场致发射：当固态或者液态物质（金属）表面空间存在强电场时，会使阴极较多的电子在电场的作用下获得足够的能量而克服电荷之间的静电吸引而发射出表面。
发光：当固体或液体物质（金属）表面接收到光线的辐射能量时，电极表面上的自由电子能量增加，最终飞出电极表面。
粒子碰撞发射：当高速运动的粒子（电子或正离子）会碰撞金属电极表面，将能量传给电极表面的电子，使电子能量增加并飞出电极表面的现象。
冷阴极电极：当使用钢、铜、铝等材料作为阴极时，其熔点和沸点较低，阴极温度不能很高，热发射不能提供足够的电子。
这种电弧称为“冷阴极电弧”，电极称为“冷阴极电极”。
热阴极型电极：当使用钨，碳等材料作阴极时，其熔点和沸点都较高，阴极可以被加热到很高的温度，电弧阴极区的电子可以主要依靠阴极热发射来提供，这种电弧称为“热阴极电弧”，电极称为“热阴极型电极”。
2、试述电弧中带电粒子的产生方式。
答：电弧中的带电粒子是指电子、正离子和负离子。
点燃电弧并维持电弧燃烧的带电粒子是电子和正离子。
这两种带电粒子的产生主要取决于电弧中气体介质的电离和电极的电子发射。
气体的电离形式有：热电离，场致电离和光电离。
电子发射方法包括：热发射、场发射、光发射、粒子碰撞发射。
3.焊接电弧由哪些区域组成？试着描述每个区域的传导机制。
（1）焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。
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平特性
在B区：电流稍大，电极温度提高，阴极热发射能力增强， 阴极电压降低；阳极蒸发加剧，阳极电压降低。也就是说电弧 中产生和运动等量的电荷不需要更强的电场。 对于弧柱区，电弧等离子气流增强，除电弧表面积增加造成的 热损失外，等离子气流的流动对电弧产生附加的冷却作用，因 此在一定的电弧区间内，电弧电压自动的维持一定的数值，保 证产热和散热的平衡。成平特性。 一般埋弧焊、手工焊、大电流TIG焊等都工作在平特性段。
下降特性
在A区：电流较小，电弧热量较低，电离度低，电弧的导电性 较差，需要有较高的电场推动电荷运动； 电弧阴极区，由于电极温度低，电子提供能力较差，不能实现 大量的电子发射，会形成比较强的阴极电压降。所以电流越小 电压越高。 弧柱区在小电流范围内电流密度基本不变，弧柱截面随电流的 增加按比例增加，但弧柱周长增加的少，产热多，散热少，电 弧温度提高，电离程度提高，电弧电场强度降低，弧压降低， 所以电弧成负阻特性。
上升特性
在C区：电流更大时， 金属蒸汽的发射及等离子流的冷却作用进一步加强，同时由于电 磁力的作用，电弧截面不能成比例增加，电弧的电导率减小，要 保证较大的电流通过相对比较小的截面，需要更高的电场。 MIG焊的电弧一般工作在上升段。
电弧电压决定于电弧长 度和焊接电流值
不同电弧长度的电弧静特性曲线
仰焊 横焊
重力
表面张力 气体吹力
电磁力 斑点压力
有利于熔滴过渡的打√，阻碍熔滴过渡的打×
斑点压力
斑点压力：斑点受到带电粒子的撞击，或金属蒸汽的反作用而对 斑点产生的压力，称为斑点力，或斑点压力。 阴极斑点力大于阳极斑点力
不论是阴极斑点力还是阳极 斑点力，其方向总是与熔滴 过渡方向相反，如图所示。 但由于阴极斑点力大于阳极 斑点力，所以熔化极气体保 护焊可通过采用直流反接减 小对熔滴过渡的阻碍作用， 减少飞溅。
斑点（压）力——阴极＞阳极／阻碍熔滴过渡（正接）
熔滴过渡 平焊 的作用力
√ 重力
立焊
×
仰焊 横焊
×
×
×
√
√
√
表面张力
√
√
√
√
气体吹力
√
√
√
√
电磁力
×
பைடு நூலகம்
×
×
×
斑点压力
有利于熔滴过渡的打√，阻碍熔滴过渡的打×
课堂小结： １、焊接电弧的静特性及静特 性曲线。 ２、熔滴过渡的形式 ３、熔滴过渡的作用力及对焊 接位置的影响
熔滴
熔池 熔池：在母材上由焊条金属和局部熔化的母材所组成的具 有一定几何形状的液态金属。
1、熔滴过渡的主要形式
粒状过渡
喷射 过渡
短 路 过 渡
爆破过渡
搭桥 过渡
渣壁 过渡
套筒 过渡
2、熔滴过渡的作用力
（１）熔滴的重力 （２）表面张力 （３）电磁力 （４）斑点压力 （５）气体的吹力
熔滴过渡 平焊 立焊 的作用力
• 不同的电极材料、气体介质或电弧长度，对电弧静特性均有 影响，当其他条件不变情况下弧长增加，电弧电压也升高， 电弧静特性曲线的位置相应升高，当电流—定时，电弧电压 与弧长成正比。
二、电弧焊的熔滴过渡
熔滴过渡：熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程。 熔滴：电弧焊时，焊条或焊丝端部在电弧高温作用下熔 化形成的滴状液态金属。
作业：
１、熔滴定义是什么？ ２、熔滴过渡的定义是什么？ ３、熔池定义是什么？ ４、熔滴过渡的作用力有哪些？对 焊接位置有何影响？ ５、焊接电弧的静特性定义及静特 性曲线如何绘制？
焊接电弧的基本知识
第二节 焊接电弧的静特性和熔滴过渡的形式
一、焊接电弧的静特性
焊接电弧的静特性 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称为焊接电弧的静特性。表示 这两者关系的曲线叫电弧静特性曲线。
ａ
ｄ
ｂ
ｃ
焊接电弧的静特性曲线
ａ
ｄ
ｂ
ｃ
ａｂ：焊接电流增大，电弧电压下降。下降特性Ａ ｂｃ：焊接电流增大，电弧电压不变。平特性Ｂ ｃｄ：焊接电流增大，电弧电压也增大。上升特性Ｃ