合工大金属弧焊工艺复习题(含答案)教学教材

合工大金属弧焊工艺复习题(含答案)

金属弧焊工艺思考题

1、SMAW、GTAW、PAW、SAW、MIG和TIG的含义是什么？

SMAW焊条焊接法（Shielded Metal Arc Welding)

GTAW钨极氩弧焊(Gas Tungsten Arc Welding)

PAW等离子弧焊(Plasma Arc Welding)

SAW埋弧焊 (Submerged Arc Welding )

MIG惰性气体熔化极电弧焊 (Metal Inter Gas Arc Welding)

TIG(GTAW)钨极惰性气体保护焊(Tungsten Inert Gas)

2、电弧属于气体的哪一种放电现象？有何特点？焊接中是利用电弧的什么能量？

属于自持放电，两电极存在电位差时，电荷通过两电极之间的气体空间的一种导电现象。

特点：①低电压、强电流；②不遵循欧姆定律；③伴随有强烈的光和热；④利用的是电弧中的热能和机械能来进行熔焊

3、在焊接电弧的燃烧过程中，会发生哪些物理过程？这些物理过程会对电弧的稳定性产生什么影响？

（1）阴极电子发射（2）中性粒子电离（3）带电粒子的扩散与复合

4、中性气体电离和阴极电子发射有哪些方式？各自发生的有利条件是什么？（1）电离的形式：热电离、光电离、电场电离；气体成分电离电压越低越有利于电离

（2）阴极电子发射的形式：热发射、电场发射、光发射、重粒子撞击发

射；对阴极施加的外加能量越高越有利于电子发射

5、电弧中三个区有何特点？各区的导电机构是什么？

6、阳极斑点，阴极斑点的形成条件是什么？各自有何特征？

7、何谓电弧的最小电压原理？它可解释焊接电弧中的哪些现象？

（1）最小电压原理：在给定的电流及周边条件情况下，电弧稳定燃烧时，其导电区截面积能自动调节使电场强度达到最低值（即电弧电压取最低值），以维持最低的能量消耗。

最小电压原理描述了一定电流及周边条件下电弧自我保持最低能量消耗的自然属性。

（2）现象：TIG焊中，若氩气中混入了多原子气体（如CO2气体），由于多原子气体的解离作用冷却电弧相同的电弧长度下，电弧比纯氩气的电弧更收缩，以减小能量消耗。

8、电弧力可分为哪几种？哪些因素会影响电弧力？

（1）、分类：

①电弧静压力（电磁收缩力）

电流线的相互吸引力，使导体截面有收缩的倾向，即电磁收缩力，同时电极直径限制了导电区的扩展，而工件上的电弧扩展的比较宽，电弧直径不同，将引起由电极指向工件的推力，即电弧静压力。

②电弧动压力（等离子流力）

电磁中的压力差使得较小截面上的高温粒子补充到较大截面上，从而形成连续不断的气流，即等离子气流，对工件表面形成的压力即等离子压力。

③斑点力（带电粒子对电极的冲击力，电磁收缩力，电极材料蒸发的反作用力）

④爆破力

⑤熔滴冲击力

（2）、影响因素：

①气体介质（导热性好，多原子气体，均使斑点压力增大）

②电流和电压（电流增加，电弧力增加；电弧电压增加，电弧力降

低）

③焊丝（焊条）直径（直径越细，电磁力越大）

④焊丝（电极）极性（TIG：钨极接负极，允许较大的电流流过，电弧力大，反之，电弧力小。MAG或MIG：焊丝接负极，熔滴受到正离子的撞击，不能顺利过渡，也不能形成很强的电磁力和等离子流力；当焊丝接正时，斑点力小，容易形成细小的熔滴，有较大的电磁力和等离子流力）

⑤极端部形状

⑥脉动电流

9、电弧力会对焊接过程产生什么作用？

电弧力与焊接中表现出的熔池形态、熔深尺寸、熔滴过渡、焊缝成形等都有密切关系，同时也是形成不规则焊缝、产生成形缺陷、造成焊接飞溅的直接原因。

10、为什么会产生磁偏吹？如何防止和利用？

（1）产生磁偏吹的原因：1、导线接线位置2、电弧附近的铁磁性物质3、电

弧处于工作端部4、两个平行电弧间的吸引/排斥（2）防止措施：尽可能采用交流弧焊电源；用短弧操作；大工件采取焊缝两侧接地线；消除工件剩磁及周围铁磁体；用厚皮焊条代替薄

皮焊条。

11、气体保护效果的影响因素有哪些？

影响因素：1、气体流量，流量过小，气流挺度差，排除周围空气能力弱；流量过大，气流近壁层流很薄，甚至形成紊流。2、喷嘴至工件距离：距离小，保护效果高3、焊接速度和侧向风4、焊接接头形式。

12、焊缝的形状尺寸参数有哪些？焊缝成形系数Φ及熔合比γ会对焊缝产生什么影响？

以平面单道对接焊缝为讨论对象：

形状参数：H（熔深）、B（熔

宽）、Φ（成形系数）、a（余

高）、γ（熔合比）；

Φ＝B/H —焊缝成形系数，成形系数越大，越容易使低熔点杂质上浮，不容易形成热裂纹；

γ＝ Fm/(Fm + FH)—焊缝熔合比；

Φ的大小对熔池中气体的逸出、熔池的结晶方向、成分偏析、裂纹倾向性等有影响；

γ的大小对焊缝合金成分、接头强度、裂纹倾向等有影响。

13、焊接熔池形状会受到哪些因素的影响？

在电弧热作用下，熔池形状基本上由母材的热物理参数、母材的形状、焊接速度等决定，并受到电弧对母材的热输入量及电弧燃烧形态的影响。

14、焊接熔池受到哪些力的作用？这些力会对熔池产生什么影响？

表面张力：影响熔池形状；

等离子流：使熔池表面金属产生向着周边的流动；

电磁对流：产生向着熔池中心的流动；

浮力：对熔池的影响是次要的

15、影响焊缝尺寸的焊接参数及工艺因素有哪些？是如何影响的？

（1）、电流、电压、焊接速度

其它条件不变时，焊接电流增大时，焊缝的熔深和余高增加，而熔宽略有增加。焊接电流不变，电弧电压增大后，熔宽增大，而熔深、焊缝余高略有减小。焊速提高时，熔宽和熔深都减小，余高也减小。

（ 2）、电流种类、极性及电极尺寸