1、各種焊接方法及設備問答題1什么是手弧焊？它有什么缺點？用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法稱為手弧 焊，它是利用焊條和焊件之間產生的電弧將焊條和焊 件局部加熱到熔化狀態，焊條端部熔化后的熔滴和熔 化的線母材融合一起形成熔池，隨著電弧向前移動， 熔池液態金屬逐步冷卻結晶，形成焊縫，見圖 1。 1手弧焊的優點是使用的設備簡單，方法簡便靈活， 適應性強，對大部分金屬材料的焊接均適用。缺點是 生產率較低，特別是在焊接厚板多層焊時，焊接質量 不夠穩定；可焊最小厚度為1.0mm， 一般易掌握的最小焊接厚度為1.5m m;對焊工的操作技術要求高， 焊接質量在一定程度上決定于焊工的操作技術；對于 活潑金屬（Ti

2、、Nb、Zr等）和難熔金屬（如 Mo ）由 于其保護效果較差，焊接質量達不到要求，不能采用手弧焊。另外對于低熔點金屬（如Pb、Sn、Zn）及其合金由于電弧溫度太高，也不可能用手弧焊。目前，由于重力焊條、立向下焊焊條、低毒、低 塵焊條及鐵粉焊條等高效或專用焊條日益得到廣泛應 用，使手弧焊工藝得到了進一步的發展。2試述手弧焊時焊接電流種類的選擇。手弧焊時焊接電流的種類根據焊條的性質進行選 擇。酸性焊條是交、直流兩種焊條，但通常選用交流 電源進行焊接，因交流弧焊電源價格便宜，交流電弧 磁偏吹小。堿性焊條中的低氫鈉型焊條（如 E5015）, 由于藥皮中加入了一定量的氟石（CaF2），電弧穩定性 差，因

3、此必須選用直流電源進行焊接（并采用直流反 接），堿性焊條中的低氫鉀型焊條（如 E5016），由于 藥皮中含有一定數量的穩弧劑，電弧的穩定性比低氫 鈉型焊條好，所以可以選用交流電源進行焊接。此外，焊接薄板時，由于采用小電流施焊，因為 交流電小電流的穩定性較差，引弧比較困難，所以應 選用直流電源進行焊接。3手弧焊的焊接工藝參數有哪些？某一種焊接方法的焊接工藝參數，應該是指哪些 焊前能預先確定其數值并在焊接過程中能夠貫徹實行 的參數。因此，手弧焊時的主要焊接工藝參數是指焊條直徑、焊接電流和焊縫層數。至于電弧電壓和焊接 速度不應作為手弧焊時的主要焊接工藝參數，因為手 弧焊是手工操作，電弧長度（電弧電壓

4、）和焊接速度 是焊工在施焊過程中用手來控制，不能精確地執行預 先的給定值，因此把兩者作為已確定的工藝參數讓焊 工在操作中執行是有困難的。焊工僅是根據本人的操 作經驗來確定弧長和焊接速度。4試述手弧焊時焊條直徑的選擇原則。手弧焊時焊條直徑可根據以下原則進行選用：1）對根部不要求完全均勻焊透的開I形坡口的角 接、T形接、搭接焊縫和背面清根封底焊的對接焊縫， 焊條直徑可根據焊件厚度進行選用，見表 1 0表1焊條直徑的選用焊條厚度V 4412> 12焊條直徑不超過焊件厚度3.2 4.0> 4.02）焊件厚度相同但所處焊接位置不同，應選用不 同直徑的焊條，如橫焊、立焊位置焊接時，絕少使用 直

5、徑5mm的焊條。3）不同的接頭形式應選用不同直徑的焊條。如T 形接頭，由于散熱條件比對接接頭好，所以可選用較 粗直徑的焊條。4）開坡口的接頭第一層打底焊時應選用直徑較細 的焊條，如對接接頭打底焊時選用直徑為 3.2mm的焊 條，而其余各層可選用直徑為4.0mm的焊條。5試述手弧焊時焊接電流的選擇原則。焊接電流是手弧焊時的主要工藝參數。焊接電流 太大時，焊條尾部要發紅，部分藥皮的涂層要失效或 崩落，機械保護效果變差，容易產生氣孔，此外，還 會導致咬邊、燒穿等焊接缺陷，并使焊接飛濺加大， 使用過大的焊接電流時，還會使接頭熱影響區晶粒粗 大，焊接接頭的塑性下降。焊接電流太小時，會造成 未焊透、未熔合

6、、夾渣等缺陷，且生產率降低。因此， 選擇焊接電流，首先在保證焊接質量的前提下，應盡 量選用較大的電流，以提高勞動生產率。焊接電流的選用原則是：1）根據焊條直徑進行選用（表2）。表2碳鋼焊條的焊接電流和焊條直徑的關系焊條直徑（mm）1.62.02.53.24.05.05.8焊接電254050100160200260流(A)4065801302102703002）根據鋼板厚度、焊接位置進行適當的調整焊接 電流。鋼板越厚，焊接熱量散失得越快，應選用電流 值的上限。立、仰、橫焊時應選用較小的電流，通常 應比平焊小10%左右。3）焊接奧氏體不銹鋼時，為防止焊條藥皮發紅開 裂和減小影響晶間腐蝕的程度，焊接

7、電流應比同樣直 徑的碳鋼焊條降低20%左右。6試述手弧焊時焊縫層數的選擇原則。厚板手弧焊時，應開坡口并采用多層焊（每層1條焊縫）或多層多道焊（每層有2條以上的焊縫），見 圖2。多層焊和多層道焊接頭的顯微組織較細，熱影 響區較窄，因此，接頭的塑性和韌性都比較好，特別 是對于易淬火鋼，后焊道對前焊道有回火作用，能細 化前焊道的晶粒，使接頭的組織和性能得以改善。對 于低合金高強度鋼等鋼種，焊縫層數對接頭性能有明 顯影響，焊縫層數少，每層焊縫厚度太大時，由于晶 粒粗化，將導致焊接接頭的塑性和韌性下降。因此， 采用較細的焊條、較小的焊接電流施焊，增加焊縫層 數，這些都是提高接頭質量的有效手段。8什么是斷

8、弧焊法?斷弧焊法是通過控制電弧的不斷燃弧和滅弧的時 間以及運條動作來控制熔池形狀、熔池溫度以及熔池 中液態金屬厚度的一種單面焊雙面成形焊接技術。它 具有容易控制熔池形態、對焊件的裝配質量及焊接工 藝參數的要求較低，適應性較強等特點。斷弧焊的操 作手法有一點法和兩點法兩種，見圖3。一點法適用于薄板、小直徑管（V巾60mm）及小間隙（1.52.5mm）條件下的焊執著；兩點法適用于厚板、大直 徑管、大間隙條件下的焊接。斷弧焊法的操作技術若掌握得不夠熟練，容易產 生氣孔、夾渣等內在缺陷和焊道外凸、內凹、冷縮孔、 咬邊、焊瘤等表面缺陷。9試述斷弧焊法中兩點法的基本操作要點。先在焊件試焊端前方約1015m

9、m處的坡口面上 引燃電弧，然后將電弧拉回至始焊處稍加擺動對焊件 進行12Sr預熱。當坡口根部產生“汗珠”時，立 即將電弧壓低，約11.5s后，可聽到電弧穿透坡口 而發出的“噗”聲，看到定位焊縫以及相接的兩側坡 口面金屬開始熔化，并形成第一個熔池時快速滅弧。 當第一個熔池金屬尚未完成凝固，熔池中心還處于半 熔化狀態、在護目鏡下呈黃亮顏色時，重新引燃電弧， 并在該熔池左前方接近鈍邊的坡口面上，以一定的焊 條傾角擊穿焊件根部。擊穿時先以短弧對焊件根部加 熱11.5s,然后再迅速將焊條朝焊接方向挑劃，當聽 到焊件被擊穿的“噗”聲時（說明已形成第一個熔孔）， 應快速使一定長的弧柱帶著熔滴穿過熔孔，使其與

10、背、 正面的熔化金屬分別形成背面與正面焊道熔池。此時 要迅速抬起滅弧，動作如稍有遲緩，可能會造成根部 燒穿。約1s后，當上述熔池還未完全凝固，尚有比所用 焊條直徑稍大的黃亮光點時，快速引燃電弧并在第一 個熔池右前方進行擊穿焊。然后繼續按上述方法施焊， 便可完成兩點法單面焊雙面成形的焊縫。10試述斷弧焊法中一點法的基本操作要點。一點法建立第一個熔池的方法與兩點法相同。施 焊時應使電弧同時熔化焊件坡口的兩側鈍邊，聽到“噗”聲后，果斷滅弧。為防止一點擊穿法焊接過程 中產生縮孔，應使滅弧頻率保持在每分鐘 7080次。其焊條傾角與熔孔向坡口根部熔入深度均與兩點法相 同。11試述各種位置斷弧焊法的焊接工藝

11、參數。 各種位置斷弧焊法所選用的焊接工藝參數，見表4。表4各種位置斷弧焊法的焊接工藝參數焊接位置板厚(mm)焊條型號焊條直徑(mm)焊接電流(A)平焊812E43033.2100110E50153.290 100立焊812E43033.280 100E50153.280 90橫焊812E43033.290 110E50153.280 95仰焊812E43033.290 110E50153.280 951213試述各種位置連弧焊法的焊接工藝參數。 各種位置連弧焊法所選用的焊接工藝參數，見表5。表5各種位置連弧焊法的焊接工藝參數焊接位置丨板厚(mm)|焊條型號焊條直徑焊接電流(mm)(A)平焊81

12、2E50153.280 90立焊812E50153.270 80橫焊812E50153.275 85仰焊812E50153.275 8514試述手弧焊時的基本操作技術手弧焊是用手工操作的焊接方法，因此焊縫的質 量在很大程度上決定于焊工的操作技術。手弧焊時焊 條要做三個方向的運動：朝熔池方向逐漸送進；沿焊 接方向逐漸移動；必要時作有規則的橫向擺動。1）焊條朝熔池方向逐漸送進，這是為了以維持所 要求的電弧長度。因此，焊條的送進速度應等于焊條 的熔化速度，如果送進速度比熔化速度慢，則電弧被 逐漸拉長，嚴重時形成斷弧現象；反之，如果焊條送 進速度太快，則弧長迅速縮短，最后導致焊條與焊件 接觸短路，電弧

13、熄滅。2）焊條沿焊接方向的移動速度，即手弧焊的焊接 速度。太快時，電弧來不及熔化足夠的焊條和母材， 造成焊縫斷面太小以及容易形成未焊透等缺陷；太慢 時，熔化金屬堆積過多，加大了焊縫斷面，并且使焊 件加熱溫度過高，薄件則容易被燒穿。3）焊條作橫向擺動是為了獲得一定寬度的焊縫， 特別是當焊件開坡口時，由于焊口較寬，常采用擺動 焊條使兩側金屬能夠焊透。19什么是等速送絲埋弧焊機？什么是變速送 絲埋弧焊機？等速送絲埋弧焊機的焊絲輸送速度在整個過程中 保持不變。當遇有外界干擾，如焊件高低不平使弧長 發生變化時，依靠焊接電弧的自身調節特性，能將弧 長自動恢復到原先值。其過程是：當弧長被拉長時， （焊件表面

14、有凹坑），將引起焊接電流減小（下降外特 性），促使焊絲熔化速度減慢，由于此時焊絲送進速度 未變，因此弧長將逐漸縮短，一直恢復到原先值。屬 于此類焊機的型號有 MZ1-1000、MZ2-1500、 MZ3-500、MZ6-500、MU-2 x 300、MU1-1000 等。變 速送絲埋弧焊機的焊絲輸送速度在整個焊接過程中會 隨時作相應調整。當遇有外界干擾，如焊件高低不平 使弧長發生變化時，依靠焊機內部的自動調節系統， 能迅速將弧長自動恢復到原先值。其過程是：當弧長 被拉長時（焊件表面有凹坑），通過焊機的自動調節系 統，使焊絲的輸送速度會瞬時增加，直到弧長恢復至 原先值為止。屬于此類焊機的型號有M

15、Z-1000、NZA-1000 等。當發生相同長度的弧長變化時，變速送絲埋弧焊 機的恢復時間比等速送絲埋弧焊機短，因此焊成的焊 縫質量好，但結構較復雜，成本較高。20埋弧焊焊接接頭的坡口形式及尺寸有何特 點？埋弧焊使用的焊接電流較大，電弧具有較強的穿 透能力，厚度在12mm以下的板材，可以開I形坡口, 采用雙面焊接，即能達到全焊透的要求。厚度大于 12mm至20mm的板材，為了達到全焊透，在單面焊 后，焊件背面應進行清根，再進行焊接。厚度超過 20mm的板材，應開坡口進行焊接，焊縫坡口的形式 與手弧焊基本相同，但應采用較大的鈍邊以避免燒穿， 通常鈍邊應保持在56mm左右。21埋弧焊施焊時有什么

16、特點？埋弧焊因采用較大的焊接電流，所以在第一層焊 接時，液態熔渣和金屬會從間隙中流失，造成焊縫成 形不良，嚴重時甚至無法焊接。因此在正面焊接時， 反面一定要采取防漏措施，常用的措施有：在熔劑墊 上焊接、在臨時工藝墊板上焊接、手弧焊封底和鎖底 焊等見圖7。不采取防漏措施的雙面自動焊，對裝配質量要求 嚴格，焊件邊緣必須平直，間隙應保持小于 1mm，所 以在生產中應用不多。22試述多絲埋弧焊的基本工作原理。多絲埋弧焊是一種高生產率的埋弧焊接方法。按 照所用焊絲數目有雙絲埋弧焊、三絲埋弧焊等，在一 些特殊應用中焊絲可多達 14根，目前工業上應用最 多的是雙絲和三絲埋弧焊。焊絲排列一般都采用縱列 式，即

17、兩根或三根焊絲沿焊接方向順序排列。焊接過 程中每根焊絲所用的焊接電流和電壓各不相同，一般 由前導電弧獲得足夠的焊縫厚度，后續電弧調節熔寬 或起改善成形作用。雙絲焊時兩焊絲間的距離約為 70mm左右，后續焊絲可以沿焊接方向后傾一個角度。多絲焊的焊接電源可用直流或交流，也可以交、 直流并用。雙絲埋弧焊和三絲埋弧焊時焊接電源的選 用及連接組合形式見圖&23什么是TIG焊？利用純鎢或活化鎢（釷鎢、鈰鎢等）作為電極的 惰性氣體保護焊稱鎢極惰性氣體保護焊，其英文簡稱 為TIG焊。它是在惰性氣體的保護下，利用鎢電極與 焊件間產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接 方法，其示意圖見圖9。焊接時保護氣

18、體從焊槍的噴 嘴中連續噴出，在電弧周圍形成氣體保護層隔絕空氣， 以防止其對鎢極、熔池及鄰近熱影響區的有害影響， 獲得優質焊縫。保護氣體可采用氬氣、氦氣和氬氦混 合氣體，在特殊應用場合，可添加少量的氫。用氬氣 作為保護氣體的稱飲極氬弧焊，用氦氣的稱鎢極氦弧 焊。由于氦氣價格昂貴，在工業上廣泛應用的是鎢極 氬弧焊。26什么是“陰極清理作用”？鋁及鋁合金鎢極 氬弧焊時為什么要采用交流電源？焊接鋁及鋁合金時，熔池表面會生成一層致密難 熔的氧化膜（即AI2O3，熔點為2050C，而鋁的熔點 僅為657C）,若不及時加以消除，會形成未熔化，并 使焊縫表面形成皺皮，內部產生夾渣。采用鎢極氬弧 焊時，如果焊件

19、是負極，電弧中的氬氣被電離后產生 的正離子會高速地撞擊作為負極的熔池，使熔池表面 的氧化膜被擊碎，因此焊成的焊縫表面光滑美觀，成 形良好，這種現象稱為"陰極清理作用"或"陰極破 碎作用”。為使焊件處于負極狀態，可采用直流反接電源或 交流電源。前者由于鎢極是正極，溫度高，消耗快， 壽命短，通常不采用。使用交流電源時，當焊件處于 負半周時，同樣會產生“陰極清理作用”。所以鋁及鋁 合金鎢極氬弧焊時，應采用交流電源。34什么是鎢極氬弧點焊？鎢極氬弧點焊的原理，見圖14。焊槍端部的噴嘴 將被焊的兩塊焊件壓緊，保證連接面密合，然后靠鎢 極和焊件之間的電弧使鎢極下方金屬局部熔化

20、形成焊點。適用于焊接各種薄板結構以及薄板與較存材料的 連接，所焊材料目前主要為不銹鋼和低合金鋼等。與電阻點焊相比較，鎢極氬弧點焊的優點是可從 單面點焊、無需加壓裝置、可點焊厚度相差懸殊的焊 件、焊點尺寸易控制。缺點是焊接速度較慢、焊接費 用較高。35什么是熱絲鎢極氬弧焊？熱絲鎢極氬弧焊的原理，見圖15。填充焊絲在進 入熔池之前約100mm處開始，由加熱電源通過導電塊 對其通電，依靠電阻熱將焊絲加熱至預定溫度，與鎢 極呈40°60°，從電弧后面送入熔池，其優點是這 樣的熔敷速度可比通常所用的冷絲提高 2倍。焊線加熱采用交流電源，以減少磁偏吹。目前可 用來焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鎳和鈦等。36 什么是熔化極氣體保護電弧焊？如何分 類？熔化極氣體保護電弧焊是采用可熔化的焊絲（熔 化電極）與焊件之間的電弧作為熱源來熔化焊絲與母 材金屬，并向焊接區輸送保護氣體，使電弧、熔化的 焊絲、熔池及附近的母材金屬免受空氣的有害作用。由于不同的保護氣體種類及焊絲形式對電弧狀 態、電氣特性、熱效應、冶金反應及焊縫成形等的影 響顯著不同，熔化極氣體保護電弧焊的分類有