引用 焊接基礎知識問答

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淺雨如蘭 的 焊接基礎知識問答

一、基本知識

1.什么叫焊接?

答：兩種或兩種以上材質(同種或異種),通過加熱或加壓或
二者并用,來達到原子之間的結合而形成永久性連接的工藝過程叫焊接.

2.什么叫電弧？

答：由焊接電源供給的，在兩極間產生強烈而持久的氣體放電現象—叫電弧。

〈1〉按電流種類可分為：交流電弧、直流電弧和脈沖電弧。

〈2〉按電弧的狀態(tài)可分為：自由電弧和壓縮電弧（如等離子弧）。

〈3〉按電極材料可分為：熔化極電弧和不熔化極電弧。

3.什么叫母材？

答：被焊接的金屬---叫做母材。　

4.什么叫熔滴？

答： 焊絲先端受熱后熔化，并向熔池過渡的液態(tài)金屬滴---叫做熔滴。

5.什么叫熔池？

答：熔焊時焊件上所形成的具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬部分---叫做熔池。

6.什么叫焊縫？

答：焊接后焊件中所形成的結合部分。

7.什么叫焊縫金屬？

答：由熔化的母材和填充金屬（焊絲、焊條等）凝固后形成的那部分金屬。

8.什么叫保護氣體？
答：焊接中用于保護金屬熔滴以及熔池免受外界有害氣體（氫、氧、氮）侵入的氣體---保護氣體。

9.什么叫焊接技術？
答：各種焊接方法、焊接材料、焊接工藝以及焊接設備等及其基礎理論的總稱—叫焊接技術。

10.什么叫焊接工藝？它有哪些內容？

答：焊接過程中的一整套工藝程序及其技術規(guī)定。內容包括：焊接方法、焊前準備加工、裝配、焊接材料、焊接設備、焊接順序、焊接操作、焊接工藝參數以及焊后處理等。

11.什么叫CO2焊接？

答：用純度> 99.98% 的CO2做保護氣體的熔化極氣體保護焊—稱為CO2焊。

12.什么叫MAG焊接？

答：用混合氣體75--95% Ar + 25--5 % CO2 ，（標準配比：80%Ar + 20%CO2 ）做保護氣體的熔化極氣體保護焊—稱為MAG焊。

13.什么叫MIG焊接？

答： 〈1〉用高純度氬氣Ar≥ 99.99%做保護氣體的熔化極氣體保護焊接鋁及鋁合金、銅及銅合金等有色金屬；

〈2〉用98% Ar + 2%O2 或95%Ar + 5%CO2做保護氣體的熔化極氣體保護焊接實心不銹鋼焊絲的工藝方法--稱為MIG焊。

〈3〉用氦+氬惰性混合氣做保護的熔化極氣體保護焊。

14.什么叫TIG（鎢極氬弧焊）焊接？

答：用純鎢或活化鎢（釷鎢、鈰鎢、鋯鎢、鑭鎢）作為不熔化電極的惰性氣體保護電弧焊，簡稱TIG焊。

15.什么叫SMAW（焊條電弧焊）焊接？

答：用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。

16.什么叫碳弧氣刨？

答：使用碳棒作為電極，與工件間產生電弧，用壓縮空氣（壓力0.5—0.7Mpa）將熔化金屬吹除的一種表面加工的方法。常用來焊縫清根、刨坡口、返修缺陷等。

17.為什么CO2焊比焊條電弧焊效率高？

答：〈1〉CO2焊比焊條電弧焊熔化速度和熔化系數高1-3倍；
〈2〉坡口截面比焊條減小50%，熔敷金屬量減少1/2；
〈3〉輔助時間是焊條電弧焊的50%。
三項合計：CO2焊的工效與焊條電弧焊相比提高倍數2.02--3.88倍

18.為什么CO2焊接接頭比焊條電弧焊的焊接接頭質量好？

答：CO2焊縫熱影響區(qū)小，焊接變形小；CO2焊縫含氫量低（≤1.6ML/100g），氣孔及裂紋傾向小；CO2焊縫成形好，表面及內部缺陷少，探傷合格率高于焊條電弧焊。

19.為什么CO2焊比焊條電弧焊的綜合成本低？

答：〈1〉坡口截面積減少36-54%, 節(jié)省填充金屬量；
〈2〉降低耗電量65.4%；
〈3〉設備臺班費較焊條電弧焊降低67-80%，降低成本20-40%；
〈4〉減少人工費、工時費，降低成本10-16%；
〈5〉節(jié)省輔助工時、輔料消耗及矯正變形費用；
綜合五項,CO2焊能使焊接總成本降低 39.6-78.7%,平均降低59%。

20.什么叫低頻脈沖？適用哪些焊接？

答：脈沖頻率在0.5—30Hz的脈沖電弧叫作低頻脈沖焊接。主要用于不銹鋼、鋼和鈦等有色金屬的TIG焊。

21.什么叫中頻脈沖？適用哪些焊接？

答：脈沖頻率在30-500Hz的脈沖電弧叫作中頻脈沖焊接。由于具有電弧壓縮效應，電弧集中，挺度好，主要用于薄件不銹鋼、鋼和鈦等有色金屬的TIG焊和不銹鋼和鋁及鋁合金的MIG焊。

22.為什么CO2焊接有飛濺？

答：焊絲端部的熔滴與熔池短路接觸（短路過渡），由于強烈過熱和磁收縮的作用使熔滴爆斷，產生飛濺。CO2焊機的輸出電抗器和波形控制可以將飛濺降低至最小程度。

23.為什么MIG/MAG大電流焊接才能實現射流過渡，無飛濺？

答：MIG/MAG焊接時，各種金屬均具有短路過渡轉變?yōu)樯淞鬟^渡的臨界電流值（如：φ1.2碳鋼、不銹鋼焊絲，電流I≥260—280A），此時電弧呈射流過渡狀態(tài)，實現無飛濺焊接。

24.為什么MIG/MAG小電流焊接要用帶脈沖的電源才能實現射流過渡，無飛濺？答：MIG/MAG焊接，焊接電流低于臨界電流值時，采用帶脈沖的電源，其脈沖電流大于臨界電流值，電弧也能呈射流過渡狀態(tài)，實現無飛濺焊接（如：使用松下AG2/GE2脈沖MIG/MAG焊機，φ1.2碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金焊絲在電流I≥80A時已實現脈沖射滴過渡，其脈沖電流Ip≥350A）。

二、焊接材料

1. 什么叫焊接材料？包括哪些內容？

答：焊接材料包括焊條、焊絲、焊劑、氣體、電極、襯墊等。

2.什么叫焊絲？

答：焊接時作為填充金屬，同時用來導電的金屬絲—叫焊絲。分實心焊絲和藥芯焊絲兩種。常用的實心焊絲型號：ER50-6（牌號：H08Mn2SiA）。

3.為什么MAG焊接接頭比CO2焊接接頭的沖擊韌性高？

答：MAG焊接時，活性氣體僅為20%，焊絲中的合金元素過渡系數高，焊縫的沖擊韌性高。CO2焊活性氣體為100%，焊絲中的錳、硅合金元素聯合脫氧，其合金元素過渡系數略低，焊縫的沖擊韌性不如MAG焊高。如唐山神鋼MG-51T焊絲（相當于ER50-6）其常溫沖擊韌性值：MAG： 160J；CO2： 110J。

4.什么叫藥芯焊絲？

答：由薄鋼帶卷成圓形鋼管，同時在其中填滿一定成分的藥粉，經拉制而成的一種焊絲。

5.為什么藥芯焊絲用CO2氣體保護？

答：按保護方式區(qū)分藥芯焊絲有兩種類型：藥芯氣保焊絲和藥芯自保焊絲。藥芯氣保焊絲一般用CO2氣體作保護，屬于氣渣聯合保護形式，焊縫成形好，綜合機械性能高。

6.為什么藥芯焊絲焊縫表面會出壓痕氣孔？

答：因藥芯焊絲是由薄鋼帶卷成的管狀焊絲，屬于有縫焊絲；空氣中的水分會通過縫隙侵入藥芯，焊藥潮濕（無法烘干），造成焊縫有壓痕氣孔。

7.為什么對CO2氣體純度有技術要求？

答：一般CO2氣體是化工生產的副產品，純度僅為99.6%左右，含有微量的雜質和水分，會給焊縫帶來氣孔等缺陷。焊接重要產品一定要選用CO2純度≥99.8%的氣體，焊縫氣孔少，含氫量低，抗裂性好。

8.為什么對氬氣純度有較高技術要求？

答：目前市場上有三種氬氣：普氬（純度99.6%左右）、純氬（純度99.9%左右）、高純氬（純度99.99%），前兩種可焊接碳鋼和不銹鋼；焊接鋁及鋁合金、鈦及鈦合金等有色金屬一定要選用高純氬；避免焊縫及熱影響區(qū)被氧化無法進行焊接。

9.為什么TIG焊噴嘴有大小多種規(guī)格？

答：有4—8﹟五種規(guī)格噴嘴，焊接碳鋼可選用4—5﹟噴嘴，焊接不銹鋼和鋁及鋁合金應選用6—7﹟大噴嘴，以加強焊縫及熱影響區(qū)的保護范圍。焊接鈦及鈦合金等有色金屬應選用7—8﹟更大的噴嘴，才能防止焊縫及熱影響區(qū)被氧化。

10.什么叫酸性焊條？

答：藥皮中含有多量酸性氧化物的焊條，如結422（E4303）、結502（E5003）等交直流兩用電焊條。

11.什么叫堿性焊條？

答：藥皮中含有多量堿性氧化物同時含有氟化物的焊條，如結507（E5015）、結506（E5016）等電焊條。

12.什么叫纖維素型（下向立焊專用）焊條？

答：藥皮中含有多量有機物的焊條，管道及薄板結構下向立焊專用。
〈1〉如E6010（相當于E4310、J425G）適用于打底焊、熱焊、填充焊。
〈2〉E8010（相當于E5511、J555）適用于熱焊、填充焊、蓋面焊層。
一般用低氫下向焊條蓋面焊； E7048（相當于J506X）焊縫外形整潔、美觀。

13.為什么焊前焊條要嚴格烘干？

答：焊條往往會因吸潮而使工藝性能變壞，造成電弧不穩(wěn)、飛濺增大，并容易產生氣孔、裂紋等缺陷。因此，焊條使用前必須嚴格烘干。一般酸性焊條的烘干溫度150--200℃，時間1小時；堿性焊條的烘干溫度350--400℃，時間1--2小時，烘干后放在100--150℃的保溫箱內，隨用隨取。

三、焊接設備

1.什么叫焊接電源？

答：電焊機中，供給焊接所需的電能并具有適宜于焊接電氣特性的設備稱為焊接電源。

2.為什么對弧焊電源有特殊要求？有哪些要求？

答：為了保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒和適應各種焊接工藝要求，弧焊電源具有下列特殊要求：

〈1〉弧焊電源的靜特性（或稱外特性）——即穩(wěn)態(tài)輸出電流和輸出電壓之間的關系，有下降特性（恒流特性）和平特性（恒壓特性）。

A、焊條電弧焊、TIG焊和碳弧氣刨電源的外特性是下降（恒流）特性；

B、CO2/MAG/MIG電弧焊電源的外特性是平特性（恒壓特性）。

〈2〉弧焊電源的動特性——當負載狀態(tài)發(fā)生瞬時變化時（如：熔滴的短路過渡、顆粒過渡、射流過渡等），弧焊電源輸出電流和輸出電壓與時間的關系，用以表征對負載瞬變的反應能力（即動態(tài)反應能力），簡稱“動特性”。

〈3〉空載電壓——引弧前電源顯示的電壓。

〈4〉調節(jié)特性——改變電源的外特性以適應焊接規(guī)范的要求。

3.為什么電弧長度發(fā)生變化時，電弧電壓也會發(fā)生變化？

答：由弧焊電源的外特性所決定的，電弧越長，電弧電壓越高；電弧越短，電弧電壓越低。

4.為什么CO2焊接時，焊絲伸出長度發(fā)生變化時，電流顯示值也會發(fā)生變化？

答：焊絲伸出長度（即干伸長度）越長，焊絲的電阻量越大，由電阻熱消耗的電流越大，焊接電流顯示值越小，實際焊接電流也變小。所以焊絲伸出長度一般設定在12--20mm范圍內。

5.為什么CO2/MAG/MIG焊接時，焊接電流和電弧電壓要嚴格匹配？

答：CO2/MAG/MIG焊接時，調節(jié)焊接電流—即調節(jié)焊絲的給送速度；調節(jié)電弧電壓—即調節(jié)焊絲的熔化速度；很顯然，焊絲的熔化速度和給送速度一定要相等，才能保證電弧穩(wěn)定焊接。

〈1〉在焊接電流一定時，調節(jié)電弧電壓偏高，焊絲的熔化速度增大，電弧長度增加，熔滴無法正常過渡，一般呈大顆粒飛出，飛濺增多。

〈2〉在焊接電流一定時，調節(jié)電弧電壓偏低，焊絲的熔化速度減小，電弧長度變短，焊絲扎入熔池，飛濺大，焊縫成形不良。

〈3〉焊接電流和電弧電壓最佳匹配效果：熔滴過渡頻率高，飛濺最小，焊縫成形美觀。

6.什么叫電弧挺度？

答：在熱收縮和磁收縮等效應的作用下，電弧沿電極軸向挺直的程度。

7.為什么焊接電弧有偏吹現象？

答：焊接過程中，因氣流的干擾、磁場的作用或焊條偏心的影響，使電弧中心偏離電極軸線的現象。

8.什么叫磁偏吹？

答：直流電弧焊時，因受到焊接回路中電磁力的作用而產生的電弧偏吹。通過改變接地線位置或減小焊接電流及改變焊條角度，能夠減弱磁偏吹的影響。

9.什么叫CO2電源電弧系統的自身調節(jié)特性？為什么CO2焊接用細焊絲？

答：等速送絲系統下,當弧長變化時引起電流和熔化速度變化,使弧長恢復的作用成為電源電弧系統的自身調節(jié)作用。使用的焊絲直徑越細，電弧的自身調節(jié)作用越強，電弧越穩(wěn)定，飛濺越少。這就是CO2焊接用細焊絲的原理。唐山松下CO2焊機通過先進的控制技術，電弧的自身調節(jié)作用最好，性能最穩(wěn)定。

10.什么叫焊機的負載持續(xù)率？

答：負載持續(xù)率指焊接電源在一定電流下連續(xù)工作的能力。國標規(guī)定手工焊額定負載持續(xù)率為60%，自動或半自動為60%和100% 。如：500KR2焊機在額定負載持續(xù)率60%時的額定電流是500A，在實際負載持續(xù)率100%（自動焊）時，其最大焊接電流≤387A。

11.什么叫焊槍的負載持續(xù)率？

答：指焊槍在一定電流下連續(xù)工作的能力。

〈1〉如：350KR焊槍在CO2焊接時額定負載持續(xù)率為70%，額定電流是350A；在實際負載持續(xù)率100%（自動焊）時，其最大焊接電流≤290A。而在MAG焊時，額定負載持續(xù)率為35%，在實際負載持續(xù)率100%時，其最大焊接電流≤207A。

〈2〉再如500KR焊槍在CO2焊接時額定負載持續(xù)率為70%，額定電流是500A；在實際負載持續(xù)率100%（自動焊）時，其最大焊接電流≤418A。而在MAG焊時，額定負載持續(xù)率為35%，在實際負載持續(xù)率100%時，其最大焊接電流≤296A。

12.什么叫正接法？

答：直流電弧焊時，焊件接電焊機輸出端的正極，焊槍（焊鉗）接輸出端的負極的接線法，叫“正接法”也稱正極性。

13.什么叫反接法？

答：直流電弧焊時，焊件接電焊機輸出端的負極，焊槍（焊鉗）接輸出端的正極的接線法，叫“反接法”也稱反極性。堿性焊條（結507等）、碳弧氣刨、CO2焊接均用反接法。

14.為什么直流TIG焊二次輸出回路接為直流正接？適合于哪些金屬材料的焊接？

答：直流正接時，鎢極為負極，陰極區(qū)發(fā)射電子，溫度低，鎢極不容易燒損，可以使用較大的焊接電流。適合焊接碳鋼、不銹鋼、銅、鈦及難熔活性金屬鉬、鈮、鉭等

15.為什么焊接鋁、鎂及其合金要用交流TIG焊？

答：直流反接時，鎢極為正極，產生動能較大的陽離子，撞擊鋁、鎂及其合金表面的氧化膜，具有清潔作用；而鎢極為陽極區(qū)，溫度很高，鎢極嚴重燒損，不能使用較大的焊接電流進行正常焊接。采用交變的方波電源，正半波加熱工件，負半波清理氧化膜，實現了鋁、鎂及其合金的高質量焊接。

16.什么叫起始電流（初期電流）？

答：在收弧“有”狀態(tài)下，按焊槍開關起弧的電流；松開焊槍開關轉入焊接電流。

〈1〉TIG焊接時，起始電流小于焊接電流，用于預熱和引導電弧和焊絲指向起焊處，松開焊槍開關轉入正常焊接。

〈2〉MIG焊鋁，起始電流大于焊接電流20—30A，減少起焊處的未熔合。

〈3〉MIG焊接不銹鋼和鋼，起始電流等于焊接電流。

17.什么叫收弧電流？

答：在收弧“有”狀態(tài)下，第二次按焊槍開關的電流；一般小于焊接電流40--60%，無論TIG/MIG/MAG/CO2焊接，均用于焊縫收尾處填滿弧坑，減少弧坑缺陷（如火口裂紋等）。

18.什么叫上升時間？

答：TIG焊時，起始電流到焊接電流的過渡時間。
MIG焊時，基值電流到脈沖電流的時間。

19.什么叫下降時間？

答：TIG焊時，焊接電流到收弧電流的過渡時間。
MIG焊時，脈沖電流到基值電流的時間。

20.什么叫脈沖焊接電流？

答：TIG或MIG脈沖焊接時的峰值電流。

21.什么叫基值焊接電流？

答：TIG或MIG脈沖焊接時的最小電流（TIG焊時調節(jié)焊接電流旋鈕）。

22.什么叫滯后停氣時間？

答：即焊接電弧熄滅后，保護氣體延遲0.3—5秒再停止送氣的時間；一般TIG焊鋁、不銹鋼、鈦等金屬滯后停氣時間要長到3—5秒。

23.什么叫電弧點焊？

答：薄板搭接接頭，用TIG/MIG/MAG/CO2焊接方法，使用一定的焊接電流，在設定的時間內，形成表面熔核，連接上下兩板的焊接方法。

四、焊接工藝

1.什么叫焊接條件？它有哪些內容？

答：焊接時周圍的條件，包括：母材材質、板厚、坡口形狀、接頭形式、拘束狀態(tài)、環(huán)境溫度及濕度、清潔度以及根據上述諸因素而確定的焊絲（或焊條）種類及直徑、焊接電流、電壓、焊接速度、焊接順序、熔敷方法、運槍（或運條）方法等。

2.什么叫焊接接頭？基本形式有幾種？

答：用焊接方法連接的接頭。焊接接頭包括焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)三部分。接頭基本形式有：對接、角接、搭接和T型接等。

3.什么叫熔深？

答：在焊接接頭橫截面上，母材熔化的深度。

4.什么叫焊接位置？有幾種形式？

答：熔焊時，焊件接縫所處的空間位置。有平焊、立焊、橫焊和仰焊等形式。

5.什么叫向下立焊和向上立焊？

答：〈1〉立焊時，電弧自上向下進行的焊接—叫向下立焊。如：纖維素焊條向下立焊；CO2向下立焊等。

〈2〉立焊時，電弧自下向上進行的焊接—叫向上立焊。

6.什么叫焊接結構？

答：用焊接方法連接的鋼結構稱為焊接結構。

7.為什么對焊件要開坡口？

答：坡口--根據設計或工藝要求，將焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀，經裝配后形成的溝槽。為了將焊件截面熔透并減少熔合比；常用的坡口形式有：I、V、Y、X、U、K、J型等。

8.為什么對某些材料焊前要預熱？

答：為了減緩焊件焊后的冷卻速度，防止產生冷裂紋。

9.為什么對某些焊接構件焊后要熱處理？

答：為了消除焊接殘余應力和改善焊接接頭的組織和性能。

10.為什么焊前要制訂焊接工藝規(guī)程？

答：保證焊接質量依靠五大控制環(huán)節(jié)：人、機、料、法、環(huán)。

人—焊工的操作技能和經驗

機—焊接設備的高性能和穩(wěn)定性

料—焊接材料的高質量

法—正確的焊接工藝規(guī)程及標準化作業(yè)

環(huán)—良好的焊接作業(yè)環(huán)境

焊前依據焊接試驗和焊接工藝評定，制訂的焊接工藝規(guī)程是“法規(guī)”，是保證焊接質量的重要因素。

11.為什么焊前要對母材表面處理加工？

答：焊件坡口及表面如果有油（油漆）、水、銹等雜質，熔入焊縫中會產生氣孔、夾雜、夾渣、裂紋等缺陷，給焊接接頭帶來危害和隱患。

12.什么叫焊絲的熔化系數？

答：焊絲的熔化系數是指單位時間內通過單位電流時焊絲的熔化量。(g/Ah)
焊絲越細，其熔化系數越大，既效率越高。

13.什么叫焊接工藝參數？

答：焊接時，為保證焊接質量而選定的諸物理量（如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱。

14.什么叫焊接電流？

答：焊接時，流經焊接回路的電流，一般用安培（A）表示。

15.什么叫電弧電壓？

答：電弧兩端（兩電極）之間的電壓降，一般用伏特（V）表示。

16.什么叫焊接速度？

答：單位時間內完成焊縫的長度，一般用厘米/分鐘（cm/min）表示。

17.什么叫干伸長度？

答：焊接時，焊絲端頭距導電嘴端部的距離。

18.什么叫焊接線能量？

答：熔焊時，由焊接熱源輸入給單位長度焊縫上的能量，亦稱“熱輸入”。一般用焦耳/厘米（J/cm）表示。

19.什么叫焊縫金屬的熔合比？

答：熔焊時，被熔化的母材部分在焊縫金屬中所占的比例。

20.什么叫焊縫形狀系數？

答：熔焊時，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度與焊縫厚度的比值。

21.什么叫左向焊法？

答：熔焊時，焊槍由焊件接縫的右端向左端移動的焊法。氣體保護效果好，焊縫成型美觀。CO2、TIG焊接均用左向焊法；MIG焊鋁必須用左向焊法。

22.什么叫右向焊法？

答：熔焊時，焊槍由焊件接縫的左端向右端移動的焊法。

23.為什么說焊接接頭是焊接結構中的薄弱環(huán)節(jié)？

答：因為焊接接頭存在著組織和性能的不均勻性，還往往存在著一些焊接缺陷，存在著較高的拉伸殘余應力；所以焊接接頭是焊接結構中的薄弱環(huán)節(jié)。

24.為什么說通過工藝途徑可獲得優(yōu)質的焊接接頭？

答：提高焊接接頭的質量，可從以下途徑著手：正確選配焊接材料，采用合理的焊接工藝方法，控制熔合比，調節(jié)焊接熱循環(huán)特征，運用合理的操作方法和坡口設計，輔以預熱、層間保溫及緩冷、后熱等措施，或焊后熱處理方法等，可獲得優(yōu)質的焊接接頭。 樓上的問題回答的很好。