電焊工基本知識(shí)電焊入門基礎(chǔ)知識(shí)(2)
電焊工基本知識(shí)電焊入門基礎(chǔ)知識(shí)
電焊機(jī)和焊接的基礎(chǔ)知識(shí)
1、什么是電弧?
電弧是一種通過氣體放電的現(xiàn)象，在兩個(gè)電極之間的空氣間隙中產(chǎn)生持久而強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，稱為焊接電弧。電弧是目前我們?nèi)祟愃苤苯討?yīng)用的溫度最高的熱源，一般自由電弧的弧柱中心溫度可達(dá)八千度左右，而壓縮電弧(等離子電弧)的弧柱中心溫度更是高達(dá)一萬八千度以上。
2、什么是引燃?
我們把開始造成兩電極間氣體發(fā)生離及電子發(fā)射而引起電弧燃燒的過程，叫做電弧的引燃。
3、電弧的引燃可以用如下兩種方法：
第一種方法是將兩電極互相靠近到只有1-2mm的間距，這時(shí)如果在兩電極間加有很高的電壓(約1000V以上)，那么在強(qiáng)電場作用下，陰極上的電子即可以克服陰極內(nèi)部正電荷對(duì)它的靜電引力而逸出陰極表面，產(chǎn)生電場導(dǎo)致電子發(fā)射，造成空氣中放電而形成電弧，但是這種方法因?yàn)殡妷簶O高，危險(xiǎn)性很大。
第二種方法是先將兩電極互相接觸，然后迅速拉開至3-4mm的距離來引燃電弧，實(shí)際上焊接電弧就是利用為種方法來引燃的。例如：首先將通上焊接電源的焊條未端與焊件表面相接觸，然后很快地將焊條拉開至與焊件表面距離3-4mm的間隙，則電弧就在焊條與焊件的間隙中燃燒了。焊接電弧引燃的順利與否，還與如下幾個(gè)因素有關(guān)：焊接電流強(qiáng)度、電弧中的電離物質(zhì)、電源的空載電壓及其特性等。如果焊接電流大，電弧中又存在容易電離的元素，電源的空載電壓高時(shí)，則電弧的引燃就容易。
4、名詞解釋：
與電弧相關(guān)的幾個(gè)名詞：
焊接電壓(電弧電壓)：與在焊機(jī)實(shí)測過程中的約定電壓相對(duì)應(yīng)，是電弧兩端(兩極之間或者說電極與工件之間)的電壓降、包括陰極壓降、極壓降和弧柱壓降。
焊接電流：焊接時(shí)，流經(jīng)焊接回路的電流。
引弧電壓：能使電弧引燃的電壓。
熔池：焊接時(shí)在焊熱源作用下，焊件上所形成的具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬部分。
弧坑：弧焊時(shí)，由于斷弧或熄弧時(shí)操作不當(dāng)，在焊道未端形成的金屬低洼部分。
電弧穩(wěn)定性：電弧保持穩(wěn)定燃燒(不產(chǎn)生斷弧、飄移和磁偏吹等)的程度。
電弧挺度：在熱收縮和磁收縮等效應(yīng)的作用下，電弧沿電極軸向挺直的程度。
電弧力：焊接電弧對(duì)熔滴、熔池及母材表面的機(jī)械作用力。
電弧偏吹：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(xiàn)象。
磁偏吹：直流電弧焊時(shí)，因受到焊接回路所產(chǎn)生的電磁力或磁場的作用而產(chǎn)生的電弧偏吹。
熔滴：弧焊時(shí)，在焊條(或焊絲)端形成的并向熔池過渡的液態(tài)金屬滴。
熔滴過渡：熔滴通過電弧空間向熔池轉(zhuǎn)移的過程。有粗滴過渡、短路過度、噴射過渡等。
極性：直流電弧焊或電弧切割時(shí)，焊件與電源輸出端正、負(fù)極的接法。有正接法和反接兩種。
5、常見電弧焊接方法介紹：
電弧焊(arc welding)是目前應(yīng)用最廣泛的焊接方法。包括有：手弧焊(S.M.A.W)、埋弧焊(S.A.W)、鎢極氣體保護(hù)電弧焊(TIG)、等離子弧焊(PAW)、熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)等。絕大部分電弧焊是以電極與工件之間燃燒的電弧作為熱源。在形成接頭時(shí)，可以采用也可以不采用填充金屬。所用的電極是在焊接過程中熔解的焊絲時(shí)，叫作熔化極電弧焊，諸如手工焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、管狀焊絲電弧焊等;所用的電極是在焊接過程中不熔化的碳棒和鎢棒時(shí)，叫作不熔化極電弧焊，諸如鎢極氬弧焊、等離子弧焊等，較薄的金屬板材、管材的焊接，用等離子弧焊較易進(jìn)行。
6、焊條手工焊基礎(chǔ)知識(shí)
手弧焊是各種電弧焊方法中發(fā)展最早、目前仍然應(yīng)用最廠的一種焊接方法。它是以外部涂有涂料的焊條作電極和填充金屬，電弧是在焊條的端部和被焊工件表面之間燃燒。涂料(焊藥)在電弧熱作用下一方面可以產(chǎn)生氣體以保護(hù)電弧，另一方面可以產(chǎn)生熔渣覆蓋在熔池表面，防止熔化金屬與周圍氣體相互作用。熔渣更重要的作用是與熔化金屬產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)或添加合金元素，改善焊縫金屬性能。
(1).J422焊條代表什么意思?能焊接什么材料?應(yīng)該使用哪一種電焊機(jī)焊接?
答：J422型號(hào)代表：J結(jié)構(gòu)鋼焊條;42代表焊縫金屬抗拉強(qiáng)度每平方毫米不小于42公斤力;2表示鈦鈣型藥皮，最適應(yīng)直流反接電流焊接(即如果使用直流電焊機(jī)時(shí)，焊把鉗接直流電焊機(jī)正極);因?yàn)镴422焊條藥皮中添加了穩(wěn)弧劑，所以熔渣流動(dòng)性良好，脫渣容易，電弧穩(wěn)定，焊波整齊，適用于全位置焊接，適應(yīng)焊接大多數(shù)的低碳鋼(熟鐵)，和部分焊接要求不高的中碳鋼結(jié)構(gòu)。并且交流，直流正接和直流反接都能取得比較好的焊接效果。
(2)..J506(7)焊條代表什么意思?可以焊接什么材料?應(yīng)該使用哪一種電焊機(jī)焊接?
答：J506(7)焊條就是俗稱的中碳鋼焊條或者堿性低氫型焊條;型號(hào)代表：J結(jié)構(gòu)鋼焊條;50代表焊縫金屬抗拉強(qiáng)度每平方毫米不小于50公斤力;6(7)代表低氫鉀或低氫鈉型藥皮;此種焊條一般適用于焊接要求稍高的場合(相比J422焊條更高的抗拉強(qiáng)度和耐磨性)，同時(shí)由于堿性藥皮的穩(wěn)弧性較差，同時(shí)由于工頻交流電是50HZ，也就是說：在一秒鐘內(nèi)，電流有一百次過零點(diǎn)，然后重新引弧的過程，而有時(shí)過零點(diǎn)后如果沒有重新引燃就會(huì)產(chǎn)生斷弧，所以在使用交流電焊機(jī)焊接堿性焊條時(shí)容易出現(xiàn)斷弧、喘息、粘條等現(xiàn)象，所以一般要求使用直流焊接電源施焊，而且使用過程中要求直流反接。(506焊條為低氫鉀型，使用交流焊接尚能勉強(qiáng)施焊，507為低氫鈉型藥皮，使用交流焊接幾乎無法施焊。)
(3).什么是直流電焊機(jī)?直流電焊機(jī)是使用直流電源嗎?它的使用范圍是什么?什么是交流電焊機(jī)?它的使用范圍是什么?
答：直流電焊機(jī)系列ZX的意思：Z代表整流，X代表下降特性。表示本機(jī)器直流電焊機(jī)就是在交流電(220V/380V AC)輸入后，先經(jīng)過變壓器把電源的高壓變成低壓;再經(jīng)過焊機(jī)內(nèi)整流部分，將交流電整流成為適合焊接的直流電流(DC)輸出。一般的硅整流焊機(jī)都是直流電焊機(jī)，型號(hào)一般有ZXE1(交直流兩用焊機(jī)，使用動(dòng)鐵心無級(jí)調(diào)節(jié)電流)、ZXG(磁放大式無級(jí)調(diào)節(jié)電流)、ZX5(可控硅無級(jí)調(diào)節(jié)電流，可遠(yuǎn)控調(diào)節(jié)。)、ZX6(檔位調(diào)節(jié)電流)、ZX7(逆變式直流電焊機(jī)，電流無級(jí)調(diào)節(jié)，可遠(yuǎn)控調(diào)節(jié))以及AX系列旋轉(zhuǎn)直流發(fā)電電焊機(jī)(國家建議淘汰產(chǎn)品，耗電、噪音都比較大。)等系列，其中除ZXE1型號(hào)使用兩相380V交流電以外，其他都是使用三相380V電源。因直流電焊機(jī)的電流流向固定，無交流機(jī)的電流方向頻頻翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，正常焊接時(shí)電流不過零點(diǎn)，所以直流焊機(jī)可以使用幾乎所有牌號(hào)的電焊條，而不會(huì)產(chǎn)生交流機(jī)焊接堿性低氫型焊條時(shí)產(chǎn)生的斷弧、喘息、粘條等現(xiàn)象，并且能使用非常小的電流穩(wěn)定的焊接。
交流電焊機(jī)就是常見的BX1(動(dòng)鐵心無級(jí)調(diào)節(jié)電流)、BX3(動(dòng)線圈式無級(jí)調(diào)節(jié)電流)、BX6(抽頭檔位式調(diào)節(jié)電流)以及常見的手提電焊機(jī)系列，B代表變壓器，X代表下降特性。通常使用兩相380V電源或220V電源。交流電焊機(jī)能夠使用普通酸性焊條和部分堿性焊條及部分有色金屬和合金焊條，但其焊接電流的穩(wěn)定性較差，所以在有些焊接場合，比如使用堿性低氫型焊條和一些合金焊條時(shí)，無法正常應(yīng)用。但是由于交流電焊機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，所以目前應(yīng)用還比較廣泛。
(4).交流系列電焊機(jī)中的BX1、BX3、BX6等型號(hào)相互之間的比較的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么?在選擇焊接設(shè)備時(shí)應(yīng)當(dāng)注意什么問題?直流焊機(jī)系列ZXE1、ZXG、ZX5、ZX6、ZX7、AX等型號(hào)電焊機(jī)，相互之間比較的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么?
答：BX1型電焊機(jī)，為動(dòng)鐵心式調(diào)節(jié)電流方式?？梢詫?shí)現(xiàn)電流的無級(jí)調(diào)節(jié)。BX3型電焊機(jī)，為動(dòng)線圈式調(diào)節(jié)電流方式。BX6式為線圈中間抽頭式調(diào)節(jié)電流，一般有六-七個(gè)檔位調(diào)節(jié)。從電焊機(jī)的性能來排序：則BX3最好，BX1次之，BX6最差。因?yàn)閯?dòng)線圈式調(diào)節(jié)方式的線路最為復(fù)雜，在小電流時(shí)可以提高部分空載電壓，同時(shí)鐵心較大，散熱效果很好。所以動(dòng)線圈式焊機(jī)無論大小電流的性能都明顯優(yōu)于其他兩種交流機(jī)。而BX6型焊機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)的用材要明顯少于其他兩種，價(jià)格相對(duì)低廉。但是由于只有數(shù)個(gè)檔位調(diào)節(jié)電流，電流調(diào)節(jié)非常不方便。尤其電流需要精確調(diào)節(jié)時(shí)，BX6型機(jī)器無法滿足需要。而BX1型焊機(jī)無論性能和售價(jià)都介于以上兩者之間;所以在幫用戶選擇機(jī)型時(shí)要注意，如果從性能考慮，則排序的順序應(yīng)為：BX3--BX1--BX6。而如果從價(jià)格低廉來考慮，則排序的順序?yàn)椋築X6--BX1--BX3。一般工業(yè)企業(yè)在選型時(shí)，由于工作量大，焊接要求高，所以盡量采用BX3、BX1型焊機(jī)，而在焊接要求不高，不連續(xù)工作的場合，可以采用BX6型電焊機(jī)，目前由于其價(jià)格低廉，且設(shè)備比較輕便的原因，廣泛應(yīng)用于小規(guī)模制造和維修等民用場合。
直流電焊機(jī)中的ZXE1、ZXG、ZX6、ZX5、ZX7、AX等系列中，AX系列旋轉(zhuǎn)直流發(fā)電機(jī)由于線路復(fù)雜，用材多，耗電多，噪音大的缺點(diǎn)，現(xiàn)在國家已經(jīng)明令建議淘汰，目前國內(nèi)已經(jīng)沒有生產(chǎn)的廠家，僅僅在用戶庫存還可以見到。
ZXE1型交直流兩用機(jī)型，是采用BX1型電焊機(jī)的降壓和調(diào)節(jié)電路，然后加上一個(gè)單相的橋式整流電路，因此結(jié)構(gòu)簡單且能無級(jí)調(diào)節(jié)電流，但由于其采用的仍然是兩相的380V電源，不利于電網(wǎng)的三相平衡，所以限制了其的使用范圍。
ZX6型機(jī)器采用了類似于BX6型的電流調(diào)節(jié)方式，在通過三相降壓變壓器后，使用三相橋式整流電路整流，但由于其電流調(diào)節(jié)的不方便的原因，限制了其的使用范圍，也屬于直流電焊機(jī)中最為低檔的機(jī)型，基本適應(yīng)民用場合。
目前工業(yè)企業(yè)使用比較廣泛的直流機(jī)型為ZXG、ZX5型電焊機(jī)，ZXG型采用控制飽和電抗器的飽和程度控制輸出電流，ZX5型使用控制可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)電流，所以都可以無級(jí)調(diào)節(jié)輸出電流。
同時(shí)這兩種機(jī)型的技術(shù)也比較成熟，問題比較少。在性能上比較，ZX5要稍微優(yōu)于ZXG型。由于ZX5采用可控硅整流和電子電路調(diào)節(jié)，所以ZX5型焊機(jī)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控、推力、引弧等功能，選擇適當(dāng)型號(hào)，配以專用的焊鉗，可以用做碳弧氣刨;同時(shí)ZX5焊機(jī)在體積、重量、及電流動(dòng)態(tài)反應(yīng)速度等都要優(yōu)于ZXG型(但是，部分小廠的ZX5機(jī)型由于產(chǎn)品原因，做碳弧氣刨較差，滬工ZX5型完全可以做碳弧氣刨。)，但ZXG型機(jī)器的售價(jià)稍低。
ZX7型電焊機(jī)，為目前最先進(jìn)的逆變電路構(gòu)成，機(jī)內(nèi)大部分電路由電子元件組成，因?yàn)楦哳l逆變的交變電流極易通過變壓器，所以變壓器可做的極小，因此重量非常輕便，且因?yàn)樽儔浩鞑糠值碾姄p較小，所以非常節(jié)省電能，一般耗電只需要普通變壓器型焊機(jī)(ZXE1、ZX6、ZXG、ZX5等都為變壓器機(jī)型)的50%以下，重量更是變壓器機(jī)型的幾分之一。同時(shí)由于其采用先進(jìn)的逆變式電子電路，所以性能更為先進(jìn)，可調(diào)節(jié)引弧電流、推力電流、遠(yuǎn)控、電流智能控制，重量輕，耗電省，功率因數(shù)特別高，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于野外作業(yè)的行業(yè)，同時(shí)由于其高效率、低工耗，性能優(yōu)異，節(jié)省制造用材的特點(diǎn)，成為整個(gè)焊接行業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向。
名詞解釋：
手工弧焊機(jī)：DC—輸出直流電流 AC—輸出交流電流
交流電焊機(jī)部分：B—變壓器 X—降特性 1—動(dòng)鐵心式 3—動(dòng)線圈式 6—抽頭式
直流電焊機(jī)部分：Z—整流 X—降特性 3—動(dòng)線圈式 E1—交直流兩用
6—抽頭式 5—可控硅式(晶閘管式) 4--晶體管 7—逆變式 G—磁放大式(磁飽和式)P--平特性
7、什么是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)?它的優(yōu)點(diǎn)是什么?
答：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，就是采用機(jī)械送絲，自動(dòng)送出二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接熔池的一種焊接方法，因其功效高、耗電省，焊縫質(zhì)量較高，綜合經(jīng)濟(jì)效益好，是目前國家大力推廣的一種高效低耗的新型焊接方式。與其他電弧焊方法相比，二氧化碳焊接具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)生產(chǎn)效率高：因其電弧的穿透力強(qiáng)、熔深大、且焊絲的熔化率高，所以熔敷速度快，生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)的手工電焊高的多，可以達(dá)到1--3倍，即在某些場合可相當(dāng)于原來手工電焊的兩個(gè)人到四個(gè)人的工作量。在其他條件不變的情況下(人員不增加，工資稅收等不增加)，可以為企業(yè)增加顯著的經(jīng)濟(jì)效益。(唐山礦山冶金機(jī)械廠用戶反映：自從采用CO2氣體保護(hù)焊以后，工作效率大大加強(qiáng)，目前交流焊機(jī)基本沒人愿意使用了，CO2焊機(jī)最快的一天可以使用兩盤焊絲，大約40kg。而交流焊機(jī)一天最快使用兩包左右焊條，約10kg，且在刨除焊條頭，藥皮以后，真正使用到焊縫的金屬，大約5kg)
2)焊接成本低：二氧化碳?xì)怏w來源廣泛，價(jià)格低，二氧化碳焊絲的熔敷率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手工焊，(因不產(chǎn)生焊渣和煙塵，也無須丟棄焊條頭，所以基本一噸焊絲可相當(dāng)于兩噸焊條使用)其焊接成本可比傳統(tǒng)手工焊或埋弧焊降低百分之四十到五十。
3)能耗低：二氧化碳焊和焊條電弧焊相比，3毫米厚的低碳鋼板對(duì)接焊縫，二氧化碳焊接每米消耗的電能僅相當(dāng)于普通手工焊的百分之七十左右。25毫米厚的低碳鋼板對(duì)接焊縫，二氧化碳焊接每米消耗的電能，僅僅相當(dāng)于普通手工焊接的百分之四十。所以二氧化碳焊接是一種非常好的節(jié)能焊接方式。
4)適應(yīng)范圍廣：二氧化碳焊接可適應(yīng)于空間任意位置焊接;由于二氧化碳在電弧作用下分解為氧和一氧化碳，在分解時(shí)會(huì)吸收大量熱量，對(duì)熔池金屬具備冷卻作用。所以二氧化碳焊比手工焊更適合立焊和仰焊位置，熔化的金屬不易流淌。
同時(shí)由于高溫時(shí)，氧氣可以把焊縫金屬成分中的部分碳元素和其他有害元素?zé)龘p一部分，因此二氧化碳焊接可以焊接鑄鐵，在把鑄鐵中的部分碳及有害元素?zé)龘p之后，焊縫金屬性能更接近純凈的鋼材，所以焊接后的焊縫的機(jī)械強(qiáng)度和韌性有所提高，脆性下降。并且在焊接時(shí)由于二氧化碳分解時(shí)吸收熱量，可降低焊接熱影響區(qū)，減少鑄鐵的變形裂紋。
另外因?yàn)槎趸嫉奈鼰岱磻?yīng)，和直流電源小電流穩(wěn)定性的原因，二氧化碳焊接適應(yīng)性也非常廣泛，可焊接極厚板材和極薄板材，在焊接0.8--1.0板材時(shí)，焊接的變形極小，且不容易擊穿。
5)抗銹抗油能力強(qiáng)：對(duì)于由銹或油產(chǎn)生的氣孔有較強(qiáng)的抵御能力，由于二氧化碳的氧化作用，可顯著降低焊縫含氫量，提高焊縫抗拉強(qiáng)度，減少延遲裂紋和脆性斷裂。二氧化碳焊接是所有焊接方法中焊縫含氫量最低的，因此可代替部分的堿性低氫型焊條。
6)操作簡便：焊接時(shí)不產(chǎn)生熔渣，焊接后不需清渣。焊接過程中焊接煙塵很少，相對(duì)于手工電焊對(duì)焊工身體健康影響較小。二氧化碳屬于明弧焊接，焊接過程中焊工可以直接觀察熔池中的鐵水流向，不易產(chǎn)生諸如虛焊、假焊等焊接缺陷，便于操作和學(xué)習(xí)使用。
7)不足之處：在電壓電流調(diào)節(jié)不匹配時(shí)焊接飛濺較大，電壓電流的調(diào)節(jié)不易掌握，但是一般可由下列公式計(jì)算近似得出：V(電壓)=15+0.05I(電流)，小電流時(shí)直接可由此公式得出，但大電流時(shí)，最好將所計(jì)算出的電壓再稍微提高一點(diǎn)，效果更好。一般首先根據(jù)工件和焊絲確定所需電流，再由電流計(jì)算所需電壓即可。下面是焊絲直徑與電流的關(guān)系，在此范圍內(nèi)可根據(jù)焊絲、工件確定電流：
0.8mm 50--120A 1.0mm 70--180A
1.2mm 80--350A 1.6mm 300--500A
目前，二氧化碳焊接主要應(yīng)用于焊接低碳鋼和低合金鋼，基本使用中、低碳鋼和低合金系列焊條的都可以用二氧化碳焊接來代替，并可以取得比焊條手工焊好的多的效果。
8)簡單名詞解釋：
N—熔化極氣體保護(hù)焊 B—半自動(dòng) C—抽頭式 K—可控硅
使用純CO2氣體做為保護(hù)的，一般稱為CO2保護(hù)焊。
MAG—采用含O或CO2的混合氣體保護(hù)的，一般稱為MAG焊。
MIG—采用純氬或氬氦混合氣體作為保護(hù)氣體的，國際統(tǒng)稱為MIG焊。
8、什么是氬弧焊?氬弧焊都能焊接什么材料?氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么?
答：氬弧焊：是鎢極惰性氣體保護(hù)焊的簡稱。在焊接過程中鎢極不熔化，利用鎢電極和焊件之間產(chǎn)生的電弧作為加熱源，使焊縫金屬熔化。同時(shí)由焊炬的噴嘴送出氬氣對(duì)焊縫的熔化金屬保護(hù)，還可根據(jù)需要另外添加填充金屬。在國際上稱為：TIG焊。
普通直流氬弧焊機(jī)：可以焊接除了鋁鎂之外的幾乎所有金屬，因?yàn)檫@種焊接方式是用電弧加熱后利用惰性氣體來保護(hù)焊縫的熔化金屬，焊接過程中由于惰性氣體的保護(hù)，幾乎沒有其他雜質(zhì)和元素來參與焊接過程，基本由被焊金屬自己熔化再凝結(jié)的過程完成，因此可以獲得相當(dāng)高品質(zhì)的焊縫。
同時(shí)，由于直流鎢極氬弧焊的穩(wěn)定焊接電流可調(diào)節(jié)的極為微小，3-5A即可穩(wěn)定焊接，所以能焊接其他常見焊接方式無法焊接的極薄板材，包括普通金屬及其合金。
交流氬弧焊機(jī)：是目前常用的所有的焊接手段中焊接鋁和鎂的最好方法，因?yàn)殇X和鎂在常溫下極易氧化。會(huì)在金屬表面形成一層熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬本身的氧化膜(鋁的熔點(diǎn)657℃，氧化鋁的熔點(diǎn)2050℃)，所以普通焊接方式很難高質(zhì)量的焊接鋁鎂及其合金。而交流氬弧焊機(jī)，在電流負(fù)半波時(shí)，工件作為電極，向外發(fā)射電子，會(huì)形成一種叫做陰極破碎的物理現(xiàn)象，把工件表面的難熔氧化層破碎掉。同時(shí)由于有惰性氣體的保護(hù)，新的氧化層不會(huì)很快生成;所以在電弧熱量的作用下，依靠融化的液態(tài)金屬自身表面張力，就很容易的把焊縫金屬融合在一起。
因?yàn)榻涣鳉寤『笗r(shí)不需添加其他藥品和元素來清除氧化膜，僅僅依靠電弧來清除氧化膜，可在純凈的焊接電弧下，依靠焊件自身金屬完成金屬連接，這樣既不會(huì)太多的改變焊縫金屬成分，造成焊縫金屬與母材金屬過大的機(jī)械性能差異。同時(shí)沒有殘留的化學(xué)藥品腐蝕焊縫金屬，也不會(huì)像氧氣乙炔及電焊一樣產(chǎn)生很多焊接缺陷。所以氬弧焊是目前所有的焊接方式中，焊接鋁鎂及其合金的最佳方式。在選擇鎢電極時(shí)，一般直流焊接時(shí)，盡量選用鈰鎢極，交流氬弧焊時(shí)，因?yàn)榧冩u級(jí)的整流效應(yīng)小，對(duì)消除焊接過程的直流分量更有效，引弧維弧比較容易，所以在焊鋁制工件時(shí)，盡量采用純鎢極;但是由于純鎢極的耐高溫性能不如鈰鎢極，同時(shí)交流氬弧焊時(shí)，鎢極發(fā)熱要高于直流焊接，所以鎢極直徑選擇要求稍大。
氬弧焊的缺點(diǎn)：1)熔深淺，生產(chǎn)效率低。2)惰性氣體較貴，生產(chǎn)成本高。
名詞解釋：W—非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī) S—手工焊 M—脈沖 E—交直流
9、什么是埋弧焊?埋弧焊的應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
答：埋弧焊一般是指電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法，因?yàn)閺耐庥^上講，電弧是埋在焊劑層下的，所以叫埋弧焊接。一般用機(jī)械自動(dòng)送進(jìn)焊絲，在焊接進(jìn)行時(shí)，在焊接區(qū)上覆蓋一層顆粒狀焊劑，電弧在焊劑層下燃燒，將焊絲端部和局部母材金屬熔化，形成焊縫。
埋弧焊可以采用較大電流，與焊條手弧焊相比，由于沒有人工參與焊接過程，所以最大優(yōu)點(diǎn)是焊縫質(zhì)量好、焊接速度高，其工效可相當(dāng)于手工電弧焊的幾十倍。因而特別適合焊接大型焊件的直縫和環(huán)縫，而且本焊接方式的機(jī)械化程度較高，焊縫質(zhì)量一般不會(huì)因焊工的素質(zhì)下降而變化。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于焊接碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼等。由于熔渣可以降低接頭冷卻速度，所以有些高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、高碳鋼也可采用。
缺點(diǎn)：由于使用顆粒狀焊劑，同時(shí)電流很大，所以埋弧焊一般只能平焊位置操作，不能達(dá)到全位置焊。同時(shí)操作不靈活，不宜焊接復(fù)雜形狀的焊縫。
名詞解釋：M—埋弧焊機(jī) Z—自動(dòng)焊
10、電阻焊(點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、對(duì)焊)基礎(chǔ)知識(shí)。
什么是電阻焊?應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
答：工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法，叫電阻焊(resistance welding)，常見有對(duì)焊、點(diǎn)焊、凸焊和縫焊機(jī)等。
電阻焊的特點(diǎn)是焊接電流大，通電時(shí)間短，設(shè)備昂貴復(fù)雜，但是生產(chǎn)效率特高，焊接時(shí)不需添加輔料和特殊保護(hù)，因此成本很低。主要用于焊接厚度小于3毫米的薄板組件，或者在薄板材料上焊接螺帽等構(gòu)件。電阻對(duì)焊可對(duì)各類鋼材和鋁、鎂、銅、不銹鋼等有色金屬進(jìn)行焊接。
電阻焊一般是使工件處在一定電極壓力作用下，并利用電流通過工件時(shí)所產(chǎn)生的電阻熱，將兩工件之間的接觸表面熔化，從而實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。通常使用較大的電流。為了防止在接觸面上產(chǎn)生電弧并且為了鍛壓焊縫金屬，焊接過程中始終要施加壓力。進(jìn)行這一類電焊時(shí)，被焊工件的表面狀況對(duì)于獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量是頭等重要的。因此焊前必須將電極與工件以及工件間接觸表面進(jìn)行清理。點(diǎn)焊、縫焊和凸焊的特點(diǎn)在于焊接電流(單相)大(幾千至幾萬安培)，通電時(shí)間短(幾周波至幾秒)，設(shè)備昂貴、復(fù)雜，生產(chǎn)效率高，因此適于大批量生產(chǎn)。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板組件。各類鋼材、鋁、鎂等有色金屬及其合金、不銹鋼等均可焊接。
點(diǎn)焊(resistance spot welding)主要是在兩電極間瞬間通過一個(gè)很大的電流，利用兩被焊金屬之間電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電極電阻，所以大電流通過時(shí)也會(huì)在瞬間在兩被焊金屬之間產(chǎn)生一個(gè)液態(tài)金屬的融合，然后將兩板連接在一起。
縫焊(seam welding)的電極一般是一對(duì)圓盤狀電極，在每次瞬間通過很大電流時(shí)融化連接兩輪之間的被焊金屬，然后滾轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再通過一個(gè)瞬間的大電流，再形成一個(gè)焊點(diǎn)與前一個(gè)焊點(diǎn)疊加一部分，這樣連續(xù)不斷地前進(jìn)，形成一個(gè)連續(xù)不斷的焊縫。為了防止輪子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)拉出電弧，所以縫焊機(jī)兩電極間一般是斷續(xù)通電的，且在通電的瞬間輪子停轉(zhuǎn)。
凸焊(projection welding)主要利用在工件上沖壓出的凸點(diǎn)，在很大的電流瞬間通過時(shí)迅速融化，再加以迅速的壓緊力量，讓預(yù)定的幾個(gè)凸點(diǎn)熔化后將被焊金屬連接起來。因?yàn)橐话阃瑫r(shí)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)同時(shí)分流，所以一般凸焊機(jī)的輸入容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通的點(diǎn)焊機(jī)，同時(shí)壓緊一般不再用腳踏，而采用氣動(dòng)壓力。
閃光對(duì)焊(flash welding)的原理在焊接初期類似于凸焊，但是在強(qiáng)電流通過的初期不加太大的頂鍛力，在通電初期兩被焊金屬只保持很小的接觸面，而這個(gè)接觸面上的金屬由于迅速被電流加熱到汽化，使金屬熔池中的金屬產(chǎn)生沸騰和爆炸，往周圍噴出，原接觸面會(huì)形成一個(gè)小的凹處，而原來沒有接觸到的地方又會(huì)產(chǎn)生輕微接觸，然后再產(chǎn)生沸騰和爆炸，又向周圍噴出，在液態(tài)金屬向外噴射時(shí)，會(huì)持續(xù)不斷地加熱周圍金屬和清理被焊金屬的兩面。這樣連續(xù)不斷地產(chǎn)生沸騰和爆炸，連續(xù)不斷地加熱和清理兩被焊表面，直到兩被焊表面全部成為純凈的液態(tài)金屬，再施加較大的頂鍛力量，迅速將兩被焊金屬壓緊，液態(tài)金屬部分膨出，連接部分迅速冷卻連接在一起。
名詞解釋：D—點(diǎn)焊 T—凸焊 F—縫焊 U—對(duì)焊 N—工頻
11、如何根據(jù)焊件的材料選擇焊接焊接設(shè)備?
答：首先根據(jù)焊件金屬來選擇，一般黑色金屬可選用、埋弧焊、二氧化碳?xì)獗：浮⑹止る娀『?、以及氬弧焊和點(diǎn)焊等。
埋弧焊一般適用于大焊件的長直焊縫或環(huán)縫焊接(鍋爐、壓力容器、工程機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)的大型型材)，其工效是其他焊接手段無法比擬的;
點(diǎn)焊適應(yīng)于薄板焊件的搭接操作，其在焊接薄板時(shí)，成本低廉、生產(chǎn)效率特高的優(yōu)勢是其他幾種焊接手段難以達(dá)到的;
而二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊由于其應(yīng)用范圍廣泛著稱，同時(shí)由于其能耗小、工效高而成為國家大力推廣的一種新型焊接方法，對(duì)于焊接黑色金屬，已經(jīng)逐漸成為一種首選的焊接方式，已經(jīng)逐步取代手工電弧焊接方法，其在搭接時(shí)最薄可焊到0.4毫米，而大型復(fù)雜焊件工作時(shí)，由于埋弧焊無法全位置操作，所以二氧化碳焊的高熔敷效率(高于手工焊1--3倍)、大熔深(大于手工電弧焊三分之一)、焊接成本低(焊接綜合成本只相當(dāng)于手工電焊和埋弧焊的一半左右)、高質(zhì)量焊縫(所有焊接手段中焊縫含氫最低，因此抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通結(jié)構(gòu)鋼焊條，且基本不會(huì)產(chǎn)生延遲裂紋)、可方便的進(jìn)行全位置焊接的特點(diǎn)，已經(jīng)代替手工電弧焊成為首選方法。(七十年代后期，日美等發(fā)達(dá)國家的CO2焊接已經(jīng)占所有焊接的70%左右，目前中國仍然只有20%左右，因此CO2焊接在中國的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮模绾我龑?dǎo)用戶采用更先進(jìn)、高效的CO2焊機(jī)，值得認(rèn)真思考。)
手工電弧焊，由于其設(shè)備簡單、輕便、操作靈活，可以應(yīng)用于制造、裝配、維修中的短縫及不規(guī)則焊縫的焊接，特別是可以用于其他焊接手段難以達(dá)到部位的焊接。目前由于我們國家工業(yè)不十分發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)條件落后，同時(shí)一些新型焊接方法尚未普及，所以焊條手工電弧焊還占總的焊接設(shè)備數(shù)量的大部分，但是在一些相對(duì)焊接要求較高，標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模的生產(chǎn)現(xiàn)場，手工電焊已經(jīng)逐步退出歷史舞臺(tái);
氬弧焊是一種非熔化電極的惰性氣體保護(hù)焊接方法，由于其小電流非常穩(wěn)定的特點(diǎn)，成為焊接極薄板材的一個(gè)首選焊接方法(普通直流氬弧焊可以焊接到0.3毫米的薄板，脈沖氬弧焊甚至可以焊接到0.1毫米的薄板的對(duì)接焊縫)由于氬弧焊的填充焊絲不參與電流通過的過程，所以焊接無飛濺。但是由于設(shè)備和耗材的價(jià)格較貴，同時(shí)鎢極承受電流的能力較小，焊接熔深淺工效低，所以一般只用于重要的焊接場合。
而有色金屬的焊接時(shí)，如果優(yōu)先考慮焊接的質(zhì)量，則盡量采用惰性氣體保護(hù)焊接方法，如TIG(鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊)、MIG(熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊)等焊接方式，因?yàn)槎栊詺怏w的保護(hù)，所以焊縫的金屬成分最純凈。但是MIG焊機(jī)由于設(shè)備的昂貴，所以暫時(shí)尚未大規(guī)模普及;另外鋁和鎂等金屬及其合金則由交流氬弧焊為最佳焊接方式，鋁鎂外的其他金屬一般使用直流焊接方式即可，同時(shí)薄板也可用點(diǎn)焊完成，在焊接要求不高，考慮焊接設(shè)備和材料的投入，也可選用普通手工電焊機(jī)，配用相應(yīng)焊條，也可完成部分有色金屬及其合金的焊接。
另外，氧氣乙炔火焰也可以焊接部分有色金屬，但是由于需要添加焊藥，一般容易造成焊縫腐蝕，同時(shí)焊接的密封性，牢固程度得不到保證，所以最好采用惰性氣體保護(hù)的電弧焊接方法。
需要強(qiáng)調(diào)的是，二氧化碳焊機(jī)一般不應(yīng)用于焊接有色金屬，因?yàn)槎趸际且环N活性氣體，在高溫下可以分解為氧和一氧化碳，而氧元素會(huì)破壞有色金屬的成分元素，導(dǎo)致焊縫金屬變性;但是一般二氧化碳焊機(jī)使用惰性氣體或混合氣體作為保護(hù)氣體時(shí)，同時(shí)焊絲使用相應(yīng)的材質(zhì)，可以用來焊接諸如不銹鋼之類的有色金屬。
12、氧氣乙炔切割的原理是什么?都能夠切割什么金屬?什么是等離子切割，等離子切割機(jī)的工作范圍是什么?選擇等離子切割機(jī)機(jī)型的標(biāo)準(zhǔn)是什么?
答：一般的氧氣乙炔切割法，是依靠氧氣乙炔火焰加熱鋼材后，利用高溫下的鋼材會(huì)在高氧環(huán)境下燃燒的特點(diǎn)，用氧氣助燃使鋼材在氧氣中燃燒，從而放出大量燃燒熱能，促使割縫前端的金屬再接著熔化再燃燒，從而循環(huán)前進(jìn)形成割縫，但是由于中低碳鋼以外的其他金屬由于各自的性能不同，比如銅、鋁由于導(dǎo)熱性較強(qiáng)，無法達(dá)到金屬本身燃燒必要的溫度，同時(shí)熔點(diǎn)太低，還沒有切割就已經(jīng)熔化的一塌糊涂了，所以是沒辦法使用氧氣乙炔切割的;而不銹鋼等合金和鑄鐵等由于其較難氧化的特性，也是不會(huì)參與燃燒的過程，所以僅僅靠著氧乙炔火焰的熱量是無法完成切割的過程。
等離子切割(plasma arc cutting)機(jī)的工作原理是用較高的空載電壓，把空氣電離后，通過噴嘴小孔把鎢電極和工件之間的電弧壓縮，產(chǎn)生特高高溫把金屬熔化蒸發(fā)，然后用壓縮空氣將熔化后的金屬吹離金屬母體，形成金屬割縫。因?yàn)榈入x子電弧屬于壓縮電弧，所以等離子電弧的弧柱溫度特別高，可達(dá)到18000℃—23000℃之間，此溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在已知的任何金屬及其化合物的溫度，不需借助金屬燃燒，完全依靠自身電弧的熱量完成切割，因此等離子切割可以切割幾乎所有金屬，同時(shí)由于電弧的加熱速度很快，幾乎在瞬間即可把金屬加熱到其熔點(diǎn)，因此等離子切割機(jī)的切割速度相當(dāng)快，特別在切割金屬薄板時(shí)，在切割低碳鋼金屬薄板時(shí)，等離子切割機(jī)的切割速度能達(dá)到氧氣乙炔切割的(3--15)倍。同時(shí)由于切割速度快，金屬受熱面積很小，所以基本不產(chǎn)生金屬變形，且切口很窄，非常整齊無掛渣。因?yàn)榈入x子切割的電弧比較集中，電弧基本都潛入切縫之中，所以等離子切割時(shí)可以用絕緣材料制作樣板，然后靠樣切割，而不會(huì)損害樣板的材料，非常方便需要大規(guī)模切割同樣形狀的產(chǎn)品，不需畫線放樣，也非常有利于提高工作速度。
在推薦給用戶時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況考慮，一般不要貿(mào)然推薦可以勉強(qiáng)使用的機(jī)型，因?yàn)橹荒苊銖?qiáng)使用的型號(hào)，其相對(duì)于氧氣乙炔氣割的優(yōu)勢就難以顯現(xiàn)。一般而言，等離子切割相比氧氣乙炔氣割，由于工作原理的區(qū)別，所以可以切割很多氧割無法完成的工作，完成有色金屬(如：不銹鋼、耐熱鋼、鈦、鎢、鉬、鑄鐵、銅、鋁等)的切割;同時(shí)具有以下的優(yōu)勢：切割速度快(根據(jù)材料不同，速度可達(dá)氧氣切割的3—15倍速度，如6毫米低碳鋼板，等離子切割速度可達(dá)6350毫米/分鐘。10毫米鋁板，速度可達(dá)200—300米/小時(shí);12毫米不銹鋼，切割速度可達(dá)100—300米/小時(shí))、切縫狹窄(氧割的數(shù)分之一，由割槍的精確度決定)、切口平整、工件變形小(由于切割速度很快，工件基本不產(chǎn)生變形。)、焊瘤少且容易去除、成本低(根據(jù)材料不同，成本一般僅需氧氣、乙炔切割的1/2左右。);
等離子切割的適應(yīng)范圍：一般只要導(dǎo)電的金屬，都可以使用等離子切割，但是由于大功率等離子切割電源的價(jià)格比較昂貴，所以目前等離子切割機(jī)一般只適用于切割中薄板。
選型標(biāo)準(zhǔn)：一般等離子切割機(jī)的標(biāo)定最大切割厚度的一半以下，為最佳的切割厚度，如：40A的最大切割厚度為12毫米，則最佳切割厚度為6毫米以下。另外一般廠家標(biāo)明的切割厚度，為碳鋼板的切割厚度，如果切割有些導(dǎo)熱率大的金屬，如銅鋁等，實(shí)際切割厚度要小于碳鋼板切割厚度的大約三分之一左右。
13、什么是焊接設(shè)備的負(fù)載持續(xù)率?如何計(jì)算?對(duì)于焊接設(shè)備選型有什么意義?如何根據(jù)焊條的牌號(hào)和直徑選擇電焊機(jī)?
答：對(duì)于焊接設(shè)備來講，一般因?yàn)樵诤附与娏髁鬟^機(jī)內(nèi)電路時(shí)，由于電阻的存在，所以電路會(huì)發(fā)熱，而溫升如果超過電路的絕緣所能承受的最高溫度，會(huì)導(dǎo)致電焊機(jī)發(fā)熱燒壞。因此規(guī)定在五分鐘周期內(nèi)，本焊機(jī)最大輸出電流不至于燒壞電焊機(jī)可以連續(xù)工作而的時(shí)間除以五分鐘，所得的比值即為當(dāng)前所選電流的負(fù)載持續(xù)率。比如說：BX3-300A電焊機(jī)，使用300A電流，如果可以連續(xù)工作3分鐘，則此焊機(jī)的負(fù)載持續(xù)率即為3/5=0.6(60%)。如果可以連續(xù)工作1分鐘，則此焊機(jī)的負(fù)載持續(xù)率為1/5=0.2(20%)。而300A的電焊機(jī)，如果使用160A電流，則可以完全連續(xù)工作，而此時(shí)的負(fù)載持續(xù)率就是100%。
所以，在選擇焊接設(shè)備時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到需要的電流和是否連續(xù)工作，一般電流是根據(jù)焊條和焊件的大小確定，而在焊機(jī)規(guī)格上的選擇，一般首先要確定常用焊條的規(guī)格，然后計(jì)算需用電流，再根據(jù)需用電流和工作量以及焊機(jī)負(fù)載持續(xù)率確定焊機(jī)規(guī)格。一般手工電焊條需用電流的近似計(jì)算公式為：I=(20+6*D)*D(I為電流的數(shù)值，D為焊條直徑)。如：3.2焊條需用電流大約為：(20+3.2*6)*3.2=125A。4.0焊條需用電流大約為：(20+6*4)*4=176A。確定電流之后，可以由負(fù)載持續(xù)率大約估算所需焊接設(shè)備的最大電流：一般公式為:本焊機(jī)可連續(xù)使用的最大電流=本機(jī)型額定電流*本機(jī)額定負(fù)載持續(xù)率開平方,即:如果侯選機(jī)型為20%負(fù)載持續(xù)率的，則將所需電流除以0.45為標(biāo)準(zhǔn)選擇焊機(jī)(0.45?=20%)，比如需要使用160 A電流,則以160/0.45=355，則需選用最大電流在355A以上焊機(jī)。35%負(fù)載持續(xù)率，則將所需電流除以0.6為標(biāo)準(zhǔn)選擇電流，如160/0.6=267，則需選用最大電流267A以上焊機(jī)。60%負(fù)載持續(xù)率，則以所需電流除以0.77為標(biāo)準(zhǔn)選擇焊機(jī)，如160/0.77=208，則所選焊機(jī)型號(hào)應(yīng)大于208A以上，如果連續(xù)工作，那滿負(fù)荷工作的電流九必須大于208A以上。同樣道理，如果電焊機(jī)現(xiàn)成，用標(biāo)準(zhǔn)輸出電流乘以負(fù)載持續(xù)率的開平方值，即可得出此焊機(jī)可以連續(xù)使用的最大電流數(shù)值!比如：額定輸出電流300A，負(fù)載持續(xù)率為35%的焊機(jī)，300×0.6=180，即：此焊機(jī)在使用180A以下的電流時(shí)，可以二十四小時(shí)不停機(jī)連續(xù)工作。
同時(shí)，普通酸性焊條的焊接可以使用交流或直流電焊機(jī)，而堿性低氫型以及有色金屬和合金焊條，基本必須使用直流電焊機(jī)才能正常完成焊接。在選擇電焊機(jī)時(shí)，在電流種類的選擇上應(yīng)當(dāng)注意，普通J422和506焊條可用交流也可用直流焊接，但直流焊接的穩(wěn)定性比較好，同時(shí)由于直流焊接時(shí)熔深較大，(俗話講：焊的透)所以在較高質(zhì)量焊接要求時(shí)，要盡量采用直流焊接。而507焊條和一般的合金焊條如：不銹鋼、鑄鐵焊條等堿性藥皮焊條，基本必須使用直流電焊機(jī)才能正常焊接。直流電焊機(jī)一般飛濺要相比交流電焊機(jī)小的多，且焊縫外形美觀、焊波均勻。直流電焊機(jī)在使用時(shí)，一般堿性焊條采取直流反接的接線方式，此時(shí)焊縫的熔寬比的比例較小，可以形成寬而淺的焊縫，有利于熔池中的焊渣、氣體等的排出，同時(shí)對(duì)電弧的穩(wěn)定性有好處，可顯著減少焊接缺陷，提高焊接質(zhì)量。酸性焊條正接反接均可，對(duì)焊接過程和焊縫質(zhì)量影響不大。
另外要注意的一個(gè)問題是：在使用直流電源進(jìn)行焊接時(shí)，由于直流電流本身的特點(diǎn)，容易造成焊接過程電弧磁偏吹。這一般不屬于焊接設(shè)備的故障，是由于焊接時(shí)流過焊縫兩側(cè)的電流不平均，引起兩側(cè)磁場推力不相等而產(chǎn)生電弧偏吹;這可以通過調(diào)節(jié)焊接工藝的一些參數(shù)和改變操作手法改善，因?yàn)榇牌档膹?qiáng)度和焊接電流的平方成正比，所以少許減少焊接電流時(shí)，磁偏吹現(xiàn)象就可能在很大程度上減輕;而改變地線接線位置，使焊接時(shí)流過焊縫兩側(cè)的電流平均，也可很大程度上減少焊接過程中的偏弧問題。
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