電焊工基本知識電焊入門基礎(chǔ)知識(2)
電焊工基本知識電焊入門基礎(chǔ)知識
電焊機和焊接的基礎(chǔ)知識
1、什么是電弧?
電弧是一種通過氣體放電的現(xiàn)象，在兩個電極之間的空氣間隙中產(chǎn)生持久而強烈的放電現(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，這時如果在兩電極間加有很高的電壓(約1000V以上)，那么在強電場作用下，陰極上的電子即可以克服陰極內(nèi)部正電荷對它的靜電引力而逸出陰極表面，產(chǎn)生電場導致電子發(fā)射，造成空氣中放電而形成電弧，但是這種方法因為電壓極高，危險性很大。
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，還與如下幾個因素有關(guān)：焊接電流強度、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，則電弧的引燃就容易。
4、名詞解釋：
與電弧相關(guān)的幾個名詞：
焊接電壓(電弧電壓)：與在焊機實測過程中的約定電壓相對應(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，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，由于斷弧或熄弧時操作不當，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：焊接電弧對熔滴、熔池及母材表面的機械作用力。
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，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，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，焊件與電源輸出端正、負極的接法。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)、鎢極氣體保護電弧焊(TIG)、等離子弧焊(PAW)、熔化極氣體保護焊(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，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，叫作熔化極電弧焊，諸如手工焊、埋弧焊、氣體保護焊、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，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行。
6、焊條手工焊基礎(chǔ)知識
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焊接?
答：J422型號代表：J結(jié)構(gòu)鋼焊條;42代表焊縫金屬抗拉強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時，焊把鉗接直流電焊機正極);因為J422焊條藥皮中添加了穩(wěn)弧劑，所以熔渣流動性良好，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;型號代表：J結(jié)構(gòu)鋼焊條;50代表焊縫金屬抗拉強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焊條更高的抗拉強度和耐磨性)，同時由于堿性藥皮的穩(wěn)弧性較差，同時由于工頻交流電是50HZ，也就是說：在一秒鐘內(nèi)，電流有一百次過零點，然后重新引弧的過程，而有時過零點后如果沒有重新引燃就會產(chǎn)生斷弧，所以在使用交流電焊機焊接堿性焊條時容易出現(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?直流電焊機是使用直流電源嗎?它的使用范圍是什么?什么是交流電焊機?它的使用范圍是什么?
答：直流電焊機系列ZX的意思：Z代表整流，X代表下降特性。表示本機器直流電焊機就是在交流電(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。一般的硅整流焊機都是直流電焊機，型號一般有ZXE1(交直流兩用焊機，使用動鐵心無級調(diào)節(jié)電流)、ZXG(磁放大式無級調(diào)節(jié)電流)、ZX5(可控硅無級調(diào)節(jié)電流，可遠控調(diào)節(jié)。)、ZX6(檔位調(diào)節(jié)電流)、ZX7(逆變式直流電焊機，電流無級調(diào)節(jié)，可遠控調(diào)節(jié))以及AX系列旋轉(zhuǎn)直流發(fā)電電焊機(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。因直流電焊機的電流流向固定，無交流機的電流方向頻頻翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，正常焊接時電流不過零點，所以直流焊機可以使用幾乎所有牌號的電焊條，而不會產(chǎn)生交流機焊接堿性低氫型焊條時產(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。
交流電焊機就是常見的BX1(動鐵心無級調(diào)節(jié)電流)、BX3(動線圈式無級調(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，無法正常應(yīng)用。但是由于交流電焊機的結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，所以目前應(yīng)用還比較廣泛。
(4).交流系列電焊機中的BX1、BX3、BX6等型號相互之間的比較的優(yōu)點和缺點是什么?在選擇焊接設(shè)備時應(yīng)當注意什么問題?直流焊機系列ZXE1、ZXG、ZX5、ZX6、ZX7、AX等型號電焊機，相互之間比較的優(yōu)點和缺點是什么?
答：BX1型電焊機，為動鐵心式調(diào)節(jié)電流方式?？梢詫崿F(xiàn)電流的無級調(diào)節(jié)。BX3型電焊機，為動線圈式調(diào)節(jié)電流方式。BX6式為線圈中間抽頭式調(diào)節(jié)電流，一般有六-七個檔位調(diào)節(jié)。從電焊機的性能來排序：則BX3最好，BX1次之，BX6最差。因為動線圈式調(diào)節(jié)方式的線路最為復雜，在小電流時可以提高部分空載電壓，同時鐵心較大，散熱效果很好。所以動線圈式焊機無論大小電流的性能都明顯優(yōu)于其他兩種交流機。而BX6型焊機的結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)的用材要明顯少于其他兩種，價格相對低廉。但是由于只有數(shù)個檔位調(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，BX6型機器無法滿足需要。而BX1型焊機無論性能和售價都介于以上兩者之間;所以在幫用戶選擇機型時要注意，如果從性能考慮，則排序的順序應(yīng)為：BX3--BX1--BX6。而如果從價格低廉來考慮，則排序的順序為：BX6--BX1--BX3。一般工業(yè)企業(yè)在選型時，由于工作量大，焊接要求高，所以盡量采用BX3、BX1型焊機，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，目前由于其價格低廉，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。
直流電焊機中的ZXE1、ZXG、ZX6、ZX5、ZX7、AX等系列中，AX系列旋轉(zhuǎn)直流發(fā)電機由于線路復雜，用材多，耗電多，噪音大的缺點，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型交直流兩用機型，是采用BX1型電焊機的降壓和調(diào)節(jié)電路，然后加上一個單相的橋式整流電路，因此結(jié)構(gòu)簡單且能無級調(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，也屬于直流電焊機中最為低檔的機型，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型為ZXG、ZX5型電焊機，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通角來調(diào)節(jié)電流，所以都可以無級調(diào)節(jié)輸出電流。
同時這兩種機型的技術(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型焊機可實現(xiàn)遠控、推力、引弧等功能，選擇適當型號，配以專用的焊鉗，可以用做碳弧氣刨;同時ZX5焊機在體積、重量、及電流動態(tài)反應(yīng)速度等都要優(yōu)于ZXG型(但是，部分小廠的ZX5機型由于產(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型機器的售價稍低。
ZX7型電焊機，為目前最先進的逆變電路構(gòu)成，機內(nèi)大部分電路由電子元件組成，因為高頻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，且因為變壓器部分的電損較小，所以非常節(jié)省電能，一般耗電只需要普通變壓器型焊機(ZXE1、ZX6、ZXG、ZX5等都為變壓器機型)的50%以下，重量更是變壓器機型的幾分之一。同時由于其采用先進的逆變式電子電路，所以性能更為先進，可調(diào)節(jié)引弧電流、推力電流、遠控、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)，同時由于其高效率、低工耗，性能優(yōu)異，節(jié)省制造用材的特點，成為整個焊接行業(yè)的一個發(fā)展方向。
名詞解釋：
手工弧焊機：DC—輸出直流電流 AC—輸出交流電流
交流電焊機部分：B—變壓器 X—降特性 1—動鐵心式 3—動線圈式 6—抽頭式
直流電焊機部分：Z—整流 X—降特性 3—動線圈式 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、什么是二氧化碳氣體保護焊機?它的優(yōu)點是什么?
答：二氧化碳氣體保護焊，就是采用機械送絲，自動送出二氧化碳氣體保護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：
1)生產(chǎn)效率高：因其電弧的穿透力強、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，可以達到1--3倍，即在某些場合可相當于原來手工電焊的兩個人到四個人的工作量。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)濟效益。(唐山礦山冶金機械廠用戶反映：自從采用CO2氣體保護焊以后，工作效率大大加強，目前交流焊機基本沒人愿意使用了，CO2焊機最快的一天可以使用兩盤焊絲，大約40kg。而交流焊機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：二氧化碳氣體來源廣泛，價格低，二氧化碳焊絲的熔敷率遠遠高于手工焊，(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接焊縫，二氧化碳焊接每米消耗的電能僅相當于普通手工焊的百分之七十左右。25毫米厚的低碳鋼板對接焊縫，二氧化碳焊接每米消耗的電能，僅僅相當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，在分解時會吸收大量熱量，對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。
同時由于高溫時，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燒損一部分，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燒損之后，焊縫金屬性能更接近純凈的鋼材，所以焊接后的焊縫的機械強度和韌性有所提高，脆性下降。并且在焊接時由于二氧化碳分解時吸收熱量，可降低焊接熱影響區(qū)，減少鑄鐵的變形裂紋。
另外因為二氧化碳的吸熱反應(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，焊接的變形極小，且不容易擊穿。
5)抗銹抗油能力強：對于由銹或油產(chǎn)生的氣孔有較強的抵御能力，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，相對于手工電焊對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，便于操作和學習使用。
7)不足之處：在電壓電流調(diào)節(jié)不匹配時焊接飛濺較大，電壓電流的調(diào)節(jié)不易掌握，但是一般可由下列公式計算近似得出：V(電壓)=15+0.05I(電流)，小電流時直接可由此公式得出，但大電流時，最好將所計算出的電壓再稍微提高一點，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—熔化極氣體保護焊 B—半自動 C—抽頭式 K—可控硅
使用純CO2氣體做為保護的，一般稱為CO2保護焊。
MAG—采用含O或CO2的混合氣體保護的，一般稱為MAG焊。
MIG—采用純氬或氬氦混合氣體作為保護氣體的，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)點和缺點是什么?
答：氬弧焊：是鎢極惰性氣體保護焊的簡稱。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。同時由焊炬的噴嘴送出氬氣對焊縫的熔化金屬保護，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：可以焊接除了鋁鎂之外的幾乎所有金屬，因為這種焊接方式是用電弧加熱后利用惰性氣體來保護焊縫的熔化金屬，焊接過程中由于惰性氣體的保護，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，因此可以獲得相當高品質(zhì)的焊縫。
同時，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：是目前常用的所有的焊接手段中焊接鋁和鎂的最好方法，因為鋁和鎂在常溫下極易氧化。會在金屬表面形成一層熔點遠遠高于金屬本身的氧化膜(鋁的熔點657℃，氧化鋁的熔點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，在電流負半波時，工件作為電極，向外發(fā)射電子，會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。同時由于有惰性氣體的保護，新的氧化層不會很快生成;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。
因為交流氬弧焊時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械性能差異。同時沒有殘留的化學藥品腐蝕焊縫金屬，也不會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，一般直流焊接時，盡量選用鈰鎢極，交流氬弧焊時，因為純鎢級的整流效應(yīng)小，對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，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，同時交流氬弧焊時，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：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焊機 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)缺點是什么?
答：埋弧焊一般是指電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法，因為從外觀上講，電弧是埋在焊劑層下的，所以叫埋弧焊接。一般用機械自動送進焊絲，在焊接進行時，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)點是焊縫質(zhì)量好、焊接速度高，其工效可相當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械化程度較高，焊縫質(zhì)量一般不會因焊工的素質(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，所以有些高強度結(jié)構(gòu)鋼、高碳鋼也可采用。
缺點：由于使用顆粒狀焊劑，同時電流很大，所以埋弧焊一般只能平焊位置操作，不能達到全位置焊。同時操作不靈活，不宜焊接復雜形狀的焊縫。
名詞解釋：M—埋弧焊機 Z—自動焊
10、電阻焊(點焊、縫焊、凸焊、對焊)基礎(chǔ)知識。
什么是電阻焊?應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點是什么?
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)生的電阻熱進行焊接的方法，叫電阻焊(resistance welding)，常見有對焊、點焊、凸焊和縫焊機等。
電阻焊的特點是焊接電流大，通電時間短，設(shè)備昂貴復雜，但是生產(chǎn)效率特高，焊接時不需添加輔料和特殊保護，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。電阻對焊可對各類鋼材和鋁、鎂、銅、不銹鋼等有色金屬進行焊接。
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所產(chǎn)生的電阻熱，將兩工件之間的接觸表面熔化，從而實現(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。進行這一類電焊時，被焊工件的表面狀況對于獲得穩(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行清理。點焊、縫焊和凸焊的特點在于焊接電流(單相)大(幾千至幾萬安培)，通電時間短(幾周波至幾秒)，設(shè)備昂貴、復雜，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。
點焊(resistance spot welding)主要是在兩電極間瞬間通過一個很大的電流，利用兩被焊金屬之間電阻遠遠大于電極電阻，所以大電流通過時也會在瞬間在兩被焊金屬之間產(chǎn)生一個液態(tài)金屬的融合，然后將兩板連接在一起。
縫焊(seam welding)的電極一般是一對圓盤狀電極，在每次瞬間通過很大電流時融化連接兩輪之間的被焊金屬，然后滾轉(zhuǎn)一個角度，再通過一個瞬間的大電流，再形成一個焊點與前一個焊點疊加一部分，這樣連續(xù)不斷地前進，形成一個連續(xù)不斷的焊縫。為了防止輪子在轉(zhuǎn)動時拉出電弧，所以縫焊機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，在很大的電流瞬間通過時迅速融化，再加以迅速的壓緊力量，讓預(yù)定的幾個凸點熔化后將被焊金屬連接起來。因為一般同時有數(shù)個凸點同時分流，所以一般凸焊機的輸入容量要遠遠大于普通的點焊機，同時壓緊一般不再用腳踏，而采用氣動壓力。
閃光對焊(flash welding)的原理在焊接初期類似于凸焊，但是在強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，原接觸面會形成一個小的凹處，而原來沒有接觸到的地方又會產(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，會持續(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—點焊 T—凸焊 F—縫焊 U—對焊 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、二氧化碳氣保焊、手工電弧焊、以及氬弧焊和點焊等。
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;
點焊適應(yīng)于薄板焊件的搭接操作，其在焊接薄板時，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到的;
而二氧化碳氣體保護焊由于其應(yīng)用范圍廣泛著稱，同時由于其能耗小、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，其在搭接時最薄可焊到0.4毫米，而大型復雜焊件工作時，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，因此抗拉強度遠遠高于普通結(jié)構(gòu)鋼焊條，且基本不會產(chǎn)生延遲裂紋)、可方便的進行全位置焊接的特點，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?，如何引導用戶采用更先進、高效的CO2焊機，值得認真思考。)
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到部位的焊接。目前由于我們國家工業(yè)不十分發(fā)達，經(jīng)濟條件落后，同時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，但是在一些相對焊接要求較高，標準化、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;
氬弧焊是一種非熔化電極的惰性氣體保護焊接方法，由于其小電流非常穩(wěn)定的特點，成為焊接極薄板材的一個首選焊接方法(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)備和耗材的價格較貴，同時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，如果優(yōu)先考慮焊接的質(zhì)量，則盡量采用惰性氣體保護焊接方法，如TIG(鎢極惰性氣體保護電弧焊)、MIG(熔化極惰性氣體保護電弧焊)等焊接方式，因為惰性氣體的保護，所以焊縫的金屬成分最純凈。但是MIG焊機由于設(shè)備的昂貴，所以暫時尚未大規(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，同時薄板也可用點焊完成，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，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的電弧焊接方法。
需要強調(diào)的是，二氧化碳焊機一般不應(yīng)用于焊接有色金屬，因為二氧化碳是一種活性氣體，在高溫下可以分解為氧和一氧化碳，而氧元素會破壞有色金屬的成分元素，導致焊縫金屬變性;但是一般二氧化碳焊機使用惰性氣體或混合氣體作為保護氣體時，同時焊絲使用相應(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，等離子切割機的工作范圍是什么?選擇等離子切割機機型的標準是什么?
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在高氧環(huán)境下燃燒的特點，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、鋁由于導熱性較強，無法達到金屬本身燃燒必要的溫度，同時熔點太低，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。因為等離子電弧屬于壓縮電弧，所以等離子電弧的弧柱溫度特別高，可達到18000℃—23000℃之間，此溫度遠遠高于現(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，因此等離子切割機的切割速度相當快，特別在切割金屬薄板時，在切割低碳鋼金屬薄板時，等離子切割機的切割速度能達到氧氣乙炔切割的(3--15)倍。同時由于切割速度快，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。因為等離子切割的電弧比較集中，電弧基本都潛入切縫之中，所以等離子切割時可以用絕緣材料制作樣板，然后靠樣切割，而不會損害樣板的材料，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，要根據(jù)實際情況考慮，一般不要貿(mào)然推薦可以勉強使用的機型，因為只能勉強使用的型號，其相對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;同時具有以下的優(yōu)勢：切割速度快(根據(jù)材料不同，速度可達氧氣切割的3—15倍速度，如6毫米低碳鋼板，等離子切割速度可達6350毫米/分鐘。10毫米鋁板，速度可達200—300米/小時;12毫米不銹鋼，切割速度可達100—300米/小時)、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格比較昂貴，所以目前等離子切割機一般只適用于切割中薄板。
選型標準：一般等離子切割機的標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。另外一般廠家標明的切割厚度，為碳鋼板的切割厚度，如果切割有些導熱率大的金屬，如銅鋁等，實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)備的負載持續(xù)率?如何計算?對于焊接設(shè)備選型有什么意義?如何根據(jù)焊條的牌號和直徑選擇電焊機?
答：對于焊接設(shè)備來講，一般因為在焊接電流流過機內(nèi)電路時，由于電阻的存在，所以電路會發(fā)熱，而溫升如果超過電路的絕緣所能承受的最高溫度，會導致電焊機發(fā)熱燒壞。因此規(guī)定在五分鐘周期內(nèi)，本焊機最大輸出電流不至于燒壞電焊機可以連續(xù)工作而的時間除以五分鐘，所得的比值即為當前所選電流的負載持續(xù)率。比如說：BX3-300A電焊機，使用300A電流，如果可以連續(xù)工作3分鐘，則此焊機的負載持續(xù)率即為3/5=0.6(60%)。如果可以連續(xù)工作1分鐘，則此焊機的負載持續(xù)率為1/5=0.2(20%)。而300A的電焊機，如果使用160A電流，則可以完全連續(xù)工作，而此時的負載持續(xù)率就是100%。
所以，在選擇焊接設(shè)備時，應(yīng)當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，然后計算需用電流，再根據(jù)需用電流和工作量以及焊機負載持續(xù)率確定焊機規(guī)格。一般手工電焊條需用電流的近似計算公式為：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:本焊機可連續(xù)使用的最大電流=本機型額定電流*本機額定負載持續(xù)率開平方,即:如果侯選機型為20%負載持續(xù)率的，則將所需電流除以0.45為標準選擇焊機(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。35%負載持續(xù)率，則將所需電流除以0.6為標準選擇電流，如160/0.6=267，則需選用最大電流267A以上焊機。60%負載持續(xù)率，則以所需電流除以0.77為標準選擇焊機，如160/0.77=208，則所選焊機型號應(yīng)大于208A以上，如果連續(xù)工作，那滿負荷工作的電流九必須大于208A以上。同樣道理，如果電焊機現(xiàn)成，用標準輸出電流乘以負載持續(xù)率的開平方值，即可得出此焊機可以連續(xù)使用的最大電流數(shù)值!比如：額定輸出電流300A，負載持續(xù)率為35%的焊機，300×0.6=180，即：此焊機在使用180A以下的電流時，可以二十四小時不停機連續(xù)工作。
同時，普通酸性焊條的焊接可以使用交流或直流電焊機，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才能正常完成焊接。在選擇電焊機時，在電流種類的選擇上應(yīng)當注意，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，同時由于直流焊接時熔深較大，(俗話講：焊的透)所以在較高質(zhì)量焊接要求時，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才能正常焊接。直流電焊機一般飛濺要相比交流電焊機小的多，且焊縫外形美觀、焊波均勻。直流電焊機在使用時，一般堿性焊條采取直流反接的接線方式，此時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，同時對電弧的穩(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，對焊接過程和焊縫質(zhì)量影響不大。
另外要注意的一個問題是：在使用直流電源進行焊接時，由于直流電流本身的特點，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，因為磁偏吹的強度和焊接電流的平方成正比，所以少許減少焊接電流時，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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