焊接基本知识

1.什么叫焊接?
答：两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接。
2.什么叫电弧？
答：由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。
〈1〉按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。
〈2〉按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。
〈3〉按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。
3.什么叫母材？
答：被焊接的金属---叫做母材。
4.什么叫熔滴？
答：焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴---叫做熔滴。
5.什么叫熔池？
答：熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分---叫做熔池。
6.什么叫焊缝？
答：焊接后焊件中所形成的结合部分。
7.什么叫焊缝金属？
答：由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。
8.什么叫保护气体？
答：焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的气体---保护气体。
9.什么叫焊接技术？
答：各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称—叫焊接技术。
10.什么叫焊接工艺？它有哪些内容？
答：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。
11.什么叫CO2焊接？
答：用纯度> 99.98% 的CO2做保护气体的熔化极气体保护焊—称为CO2焊。
12.什么叫MAG焊接？
答：用混合气体75--95% Ar + 25--5 % CO2 ，（标准配比：80%Ar + 20%CO2）做保护气体的熔化极气体保护焊—称为MAG焊。
13.什么叫MIG焊接？
答:〈1〉用高纯度氩气Ar≥ 99.99%做保护气体的熔化极气体保护焊接铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属；
〈2〉用98% Ar + 2%O2 或95%Ar + 5%CO2做保护气体的熔化极气体保护焊接实心不锈钢焊丝的工艺方法--称为MIG焊。
〈3〉用氦+氩惰性混合气做保护的熔化极气体保护焊。
14.什么叫TIG（钨极氩弧焊）焊接？
答：用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨、锆钨、镧钨）作为不熔化电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG焊。
15.什么叫SMAW（焊条电弧焊）焊接？
答：用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。
16.什么叫碳弧气刨？
答：使用碳棒作为电极，与工件间产生电弧，用压缩空气（压力0.5—0.7Mpa）将熔化金属吹除的一种表面加工的方法。常用来焊缝清根、刨坡口、返修缺陷等。
17.为什么CO2焊比焊条电弧焊效率高？
答：〈1〉CO2焊比焊条电弧焊熔化速度和熔化系数高1-3倍；
〈2〉坡口截面比焊条减小50%，熔敷金属量减少1/2；
〈3〉辅助时间是焊条电弧焊的50%。
  三项合计：CO2焊的工效与焊条电弧焊相比提高倍数2.02--3.88倍 。
18.为什么CO2焊接接头比焊条电弧焊的焊接接头质量好？
答：CO2焊缝热影响区小，焊接变形小；CO2焊缝含氢量低（≤1.6ML/100g），气孔及裂纹倾向小；CO2焊缝成形好，表面及内部缺陷少，探伤合格率高于焊条电弧焊。
19.为什么CO2焊比焊条电弧焊的综合成本低？
答：〈1〉坡口截面积减少36-54%, 节省填充金属量；
〈2〉降低耗电量65.4%；
〈3〉设备台班费较焊条电弧焊降低67-80%，降低成本20-40%；
〈4〉减少人工费、工时费，降低成本10-16%；
〈5〉节省辅助工时、辅料消耗及矫正变形费用；
  综合五项,CO2焊能使焊接总成本降低 39.6-78.7%,平均降低59%。
20.什么叫低频脉冲？适用哪些焊接？
答：脉冲频率在0.5—30Hz的脉冲电弧叫作低频脉冲焊接。主要用于不锈钢、钢和钛等有色金属的TIG焊。
21.什么叫中频脉冲？适用哪些焊接？
答：脉冲频率在30-500Hz的脉冲电弧叫作中频脉冲焊接。由于具有电弧压缩效应，电弧集中，挺度好，主要用于薄件不锈钢、钢和钛等有色金属的TIG焊和不锈钢和铝及铝合金的MIG焊。
22.为什么CO2焊接有飞溅？
答：焊丝端部的熔滴与熔池短路接触（短路过渡），由于强烈过热和磁收缩的作用使熔滴爆断，产生飞溅。CO2焊机的输出电抗器和波形控制可以将飞溅降低至最小程度。
23.为什么MIG/MAG大电流焊接才能实现射流过渡，无飞溅？
答：MIG/MAG焊接时，各种金属均具有短路过渡转变为射流过渡的临界电流值（如：φ1.2碳钢、不锈钢焊丝，电流I≥260—280A），此时电弧呈射流过渡状态，实现无飞溅焊接。
24.为什么MIG/MAG小电流焊接要用带脉冲的电源才能实现射流过渡，无飞溅？
答：MIG/MAG焊接，焊接电流低于临界电流值时，采用带脉冲的电源，其脉冲电流大于临界电流值，电弧也能呈射流过渡状态，实现无飞溅焊接（如：使用脉冲MIG/MAG焊机，φ1.2碳钢、不锈钢、铝及铝合金焊丝在电流I≥80A时已实现脉冲射滴过渡，其脉冲电流Ip≥350A）。
25.什么叫焊接条件？它有哪些内容？
答：焊接时周围的条件，包括：母材材质、板厚、坡口形状、接头形式、拘束状态、环境温度及湿度、清洁度以及根据上述诸因素而确定的焊丝（或焊条）种类及直径、焊接电流、电压、焊接速度、焊接顺序、熔敷方法、运枪（或运条）方法等。
26.什么叫熔深？
答：在焊接接头横截面上，母材熔化的深度。
27.什么叫焊接位置？有几种形式？
答：熔焊时，焊件接缝所处的空间位置。有平焊、立焊、横焊和仰焊等形式。
28.什么叫向下立焊和向上立焊？
答：〈1〉立焊时，电弧自上向下进行的焊接—叫向下立焊。如：纤维素焊条向下立焊；CO2向下立焊等。
〈2〉立焊时，电弧自下向上进行的焊接—叫向上立焊。
29.什么叫焊接结构？
答：用焊接方法连接的钢结构称为焊接结构。
30.为什么对焊件要开坡口？
答：坡口--根据设计或工艺要求，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状，经装配后形成的沟槽。为了将焊件截面熔透并减少熔合比；常用的坡口形式有：I、V、Y、X、U、K、J型等。
31 焊接接头的分类方法及基本类型是什么？
答：（1）焊接接头的分类方法
  焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区及其相邻的母材组成。焊接接头主要起两方面作用，一是连接作用，二是传力作用。
（2）焊接接头的基本类型?
  按焊接方法不同，焊接接头可以分为熔焊接头、压焊接头和钎焊接头三大类。焊接接头的基本类型可归纳为5种，即对接接头、T形（十字）接头、搭接接头、角接接头和端接接头。
  上述五类接头基本类型都适用于熔焊，一般压焊（高频电阻焊除外），都采用搭接接头，个别情况才采用对接接头；高频电阻焊一般采用对接接头，个别情况才采用搭接接头。钎焊连接的接头也有多种形式，一种分类方法将其分为四种，即搭接接头，T形接头，套接接头，舌形与槽形接头。
32 熔焊接头与坡口的类型是什么？
答：对接接头是熔焊中受力比较理想的接头形式，为保证焊接质量、减少焊接变形和焊接材料消耗，需把被焊工件的边缘加工成各种形式的坡口，进行坡口对焊。
  熔焊接头的坡口根据其形状的不同，可分为基本型、混合型和特殊型三类。
  基本型坡口主要有以下几种：I形坡口；V形坡口；单边V形坡口；U形坡口；J形坡口等。
特殊型坡口主要有卷边坡口；带垫板坡口；锁边坡口；塞、槽焊坡口等。
33 焊接接头的选择原则是什么？
答：为正确合理的选择焊接接头的类型、坡口形状和尺寸，主要应综合考虑以下几个方面：
（1）设计要求：保证接头满足使用要求；
（2）焊接的难易与焊接变形：焊接容易实现，变形能够控制；
（3）焊接成本：接头准备和实际焊接所需费用低；
（4）施工条件：制造施工单位具备完成施工要求所需的技术、人员和设备条件。
34.为什么对某些材料焊前要预热？
答：为了减缓焊件焊后的冷却速度，防止产生冷裂纹。
35.为什么对某些焊接构件焊后要热处理？
答：为了消除焊接残余应力和改善焊接接头的组织和性能。
36.为什么焊前要制订焊接工艺规程？
答：保证焊接质量依靠五大控制环节：人、机、料、法、环。
人—焊工的操作技能和经验
机—焊接设备的高性能和稳定性
料—焊接材料的高质量
法—正确的焊接工艺规程及标准化作业
环—良好的焊接作业环境
  焊前依据焊接试验和焊接工艺评定，制订的焊接工艺规程是“法规”，是保证焊接质量的重要因素。
37.为什么焊前要对母材表面处理加工？
答：焊件坡口及表面如果有油（油漆）、水、锈等杂质，熔入焊缝中会产生气孔、夹杂、夹渣、裂纹等缺陷，给焊接接头带来危害和隐患。
38.什么叫焊丝的熔化系数？
答：焊丝的熔化系数是指单位时间内通过单位电流时焊丝的熔化量(g/Ah)，焊丝越细，其熔化系数越大，既效率越高。
39.什么叫焊接工艺参数？
答：焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量（如：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称。
40.什么叫焊接电流？
答：焊接时，流经焊接回路的电流，一般用安培（A）表示。
41.什么叫电弧电压？
答：电弧两端（两电极）之间的电压降，一般用伏特（V）表示。
42.什么叫焊接速度？
答：单位时间内完成焊缝的长度，一般用厘米/分钟（cm/min）表示。
43.什么叫干伸长度？
答：焊接时，焊丝端头距导电嘴端部的距离。
44.什么叫焊接线能量？
答：熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量，亦称“热输入”。一般用焦耳/厘米（J/cm）表示。
45.什么叫焊缝金属的熔合比？
答：熔焊时，被熔化的母材部分在焊缝金属中所占的比例。
46.什么叫焊缝形状系数？
答：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度与焊缝厚度的比值。
47.什么叫左向焊法？
答：熔焊时，焊枪由焊件接缝的右端向左端移动的焊法。气体保护效果好，焊缝成型美观。CO2、TIG焊接均用左向焊法；MIG焊铝必须用左向焊法。
48.什么叫右向焊法？
答：熔焊时，焊枪由焊件接缝的左端向右端移动的焊法。
49.为什么说焊接接头是焊接结构中的薄弱环节？
答：因为焊接接头存在着组织和性能的不均匀性，还往往存在着一些焊接缺陷，存在着较高的拉伸残余应力；所以焊接接头是焊接结构中的薄弱环节。
50.为什么说通过工艺途径可获得优质的焊接接头？
答：提高焊接接头的质量，可从以下途径着手：正确选配焊接材料，采用合理的焊接工艺方法，控制熔合比，调节焊接热循环特征，运用合理的操作方法和坡口设计，辅以预热、层间保温及缓冷、后热等措施，或焊后热处理方法等，可获得优质的焊接接头。

51. 什么叫焊接材料？包括哪些内容？

答：包括焊条、焊丝、焊剂、气体、电极、衬垫等。
52.什么叫焊丝？
答：焊接时作为填充金属，同时用来导电的金属丝—叫焊丝。分实心焊丝和药芯焊丝两种。常用的实心焊丝型号：ER50-6（牌号：H08Mn2SiA）。
53.为什么MAG焊接接头比CO2焊接接头的冲击韧性高？
答：MAG焊接时，活性气体仅为20%，焊丝中的合金元素过渡系数高，焊缝的冲击韧性高。CO2焊活性气体为100%，焊丝中的锰、硅合金元素联合脱氧，其合金元素过渡系数略低，焊缝的冲击韧性不如MAG焊高。如唐山神钢MG-51T焊丝（相当于ER50-6）其常温冲击韧性值：MAG：160J；CO2：110J。
54.什么叫药芯焊丝？

答：由薄钢带卷成圆形钢管，同时在其中填满一定成分的药粉，经拉制而成的一种焊丝。
55.为什么药芯焊丝用CO2气体保护？
答：按保护方式区分药芯焊丝有两种类型：药芯气保焊丝和药芯自保焊丝。药芯气保焊丝一般用CO2气体作保护，属于气渣联合保护形式，焊缝成形好，综合机械性能高。
56.为什么药芯焊丝焊缝表面会出压痕气孔？
答：因药芯焊丝是由薄钢带卷成的管状焊丝，属于有缝焊丝；空气中的水分会通过缝隙侵入药芯，焊药潮湿（无法烘干），造成焊缝有压痕气孔。
57.为什么对CO2气体纯度有技术要求？
答：一般CO2气体是化工生产的副产品，纯度仅为99.6%左右，含有微量的杂质和水分，会给焊缝带来气孔等缺陷。焊接重要产品一定要选用CO2纯度≥99.8%的气体，焊缝气孔少，含氢量低，抗裂性好。
58.为什么对氩气纯度有较高技术要求？
答：目前市场上有三种氩气：普氩（纯度99.6%左右）、纯氩（纯度99.9%左右）、高纯氩（纯度99.99%），前两种可焊接碳钢和不锈钢；焊接铝及铝合金、钛及钛合金等有色金属一定要选用高纯氩；避免焊缝及热影响区被氧化无法进行焊接。
59 电焊条的分类方法是什么？
答：（l）按焊条的用途分：
l）低碳钢和低合金高强度钢焊条（简称结构钢焊条）。

2）不锈钢焊条。

3）堆焊焊条。

4）低温钢焊条。

5）铸铁焊条。

6）镍及镍合金焊条。

7）铜及铜合金焊条。

8）铝及铝合金焊条。
（2）按焊条药皮熔化后的熔渣特性分：

l）酸性焊条。 一般用于焊接低碳钢和不太重要的钢结构。

2）碱性焊条。 碱性熔渣的脱氧较完全，又能有效地消除焊缝金属中的硫，合金元素烧损少，所以焊缝金属的机械性能和抗裂性均较好，可用于合金钢和重要碳钢结构的焊接。
60 如何选用电焊条
答：通常应根据组成焊接结构钢材的化学成分、机械性能。焊接性和工作环境（有无腐蚀介质、高温或是低温）等要求，以及焊接结构的形状。受力情况和焊接设备（是否有直流电焊机）等方面进行综合考虑，以决定选用哪种焊条。在选用焊条时应注意下列原则：
（l）焊件的机械性能、化学成分。低碳钢、中碳钢和低合金钢可按其强度等级选用相应强度的焊条。
  在焊条的强度确定后再决定选用酸性还是碱性焊条时，主要决定于焊接结构具体形状的复杂性，钢材厚度的大小，焊件载荷的情况（静载还是动载）和钢材的抗裂性以及得到直流电源的难易等。一般来说，对于塑性、冲击韧性和抗裂性能要求较高，低温条件下工作的焊缝都应选用碱性焊条；当受某种条件限制而无法清理低碳钢焊件坡口处的铁锈。油污和氧化皮等脏物时，应选用对铁锈、油污和氧化皮敏感性小和抗气孔性能较强的酸性焊条。
  异种钢的焊接如低碳钢与低合金钢、不同强度等级的低合金钢焊接，一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。
（2）焊件的工作条件及使用性能。珠光体耐热钢一般选用与钢材化学成分相似的焊条，或根据焊件的工作温度来选取。

（3）简化工艺、提高生产率和降低成本。
61 手工焊时如何选择焊接参数？
答：电弧焊的焊接参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。
（1）焊条直径的选择。焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头型式、焊缝位置及焊接层次等因素。在不影响焊接质量的前提下，为了提高劳动生产率，一般倾向于选择大直径的焊条。
（2）焊接电流的选择。主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊缝空间位置及焊接层次等因素来决定，其中，最主要的因素是焊条直径和焊缝空间位置。
（3）电弧电压的选择。电弧电压是由电弧长来决定。电弧长，则电弧电压高；电弧短，则电弧电压低。

（4）焊接层数的选择。在中、厚板焊条电弧焊时，往往采用多层焊。
（5）电源种类和极性的选择。直流电源，电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构的焊接上。其他情况下，应首先考虑用交流焊机。
一般情况下，使用碱性焊条或薄板的焊接，采用直流反接；而酸性焊条，通常选用正接。
62 什么叫酸性焊条？
答：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条，如结422（E4303）等交直流两用焊条。
63 什么叫碱性焊条？
答：药皮中含有多量碱性氧化物同时含有氟化物的焊条，如结507（E5015)等电焊条。
64 什么叫纤维素型（下向立焊专用）焊条？
答：药皮中含有多量有机物的焊条，管道及薄板结构下向立焊专用。
〈1〉如E6010（相当于E4310、J425G）适用于打底焊、热焊、填充焊。
〈2〉E8010（相当于E5511、J555）适用于热焊、填充焊、盖面焊层。
一般用低氢下向焊条盖面焊；E7048（相当于J506X）焊缝外形整洁、美观。
65 为什么焊前焊条要严格烘干？
答：焊条往往会因吸潮而使工艺性能变坏，造成电弧不稳、飞溅增大，并容易产生气孔、裂纹等缺陷。因此，焊条使用前必须严格烘干。一般酸性焊条的烘干温度150--200℃，时间1小时；碱性焊条的烘干温度350--400℃，时间1--2小时，烘干后放在100--150℃的保温箱内，随用随取。

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