焊接基础知识问答（一）

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焊接基础知识问答（一）

一、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：使用松下AG2/GE2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）。  
    二、焊接材料  
    1. 什么叫焊接材料？包括哪些内容？  
    答：焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、气体、电极、衬垫等。  
    2.什么叫焊丝？  
    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）。  
    3.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。  
    4.什么叫药芯焊丝？  
    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。  
    5.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。  
    6.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。  
   7.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。
    8.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。  
    9.为什么TIG焊喷嘴有大小多种规格？  
    答：有4—8﹟五种规格喷嘴，焊接碳钢可选用4—5﹟喷嘴，焊接不锈钢和铝及铝合金应选用6—7﹟大喷嘴，以加强焊缝及热影响区的保护范围。焊接钛及钛合金等有色金属应选用7—8﹟更大的喷嘴，才能防止焊缝及热影响区被氧化。  
    10.什么叫酸性焊条？  
    答：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条，如结422（E4303）、结502（E5003）等交直流两用电焊条。  
    11.什么叫碱性焊条？  
    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）、结506（E5016）等电焊条。  
    12.什么叫纤维素型（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。  
    13.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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焊接的缺陷

常见焊材缺陷

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焊缝缺陷的种类很多，在焊缝内部和外部常见的缺陷可归纳为以下几种：
一、 焊缝尺寸不合要求
焊波粗、外形高低不平、焊缝加强高度过低或过高、焊波宽度不一及角焊缝单边或下陷量过大等均为焊缝尺寸不合要求，其原因是：
焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀。
焊接电流过大或过小，焊接规范选用不当。
运条速度不均匀，焊条（或焊把）角度不当。
二、裂纹
裂纹端部形状尖锐，应力集中严重，对承受交变和冲击载荷、静拉力影响较大，是焊缝中最危险的缺陷。按起产生的原因可分为冷裂纹、热裂纹和再热裂纹等。
（冷裂纹）指在200℃以下产生的裂纹，它与氢有密切的关系，其产生的主要原因是：
对大厚工件选用预热温度和焊后缓冷措施不合适。
焊材选用不合适。
焊接接头刚性大，工艺不合理。
焊缝及其附近产生脆硬组织。
焊接规范选择不当。
（热裂纹）指在300℃以上产生的裂纹（主要是凝固裂纹），其产生的主要原因是：
成分的影响。焊接纯奥氏体钢、某些高镍合金钢和有色金属时易出现。
焊缝中含有较多的硫等有害杂质元素。
焊接条件及接头形状选择不当。
（再热裂纹）即消除应力退火裂纹。指在高强度的焊接区，由于焊后热处理或高温下使用，在热影响区产生的晶间裂纹，其产生的主要原因是：
消除应力退火的热处理条件不当。
合金成分的影响。如铬钼钒硼等元素具有增大再热裂纹的倾向。
焊材、焊接规范选择不当。
结构设计不合理造成大的应力集中。
三、气孔
在焊接过程中，因气体来不及及时逸出而在焊缝金属内部或表面所形成的空穴，其产生的原因是：
焊条、焊剂烘干不够。
焊接工艺不够稳定，电弧电压偏高，电弧过长，焊速过快和电流过小。
填充金属和母材表面油、锈等未清除干净。
未采用后退法熔化引弧点。
预热温度过低。
未将引弧和熄弧的位置错开。
焊接区保护不良，熔池面积过大。
交流电源易出现气孔，直流反接的气孔倾向最小。
四、焊瘤
在焊接过程中，熔化金属流到焊缝外未熔化的母材上所形成的金属瘤，它改变了焊缝的截面积，对动载不利。其产生的原因是：
电弧过长，底层施焊电流过大。
立焊时电流过大，运条摆动不当。
焊缝装配间隙过大。
五、弧坑
焊缝在收尾处有明显的缺肉和凹陷。其产生的原因是：
焊接收弧时操作不当，熄弧时间过短。
自动焊时送丝与电源同时切断，没有先停丝再断电。
六、咬边
电弧将焊缝边缘的母材熔化后，没有得到焊缝金属的补充而留下缺口。咬边削弱了接头的受力截面，使接头强度降低，造成应力集中，使可能在咬边处导致破坏。其产生的原因是：
电流过大，电弧过长，运条速度不当，电弧热量过高。
埋弧焊的电压过低，焊速过高。
焊条、焊丝的倾斜角度不正确。
七、夹渣
在焊缝金属内部或熔合线部位存在非金属夹杂物。夹渣对力学性能有影响，影响程度与夹杂的数量和形状有关。其产生的原因是：
多层焊时每层焊渣未清除干净。
焊件上留有厚锈。
焊条药皮的物理性能不当。
焊层形状不良，坡口角度设计不当。
焊缝的熔宽与熔深之比过小，咬边过深。
电流过小，焊速过快，熔渣来不及浮出。
八、未焊透
母材之间或母材与熔敷金属之间存在局部未熔合现象。它一般存在于单面焊的焊缝根部，对应力集中很敏感，对强度疲劳等性能影响较大。其产生的原因是：
坡口设计不良，角度小、钝边大、间隙小。
焊条、焊丝角度不正确。
电流过小，电压过低，焊速过快，电弧过长，有磁偏吹等。
焊件上有厚锈未清除干净。
埋弧焊时的焊偏。