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时间:2018-07-25
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1、焊接工程理论基础一、焊接的本质是什么?如何分类?有何优点? 焊接是利用加热或加压等手段,使分离的两部分金属,借助于原子的扩散与结合而形成原子间永久性连接的工艺方法。 焊接方法的种类很多,根据实现金属原子间结合的方式不同,可分为熔化焊、压力焊和钎焊3大类。 焊接方法具有如下优点: (1)成形方便:焊接方法灵活多样,工艺简便;在制造大型、复杂结构和零件时,可采用铸焊、锻焊方法,化大为小,化复杂为简单,再逐次装配焊接而成。 (2)适应性强:采用相应的焊接方法,不仅可生产微型、大型和复杂的金属构件,也能生产气密性好的高温、高压设备和化工设备;此外,采用焊接方法,还能实现异种金属或
2、非金属的连接。 (3)生产成本低:与铆接相比,焊接结构可节省材料10%~20%,并可减少划线、钻孔、装配等工序。另外,采用焊接结构能够按使用要求选用材料。在结构的不同部位,按强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温等要求选用不同材料,具有更好的经济性。 二、什么是焊接电弧?电弧的构造有何特点?什么情况下有正接法与反接法之分?各区域温度约为多少? 焊接电弧是电极与工件之间的强烈而持久的气体放电现象。 电弧的构造:焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区3部分组成。 采用直流弧焊机焊接时有正接法与反接法之分,正接是将工件接电源正极,焊条接负极;反接是将工件接电源负极,焊条(或电极)接正极。 用
3、钢焊条焊接工件时,阳极区温度约为2600K,阴极区温度约为2400K,电弧中心区温度最高,可达6000~8000K。三、焊条电弧焊时,对焊接电源有哪些基本要求?常用焊接电源的类型有哪些? 焊条电弧焊时,对焊接电源的基本要求有: (1)具有陡降的特性; (2)具有一定的空载电压以满足引弧的需要,一般为50~90V; (3)限制适当的短路电流,以保证焊接过程频繁短路时,电流不致无限增大而烧毁电源。短路电流一般不超过工作电流的1.25~2倍。 常用焊接电源的类型有交流弧焊机、直流弧焊机和交、直流两用弧焊机。四、焊接冶金过程有何特点?焊接过程中为什么要对焊接区进行有效保护? 焊
4、接冶金过程特点:电弧焊时,被熔化的金属、熔渣、气体三者之间进行着一系列物理化学反应,如金属的氧化与还原,气体的溶解与析出,杂质的去除等。因此,焊接熔池可以看成是一座微型冶金炉。但是,焊接冶金过程与一般的冶炼过程不同,主要有以下特点。 (1)冶金温度高:容易造成合金元素的烧损与蒸发; (2)冶金过程短:焊接时,由于焊接熔池体积小(一般2~3cm3),冷却速度快,液态停留时间短(熔池从形成到凝固约10s),各种化学反应无法达到平衡状态,在焊缝中会出现化学成分不均匀的偏析现象。 (3)冶金条件差:焊接熔池一般暴露在空气中,熔池周围的气体、铁锈、油污等在电弧的高温下,将分解成原子态的
5、氧、氮等,极易同金属元素产生化学反应。反应生成的氧化物、氮化物混入焊缝中,使焊缝的力学性能下降;空气中水分分解成氢原子,在焊缝中产生气孔、裂缝等缺陷,会出现“氢脆”现象。 上述情况将严重影响焊接质量,因此,必须采取有效措施来保护焊接区,防止周围有害气体侵入金属熔池。五、焊条的组成及作用是什么?焊条的选用原则有哪些? (1)焊条是由金属焊芯和药皮两部分所组成的,焊芯的主要作用是作为电极和填充金属;药皮的作用主要是稳弧、保护、脱氧、渗合金及改善焊接工艺性。 (2)选用焊条的基本原则如下: 1)等强度原则 即选用与母材同强度等级的焊条。一般用于焊接低碳钢和低合金钢。
6、2)同成分原则 即选用与母材化学成分相同或相近的焊条。一般用于焊接耐热钢、不锈钢等金属材料。 3)抗裂纹原则 选用抗裂性好的碱性焊条,以免在焊接和使用过程中接头产生裂纹。一般用于焊接刚度大、形状复杂、使用中承受动载荷的焊接结构。 4)抗气孔原则 受焊接工艺条件的限制,如对焊件接头部位的油污、铁锈等清理不便,应选用抗气孔能力强的酸性焊条,以免焊接过程中气体滞留于焊缝中,形成气孔。 5)低成本原则 在满足使用要求的前提下,尽量选用工艺性能好、成本低和效率高的焊条。六、焊接变形的基本形式有哪些? 焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变
7、形等。七、焊接应力与变形产生的原因是什么?减少焊接应力与变形的工艺措施主要有哪些? 焊接过程中,对焊件进行不均匀加热和冷却,是产生焊接应力和变形的根本原因。 减少焊接应力与变形的工艺措施主要有: 1)预留收缩变形量 根据理论计算和实践经验,在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量,以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。 2)反变形法 根据理论计算和实践经验,预先估计结构焊接变形的方向和大小,然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形,以抵消焊后产生的变形
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