【正文】 《金屬焊接》課后習(xí)題第1章 緒論11. 什么是焊接？什么叫做焊接技術(shù)？（儲運(yùn)111 01 叢欣欣）答：焊接：是指通過適當(dāng)?shù)氖侄?，是兩個分離的金屬物體（同種金屬或異種 金屬）產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合而連接一體的連接方法。焊接技術(shù)：焊接是一種重要的金屬加工工藝，各種焊接方法、焊接材料、 焊接工藝和焊接設(shè)備等及其基礎(chǔ)理論的總稱叫做焊接技術(shù)。12. 簡述焊接過程的物理實(shí)質(zhì)。（儲運(yùn)111 02 顧思彤）答：焊接的物理實(shí)質(zhì)：利用局部加熱、加壓或兩者并用的手段，克服表面不平度并消去氧化膜，使母材和焊縫金屬形成共同的晶粒，達(dá)到永久性的牢固連接。13. 焊接解決的主要問題是什么？（儲運(yùn)111 03 郭祝華）答：焊接解決的問題主要有兩個：一是怎樣才能焊上；二是怎樣才能焊好。所謂焊上，就是順利地將兩種分離的金屬連接在一起，并使它們結(jié)合部分能達(dá)到原子間的相互聯(lián)系。所謂焊好，應(yīng)包括以下三方面：（1）焊接接頭的各項(xiàng)力學(xué)性能達(dá)到要求的指標(biāo)，即能夠承受使用過程中所受到的各種外力。不致發(fā)生過大的變形（特別是塑性變形），更不能出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。（2）焊接變形要小，即經(jīng)過加工或不加工能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定尺寸及形狀位置公差要求，能順利地與其他相關(guān)零部件或設(shè)備相連接，并保持良好的受力狀態(tài)。（3）焊縫及焊接構(gòu)件要能夠使用足夠長的時間，即具有良好的耐久性，并且安全可靠。在焊接件使用壽命期間，不會產(chǎn)生附加塑性變形或開裂而失去使用價值。14. 焊接結(jié)構(gòu)有哪些類型？(儲運(yùn)111 04 李丹)答：按兩焊件的相對位置，分為平接、搭接和頂接。對接焊縫按受力方向與焊縫長度 方向的關(guān)系，分為直縫和斜縫。 角焊縫 按受力方向與焊縫長度方向的關(guān)系，分為端縫 和側(cè)縫。 按焊縫連續(xù)性，分為連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫。 按施工位置，分為俯焊、立焊、橫 焊、仰焊。隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的廣泛使用，鋼結(jié)構(gòu)施工過程中焊接質(zhì)量越來越受到大家關(guān)注，鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷的存在，會對焊接鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和安全使用產(chǎn)生重要的影響，其危害主要是缺陷端部造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中；削弱焊接接頭承載截面；降低焊接接頭的強(qiáng)度和致密性，導(dǎo)致焊接接頭承載力的下降，縮短使用壽命，甚至造成焊接接頭脆性斷裂或結(jié)構(gòu)倒塌事故。此外，有些焊接缺陷，如焊縫浹渣、電弧擦傷等會降低焊接結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能。15. 焊接結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什么？（儲運(yùn)111 05 邵艷施）答：⑴接頭的強(qiáng)度較高⑵焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場合比較廣泛⑶適合于制備有密閉性要求得結(jié)構(gòu)⑷接頭形式簡單⑸大型結(jié)構(gòu)制造周期短、成本較低。16. 簡述常用焊接方法的基本概念。（儲運(yùn)111 06 吳艷）答：熔化焊接：在焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力而完 成焊接的方法稱為熔化焊接，簡稱熔焊。壓力焊接：是利用加壓、摩擦、擴(kuò)散等物理作用克服連接表面的不平度， 擠除氧化膜等污物，使其在固態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)連接。釬焊：在焊接過程中，采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料做釬料，將焊件和 釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母 材，填充接頭間隙并與木材相互擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法稱為釬 焊。17. 融化焊接的主要類型有哪些？（儲運(yùn)111 06 吳艷）答：按照熱源形式的不同可分為：氣焊、電弧焊、鋁熱焊、電渣焊、電子束 焊以及激光焊；按照電極形式的不同可分為：熔化極焊接和非熔化極焊接。18. 壓力焊接的主要類型有哪些？（儲運(yùn)111 07 陳博）答：壓力焊接是利用加壓、摩擦、擴(kuò)散等物理作用克服鏈接表面的不平度， 擠除氧化膜等污物，使其在固態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)連接。壓力焊接主要分為分為電阻焊、摩擦焊、擴(kuò)散焊、高頻焊、超聲波焊、變形 焊、爆炸焊和摩擦攪拌焊八大類。 電阻焊又分為點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、電阻對焊和閃光對焊五類。變形焊分為冷壓焊、熱壓焊和超高真空壓焊。19. 釬焊的基本工作原理是什么？（儲運(yùn)111 09 陳高強(qiáng)）答：釬焊是利用熔點(diǎn)比被焊金屬低的釬料，溶化后依靠毛細(xì)管作用填滿接頭 間隙，并與母材之間相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接的一種焊接方法，釬焊與熔焊的 主要不同之處在于：釬焊時只有釬料熔化，被焊金屬不熔化，液態(tài)釬料 依靠潤濕作用和毛細(xì)管作用進(jìn)入兩焊件之間的間隙內(nèi)，從而形成焊接， 依靠液態(tài)釬料和固態(tài)金屬的相互擴(kuò)散而達(dá)到原子的結(jié)合，同時這兩種材 料相互進(jìn)行配合。110. 論述焊接技術(shù)在石油工業(yè)中的應(yīng)用。（儲運(yùn)111 10 陳海明）答：油氣儲運(yùn)設(shè)備中的各種儲油罐、油氣管道、油槽車和油輪等都在以焊接為主要加工手段制造的。海洋構(gòu)筑物的建造和安裝，包括海洋平臺、導(dǎo)管架、海底管線及海洋管道鋪設(shè)船。在鉆采機(jī)械方面，焊接主要用于架體、泵體、鉆桿、抽油桿和鉆頭等各種金屬結(jié)構(gòu)和制造及安裝修理。石油化工機(jī)械中各種化工容器、反應(yīng)塔、加熱爐和換熱器的制造和安裝等都要井陘大量的焊接工作。111. 簡述焊接技術(shù)的發(fā)展方向。（儲運(yùn)111 11 陳培磊）答:焊接技術(shù)將向高性能化,集成化,智能化,柔性化發(fā)展。第2章 焊接電弧與焊接電源21. 焊接電弧的主要特點(diǎn)是什么？（儲運(yùn)111 12 陳宇）答：（1）維持電弧放電的電壓較低，一般為10~50V。（2）電弧中的電流很大，可以幾A到幾千A。（3）具有很高的溫度?；≈行臏囟纫话憧蛇_(dá)5000~30000K，等離子弧 溫度可達(dá)50000L以上。22. 焊接電話是如何分類的？（儲運(yùn)111 13 何成）答：按電流種類分為交流電弧、直流電弧和脈沖電??；按電弧狀態(tài)分為自由電弧和壓電??；按電極材料分為熔化極電弧和非熔化極電弧。23. 引燃電弧的方式有哪幾種？（儲運(yùn)111 13 何成）答：焊接電弧的引燃方式：接觸引弧和非接觸引弧。24. 焊接電弧的結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？各部分的特點(diǎn)是什么？（儲運(yùn)111 14 黃敏堅(jiān)）答：焊接電弧有三個電場強(qiáng)度不同的區(qū)域組成：陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)陰極區(qū)即電弧緊靠負(fù)極的區(qū)域。陰極區(qū)很窄，電弧放電時，陰極表面上集中發(fā)射電子的微小區(qū)域叫做陰極斑點(diǎn)，具有光亮，是整個陰極區(qū)溫度最高的地方。陽極區(qū)即電弧緊靠正極的區(qū)域。陽極區(qū)較陰極區(qū)寬，電弧放電時，陽極表面上集中接收電子的微小區(qū)域叫做陽極斑點(diǎn)，具有光亮，是整個陽極區(qū)溫度最高的地方?；≈鶇^(qū)即電弧陽極區(qū)和陰極區(qū)之間的部分。 25. 什么是焊接電弧的靜特性和動特性？（儲運(yùn)111 15 黃宇岳）答：電弧靜特性：電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下電弧穩(wěn)定燃燒時,焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系，稱為焊接電弧的靜特性。電弧動特性:對于一定弧長的電弧，當(dāng)焊接電流發(fā)生連續(xù)的快速變化時，電弧電壓與電流瞬時值之間的關(guān)系。26. 交流電弧燃燒過程中有哪些特點(diǎn)？（儲運(yùn)111 16 柯文宇）答：⑴電弧周期性的熄滅和引燃 ⑵電弧電壓和電流波形發(fā)生畸變 ⑶熱慣性作用較明顯27. 焊接電弧有哪幾種類型？試說明其主要特點(diǎn)。（儲運(yùn)111 16 柯文宇）答：按電流種類分為交流電弧、直流電弧和脈沖電??；按電弧狀態(tài)分為自由 電弧和壓縮電??；按電極材料分為熔化極電弧和非熔化極電弧。焊接電弧的主要特點(diǎn)是：⑴維持電弧放電的電壓較低，一般為1050V。⑵電弧中的電流很大，可從幾A到幾千A⑶具有很高的溫度?；≈行臏囟纫话憧蛇_(dá)500030000K，等離子弧溫度可達(dá)50000K以上。28. 焊接電源一般分為哪幾大類？（儲運(yùn)111 17 柯志）答：弧焊電源一般分為機(jī)械控制型、電磁控制型和電子控制型三大類。其中機(jī)械控制型包括抽頭式變壓器、弧焊整流器，動鐵式變壓器、弧焊整 流器。電磁控制器型包括磁放大器式弧焊整流器和弧焊發(fā)電機(jī)。電子控制器 型有晶閘式 弧焊電源、晶體管式弧焊電源和矩形波交流弧焊電 源。29. 什么叫弧焊電源的外特性？（儲運(yùn)111 18 李馳波）答：在電源內(nèi)部參數(shù)一定的條件下，改變負(fù)載時，電源輸出的電壓穩(wěn)定 值與輸出的電流穩(wěn)定值之間的關(guān)系稱之為電源的外特性，亦稱電源伏安 特性。210. 什么叫弧焊電源的動特性？（儲運(yùn)111 19 李達(dá)林）答：電弧負(fù)載狀態(tài)發(fā)生突然變化時，弧焊電源輸出電壓與電流的響應(yīng)過程，可以 用弧焊電源的輸出電流和電壓對時間的關(guān)系來表示。211. 什么叫弧焊電源的調(diào)節(jié)特性？（儲運(yùn)111 20 梁劍榮）答：弧焊電源能夠滿足不同電壓、電流的需求的可調(diào)性能稱為弧焊電源的調(diào) 節(jié)特性。212. 對弧焊電源的基本要求有哪些？（儲運(yùn)111 21 梁泉森）答：⑴保證引弧容易，電弧燃燒穩(wěn)定；⑵保證焊接規(guī)范穩(wěn)定；⑶具有較寬的焊接范圍調(diào)節(jié)范圍。213. 常用弧焊變壓器油哪幾類？（儲運(yùn)111 22 林超）答：串聯(lián)電抗器式弧焊變壓器：分壓式弧焊變壓器、同體式弧焊變壓器增壓漏磁弧焊變壓器：動鐵芯式弧焊變壓器、動圈式弧焊變壓器、抽頭式弧焊變壓器（兩芯抽頭式弧焊變壓器、三芯柱頭式弧焊變壓器）214. 分體式弧焊變壓器構(gòu)造怎樣？簡述其原理。（儲運(yùn)111 30 王曉帆）答：分體式弧焊變壓器是變壓器與電抗器串聯(lián)，在結(jié)構(gòu)上兩者完全獨(dú)立，它可作 為單站和多站交流弧焊電源。這種弧焊變壓器是依靠調(diào)節(jié)電抗器鐵芯空氣隙 來調(diào)節(jié)電流的。215. 同體式弧焊變壓器構(gòu)造怎樣？簡述其原理。（儲運(yùn)111 30 王曉帆）答：同體式弧焊變壓器是將電抗器疊于變壓器之上，平特性變壓器與電抗器組成 一個整體，故稱同體式。它們之間不僅有電的聯(lián)系，還有磁的聯(lián)系。216. 動圈式弧焊變壓器構(gòu)造怎樣？簡述其原理。（儲運(yùn)111 23 林堅(jiān)鵬）答：這類弧焊變壓器由一個高而宅的口字型鐵芯，初級繞組和次級繞組組 成。初級繞組和次級繞組相互獨(dú)立，且有較大距離，可減少繞組間的耦合而 增大的磁漏，以獲得下降外特性。次級繞組可上下移動，調(diào)節(jié)漏抗調(diào)節(jié)焊 接電流。217. 簡述各種類型直流弧焊發(fā)電機(jī)工作原理。（儲運(yùn)111 23 林堅(jiān)鵬）答：直流弧焊發(fā)電機(jī)由一臺電動機(jī)（或其他原動機(jī)）和弧焊發(fā)電機(jī)組成。工作原 理與一般發(fā)電機(jī)相同，但有其獨(dú)特的要求：下降的外特性，均勻?qū)拸V的調(diào)節(jié) 性和良好的特動性。一般發(fā)電機(jī)原理：原動機(jī)拖動電樞使之逆時針方向恒速轉(zhuǎn)動，線圈兩邊就分 別切割不同極性磁極下的磁力線，而在其中感應(yīng)產(chǎn)生電動勢，電動勢方向按 右手定則確定。218. 硅弧焊整流器由哪幾部分組成？（儲運(yùn)111 24 劉建國）答： 硅弧焊整流器是將50Hz的工頻單相或三相電網(wǎng)電壓，利用降壓變壓器將高電壓降 為焊接時所需的低電壓，經(jīng)整流器整流和輸出電抗器濾波，從而獲得直流電，對焊接電 弧提供電能。為了獲得脈動小、較平穩(wěn)的直流電，以及使電網(wǎng)三相負(fù)載均衡，通常采用 三相整流電路。硅弧焊整流器的電路一般由主變壓器、電抗器、整流器、輸出電抗器等 幾部分組成。圖31為硅弧焊整流器組成的框圖。硅弧焊整流器組成框圖圖31 硅弧焊整流器的組成l （1）主變壓器 其作用是把三相380V的交流電變換成幾十伏的三相交流電。l （2）電抗器 可以是交流電抗器或磁飽和電抗器（磁放大器）。當(dāng)主變壓器為增強(qiáng)漏磁式或要求得到平外特性時，則可不用電抗器。其作用是使硅弧焊整流器獲得形狀合適、并且可以調(diào)節(jié)的外特性，以滿足焊接工藝的要求。l （3）整流器 其作用是把三相交流電變換成直流電。通常采用三相橋式整流電路。l （4）輸出電抗器 它是接在直流焊接回路中的一個帶鐵心并有氣隙的電感線圈，其作用主要是改善硅弧焊整流器的動特性和濾波。l 此外，硅弧焊整流器中都裝有風(fēng)扇和指示儀表。風(fēng)扇用以加強(qiáng)對上述各部分、特別是硅二極管的散熱，儀表用以指示輸出電流或電壓值。219. 硅弧焊整流器的工作原理是什么？（儲運(yùn)111 25 劉江）答：硅弧焊整流器采用的是50Hz的工頻單相或三相交流電網(wǎng)電壓，利用壓降變 壓器將電網(wǎng)高電壓降至焊接時所需的低電壓，經(jīng)整流器整流和輸出電抗器濾 波后獲得直流電，對焊接電弧提供電能。220. 晶閘管式弧焊電源的工作原理是什么？（儲運(yùn)111 26 呂軍強(qiáng)）答：。圖中T為三相平特性降壓變壓器，將380V降至幾十伏電壓。VT為晶閘管可控整流橋，將交流電變?yōu)橹绷麟?，用電子觸發(fā)電路控制并采用閉環(huán)反饋的方式來控制外特性，對焊接電壓和焊接電流進(jìn)行無級調(diào)節(jié)。為輸出電抗器，通過輸出電抗器可以改善動特性，控制熔滴過渡，減少飛濺。有電流，電壓監(jiān)測和反饋電路JC獲取的反饋信號與來自給定電路G的給定信號比較后，經(jīng)運(yùn)算放大器A放大送至脈沖移相電路，控制VT的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)對外特性的控制和工藝參數(shù)，電壓的調(diào)節(jié)。221. 晶閘管式弧焊電源有什么特點(diǎn)？（儲運(yùn)111 27 齊升賢）答：結(jié)構(gòu)簡單 易獲得多種外特性并對其進(jìn)行無級調(diào)節(jié) 動特性好、反應(yīng)速度快 電源輸入功率小，焊接電流、電壓調(diào)節(jié)范圍大 能較好的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電壓波動和周圍環(huán)境溫度的影響 對于較慢的焊接過程可采用微動控制。222. 晶體管式弧焊電源的工作原理是什么？（儲運(yùn)111 28 宋廣平）答：晶體管在主電路中起“電子開關(guān)”或“線性放大調(diào)節(jié)器”的作用，以“開 關(guān)式”或“模擬式”晶體管組和閉環(huán)反饋對外特性及輸出電流進(jìn)行控制。223. 晶體管式弧焊電源有什么特點(diǎn)？（儲運(yùn)111 29 蘇勇賓）答：、控制靈活、精度高，模擬式輸出電壓無脈沖，可以獲得任意的電流輸出波形。，調(diào)節(jié)范圍寬，特別是晶體管式脈沖焊弧電源的脈沖電壓幅值、脈沖寬度、脈沖頻率、基值電源等均可精密控制，無級調(diào)節(jié)，對焊弧能量能夠準(zhǔn)確控制，適用于不同焊接方法，不同材質(zhì)和不同形體的工件的焊接。，動態(tài)反應(yīng)速度快。一般來說，模擬式的反應(yīng)速度僅為30~50μs,開關(guān)式的反應(yīng)速度為300~500 μs。借助電子電抗器和脈沖波形的控制，可以實(shí)現(xiàn)無飛濺和少少飛濺焊接。，可以對網(wǎng)絡(luò)電壓波動，環(huán)境溫度變化和其他因素變化進(jìn)行