搜索
《金属焊接》课后习题第1章绪论1-1.什么是焊接？什么叫做焊接技术？（储运11-101丛欣欣）答：焊接：是指通过适当的手段，是两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连接一体的连接方法。焊接技术：焊接是一种重要的金属加工工艺，各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺和焊接设备等及其基础理论的总称叫做焊接技术。1-2.简述焊接过程的物理实质。（储运11-102顾思彤）答：焊接的物理实质：利用局部加热、加压或两者并用的手段，克服表面不平度并消去氧化膜，使母材和焊缝金属形成共同的晶粒，达到永久性的牢固连接。1-3.焊接解决的主要问题是什么？（储运11-103郭祝华）答：焊接解决的问题主要有两个：一是怎样才能焊上；二是怎样才能焊好。所谓焊上，就是顺利地将两种分离的金属连接在一起，并使它们结合部分能达到原子间的相互联系。所谓焊好，应包括以下三方面：（1）焊接接头的各项力学性能达到要求的指标，即能够承受使用过程中所受到的各种外力。不致发生过大的变形（特别是塑性变形），更不能出现开裂现象。（2）焊接变形要小，即经过加工或不加工能达到设计规定尺寸及形状位置公差要求，能顺利地与其他相关零部件或设备相连接，并保持良好的受力状态。（3）焊缝及焊接构件要能够使用足够长的时间，即具有良好的耐久性，并且安全可靠。在焊接件使用寿命期间，不会产生附加塑性变形或开裂而失去使用价值。1-4.焊接结构有哪些类型？(储运11-104李丹)答：按两焊件的相对位置，分为平接、搭接和顶接;对接焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系，分为直缝和斜缝;角焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系，分为端缝和侧缝;按焊缝连续性，分为连续焊缝和断续焊缝;按施工位置，分为俯焊、立焊、横焊、仰焊。随着钢结构在建筑工程中的广泛使用，钢结构施工过程中焊接质量越来越受到大家关注，钢结构焊接缺陷的存在，会对焊接钢结构的力学性能和安全使用产生重要的影响，其危害主要是缺陷端部造成严重的应力集中；削弱焊接接头承载截面；降低焊接接头的强度和致密性，导致焊接接头承载力的下降，缩短使用寿命，甚至造成焊接接头脆性断裂或结构倒塌事故。此外，有些焊接缺陷，如焊缝浃渣、电弧擦伤等会降低焊接结构的耐腐蚀性能。1-5.焊接结构的主要特点是什么？（储运11-105邵艳施）答：⑴接头的强度较高⑵焊接结构的应用场合比较广泛⑶适合于制备有密闭性要求得结构⑷接头形式简单⑸大型结构制造周期短、成本较低。1-6.简述常用焊接方法的基本概念。（储运11-106吴艳）答：熔化焊接：在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力而完成焊接的方法称为熔化焊接，简称熔焊。压力焊接：是利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服连接表面的不平度，挤除氧化膜等污物，使其在固态条件下实现连接。钎焊：在焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料做钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与木材相互扩散，从而实现连接焊件的方法称为钎焊。1-7.融化焊接的主要类型有哪些？（储运11-106吴艳）答：按照热源形式的不同可分为：气焊、电弧焊、铝热焊、电渣焊、电子束焊以及激光焊；按照电极形式的不同可分为：熔化极焊接和非熔化极焊接。1-8.压力焊接的主要类型有哪些？（储运11-107陈博）答：压力焊接是利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服链接表面的不平度，挤除氧化膜等污物，使其在固态条件下实现连接。压力焊接主要分为分为电阻焊、摩擦焊、扩散焊、高频焊、超声波焊、变形焊、爆炸焊和摩擦搅拌焊八大类。电阻焊又分为点焊、缝焊、凸焊、电阻对焊和闪光对焊五类。变形焊分为冷压焊、热压焊和超高真空压焊。1-9.钎焊的基本工作原理是什么？（储运11-109陈高强）答：钎焊是利用熔点比被焊金属低的钎料，溶化后依靠毛细管作用填满接头间隙，并与母材之间相互扩散实现连接的一种焊接方法，钎焊与熔焊的主要不同之处在于：钎焊时只有钎料熔化，被焊金属不熔化，液态钎料依靠润湿作用和毛细管作用进入两焊件之间的间隙内，从而形成焊接，依靠液态钎料和固态金属的相互扩散而达到原子的结合，同时这两种材料相互进行配合。1-10.论述焊接技术在石油工业中的应用。（储运11-110陈海明）答：油气储运设备中的各种储油罐、油气管道、油槽车和油轮等都在以焊接为主要加工手段制造的。海洋构筑物的建造和安装，包括海洋平台、导管架、海底管线及海洋管道铺设船。在钻采机械方面，焊接主要用于架体、泵体、钻杆、抽油杆和钻头等各种金属结构和制造及安装修理。石油化工机械中各种化工容器、反应塔、加热炉和换热器的制造和安装等都要井陉大量的焊接工作。1-11.简述焊接技术的发展方向。（储运11-111陈培磊）答:焊接技术将向高性能化,集成化,智能化,柔性化发展。第2章焊接电弧与焊接电源2-1.焊接电弧的主要特点是什么？（储运11-112陈宇）答：（1）维持电弧放电的电压较低，一般为10~50V。（2）电弧中的电流很大，可以几A到几千A。（3）具有很高的温度。弧柱中心温度一般可达5000~30000K，等离子弧温度可达50000L以上。2-2.焊接电话是如何分类的？（储运11-113何成）答：按电流种类分为交流电弧、直流电弧和脉冲电弧；按电弧状态分为自由电弧和压电弧；按电极材料分为熔化极电弧和非熔化极电弧。2-3.引燃电弧的方式有哪几种？（储运11-113何成）答：焊接电弧的引燃方式：接触引弧和非接触引弧。2-4.焊接电弧的结构由哪几部分组成？各部分的特点是什么？（储运11-114黄敏坚）答：焊接电弧有三个电场强度不同的区域组成：阴极区、阳极区和弧柱区阴极区即电弧紧靠负极的区域。阴极区很窄，电弧放电时，阴极表面上集中发射电子的微小区域叫做阴极斑点，具有光亮，是整个阴极区温度最高的地方。阳极区即电弧紧靠正极的区域。阳极区较阴极区宽，电弧放电时，阳极表面上集中接收电子的微小区域叫做阳极斑点，具有光亮，是整个阳极区温度最高的地方。弧柱区即电弧阳极区和阴极区之间的部分。2-5.什么是焊接电弧的静特性和动特性？（储运11-115黄宇岳）答：电弧静特性：电极材料、气体介质和弧长一定的情况下电弧稳定燃烧时,焊接电流与电弧电压变化的关系，称为焊接电弧的静特性。电弧动特性:对于一定弧长的电弧，当焊接电流发生连续的快速变化时，电弧电压与电流瞬时值之间的关系。2-6.交流电弧燃烧过程中有哪些特点？（储运11-116柯文宇）答：⑴电弧周期性的熄灭和引燃⑵电弧电压和电流波形发生畸变⑶热惯性作用较明显2-7.焊接电弧有哪几种类型？试说明其主要特点。（储运11-116柯文宇）答：按电流种类分为交流电弧、直流电弧和脉冲电弧；按电弧状态分为自由电弧和压缩电弧；按电极材料分为熔化极电弧和非熔化极电弧。焊接电弧的主要特点是：⑴维持电弧放电的电压较低，一般为10-50V。⑵电弧中的电流很大，可从几A到几千A⑶具有很高的温度。弧柱中心温度一般可达5000-30000K，等离子弧温度可达50000K以上。2-8.焊接电源一般分为哪几大类？（储运11-117柯志）答：弧焊电源一般分为机械控制型、电磁控制型和电子控制型三大类。其中机械控制型包括抽头式变压器、弧焊整流器，动铁式变压器、弧焊整流器。电磁控制器型包括磁放大器式弧焊整流器和弧焊发电机。电子控制器型有晶闸式弧焊电源、晶体管式弧焊电源和矩形波交流弧焊电源。2-9.什么叫弧焊电源的外特性？（储运11-118李驰波）答：在电源内部参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值与输出的电流稳定值之间的关系称之为电源的外特性，亦称电源伏安特性。2-10.什么叫弧焊电源的动特性？（储运11-119李达林）答：电弧负载状态发生突然变化时，弧焊电源输出电压与电流的响应过程，可以用弧焊电源的输出电流和电压对时间的关系来表示。2-11.什么叫弧焊电源的调节特性？（储运11-120梁剑荣）答：弧焊电源能够满足不同电压、电流的需求的可调性能称为弧焊电源的调节特性。2-12.对弧焊电源的基本要求有哪些？（储运11-121梁泉森）答：⑴保证引弧容易，电弧燃烧稳定；⑵保证焊接规范稳定；⑶具有较宽的焊接范围调节范围。2-13.常用弧焊变压器油哪几类？（储运11-122林超）答：串联电抗器式弧焊变压器：分压式弧焊变压器、同体式弧焊变压器增压漏磁弧焊变压器：动铁芯式弧焊变压器、动圈式弧焊变压器、抽头式弧焊变压器（两芯抽头式弧焊变压器、三芯柱头式弧焊变压器）2-14.分体式弧焊变压器构造怎样？简述其原理。（储运11-130王晓帆）答：分体式弧焊变压器是变压器与电抗器串联，在结构上两者完全独立，它可作为单站和多站交流弧焊电源。这种弧焊变压器是依靠调节电抗器铁芯空气隙来调节电流的。2-15.同体式弧焊变压器构造怎样？简述其原理。（储运11-130王晓帆）答：同体式弧焊变压器是将电抗器叠于变压器之上，平特性变压器与电抗器组成一个整体，故称同体式。它们之间不仅有电的联系，还有磁的联系。2-16.动圈式弧焊变压器构造怎样？简述其原理。（储运11-123林坚鹏）答：这类弧焊变压器由一个高而宅的口字型铁芯，初级绕组1w和次级绕组2w组成。初级绕组和次级绕组相互独立，且有较大距离，可减少绕组间的耦合而增大的磁漏，以获得下降外特性。次级绕组可上下移动，调节漏抗-调节焊接电流。2-17.简述各种类型直流弧焊发电机工作原理。（储运11-123林坚鹏）答：直流弧焊发电机由一台电动机（或其他原动机）和弧焊发电机组成。工作原理与一般发电机相同，但有其独特的要求：下降的外特性，均匀宽广的调节性和良好的特动性。一般发电机原理：原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。2-18.硅弧焊整流器由哪几部分组成？（储运11-124刘建国）答：硅弧焊整流器是将50Hz的工频单相或三相电网电压，利用降压变压器将高电压降为焊接时所需的低电压，经整流器整流和输出电抗器滤波，从而获得直流电，对焊接电弧提供电能。为了获得脉动小、较平稳的直流电，以及使电网三相负载均衡，通常采用三相整流电路。硅弧焊整流器的电路一般由主变压器、电抗器、整流器、输出电抗器等几部分组成。图3-1为硅弧焊整流器组成的框图。硅弧焊整流器组成框图（1）主变压器其作用是把三相380V的交流电变换成几十伏的三相交流电。（2）电抗器可以是交流电抗器或磁饱和电抗器（磁放大器）。当主变压器为增强漏磁式或要求得到平外特性时，则可不用电抗器。其作用是使硅弧焊整流器获得形状合适、并且可以调节的外特性，以满足焊接工艺的要求。（3）整流器其作用是把三相交流电变换成直流电。通常采用三相桥式整流电路。（4）输出电抗器它是接在直流焊接回路中的一个带铁心并有气隙的电感线圈，其作用主要是改善硅弧焊整流器的动特性和滤波。此外，硅弧焊整流器中都装有风扇和指示仪表。风扇用以加强对上述各部分、特别是硅二极管的散热，仪表用以指示输出电流或电压值。2-19.硅弧焊整流器的工作原理是什么？（储运11-125刘江）答：硅弧焊整流器采用的是50Hz的工频单相或三相交流电网电压，利用压降变压器将电网高电压降至焊接时所需的低电压，经整流器整流和输出电抗器滤波后获得直流电，对焊接电弧提供电能。2-20.晶闸管式弧焊电源的工作原理是什么？（储运11-126吕军强）答：晶闸管式弧焊电源的基本原理框图如图2.6-1所示。图中T为三相平特性降图3-1硅弧焊整流器的组成压变压器，将380V降至几十伏电压。VT为晶闸管可控整流桥，将交流电变为直流电，用电子触发电路控制并采用闭环反馈的方式来控制外特性，对焊接电压和焊接电流进行无级调节。为输出电抗器，通过输出电抗器可以改善动特性，控制熔滴过渡，减少飞溅。有电流，电压监测和反馈电路JC获取的反馈信号与来自给定电路G的给定信号比较后，经运算放大器A放大送至脉冲移相电路，控制VT的导通角，实现对外特性的控制和工艺参数，电压的调节。2-21.晶闸管式弧焊电源有什么特点？（储运11-127齐升贤）答：1、结构简单2、易获得