电焊机和焊接基础知识 【视频】 插座上为什么起电火花—

电焊机和焊接基础知识

• 播放1.CO2气体保护焊01 01CO2气体保护焊
• 播放2.手工钨级氩弧焊
• 播放3.焊接变形
• 播放4.焊接基础知识17——焊接缺陷
• 播放5.机械制造工艺——09焊接缺陷
• 播放6.焊条电弧焊电源及工具01 01焊条电弧焊电源及工具
• 播放7.焊条及电弧焊基本操作01 01焊条及电弧焊基本操作
• 播放8.手工电弧焊和气焊
• 播放9.电焊技术——立焊技术
• 播放10.电焊技术 学习

1、什么是电弧？

电弧是一种通过气体放电的现象，在两个电极之间的空气间隙中产生持久而强烈的放电现象，称为焊接电弧。电弧是目前我们人类所能直接应用的温度最高的热源，一般自由电弧的弧柱中心温度可达八千度左右，而压缩电弧（等离子电弧）的弧柱中心温度更是高达一万八千度以上。

2、什么是引燃?

我们把开始造成两电极间气体发生离及电子发射而引起电弧燃烧的过程，叫做电弧的引燃。

3、电弧的引燃可以用如下两种方法：

第一种方法是将两电极互相靠近到只有1－2mm的间距，这时如果在两电极间加有很高的电压（约1000V以上），那么在强电场作用下，阴极上的电子即可以克服阴极内部正电荷对它的静电引力而逸出阴极表面，产生电场导致电子发射，造成空气中放电而形成电弧，但是这种方法因为电压极高，危险性很大。

第二种方法是先将两电极互相接触，然后迅速拉开至3－4mm的距离来引燃电弧，实际上焊接电弧就是利用为种方法来引燃的。例如：首先将通上焊接电源的焊条未端与焊件表面相接触，然后很快地将焊条拉开至与焊件表面距离3－4mm的间隙，则电弧就在焊条与焊件的间隙中燃烧了。焊接电弧引燃的顺利与否，还与如下几个因素有关：焊接电流强度、电弧中的电离物质、电源的空载电压及其特性等。如果焊接电流大，电弧中又存在容易电离的元素，电源的空载电压高时，则电弧的引燃就容易。

4、名词解释：

与电弧相关的几个名词：

焊接电压(电弧电压)：与在焊机实测过程中的约定电压相对应，是电弧两端（两极之间或者说电极与工件之间）的电压降、包括阴极压降、极压降和弧柱压降。

焊接电流：焊接时，流经焊接回路的电流。

引弧电压：能使电弧引燃的电压。

熔池：焊接时在焊热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。

弧坑：弧焊时，由于断弧或熄弧时操作不当，在焊道未端形成的金属低洼部分。

电弧稳定性：电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和磁偏吹等）的程度。

电弧挺度：在热收缩和磁收缩等效应的作用下，电弧沿电极轴向挺直的程度。

电弧力：焊接电弧对熔滴、熔池及母材表面的机械作用力。

电弧偏吹：焊接过程中，因气流的干扰、磁场的作用或焊条偏心的影响，使电弧中心偏离电极轴线的现象。

磁偏吹：直流电弧焊时，因受到焊接回路所产生的电磁力或磁场的作用而产生的电弧偏吹。

熔滴：弧焊时，在焊条（或焊丝）端形成的并向熔池过渡的液态金属滴。

熔滴过渡：熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程。有粗滴过渡、短路过度、喷射过渡等。

极性：直流电弧焊或电弧切割时，焊件与电源输出端正、负极的接法。有正接法和反接两种。

5、常见电弧焊接方法介绍：

电弧焊（arc welding）是目前应用最广泛的焊接方法。包括有：手弧焊（S.M.A.W）、埋弧焊（S.A.W）、钨极气体保护电弧焊（TIG）、等离子弧焊(PAW)、熔化极气体保护焊（GMAW）等。绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧作为热源。在形成接头时，可以采用也可以不采用填充金属。所用的电极是在焊接过程中熔解的焊丝时，叫作熔化极电弧焊，诸如手工焊、埋弧焊、气体保护焊、管状焊丝电弧焊等；所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒和钨棒时，叫作不熔化极电弧焊，诸如钨极氩弧焊、等离子弧焊等，较薄的金属板材、管材的焊接，用等离子弧焊较易进行。

6、焊条手工焊基础知识

手弧焊是各种电弧焊方法中发展最早、目前仍然应用最厂的一种焊接方法。它是以外部涂有涂料的焊条作电极和填充金属，电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料（焊药）在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体相互作用。熔渣更重要的作用是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性能。

(1).J422焊条代表什么意思？能焊接什么材料？应该使用哪一种电焊机焊接？
     答：J422型号代表：J结构钢焊条；42代表焊缝金属抗拉强度每平方毫米不小于42公斤力；2表示钛钙型药皮，最适应直流反接电流焊接（即如果使用直流电焊机时，焊把钳接直流电焊机正极）；因为J422焊条药皮中添加了稳弧剂，所以熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定，焊波整齐，适用于全位置焊接，适应焊接大多数的低碳钢（熟铁），和部分焊接要求不高的中碳钢结构。并且交流，直流正接和直流反接都能取得比较好的焊接效果。

(2)..J506（7）焊条代表什么意思？可以焊接什么材料？应该使用哪一种电焊机焊接？

     答：J506（7）焊条就是俗称的中碳钢焊条或者碱性低氢型焊条；型号代表：J结构钢焊条；50代表焊缝金属抗拉强度每平方毫米不小于50公斤力；6（7）代表低氢钾或低氢钠型药皮；此种焊条一般适用于焊接要求稍高的场合（相比J422焊条更高的抗拉强度和耐磨性），同时由于碱性药皮的稳弧性较差，同时由于工频交流电是50HZ，也就是说：在一秒钟内，电流有一百次过零点，然后重新引弧的过程，而有时过零点后如果没有重新引燃就会产生断弧，所以在使用交流电焊机焊接碱性焊条时容易出现断弧、喘息、粘条等现象，所以一般要求使用直流焊接电源施焊，而且使用过程中要求直流反接。（506焊条为低氢钾型，使用交流焊接尚能勉强施焊，507为低氢钠型药皮，使用交流焊接几乎无法施焊。）

(3).什么是直流电焊机？直流电焊机是使用直流电源吗？它的使用范围是什么？什么是交流电焊机？它的使用范围是什么？
     答：直流电焊机系列ZX的意思：Z代表整流，X代表下降特性。表示本机器直流电焊机就是在交流电(220V/380V AC)输入后，先经过变压器把电源的高压变成低压；再经过焊机内整流部分，将交流电整流成为适合焊接的直流电流（DC）输出。一般的硅整流焊机都是直流电焊机，型号一般有ZXE1（交直流两用焊机，使用动铁心无级调节电流）、ZXG（磁放大式无级调节电流）、ZX5（可控硅无级调节电流，可远控调节。）、ZX6（档位调节电流）、ZX7（逆变式直流电焊机，电流无级调节，可远控调节）以及AX系列旋转直流发电电焊机（国家建议淘汰产品，耗电、噪音都比较大。）等系列，其中除ZXE1型号使用两相380V交流电以外，其他都是使用三相380V电源。因直流电焊机的电流流向固定，无交流机的电流方向频频翻转现象，正常焊接时电流不过零点，所以直流焊机可以使用几乎所有牌号的电焊条，而不会产生交流机焊接碱性低氢型焊条时产生的断弧、喘息、粘条等现象，并且能使用非常小的电流稳定的焊接。
     交流电焊机就是常见的BX1（动铁心无级调节电流）、BX3（动线圈式无级调节电流）、BX6（抽头档位式调节电流）以及常见的手提电焊机系列，B代表变压器，X代表下降特性。通常使用两相380V电源或220V电源。交流电焊机能够使用普通酸性焊条和部分碱性焊条及部分有色金属和合金焊条，但其焊接电流的稳定性较差，所以在有些焊接场合，比如使用碱性低氢型焊条和一些合金焊条时，无法正常应用。但是由于交流电焊机的结构简单，价格低廉，所以目前应用还比较广泛。

(4).交流系列电焊机中的BX1、BX3、BX6等型号相互之间的比较的优点和缺点是什么？在选择焊接设备时应当注意什么问题？直流焊机系列ZXE1、ZXG、ZX5、ZX6、ZX7、AX等型号电焊机，相互之间比较的优点和缺点是什么？
    答：BX1型电焊机，为动铁心式调节电流方式。可以实现电流的无级调节。BX3型电焊机，为动线圈式调节电流方式。BX6式为线圈中间抽头式调节电流，一般有六-七个档位调节。从电焊机的性能来排序：则BX3最好，BX1次之，BX6最差。因为动线圈式调节方式的线路最为复杂，在小电流时可以提高部分空载电压，同时铁心较大，散热效果很好。所以动线圈式焊机无论大小电流的性能都明显优于其他两种交流机。而BX6型焊机的结构比较简单，生产的用材要明显少于其他两种，价格相对低廉。但是由于只有数个档位调节电流，电流调节非常不方便。尤其电流需要精确调节时，BX6型机器无法满足需要。而BX1型焊机无论性能和售价都介于以上两者之间；所以在帮用户选择机型时要注意，如果从性能考虑，则排序的顺序应为：BX3--BX1--BX6。而如果从价格低廉来考虑，则排序的顺序为：BX6--BX1--BX3。一般工业企业在选型时，由于工作量大，焊接要求高，所以尽量采用BX3、BX1型焊机，而在焊接要求不高，不连续工作的场合，可以采用BX6型电焊机，目前由于其价格低廉，且设备比较轻便的原因，广泛应用于小规模制造和维修等民用场合。
    直流电焊机中的ZXE1、ZXG、ZX6、ZX5、ZX7、AX等系列中，AX系列旋转直流发电机由于线路复杂，用材多，耗电多，噪音大的缺点，现在国家已经明令建议淘汰，目前国内已经没有生产的厂家，仅仅在用户库存还可以见到。

ZXE1型交直流两用机型，是采用BX1型电焊机的降压和调节电路，然后加上一个单相的桥式整流电路，因此结构简单且能无级调节电流，但由于其采用的仍然是两相的380V电源，不利于电网的三相平衡，所以限制了其的使用范围。

ZX6型机器采用了类似于BX6型的电流调节方式，在通过三相降压变压器后，使用三相桥式整流电路整流，但由于其电流调节的不方便的原因，限制了其的使用范围，也属于直流电焊机中最为低档的机型，基本适应民用场合。

目前工业企业使用比较广泛的直流机型为ZXG、ZX5型电焊机，ZXG型采用控制饱和电抗器的饱和程度控制输出电流，ZX5型使用控制可控硅的导通角来调节电流，所以都可以无级调节输出电流。

同时这两种机型的技术也比较成熟，问题比较少。在性能上比较，ZX5要稍微优于ZXG型。由于ZX5采用可控硅整流和电子电路调节，所以ZX5型焊机可实现远控、推力、引弧等功能，选择适当型号，配以专用的焊钳，可以用做碳弧气刨；同时ZX5焊机在体积、重量、及电流动态反应速度等都要优于ZXG型（但是，部分小厂的ZX5机型由于产品原因，做碳弧气刨较差，沪工ZX5型完全可以做碳弧气刨。），但ZXG型机器的售价稍低。

ZX7型电焊机，为目前最先进的逆变电路构成，机内大部分电路由电子元件组成，因为高频逆变的交变电流极易通过变压器，所以变压器可做的极小，因此重量非常轻便，且因为变压器部分的电损较小，所以非常节省电能，一般耗电只需要普通变压器型焊机（ZXE1、ZX6、ZXG、ZX5等都为变压器机型）的50%以下，重量更是变压器机型的几分之一。同时由于其采用先进的逆变式电子电路，所以性能更为先进，可调节引弧电流、推力电流、远控、电流智能控制，重量轻，耗电省，功率因数特别高，目前已经广泛应用于野外作业的行业，同时由于其高效率、低工耗，性能优异，节省制造用材的特点，成为整个焊接行业的一个发展方向。

名词解释：

手工弧焊机：DC—输出直流电流  AC—输出交流电流   

交流电焊机部分：B—变压器    X—降特性    1—动铁心式    3—动线圈式    6—抽头式   

直流电焊机部分：Z—整流    X—降特性    3—动线圈式    E1—交直流两用  

6—抽头式    5—可控硅式（晶闸管式）   4--晶体管   7—逆变式    G—磁放大式（磁饱和式）P--平特性

7、什么是二氧化碳气体保护焊机？它的优点是什么？

     答：二氧化碳气体保护焊，就是采用机械送丝，自动送出二氧化碳气体保护焊接熔池的一种焊接方法，因其功效高、耗电省，焊缝质量较高，综合经济效益好，是目前国家大力推广的一种高效低耗的新型焊接方式。与其他电弧焊方法相比，二氧化碳焊接具有以下优点：
     1）生产效率高：因其电弧的穿透力强、熔深大、且焊丝的熔化率高，所以熔敷速度快，生产效率比传统的手工电焊高的多，可以达到1--3倍，即在某些场合可相当于原来手工电焊的两个人到四个人的工作量。在其他条件不变的情况下（人员不增加，工资税收等不增加），可以为企业增加显著的经济效益。（唐山矿山冶金机械厂用户反映：自从采用CO2气体保护焊以后，工作效率大大加强，目前交流焊机基本没人愿意使用了，CO2焊机最快的一天可以使用两盘焊丝，大约40kg。而交流焊机一天最快使用两包左右焊条，约10kg，且在刨除焊条头，药皮以后，真正使用到焊缝的金属，大约5kg）
     2）焊接成本低：二氧化碳气体来源广泛，价格低，二氧化碳焊丝的熔敷率远远高于手工焊，（因不产生焊渣和烟尘，也无须丢弃焊条头，所以基本一吨焊丝可相当于两吨焊条使用）其焊接成本可比传统手工焊或埋弧焊降低百分之四十到五十。
     3）能耗低：二氧化碳焊和焊条电弧焊相比，3毫米厚的低碳钢板对接焊缝，二氧化碳焊接每米消耗的电能仅相当于普通手工焊的百分之七十左右。25毫米厚的低碳钢板对接焊缝，二氧化碳焊接每米消耗的电能，仅仅相当于普通手工焊接的百分之四十。所以二氧化碳焊接是一种非常好的节能焊接方式。
     4）适应范围广：二氧化碳焊接可适应于空间任意位置焊接；由于二氧化碳在电弧作用下分解为氧和一氧化碳，在分解时会吸收大量热量，对熔池金属具备冷却作用。所以二氧化碳焊比手工焊更适合立焊和仰焊位置，熔化的金属不易流淌。
     同时由于高温时，氧气可以把焊缝金属成分中的部分碳元素和其他有害元素烧损一部分，因此二氧化碳焊接可以焊接铸铁，在把铸铁中的部分碳及有害元素烧损之后，焊缝金属性能更接近纯净的钢材，所以焊接后的焊缝的机械强度和韧性有所提高，脆性下降。并且在焊接时由于二氧化碳分解时吸收热量，可降低焊接热影响区，减少铸铁的变形裂纹。
     另外因为二氧化碳的吸热反应，和直流电源小电流稳定性的原因，二氧化碳焊接适应性也非常广泛，可焊接极厚板材和极薄板材，在焊接0.8--1.0板材时，焊接的变形极小，且不容易击穿。
     5）抗锈抗油能力强：对于由锈或油产生的气孔有较强的抵御能力，由于二氧化碳的氧化作用，可显著降低焊缝含氢量，提高焊缝抗拉强度，减少延迟裂纹和脆性断裂。二氧化碳焊接是所有焊接方法中焊缝含氢量最低的，因此可代替部分的碱性低氢型焊条。
     6）操作简便：焊接时不产生熔渣，焊接后不需清渣。焊接过程中焊接烟尘很少，相对于手工电焊对焊工身体健康影响较小。二氧化碳属于明弧焊接，焊接过程中焊工可以直接观察熔池中的铁水流向，不易产生诸如虚焊、假焊等焊接缺陷，便于操作和学习使用。
     7）不足之处：在电压电流调节不匹配时焊接飞溅较大，电压电流的调节不易掌握，但是一般可由下列公式计算近似得出：V（电压）=15+0.05I（电流），小电流时直接可由此公式得出，但大电流时，最好将所计算出的电压再稍微提高一点，效果更好。一般首先根据工件和焊丝确定所需电流，再由电流计算所需电压即可。下面是焊丝直径与电流的关系，在此范围内可根据焊丝、工件确定电流：
              0.8mm    50--120A      1.0mm     70--180A
              1.2mm    80--350A      1.6mm    300--500A
     目前，二氧化碳焊接主要应用于焊接低碳钢和低合金钢，基本使用中、低碳钢和低合金系列焊条的都可以用二氧化碳焊接来代替，并可以取得比焊条手工焊好的多的效果。

8）简单名词解释：

N—熔化极气体保护焊    B—半自动    C—抽头式    K—可控硅

使用纯CO2气体做为保护的，一般称为CO2保护焊。

MAG—采用含O或CO2的混合气体保护的，一般称为MAG焊。

MIG—采用纯氩或氩氦混合气体作为保护气体的，国际统称为MIG焊。

8、什么是氩弧焊？氩弧焊都能焊接什么材料？氩弧焊的优点和缺点是什么？
     答：氩弧焊：是钨极惰性气体保护焊的简称。在焊接过程中钨极不熔化，利用钨电极和焊件之间产生的电弧作为加热源，使焊缝金属熔化。同时由焊炬的喷嘴送出氩气对焊缝的熔化金属保护，还可根据需要另外添加填充金属。在国际上称为：TIG焊。
     普通直流氩弧焊机：可以焊接除了铝镁之外的几乎所有金属，因为这种焊接方式是用电弧加热后利用惰性气体来保护焊缝的熔化金属，焊接过程中由于惰性气体的保护，几乎没有其他杂质和元素来参与焊接过程，基本由被焊金属自己熔化再凝结的过程完成，因此可以获得相当高品质的焊缝。
     同时，由于直流钨极氩弧焊的稳定焊接电流可调节的极为微小，3-5A即可稳定焊接，所以能焊接其他常见焊接方式无法焊接的极薄板材，包括普通金属及其合金。
     交流氩弧焊机：是目前常用的所有的焊接手段中焊接铝和镁的最好方法，因为铝和镁在常温下极易氧化。会在金属表面形成一层熔点远远高于金属本身的氧化膜（铝的熔点657℃，氧化铝的熔点2050℃），所以普通焊接方式很难高质量的焊接铝镁及其合金。而交流氩弧焊机，在电流负半波时，工件作为电极，向外发射电子，会形成一种叫做阴极破碎的物理现象，把工件表面的难熔氧化层破碎掉。同时由于有惰性气体的保护，新的氧化层不会很快生成；所以在电弧热量的作用下，依靠融化的液态金属自身表面张力，就很容易的把焊缝金属融合在一起。
     因为交流氩弧焊时不需添加其他药品和元素来清除氧化膜，仅仅依靠电弧来清除氧化膜，可在纯净的焊接电弧下，依靠焊件自身金属完成金属连接，这样既不会太多的改变焊缝金属成分，造成焊缝金属与母材金属过大的机械性能差异。同时没有残留的化学药品腐蚀焊缝金属，也不会像氧气乙炔及电焊一样产生很多焊接缺陷。所以氩弧焊是目前所有的焊接方式中，焊接铝镁及其合金的最佳方式。在选择钨电极时，一般直流焊接时，尽量选用铈钨极，交流氩弧焊时，因为纯钨级的整流效应小，对消除焊接过程的直流分量更有效，引弧维弧比较容易，所以在焊铝制工件时，尽量采用纯钨极；但是由于纯钨极的耐高温性能不如铈钨极，同时交流氩弧焊时，钨极发热要高于直流焊接，所以钨极直径选择要求稍大。
     氩弧焊的缺点：1)熔深浅，生产效率低。2)惰性气体较贵，生产成本高。

名词解释：W—非熔化极惰性气体保护焊机    S—手工焊    M—脉冲    E—交直流

9、什么是埋弧焊？埋弧焊的应用范围和优缺点是什么？
     答：埋弧焊一般是指电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，因为从外观上讲，电弧是埋在焊剂层下的，所以叫埋弧焊接。一般用机械自动送进焊丝，在焊接进行时，在焊接区上覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材金属熔化，形成焊缝。
     埋弧焊可以采用较大电流，与焊条手弧焊相比，由于没有人工参与焊接过程，所以最大优点是焊缝质量好、焊接速度高，其工效可相当于手工电弧焊的几十倍。因而特别适合焊接大型焊件的直缝和环缝，而且本焊接方式的机械化程度较高，焊缝质量一般不会因焊工的素质下降而变化。已经广泛应用于焊接碳钢、低合金结构钢、不锈钢等。由于熔渣可以降低接头冷却速度，所以有些高强度结构钢、高碳钢也可采用。
     缺点：由于使用颗粒状焊剂，同时电流很大，所以埋弧焊一般只能平焊位置操作，不能达到全位置焊。同时操作不灵活，不宜焊接复杂形状的焊缝。

名词解释：M—埋弧焊机    Z—自动焊  

10、电阻焊（点焊、缝焊、凸焊、对焊）基础知识。

 什么是电阻焊？应用范围和优缺点是什么？
     答：工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法，叫电阻焊（resistance welding），常见有对焊、点焊、凸焊和缝焊机等。
     电阻焊的特点是焊接电流大，通电时间短，设备昂贵复杂，但是生产效率特高，焊接时不需添加辅料和特殊保护，因此成本很低。主要用于焊接厚度小于3毫米的薄板组件，或者在薄板材料上焊接螺帽等构件。电阻对焊可对各类钢材和铝、镁、铜、不锈钢等有色金属进行焊接。

电阻焊一般是使工件处在一定电极压力作用下，并利用电流通过工件时所产生的电阻热，将两工件之间的接触表面熔化，从而实现连接的焊接方法。通常使用较大的电流。为了防止在接触面上产生电弧并且为了锻压焊缝金属，焊接过程中始终要施加压力。进行这一类电焊时，被焊工件的表面状况对于获得稳定的焊接质量是头等重要的。因此焊前必须将电极与工件以及工件间接触表面进行清理。点焊、缝焊和凸焊的特点在于焊接电流（单相）大（几千至几万安培），通电时间短（几周波至几秒），设备昂贵、复杂，生产效率高，因此适于大批量生产。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板组件。各类钢材、铝、镁等有色金属及其合金、不锈钢等均可焊接。

点焊(resistance spot welding)主要是在两电极间瞬间通过一个很大的电流，利用两被焊金属之间电阻远远大于电极电阻，所以大电流通过时也会在瞬间在两被焊金属之间产生一个液态金属的融合，然后将两板连接在一起。

缝焊(seam welding)的电极一般是一对圆盘状电极，在每次瞬间通过很大电流时融化连接两轮之间的被焊金属，然后滚转一个角度，再通过一个瞬间的大电流，再形成一个焊点与前一个焊点叠加一部分，这样连续不断地前进，形成一个连续不断的焊缝。为了防止轮子在转动时拉出电弧，所以缝焊机两电极间一般是断续通电的，且在通电的瞬间轮子停转。

凸焊(projection welding)主要利用在工件上冲压出的凸点，在很大的电流瞬间通过时迅速融化，再加以迅速的压紧力量，让预定的几个凸点熔化后将被焊金属连接起来。因为一般同时有数个凸点同时分流，所以一般凸焊机的输入容量要远远大于普通的点焊机，同时压紧一般不再用脚踏，而采用气动压力。

闪光对焊（flash welding）的原理在焊接初期类似于凸焊，但是在强电流通过的初期不加太大的顶锻力，在通电初期两被焊金属只保持很小的接触面，而这个接触面上的金属由于迅速被电流加热到汽化，使金属熔池中的金属产生沸腾和爆炸，往周围喷出，原接触面会形成一个小的凹处，而原来没有接触到的地方又会产生轻微接触，然后再产生沸腾和爆炸，又向周围喷出，在液态金属向外喷射时，会持续不断地加热周围金属和清理被焊金属的两面。这样连续不断地产生沸腾和爆炸，连续不断地加热和清理两被焊表面，直到两被焊表面全部成为纯净的液态金属，再施加较大的顶锻力量，迅速将两被焊金属压紧，液态金属部分膨出，连接部分迅速冷却连接在一起。

名词解释：D—点焊    T—凸焊    F—缝焊    U—对焊    N—工频

11、如何根据焊件的材料选择焊接焊接设备？
     答：首先根据焊件金属来选择，一般黑色金属可选用、埋弧焊、二氧化碳气保焊、手工电弧焊、以及氩弧焊和点焊等。

埋弧焊一般适用于大焊件的长直焊缝或环缝焊接（锅炉、压力容器、工程机械、钢结构的大型型材），其工效是其他焊接手段无法比拟的；

点焊适应于薄板焊件的搭接操作，其在焊接薄板时，成本低廉、生产效率特高的优势是其他几种焊接手段难以达到的；

而二氧化碳气体保护焊由于其应用范围广泛著称，同时由于其能耗小、工效高而成为国家大力推广的一种新型焊接方法，对于焊接黑色金属，已经逐渐成为一种首选的焊接方式，已经逐步取代手工电弧焊接方法，其在搭接时最薄可焊到0.4毫米，而大型复杂焊件工作时，由于埋弧焊无法全位置操作，所以二氧化碳焊的高熔敷效率（高于手工焊1--3倍）、大熔深（大于手工电弧焊三分之一）、焊接成本低（焊接综合成本只相当于手工电焊和埋弧焊的一半左右）、高质量焊缝（所有焊接手段中焊缝含氢最低，因此抗拉强度远远高于普通结构钢焊条，且基本不会产生延迟裂纹）、可方便的进行全位置焊接的特点，已经代替手工电弧焊成为首选方法。（七十年代后期，日美等发达国家的CO2焊接已经占所有焊接的70%左右，目前中国仍然只有20%左右，因此CO2焊接在中国的发展潜力是巨大的，如何引导用户采用更先进、高效的CO2焊机，值得认真思考。）

手工电弧焊，由于其设备简单、轻便、操作灵活，可以应用于制造、装配、维修中的短缝及不规则焊缝的焊接，特别是可以用于其他焊接手段难以达到部位的焊接。目前由于我们国家工业不十分发达，经济条件落后，同时一些新型焊接方法尚未普及，所以焊条手工电弧焊还占总的焊接设备数量的大部分，但是在一些相对焊接要求较高，标准化、大规模的生产现场，手工电焊已经逐步退出历史舞台；

氩弧焊是一种非熔化电极的惰性气体保护焊接方法，由于其小电流非常稳定的特点，成为焊接极薄板材的一个首选焊接方法（普通直流氩弧焊可以焊接到0.3毫米的薄板，脉冲氩弧焊甚至可以焊接到0.1毫米的薄板的对接焊缝）由于氩弧焊的填充焊丝不参与电流通过的过程，所以焊接无飞溅。但是由于设备和耗材的价格较贵，同时钨极承受电流的能力较小，焊接熔深浅工效低，所以一般只用于重要的焊接场合。
     而有色金属的焊接时，如果优先考虑焊接的质量，则尽量采用惰性气体保护焊接方法，如TIG（钨极惰性气体保护电弧焊）、MIG（熔化极惰性气体保护电弧焊）等焊接方式，因为惰性气体的保护，所以焊缝的金属成分最纯净。但是MIG焊机由于设备的昂贵，所以暂时尚未大规模普及；另外铝和镁等金属及其合金则由交流氩弧焊为最佳焊接方式，铝镁外的其他金属一般使用直流焊接方式即可，同时薄板也可用点焊完成，在焊接要求不高，考虑焊接设备和材料的投入，也可选用普通手工电焊机，配用相应焊条，也可完成部分有色金属及其合金的焊接。

另外，氧气乙炔火焰也可以焊接部分有色金属，但是由于需要添加焊药，一般容易造成焊缝腐蚀，同时焊接的密封性，牢固程度得不到保证，所以最好采用惰性气体保护的电弧焊接方法。
     需要强调的是，二氧化碳焊机一般不应用于焊接有色金属，因为二氧化碳是一种活性气体，在高温下可以分解为氧和一氧化碳，而氧元素会破坏有色金属的成分元素，导致焊缝金属变性；但是一般二氧化碳焊机使用惰性气体或混合气体作为保护气体时，同时焊丝使用相应的材质，可以用来焊接诸如不锈钢之类的有色金属。

12、氧气乙炔切割的原理是什么？都能够切割什么金属？什么是等离子切割，等离子切割机的工作范围是什么？选择等离子切割机机型的标准是什么？
     答：一般的氧气乙炔切割法，是依靠氧气乙炔火焰加热钢材后，利用高温下的钢材会在高氧环境下燃烧的特点，用氧气助燃使钢材在氧气中燃烧，从而放出大量燃烧热能，促使割缝前端的金属再接着熔化再燃烧，从而循环前进形成割缝，但是由于中低碳钢以外的其他金属由于各自的性能不同，比如铜、铝由于导热性较强，无法达到金属本身燃烧必要的温度，同时熔点太低，还没有切割就已经熔化的一塌糊涂了，所以是没办法使用氧气乙炔切割的；而不锈钢等合金和铸铁等由于其较难氧化的特性，也是不会参与燃烧的过程，所以仅仅靠着氧乙炔火焰的热量是无法完成切割的过程。

等离子切割(plasma arc cutting)机的工作原理是用较高的空载电压，把空气电离后，通过喷嘴小孔把钨电极和工件之间的电弧压缩，产生特高高温把金属熔化蒸发，然后用压缩空气将熔化后的金属吹离金属母体，形成金属割缝。因为等离子电弧属于压缩电弧，所以等离子电弧的弧柱温度特别高，可达到18000℃—23000℃之间，此温度远远高于现在已知的任何金属及其化合物的温度，不需借助金属燃烧，完全依靠自身电弧的热量完成切割，因此等离子切割可以切割几乎所有金属，同时由于电弧的加热速度很快，几乎在瞬间即可把金属加热到其熔点，因此等离子切割机的切割速度相当快，特别在切割金属薄板时，在切割低碳钢金属薄板时，等离子切割机的切割速度能达到氧气乙炔切割的（3--15）倍。同时由于切割速度快，金属受热面积很小，所以基本不产生金属变形，且切口很窄，非常整齐无挂渣。因为等离子切割的电弧比较集中，电弧基本都潜入切缝之中，所以等离子切割时可以用绝缘材料制作样板，然后靠样切割，而不会损害样板的材料，非常方便需要大规模切割同样形状的产品，不需画线放样，也非常有利于提高工作速度。

在推荐给用户时，要根据实际情况考虑，一般不要贸然推荐可以勉强使用的机型，因为只能勉强使用的型号，其相对于氧气乙炔气割的优势就难以显现。一般而言，等离子切割相比氧气乙炔气割，由于工作原理的区别，所以可以切割很多氧割无法完成的工作，完成有色金属（如：不锈钢、耐热钢、钛、钨、钼、铸铁、铜、铝等）的切割；同时具有以下的优势：切割速度快（根据材料不同，速度可达氧气切割的3—15倍速度，如6毫米低碳钢板，等离子切割速度可达6350毫米/分钟。10毫米铝板，速度可达200—300米/小时；12毫米不锈钢，切割速度可达100—300米/小时）、切缝狭窄（氧割的数分之一，由割枪的精确度决定）、切口平整、工件变形小（由于切割速度很快，工件基本不产生变形。）、焊瘤少且容易去除、成本低（根据材料不同，成本一般仅需氧气、乙炔切割的1/2左右。）；

等离子切割的适应范围：一般只要导电的金属，都可以使用等离子切割，但是由于大功率等离子切割电源的价格比较昂贵，所以目前等离子切割机一般只适用于切割中薄板。

选型标准：一般等离子切割机的标定最大切割厚度的一半以下，为最佳的切割厚度，如：40A的最大切割厚度为12毫米，则最佳切割厚度为6毫米以下。另外一般厂家标明的切割厚度，为碳钢板的切割厚度，如果切割有些导热率大的金属，如铜铝等，实际切割厚度要小于碳钢板切割厚度的大约三分之一左右。

13、什么是焊接设备的负载持续率？如何计算？对于焊接设备选型有什么意义？如何根据焊条的牌号和直径选择电焊机？
     答：对于焊接设备来讲，一般因为在焊接电流流过机内电路时，由于电阻的存在，所以电路会发热，而温升如果超过电路的绝缘所能承受的最高温度，会导致电焊机发热烧坏。因此规定在五分钟周期内，本焊机最大输出电流不至于烧坏电焊机可以连续工作而的时间除以五分钟，所得的比值即为当前所选电流的负载持续率。比如说：BX3-300A电焊机，使用300A电流，如果可以连续工作3分钟，则此焊机的负载持续率即为3/5=0.6（60%）。如果可以连续工作1分钟，则此焊机的负载持续率为1/5=0.2（20%）。而300A的电焊机，如果使用160A电流，则可以完全连续工作，而此时的负载持续率就是100%。

所以，在选择焊接设备时，应当考虑到需要的电流和是否连续工作，一般电流是根据焊条和焊件的大小确定，而在焊机规格上的选择，一般首先要确定常用焊条的规格，然后计算需用电流，再根据需用电流和工作量以及焊机负载持续率确定焊机规格。一般手工电焊条需用电流的近似计算公式为：I=(20+6*D)*D（I为电流的数值，D为焊条直径）。如：3.2焊条需用电流大约为：(20+3.2*6)*3.2=125A。4.0焊条需用电流大约为：(20+6*4)*4=176A。确定电流之后，可以由负载持续率大约估算所需焊接设备的最大电流：一般公式为:本焊机可连续使用的最大电流=本机型额定电流*本机额定负载持续率开平方,即:如果侯选机型为20%负载持续率的，则将所需电流除以0.45为标准选择焊机（0.45?=20%），比如需要使用160 A电流,则以160/0.45=355，则需选用最大电流在355A以上焊机。35%负载持续率，则将所需电流除以0.6为标准选择电流，如160/0.6=267，则需选用最大电流267A以上焊机。60%负载持续率，则以所需电流除以0.77为标准选择焊机，如160/0.77=208，则所选焊机型号应大于208A以上，如果连续工作，那满负荷工作的电流九必须大于208A以上。同样道理，如果电焊机现成，用标准输出电流乘以负载持续率的开平方值，即可得出此焊机可以连续使用的最大电流数值！比如：额定输出电流300A，负载持续率为35%的焊机，300×0.6=180，即：此焊机在使用180A以下的电流时，可以二十四小时不停机连续工作。

同时，普通酸性焊条的焊接可以使用交流或直流电焊机，而碱性低氢型以及有色金属和合金焊条，基本必须使用直流电焊机才能正常完成焊接。在选择电焊机时，在电流种类的选择上应当注意，普通J422和506焊条可用交流也可用直流焊接，但直流焊接的稳定性比较好，同时由于直流焊接时熔深较大，（俗话讲：焊的透）所以在较高质量焊接要求时，要尽量采用直流焊接。而507焊条和一般的合金焊条如：不锈钢、铸铁焊条等碱性药皮焊条，基本必须使用直流电焊机才能正常焊接。直流电焊机一般飞溅要相比交流电焊机小的多，且焊缝外形美观、焊波均匀。直流电焊机在使用时，一般碱性焊条采取直流反接的接线方式，此时焊缝的熔宽比的比例较小，可以形成宽而浅的焊缝，有利于熔池中的焊渣、气体等的排出，同时对电弧的稳定性有好处，可显著减少焊接缺陷，提高焊接质量。酸性焊条正接反接均可，对焊接过程和焊缝质量影响不大。

另外要注意的一个问题是：在使用直流电源进行焊接时，由于直流电流本身的特点，容易造成焊接过程电弧磁偏吹。这一般不属于焊接设备的故障，是由于焊接时流过焊缝两侧的电流不平均，引起两侧磁场推力不相等而产生电弧偏吹；这可以通过调节焊接工艺的一些参数和改变操作手法改善，因为磁偏吹的强度和焊接电流的平方成正比，所以少许减少焊接电流时，磁偏吹现象就可能在很大程度上减轻；而改变地线接线位置，使焊接时流过焊缝两侧的电流平均，也可很大程度上减少焊接过程中的偏弧问题。

http://www.tudou.com/programs/view/Jz409ORHc1A/这是介绍基本常识的，

http://www.tudou.com/programs/view/o8xHplOAeKA/isRenhe=1这是教具体如何焊平角焊

http://www.tudou.com/programs/view/Mpm7SKfgOlg/isRenhe=1这是叫如何焊横焊

http://www.tudou.com/programs/view/aQoKAFwEPkE/isRenhe=1这是叫如何焊立焊
另外电焊的时候，实际上是两方面运动，焊条运条方向的运动方向和焊条融化方向的运动两方面匀速了，基本上就焊好了，电焊实际上最好将其他焊缝转变成平焊焊接，二保焊最好将其他焊缝转变成立缝焊接

插座上的电火花您一定见到过，只在拔插插头时出现，并伴有“啪”的一声，时常吓到人，这到底是为什么呢？电火花危险吗？如何避免呢？这篇文章中我们详细介绍。

插座通常放在隐蔽处，光线较暗，插头插上去产生的火花就格外明显，有时整个手掌的面积都被照亮了。不论十几块钱的插座还是上百元的插座都避免不了这个问题。简单来说这是由于空气被较高的电场击穿后产生的，击穿空气并不要求电压有多高。我在网上找到一张插头上电火花的示意图，这张图片质量高，不只是清晰，而且产生电火花的部位画的很准确，看完后面的内容您就会知道为什么说它准确了。

我们放大插头和插孔来分析，图中两片绿色的部分一片是插头部位，另一片是插孔部位。

前人已经把击穿空气的场强测量出来了，室温，标准大气压，干燥空气下是三百万伏/米，场强的单位在生活中不常用到，你可以简单认为这是一个描述给定距离下的电压大小的单位，给定距离下电压越大，场强越大。当然你也可以理解为给定电荷时电荷受到的力，力越大场强越大。这篇文章里用前者理解更恰当。

插座里的电压是交流电，我们假设拿在手中没有接通的插头电压和大地是相同的，则三项插座孔中左侧和右侧两个孔会和手中的插头产生0-220v的电压差，中间的插孔因为是地线，所以和我们手中的电压相同。所以电火花只可能出现在交流电三项插孔中左右两侧的插孔中。

根据刚才电场强的定义，我们算出，为了击穿空气所需要的距离是0-73微米。73微米（0.073毫米），比0.1毫米略小一点，在刻度尺上几乎分辨不出来，但实际生活中发生击穿的距离远高于73微米，甚至有可能是几毫米，至于原因我们一会儿再介绍。

这幅图中我们只是从理论上计算出220V交流电下击穿空气时两个金属面所需最长的间距。

我们刚才一直用“击穿”这个词，这是一个怎样的过程呢？

空气主要由氮气和氧气组成，他们在常见的温度下都是非常稳定的气体，不会分解，不会电离。但如果在某一限定区域里有电场存在，且电场足够强，氧气和氮气里比较稳定的电子就会在电场的作用下脱离原子核束缚，往电压较高的方向流动，这样的过程就是电离，如果场强大，大量的电子挣脱束缚朝一个方向跑出去，原本不导电的空气就形成了一个导电的通路，这就是电场击穿空气。注意，这时电火花尚未出现。

这张图是氧气分子的模型，中央两对电子形成共价键把两个氧原子核牢牢吸在一起，这两对儿电子的能量状态非常低，他们想跑出来需要吸收很多能量，这并不容易；而想让另外几个电子（四周）挣脱束缚则相对简单，实际的数据是，每个电子只要吸收12.5电子伏特的能量就可以挣脱束缚。

1电子伏特是代表一个电子在1伏特电压差下获得的能量。这是一个非常小的单位，1电子伏特乘以10后面接18个零，能量还不到2焦耳。

在强电场存在时电子不但吸收了12.5电子伏特的能量挣脱了束缚，在飞行中还被加速撞到其他氧分子上，把本来稳定运行在的氧、氮分子周围的电子也撞了出来，这样一级接一级地发展下去，大量的电子就开始顺着同一方向运动。一条可以导电的通路就形成了。注意，这时电火花尚未出现。

只有当电子飞了一段距离重新被氧、氮原子核抓回自己周围时（电子从高能级跃迁到低能级时），才会向外辐射电磁波，有些电磁波人眼是看不到的，不过有些是可以看到的（波长在400-700纳米的电磁波），能不能看到光，光是什么颜色的完全取决于电子向低能级跃迁时能极差的大小，具体可以参考光电效应。这样我们终于看到了电火花。

而同时我们还听到了声音，这是由于短时间放出大量的光和电磁波加热了周围的空气，空气受热后会迅速膨胀，这种膨胀积压周围空气，一波一波传出去，就是声波了。最终我们会听到“啪！”的一声。

啪的一声出现时，空气更容易被击穿，因为空气的温度之前可能是20℃，但发生电火花处的温度可能有几百或者上千摄氏度，这种高温下氧气和氮气分子外围的电子甚至不需要电场存在，仅凭热运动就可以摆脱原子核的束缚而电离。所以电火花出现后，更加剧了后续电火花的产生。但由于我们终将把插头插进插孔，所以当他们完全接触了以后，就不会在产生电火花了。

总的来说电火花产生的过程和闪电的现象确实有很多相似之处。不同之处在于电流电插座总是在源源不断提供电荷，保持电压恒定。而云层中一旦出现了闪电，则一部分电荷就被消耗掉了，只能等待云层、雨滴继续摩擦产生新的电荷，知道场强超过300万伏/米才会出现下一次闪电。

刚刚提到过，电火花发生时插头和插座间距可以远超过73微米。这是由图中红框内的表面缺陷导致。这些表面缺陷都是些小突起，总之是相对于整个平面来说曲率明显增大的地方。火花最先出现在这里。即便没有小突起，在插头金属的拐角处（见本文第二张图）其实也是曲率较高的地方。

图中红色小球可以理解成那些缺陷，那些曲率很高的地方，图中蓝色大球可以理解为规整的平面，当然，我画的球不够大，当他半径足够大时，从某一个区域截一下就可以近似看成是一个平面了（插头的表面）。中间虽然有比较多的推导过程，都省略掉，最终的结论是电场强度正比于曲率。

如果你翻回到上一张图，会发现那些缺陷的曲率远远大于它所在平面的曲率，我猜也许是一百倍都有了，所以同样的插头上，在这些缺陷点上的电场强度要高于周围平面的许多倍（也许有100倍？我看差不多），这时插头和插座只需要距离几毫米甚至更远我们就可以看见电火花了。

任何实体材料都免不了有表面的缺陷，比如我找了一张PCB板上的特写，图中用红框标出的就是一些缺陷，在加了电压后，这些点区域上的电场强度也许比下面平面的要高许多倍。

这一点对我们选购排插避免电火花就有指导意义。

如果电源线的插线头是那种镀镍圆柱型的，表面光滑，那么电火花发生的就不会很剧烈频繁，不过这还要看你的插座插线孔铜片的表面处理精细不精细，所以为了避免电火花你买更好的供电线有时也只是一厢情愿，你也要配一个好的排插才可以。

电火花不光在插座上产生，在我们脱毛衣、梳头、摸门把手时也会出现，那时的电场强度也会很高，但不会致死，致死的原因在于电流通过心脏的时间和强度。但是由于插头电火花在产生时，插座另一端连接着市电，可以源源不断供给电荷用来放电，产生火花，所以插座上产生电火花时被电离的通道上有较大的电流，加热空气的范围如果非常大时你的手也许会被烧到，即便没有烫到手，有时金属插头上都会看到一个烧糊了的坑点，所以最好注意安全。

比较遗憾的是电火花避免不了，如果你非常害怕见到它，那么每次插插销时先把排插断电，然后把插头插好，最后再给排插合上开关。虽然给排插合上开关的过程一样会产生电火花，但是因为这时已经有更好的隔离或防护，你并不一定暴露在电火花范围内，所以心里上更踏实一些，身体也更安全一些。

一些较高级的排插会拥有比较完善的保护功能，比如防浪涌电流，EMI滤波等等，但这些都和预防电火花没有太大关系。以上就是电火花产生的简介，和防护办法，希望对您有所帮助，起码对用电安全多重视一分。

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