現代弧焊設備及工藝

緒論1
0.1焊接技術的發(fā)展歷程1
0.2電弧焊方法的分類與特點2
0.3焊接電弧研究在電弧焊技術發(fā)展中的作用5
0.4課程性質、任務及內容5

第1章焊接電弧7
1.1焊接電弧的物理本質7
1.1.1氣體放電的基本概念7
1.1.2電弧中帶電粒子的產生過程8
1.2焊接電弧各區(qū)域的導電機構13
1.2.1焊接電弧的區(qū)域組成13
1.2.2弧柱區(qū)的導電機構14
1.2.3陰極區(qū)的導電機構14
1.2.4陽極區(qū)的導電機構16
1.2.5陰極斑點17
1.2.6陽極斑點18
1.2.7最小電壓原理19
1.3焊接電弧的電特性19
1.3.1焊接電弧的靜特性19
1.3.2焊接電弧的動特性21
1.4焊接電弧的產熱及溫度分布23
1.4.1焊接電弧的產熱機構23
1.4.2焊接電弧的熱效率及能量密度25
1.4.3焊接電弧的溫度分布26
1.5焊接電弧作用力及影響因素26
1.5.1焊接電弧作用力27
1.5.2焊接電弧作用力的影響因素29
1.6焊接電弧的穩(wěn)定性及其影響因素31
1.6.1焊接電弧的穩(wěn)定性31
1.6.2影響焊接電弧穩(wěn)定性的因素31
1.6.3電弧的剛直性與磁偏吹32

第2章焊絲的加熱、熔化與熔滴過渡35
2.1焊絲的加熱與熔化35
2.1.1焊絲加熱與熔化的熱源35
2.1.2影響焊絲熔化速度的因素36
2.2熔滴上的作用力38
2.2.1表面張力39
2.2.2重力39
2.2.3電磁力39
2.2.4等離子流力40
2.2.5斑點壓力40
2.2.6爆破力40
2.3熔滴過渡主要形式及其特點41
2.3.1熔滴過渡的分類41
2.3.2滴狀過渡41
2.3.3噴射過渡42
2.3.4短路過渡45
2.3.5渣壁過渡48
2.4熔滴過渡飛濺的產生及損失49
2.4.1焊絲熔化的幾個基本概念49
2.4.2熔滴過渡飛濺的特點50
2.4.3飛濺的大小與熔滴過渡形式的關系52
2.5熔滴過渡的控制52
2.5.1脈沖電流控制法53
2.5.2合理的熔滴過渡形式的選擇55
2.5.3脈沖GMA焊弧光傳感熔滴過渡的控制55

第3章母材熔化和焊縫成形58
3.1母材熔化與焊縫形成過程58
3.2焊縫形狀尺寸及其與焊縫質量的關系59
3.3電弧熱與熔池形狀的關系60
3.3.1電弧的熱輸入量60
3.3.2電弧熱作用下的焊接熔池61
3.4熔池受到的力及其對熔池尺寸的影響63
3.4.1力對熱源作用位置及熔池形狀的影響63
3.4.2熔池受力及其對焊縫形狀的影響63
3.5焊接工藝參數和工藝因素對焊縫尺寸的影響64
3.5.1焊接參數對焊縫成形的影響64
3.5.2工藝因素對焊縫成形的影響66
3.6焊縫成形缺陷及缺陷形成的原因68
3.7焊縫成形的控制70
3.7.1平面內直縫的焊接70
3.7.2曲面焊縫的焊接71
3.7.3擺動電弧焊接技術72

第4章電弧焊的自動控制技術75
4.1熔化極電弧焊的自動調節(jié)系統(tǒng)75
4.1.1電弧焊自動調節(jié)的必要性75
4.1.2電弧焊自動調節(jié)的基本原理76
4.1.3自動控制過程中的閉環(huán)和開環(huán)控制系統(tǒng)77
4.1.4等速送絲調節(jié)系統(tǒng)78
4.1.5電弧電壓反饋調節(jié)系統(tǒng)83
4.2電弧焊接過程參數的恒值控制88
4.2.1轉速自動調節(jié)方法88
4.2.2電弧焊機的拖動電路88
4.3電弧焊的程序自動控制91
4.3.1自動電弧焊程序自動控制的對象91
4.3.2自動電弧焊的程序自動控制的要求91

第5章埋弧焊94
5.1埋弧焊的原理和特點94
5.1.1埋弧焊的原理94
5.1.2埋弧焊的特點95
5.1.3埋弧焊的應用96
5.2埋弧焊用焊接材料97
5.2.1埋弧焊焊劑97
5.2.2焊絲98
5.2.3焊劑和焊絲及其選配99
5.3埋弧焊的冶金特點100
5.3.1冶金過程的一般特點100
5.3.2低碳鋼埋弧焊熔池金屬與熔渣之間的主要冶金反應100
5.4埋弧焊的自動焊設備102
5.4.1埋弧焊機分類102
5.4.2埋弧焊機械系統(tǒng)結構104
5.4.3埋弧焊焊接電源及控制系統(tǒng)106
5.4.4MZ-1-1000型自動埋弧焊機106
5.5埋弧焊工藝110
5.5.1埋弧焊工藝的內容和編制110
5.5.2焊接工藝參數的選擇及影響111
5.6埋弧焊焊接技術112
5.6.1埋弧焊的焊前準備112
5.6.2對接接頭的埋弧焊技術114
5.6.3埋弧焊的常見缺陷及防止方法119
5.7高效埋弧焊120
5.7.1附加填充金屬的埋弧焊120
5.7.2多絲埋弧焊121
5.7.3帶極埋弧焊121
5.7.4窄間隙埋弧焊122
5.7.5切換導電增加焊絲通電長度的熱絲埋弧焊123

第6章鎢極氬弧焊125
6.1鎢極氬弧焊原理、特點與應用125
6.1.1鎢極氬弧焊的原理125
6.1.2鎢極氬弧焊的特點126
6.1.3鎢極氬弧焊的應用126
6.2鎢極氬弧焊電極材料與保護氣體127
6.2.1電極材料127
6.2.2電極直徑和端部形狀128
6.2.3鎢極氬弧焊保護氣體129
6.2.4TIG焊焊接保護效果130
6.2.5填充金屬材料131
6.3鎢極氬弧焊設備組成131
6.3.1鎢極氬弧焊焊接電源132
6.3.2鎢極氬弧焊焊槍132
6.3.3氣路、水路系統(tǒng)134
6.3.4鎢極氬弧焊的引弧與穩(wěn)弧方式134
6.4TIG焊電流種類和極性137
6.4.1直流鎢極氬弧焊137
6.4.2交流鎢極氬弧焊138
6.4.3鎢極氬弧焊焊機140
6.5TIG焊工藝142
6.5.1焊件和焊絲的焊前清理142
6.5.2焊接工藝參數的影響及選擇143
6.5.3TIG焊操作技術145
6.5.4TIG焊接工藝實例146
6.6鎢極脈沖氬弧焊147
6.6.1低頻脈沖鎢極氬弧焊148
6.6.2高頻脈沖鎢極氬弧焊的特點148
6.7高效TIG焊技術149
6.7.1熱絲TIG焊接技術149
6.7.2A-TIG焊接技術150
6.7.3單電源型雙面雙弧焊153
6.7.4多陰極焊槍的TIG焊153
6.7.5窄間隙TIG焊接154
6.7.6超聲波復合TIG焊155
6.7.7尾孔TIG焊技術157

第7章熔化極氬弧焊160
7.1熔化極氬弧焊原理與特點160
7.1.1熔化極氬弧焊原理160
7.1.2熔化極氬弧焊特點161
7.1.3熔化極氬弧焊應用161
7.2熔化極氬弧焊熔滴過渡161
7.2.1短路過渡162
7.2.2噴射過渡162
7.2.3亞射流過渡162
7.3熔化極氬弧焊的自動調節(jié)系統(tǒng)162
7.3.1電弧自身調節(jié)系統(tǒng)163
7.3.2電弧固有的自身調節(jié)系統(tǒng)163
7.4熔化極氬弧焊設備166
7.4.1焊接電源166
7.4.2送絲系統(tǒng)166
7.4.3送絲系統(tǒng)焊絲送絲的驅動方式167
7.5熔化極脈沖氬弧焊169
7.5.1熔化極脈沖氬弧焊工藝特點169
7.5.2脈沖MIG焊參數選擇170
7.5.3脈沖MIG/MAG焊的弧長調節(jié)作用171
7.6混合氣體的選擇和使用172
7.7MIG焊工藝175
7.7.1熔滴過渡形式的選擇175
7.7.2焊接參數的選擇176
7.7.3熔化極氬弧焊焊接工藝實例179
7.8高效熔化極氣體保護焊180
7.8.1窄間隙MIG焊180
7.8.2雙絲MIG/MAG焊182
7.8.3T.I.M.E.焊接工藝184
7.8.4數字化焊接185
7.8.5冷金屬過渡焊(簡稱CMT)186
7.8.6激光電弧復合焊188
7.8.7帶極GMA焊189

第8章CO2氣體保護電弧焊192
8.1CO2電弧焊的原理、特點與應用192
8.1.1CO2電弧焊的原理192
8.1.2CO2電弧焊的特點192
8.1.3CO2電弧焊的應用193
8.2CO2電弧焊的冶金特性193
8.2.1合金元素的氧化193
8.2.2脫氧及焊縫金屬的合金化195
8.2.3氣孔問題196
8.3CO2氣體保護電弧焊焊接材料197
8.3.1CO2氣體197
8.3.2焊絲198
8.4CO2電弧焊工藝198
8.4.1短路過渡焊接199
8.4.2細顆粒過渡CO2焊接工藝201
8.5減少飛濺的方法及措施202
8.5.1由冶金因素引起的飛濺控制措施202
8.5.2由力學因素引起的飛濺控制措施203
8.5.3電源外特性控制203
8.6CO2電弧焊設備205
8.6.1焊接電源206
8.6.2送絲系統(tǒng)207
8.6.3供氣系統(tǒng)209
8.6.4控制系統(tǒng)209
8.6.5NBC-250型CO2電弧焊設備210
8.7CO2電弧焊的焊接技術212
8.7.1焊前準備212
8.7.2CO2電弧焊的引弧與收弧213
8.7.3CO2電弧的平焊焊接技術214
8.7.4自動CO2氣體保護焊焊接工藝實例215
8.8CO2氣體保護電弧焊的其他方法217
8.8.1藥芯焊絲CO2電弧焊217
8.8.2CO2電弧點焊218
8.8.3CO2氣電立焊220
8.8.4表面張力過渡焊接法(STT法)220

第9章等離子弧焊接與切割223
9.1等離子弧的產生及其特性223
9.1.1等離子弧的產生223
9.1.2等離子弧的特性及用途224
9.2等離子弧焊接設備226
9.2.1焊接電源226
9.2.2等離子弧焊槍228
9.3等離子弧焊接231
9.3.1等離子弧焊接的基本原理及特點231
9.3.2穿孔型等離子弧焊接232
9.3.3等離子弧焊接工藝實例233
9.3.4其他形式等離子弧焊接235
9.3.5等離子弧的穩(wěn)定性236
9.4等離于弧切割原理及特點237
9.4.1等離子弧切割原理237
9.4.2等離子弧切割特點237
9.4.3等離子弧切割工藝237
9.4.4其他等離子弧切割方法238

第10章螺柱焊及鋼筋埋弧壓力焊243
10.1螺柱焊的特點、應用和分類243
10.2電容儲能螺柱焊245
10.2.1電容儲能螺柱焊基本原理245
10.2.2電容儲能螺柱焊焊接工藝246
10.2.3焊接工藝參數247
10.2.4電容儲能螺柱焊設備247
10.3短周期螺柱焊248
10.4電弧螺柱焊249
10.4.1電弧螺柱焊原理249
10.4.2電弧螺柱焊焊接工藝249
10.4.3電弧螺柱焊設備251
10.5螺柱焊方法的選擇252
10.6螺柱焊焊接材料252
10.7拉弧式螺柱焊工藝的磁偏吹現象254
10.8鋼筋埋弧壓力焊254
10.8.1鋼筋埋弧壓力焊的特點254
10.8.2鋼筋埋弧壓力焊基本原理255
10.8.3鋼筋埋弧壓力焊焊接工藝過程255
10.8.4鋼筋埋弧壓力焊工藝參數及其選擇256
10.8.5電渣壓力焊焊接缺陷及消除措施257
10.8.6電渣壓力焊、接頭質量檢驗257
10.8.7鋼筋埋弧電渣壓力焊設備和焊劑258

參考文獻260