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一、绪论
钨极保护焊（GTAW）
英文：gas tungsten arc welding 钨极惰性气体保护焊（TIG）
英文：tungsten inert gas 离子焊
英文：Ionic welding 手工电弧焊（SMAW）
英文：manual arc welding 螺柱焊
英文：stud welding 埋弧自动焊（SAW）
英文：shielded arc welding 钨极氩弧焊（TIG）
英文：argon tungsten-arc welding 溶化极氩弧焊（MAG(含CO2）英文：melting pole argon arc welding 熔化极惰性气体保护焊（MIG Ar保护）英文：metal inert-gas welding（特例：脉冲mig）
熔化极气体保护焊（GMAW）
英文：gas metal arc welding 备注：钨极氩弧焊（TIG）钨极接负
熔化极惰性气体保护焊（MIG）焊丝接正
第一讲（6月20日）
1.焊接的定义
①.通过某种物理化学过程使分离的材料产生原子或分子间的结合力而连接在一起。
②.被连接的两个物体(构件、零件)可以各种同类或不同类的金属、非金属可以各种同类或不同类的金属、非金属(石墨、陶瓷、玻璃、塑料等)，也可以是一种金属和非金属。③.手段：加压或者加热熔化
2.非溶化极：钨极保护焊（GTAW）（钨极惰性气体保护焊（TIG））和等离子焊
溶化极：手工电弧焊（SMAW）、溶化极气体保护焊（GMAW）、螺柱焊和埋弧焊（SAW）3.证书： 焊工证，国际焊接工程师证，API（美国石油管道）4.铝合金烟尘有毒。
二、焊接电弧物理基础 第二讲（6月20日）
5.放电过程：暗放电、辉光发电、弧光放电 6.气体电离、等离子体.7.原子的电离电压，惰性气体的U i 高，碱性金属的U i 低。8.电离种类：碰撞电离、光电离 9.粒子的扩散和复合，电子的发射 10.涂层电子发射相对容易。
第三讲（6月21日）
11.最小电压原理：当散热增加，产热需要增加，而弧柱本身又要维持其电压最小的特性，因此要收缩其截面，增加产热，维持热平衡 12.冷阴极：Fe, Cu,产生阴极斑点
13.电弧导电通道将主要集中在一个较小的区域，该区域电流密度、温度、发光强度远高于其它区域，称作阴极斑点区。
14.低熔点材料作为阴极（焊丝）时，也就是冷阴极情况下，如果使用氧化性气氛作为保护气，保护气对电弧（包括阴极和阴极区）有较强烈的冷却作用，电弧电场强度较高，从自身减小能量消耗的角度，电弧更趋于集中，难以全面积包围焊丝熔化金属（熔滴），电弧导电通道集中在熔滴下方较小的区域。电弧阴极斑点的形成对焊接是不利的。
15.铝合金：本身导热性能好，对电弧能量的消耗大，不利于熔池的形成。
第四讲（6月26日）
16.埋弧焊散热小 17.电弧的挺直性:电弧作为柔性导体具有抵抗外界干扰、力求保持焊接电流沿电极轴线方向流动的性能。18.磁偏吹：直流电弧焊时，因受到焊接回路中电磁力的作用而产生的电弧偏吹。通过改变接地线位置或减小焊接电流及改变焊条角度，能够减弱磁偏吹的影响。
第五讲（6月26日）
19.保护气体及混合气体的选择主要根据焊接金属的材质和焊接厚度确定。
20.Ar+CO
2Ar：(70~80)%CO 2 ：(30~20)%氧化性
MAG 有良好的熔深，用于脉冲弧、短路电弧或细颗粒过渡。
21.Ar+CO 2随着CO2的提高，抗冲击性能下降，纯CO2时，抗冲击性能最低。
三、焊丝的熔化和熔滴过渡
第六讲（6月27日）
22.TIG 焊（钨极氩弧焊）
23.中心熔化型与周围区域相比，电弧正下方产生了很深的熔化，产生在细丝大电流焊接中，源于电弧力或等离子气流对熔池的挖掘作用。
24.余高：可避免熔池金属凝固收缩时形成缺陷，也可增加焊缝承载能力，余高过大将引起应力集中或降低抗疲劳强度。
25.成形系数φ：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值（φ=B/H）26.深宽比(Depth to width ratio)：焊缝熔深与焊缝宽度的比值。（是成形系数的倒数）27.焊接电流增大时，焊缝的熔深和余高增加，而熔宽略有增加。
28.由于电弧电压的增加是以增加电弧长度实现的，使得电弧热源半径增大，工件热输入能量密度减小，因此熔深略有减小而熔宽增大。由于焊接电流不变，焊丝送进速度和焊丝熔化量没有改变，使得焊缝余高减小。
29.焊速提高时焊接线能量(q/v)减少，熔宽和熔深都减小，余高也减小。因为单位焊缝长度上的焊丝金属熔敷量与焊速v成反比，而熔宽则近似于与成反比，而熔宽则近似于与v1/2 成反比。从提高焊接生产率考虑，在提高焊接速度时要相应提高焊接电流和电弧电压，这三个量是相互联系的。从提高焊接生产率考虑，在提高焊接速度时要相应提高焊接电流和电弧电压，这三个量是相互联系的。但在大功率下高速焊接，有可能在工件熔化及凝固中形成焊接缺陷，比如裂纹、咬边等，所以对焊速的提高一般需要加以限制。30.焊穿：焊接时熔化金属自焊缝背面流出并脱离焊道形成穿孔的现象。原因：焊接电流过大、焊速过小都可能出现这种缺陷。厚板焊接时，熔池过大，固态金属对熔化金属的表面张力不足以承受熔池重力和电弧力的作用，从而形成熔池脱落。厚板焊接时，熔池过大，固态金属对熔化金属的表面张力不足以承受熔池重力和电弧力的作用，从而形成熔池脱落。在薄板焊接时，如果电弧力过于集中，或者对缝间隙过大也会出现焊穿。
31.咬边：对应于高速焊接的电弧和熔池，由于焊速很快，焊缝两侧的金属没有被很好熔化，同时熔化金属受表面张力的作用容易聚集在一起而对焊趾部位的润湿性不好，容易形成固液态剥离，凝固后出现咬边。32.焊瘤：熔化金属流淌到焊缝区以外未熔化母材上聚集成金属瘤，这是由于填充金属过多引起的，或熔池重力作用的结果；熔化金属流淌到焊缝区以外未熔化母材上聚集成金属瘤，这是由于填充金属过多引起的，或熔池重力作用的结果；直接在焊缝上聚集成大的金属瘤，多数情况是由于不稳定的熔滴过渡造成。
四、钨极氩弧焊(TIG)第七讲（6月27日）
33.钨极氩弧焊：以钨材料或钨的合金材料做电极，在惰性气体保护下进行的焊接。小电流焊接，空冷焊枪；大电流焊接，需要对焊枪进行水冷。34.喷嘴：出口边缘成直角，内壁光滑
35.直流正接(DCRP/DCEP)（工件阳极，钨极阴极）
直流反接(DCSP/DCEN)：最常用，焊接碳钢、不锈钢、钛合金、高温合金、稀有金属。
36.极性的选用：1, 在使用碱性焊条时，应采用直流反接;2,在使用酸性焊条时一般采用交流焊机。当采用直流焊机时，直流正接适应于焊接较厚的板材，阴阳极区温度大于阴极区的温度，焊件获得较大的熔深；而焊接薄板应采用直流反接，因熔深浅，可防止烧穿。37.脉冲电流Ip，基值电流Ib 38.对于厚板，峰值电流过小，则失去了脉冲焊的优势低频脉冲TIG。
对于薄板，峰值电流过大，则电弧力大.第八讲（6月29日）
39.福尼斯的起伏电流3A。
40.焊缝表面起皱(a)弧长太短.(b)送丝不稳定.(c)焊枪角度不对.五、等离子弧焊
第九讲（6月29日）
41.等离子弧焊是通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧。42.对工件的加热主要来自弧柱的传导与辐射，而非斑点或者极区产热 43.喷嘴与钨极之间要绝缘，以便在钨极和喷嘴内壁间引燃小弧；
44.喷嘴高度过高会使电弧穿透能力降低，过低会使喷嘴更多受到金属蒸气的污染
45.保护气流量应与离子气有一个恰当的比例，保护气流太大会造成气流的紊乱，影响等离子弧的稳定性和保护效果。
46.适用于2~6mm厚度的低碳钢或低合金结构钢 47.等离子还可以用来切割。
六、CO 2 气体保护焊
第十讲（6月30日）
48.利用CO 2 气体在熔化极电弧焊中对电弧及熔池进行保护的焊接方法称作“CO 2 气体保护电弧焊”，简称“CO 2焊”
49.原理：采用与母材相近材质的焊丝作为电极。焊丝为电弧的一极，焊丝熔化后形成熔滴过渡到熔池中，与母材熔化金属共同形成焊缝。50.1996年开始有双丝焊。
51.在焊接薄板时，可选用细焊丝
52.焊接中厚板时，选择较粗焊丝>=1.6mm，使用较大电流实现使用较大电流实现 细颗粒过渡，这时焊丝中的电流密度高达100~300A/mm 2，焊丝熔化速度快，熔敷率高，电弧挺度大，穿透力强，焊接熔深大，可以不开坡口或开小坡口，生产率比焊条电弧焊提高焊丝熔化速度快，熔敷率高，电弧挺度大，穿透力强，焊接熔深大，可以不开坡口或开小坡口，生产率比焊条电弧焊提高1~3 倍。
53.不能用于非铁金属的焊接，过渡不如MIG 焊稳定，飞溅量较大，产生很大的烟尘。
54.CO2氧化产生的问题：合金元素烧损
CO 气孔
焊接飞溅
过渡系数越低氧化性越高。烧损就更严重。55.焊丝含有足够量的硅和锰可以防止产生CO气泡。（建筑、铁路和造船行业）
七、熔化极氩弧焊
第十一讲（6月30日）焊丝的加热和溶化、熔滴过渡
55.自由过渡
–
熔滴通过电弧空间的过渡
– 滴状过渡，根据熔滴尺寸和熔滴形态，区分为大滴 过渡、排斥过渡和细颗粒过渡；
滴状过渡，根据熔滴尺寸和熔滴形态，区分为大滴 过渡、排斥过渡和细颗粒过渡；
– 喷射过渡，因熔滴尺寸和过渡形态又区分为射滴过 渡、射流过渡和旋转射流过渡；
喷射过渡，因熔滴尺寸和过渡形态又区分为射滴过 渡、射流过渡和旋转射流过渡；
– CO2电弧焊和焊条电弧焊中经常看到的爆破过渡。56.接触过渡：熔滴通过与熔池表面接触后出现的过渡 57.渣壁过渡–
埋弧焊情况是部分熔滴沿着熔渣壳过渡，–
焊条电弧焊是部分熔滴沿药皮套筒壁过渡。
58.短路过渡过程稳定性的标志。短路频率，短路频率越高，焊缝波纹越细密，焊接过程越稳定。59.电弧电压：影响20V 左右
–过大：自由过渡
–过小：固体短路
60.如果回路电感过小，由于短路电流上升速率过大和短路峰值电流过大，可能会使
如果回路电感过小，由于短路电流上升速率过大和短路峰值电流过大，可能会使液柱在未形成颈缩就从内部爆断，引起大量飞溅液柱在未形成颈缩就从内部爆断，引起大量飞溅。61.一般短路过渡焊接的回路电感在50~200mH之间选取。
62.焊丝干伸长–短路过渡焊接一般为8~15mm，颗粒过渡焊接为15~25mm。
63.电源极性– DCEP: 常用飞溅小、电弧稳定，溶深大，成型良好
– DCEN: 堆焊和补焊
焊丝溶化系数大，金属熔敷率高。产热量小，溶深深。
第十二讲（7月1日）熔滴过渡
64.颗粒过渡 定义：在合适的电弧电压和电流下，熔滴以较小的尺寸自由过渡到熔池中。
65.电弧电压低时，电弧长度变短，溶深增加，焊缝宽度变窄。随着焊接电流的增大，焊接溶深，焊缝宽度及焊缝余高也随之增大。焊接速度的增加，焊接溶深、余高、焊缝宽度减小。当速度进一步提高时，容易产生咬边。为防止咬边的发生，可以增加焊接电流，缩短弧长。
66.焊接过程中，大部分焊丝熔化金属可过渡到熔池，有一部分焊丝熔化金属（也包括少量的熔池金属）飞到熔池以外的地方，这种现象称作焊接过程中，大部分焊丝熔化金属可过渡到熔池，有一部分焊丝熔化金属（也包括少量的熔池金属）飞到熔池以外的地方，这种现象称作“ 焊接飞溅” 67.正确选择焊丝，限制焊丝含C量，选择有较多脱氧元素成分的焊丝进行焊接.68.溶化极氩弧焊（MIG/MAG(含有CO2)）： 69.直流正接（DCEP）：焊丝接负
70.喷射过渡，有一定的临界电流值，增大电流后，熔滴以小于焊丝直径的尺寸进行过渡。包括射滴过渡和射流过渡。
71.旋转射流过渡：焊缝不均、电弧不稳定、飞溅量大, 基本上不用。基本上不用。72.亚射流过渡：短路电流小，短路时间短，之前有缩颈。
第十三讲（7月2日）MIG焊
73.溶化极保护焊稳定的标志：送丝速度Vf，溶化速度Vm.Vf =Vm
74.普通MIG焊：大于临界电流值，否则大滴过渡或短路过渡。脉冲MIG，扩大电流应用范围，可控热输入，焊接薄板、热敏感材料、改善焊缝性能。
75.焊接平均电流低于喷射过渡临界电流，在较小的焊接电流（平均电流）下即可实现熔滴喷射过渡。76.多脉一滴在第一个脉冲作用期间，焊丝熔化量很小，需要经过第二个脉冲或更多的脉冲，焊丝端头才能熔化积累到能够脱落的熔滴尺寸。
77.一脉一滴在脉冲电流期间产生第一个熔滴过渡以后，脉冲电流马上结束，随后等待下一个脉冲的到来。78.一脉多滴在基值电流期间，焊丝端头只有少量的熔化。进入脉冲电流后，焊丝熔化速度提高，焊丝端头熔化金属量增加，当熔滴尺寸接近于焊丝直径时，开始在焊丝与熔滴之间形成缩颈，缩颈下部的熔滴在等离子流力和电磁收缩力作用下脱离焊丝端头，向熔池过渡一滴。随后，由于脉冲电流尚未结束，焊丝端头产生持续的熔化和熔滴过渡。对于钢质焊丝，表现为射流过渡；对于铝焊丝，表现为射滴过渡。
第十四讲（7月2日）GMAW焊设备
79.GMAW焊全拼是gas metal arc welding(熔化极气体保护焊)，是一种在气体保护下，利用焊丝和焊件之间的电弧熔化连续给送的焊丝和母材，形成熔池和焊缝的焊接方法。这种方法具有高效、优质、低耗等优点。80.焊丝直径
81.半自动焊为了减轻焊枪重量，有利于操作，常常采用在送进机和焊枪间通过可弯曲导管送进焊丝的方法，称作推丝式送丝。
82.水冷焊枪通常用于焊接电流>250A.具有较低的工作温度，导电嘴磨损小，飞溅堵塞的倾向小，电缆的截面积为空冷的1/3。
83.导电嘴经常检查并更换(焊接4盘焊丝,50-60Kg，工件焊接完毕等)合金的成本比纯铜贵约50%，但耐磨性好，Cu-Cr-Zr合金具有最好的耐磨性，是纯铜的4-5倍。同时其软化温度高，寿命长。84.喷嘴直径在13mm-22mm之间，取决于熔池大小。
八、埋弧自动焊（厚板、管道）
85.埋弧自动焊（SAW）: 焊丝与母材之间引燃电弧，电弧热使母材、焊丝和焊剂熔化，以致部分蒸发，熔化的金属和焊剂蒸发的气体形成了气泡，电弧在气泡中燃烧。气泡上部被一层熔化的焊剂-熔渣所覆盖，不仅隔绝了空气与电弧和熔池的接触，而且隔绝了电弧弧光辐射出来。
86.优缺点 电流大，可以达到2000A，熔深大，一次不开坡口可焊20mm；– 熔渣去处容易– 速度快，6-8mm钢板，30-50m/h 质量高– 保护好，电弧区主要成分CO，焊缝金属O, N低，规范稳定– 机械性能好• 环保– 几乎没有烟尘– 容易操作• 只能平焊和横焊• 不能焊接Al、Ti等活性金属• 机动性差，设备成本高、复杂• 适合于长直焊缝，短焊缝效率不明显• 小电流稳定性差，电场强度大，不适合焊接薄板.87.I 型接头：-适合于板厚在 2-12 mm之间的板材。
88.由于焊接过程中总是会出现一些干扰和变化，使焊接参数偏离所设定的数值，这将影响焊接质量的稳定。比如对电弧的稳定燃烧、母材和焊丝的熔化、熔滴过渡状态构成影响等，最终将在焊缝成形尺寸上反映出来，如造成焊接熔深的波动、熔宽的变化、余高的不均匀等。89.中等直径和细直径焊丝的气体保护熔化极电弧焊 – 等速送丝、电弧自身调节作用； – 等速送丝、电弧的固有调节作用
SAW焊
– 粗丝，>=4mm，对电流变化不敏感； – 电流变化导致熔深的变化。
90.熔滴过渡现象：电流密度高，由于电磁拘束效果的作用，焊丝前端的熔化金 属呈细小颗粒过渡。91.焊剂作用 – 隔离作用
焊剂蒸发气及熔渣，保护了电弧和熔池，免受焊缝金属的氧 化、氮化以及合金元素的蒸发； – 化学冶金作用
去除有害杂质(脱氧)和渗合金，满足化学成分和性能的要求； 92.焊剂的分类制造方法 – 熔炼焊剂 – 烧结焊剂 – 粘结焊剂 – 机械混合93.随焊接电流的增大，熔深及余高随之增加。平板焊接中即使在同一焊接条件下，如果余高过大，将会产生焊瘤。电流再增大，将形成梨形焊缝，焊缝内部将产生高温裂纹。
94.电弧电压低，电弧潜入母材表面下方，热源处于母材中，形成深而窄的焊缝。如果电弧电压再降低，将形成梨形焊缝，并会产生裂纹。电弧电压提高，焊缝变平，同时焊剂的熔化量增加。
95.增大焊接速度，焊缝宽度、熔深同时减小。与宽度相比，余高增加。继续增加焊速，将会形成咬边等缺陷。
96.在相同的电流、电压条件下，改变焊丝直径也会使熔深、焊缝宽度产生变化。焊丝越细，熔深越大、焊缝宽度越窄。
97.使用粗粒度焊剂可以得到熔深大、熔宽窄的焊缝；使用细粒度焊剂，可以得到熔深浅、熔宽大的焊缝。
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