《焊工工艺基础》焊接基础知识（1）（举一反三考点练）讲义

举一反三考点练 《焊工工艺基础》焊接基础知识（1）-讲义 1.了解焊接的定义、分类、特点及发展。 2.理解焊接电弧的本质。 3.掌握焊接接头、坡口、焊缝和焊接位置。 知识点一 焊接概述 1.焊接的定义：焊接就是通过加热或加压，或两者并用，使用（或不使用)填充材料，使焊件达到结合的一种加工工艺方法。 2.焊接的分类：焊接的分类方法很多，按其过程特点不同可分为熔焊、压焊和钎焊三大类，如图1所示。 （1）熔焊：熔焊是熔化焊的简称，它是将两个焊件的连接部位加热至熔化状态，加入（或不加入）填充金属，在不加压力的情况下使其冷却凝固成一体，从而完成焊接的方法。 （2）压焊：压焊是通过对焊件施加压力，使两个焊件结合的焊接方法。 （3）钎焊：钎焊是在焊件不熔化的状态下，将熔点较低的钎料金属加热至熔化状态，并将其填充到焊件的间隙中，与被焊金属相互扩散，达到金属间结合的焊接方法。 图1 主要焊接方法分类 3.焊接的特点 （1）连接性能好。 （2）焊缝质量好。 （3）焊接方法多样 （4）容易实现自动化。 1.关于焊接，以下说法正确的是（ ） A.焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。 B.焊接按照焊接过程的特点可分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。 C.熔化焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。 D.焊接具有节省金属材料、密封性好、能化大为小等特点，但不可实现异种金属连接。 E.压力焊是在焊接时对焊件施加压力，加热或不加热均可完成焊接的方法。 【答案】ABCE 【解析】A 选项：这是焊接的标准定义，准确阐述了焊接实现原子结合的条件，包括加热、加压以及填充材料的使用情况，所以该选项正确。B 选项：焊接按焊接过程特点进行分类，主要分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类，这是常见且正确的分类方式，所以该选项正确。C 选项：熔化焊的关键特征就是将焊件接头加热到熔化状态，且不施加压力来完成焊接，该选项符合熔化焊的定义，所以正确。D 选项：焊接不仅具有节省金属材料、密封性好、能化大为小等优点，还能够实现异种金属的连接，通过合适的焊接工艺和材料可以将不同种类的金属焊接在一起，所以该选项错误。E 选项：压力焊的核心是在焊接时对焊件施加压力，根据具体情况可以选择加热或者不加热，该选项准确描述了压力焊的特点，所以正确。 1.（判断题）焊接就是通过加热使两个金属部件连接在一起的工艺。( ) 【答案】× 【解析】焊接不仅可通过加热，还能通过加压，或两者并用，并且使用或不使用填充材料，来使焊件达到原子结合。单纯说通过加热不准确。 2.（判断题）所有的焊接方法都需要使用焊接材料。( ) 【答案】× 【解析】例如电阻焊，是利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热作为热源，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力作用下形成焊接接头，一般不需要额外的焊接材料。 3.（判断题）钎焊属于熔化焊的一种。( ) 【答案】× 【解析】钎焊与熔化焊是不同的焊接分类。钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，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，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件；而熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。 1.（单项选择题）焊接是通过（ ）或加压，或两者并用，使用或不使用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工工艺方法。 A.加热 B.冷却 C.保温 D.通电 【答案】A 【解析】焊接的定义明确指出是通过加热或加压，或两者并用，使用或不使用填充材料，使焊件达到原子结合，所以这里应选加热。 2.（单项选择题）以下属于熔化焊的焊接方法是（ ）。 A.电阻焊 B.摩擦焊 C.埋弧焊 D.钎焊 【答案】C 【解析】埋弧焊是利用电弧作为热源，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接，属于熔化焊。电阻焊是利用电流通过焊件产生电阻热进行焊接；摩擦焊是通过摩擦生热并加压焊接；钎焊是利用低熔点钎料连接焊件，它们都不属于熔化焊。 3.（单项选择题）焊接结构的缺点是（ ）。 A.整体性差 B.密封性不好 C.易产生应力集中 D.强度低 【答案】C 【解析】焊接过程中由于局部加热和冷却，会在焊件内产生残余应力，容易导致应力集中。而焊接结构整体性好，密封性通常也较好，强度并不一定低，合理的焊接结构能满足较高强度要求。 · 焊接是通过加热、加压或两者并用，使焊件结合的加工工艺，分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 · 熔焊加热焊件至熔化后冷却凝固；压焊通过压力结合焊件；钎焊用熔点较低的钎料连接不熔化的焊件。 · 焊接具有连接性能好、焊缝质量高、方法多样且易实现自动化等特点。 知识点二 焊接电弧 1.焊接电弧的本质 （1）电弧本质与能量转化：焊接电弧是强烈持久的气体放电现象，通过气体电离实现导电，将电能转化为热能，用于熔化金属形成焊接接头。 （2）电极作用与气体电离：焊条（阴极）与焊件（阳极）在电弧电压下形成电场，气体分子被电离为带电粒子（电子、正离子），使气体导电并维持电弧燃烧。 （3）电弧产生条件：电弧的产生依赖两个必要条件：一是气体电离形成导电通道，二是阴极持续发射电子、阳极接收电子，共同构成焊接回路。 2.焊接电弧的结构 焊接电弧不是一个均匀的导体，它分为阴极区、弧柱区和阳极区，如图2所示。 图2 焊接电弧的结构（直流正接） 3.引弧 一般情况下，焊接电弧的引燃采用两种方式：接触引弧和非接触引弧。 （1）接触引弧：弧焊电源接通后，将电极（焊条或焊丝）和焊件直接短路接触引燃电弧的方式称为接触引弧，如图3所示。 图3 接触引弧 （2）非接触引弧：引弧时，电极与焊件之间保持一定的间隙，通过引弧器在两者之间施加脉冲高压或高频高压，击穿间隙使电弧引燃，这种引弧方式称为非接触引弧。3 4.焊接电弧的性质 （1）焊接电弧的基本特点 ①焊接电弧的引弧电压（即空载电压）较高。 ②流过焊接电弧的电流变化范围很大。 ③焊接电弧具有很高的温度。 ④焊接电弧能发出很强的光。 （2）焊接电弧的静特性：焊接电弧的静特性也称伏安特性，是指在电极材料、气体介质、弧长不变及电弧稳定燃烧的情况下，焊接电流与电弧电压之间的关系，如图4所示。 图4 焊接电弧的静特性曲线 1.关于焊接电弧，以下说法正确的是（ ） A.焊接电弧的本质是气体放电现象，通过电极与焊件间气体介质的电离和电子发射形成导电通道。 B.焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区构成，阴极区放出热量最多，温度最高。 C.引弧方法有接触引弧和非接触引弧，手工电弧焊常用接触引弧，即焊条与焊件瞬间接触后迅速拉开。 D.焊接电弧具有电压低、电流大、温度高、能量集中的性质，其静特性曲线呈 U 形。 E.焊接电弧的弧柱区呈电中性，主要作用是传递电流，弧柱电压降与弧长无关。 【答案】ACD 【解析】A 选项：焊接电弧的本质的确是气体放电现象。在电极与焊件之间的气体介质中，通过电离和电子发射等过程，形成了能够导电的通道，使得电流能够在其间流动，该选项正确。B 选项：焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区组成。其中阳极区放出的热量较多，温度较高，而不是阴极区，所以该选项错误。C 选项：引弧方法分为接触引弧和非接触引弧。手工电弧焊中，常用的是接触引弧，也就是将焊条与焊件瞬间接触后迅速拉开，从而引燃电弧，该选项正确。D 选项：焊接电弧具有电压低、电流大、温度高、能量集中的特点，其静特性曲线呈 U 形。这是焊接电弧的重要性质，在实际焊接过程中，这些特性对焊接质量和工艺有着重要影响，该选项正确。E 选项：焊接电弧的弧柱区呈电中性，主要功能是传递电流。弧柱电压降与弧长是有关的，一般来说，弧长越长，弧柱电压降越大，所以该选项错误。 1.（判断题）焊接电弧的本质是一种机械现象。( ) 【答案】× 【解析】焊接电弧本质是气体放电现象，是电能在气体介质中转化为热能与光能的过程，并非机械现象，所以该说法错误。 2.（判断题）焊接电弧中，阳极区主要是发射电子。( ) 【答案】× 【解析】在焊接电弧里，阴极区主要发射电子，阳极区主要是接收电子，故本题说法错误。 3.（判断题）引弧时，只要电流足够大就一定能成功引弧。( ) 【答案】× 【解析】引弧成功与否受多种因素影响，除电流大小外，还有电极与焊件表面状况、气体介质等，仅电流足够大不能保证一定引弧成功，该说法错误。 1.（单项选择题）焊接电弧的本质是（ ）。 A.化学能转化 B.电能转化 C.机械能转化 D.热能转化 【答案】B 【解析】焊接电弧是通过气体放电将电能转化为热能和光能，为焊接提供能量，所以本质是电能转化，选 B。 2.（单项选择题）焊接电弧中，弧柱区的主要成分是（ ）。 A.分子 B.原子 C.等离子体 D.离子 【答案】C 【解析】弧柱区在高温作用下，气体发生电离，形成由正离子和电子组成的等离子体，所以主要成分是等离子体，选 C。 3.（单项选择题）下列引弧方法中，最容易操作的是（ ）。 A.高频高压引弧 B.划擦引弧 C.直击引弧 D.脉冲引弧 【答案】B 【解析】划擦引弧类似划火柴，操作相对简单、容易掌握；高频高压引弧需要特定设备；直击引弧对操作技巧要求较高；脉冲引弧不常用且操作较复杂，所以选 B。 · 焊接电弧的本质与结构：焊接电弧是气体电离形成的导电通道，将电能转化为热能，其结构分为阴极区、弧柱区和阳极区，需气体电离与电极电子发射共同维持。 · 引弧方式：引弧通过接触引弧（电极与焊件短路接触）或非接触引弧（高压击穿间隙）实现，是焊接电弧启动的关键步骤。 · 焊接电弧的性质：焊接电弧具有高电压、大电流范围、高温及强光特性，其静特性（伏安特性）反映电流与电压的稳定关系。 知识点三 焊接接头、坡口、焊缝和焊接位置 1.焊接接头的类型 用焊接方法连接的接头称为焊接接头，它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。根据国家标准《焊接术语》（GB/T3375一1994）中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图5所示。 图5 焊接接头的类型 2.焊接坡口的类型和尺寸 （1）坡口的基本形式：对接接头常用的坡口形式有I形坡口、Y形坡口、双Y形坡口及U形坡口等，如图6所示。T形接头常用的坡口形式有I形坡口、带钝边单边V形坡口、带钝边双单边V形坡口及带钝边双J形坡口等，如图7所示。 图6 接头常用的坡口形式 图7 T形接头常用的坡口形式 （2）坡口的尺寸及符号：坡口的尺寸一般包括坡口角度α、坡口面角度β、根部间隙b、钝边p。当坡口形式为U形或J形时，坡口尺寸还包括根部半径。 （3）坡口的选用原则 ①保证焊透。 ②便于焊接施工。 ③坡口加工简单。 ④尽可能减少填充金属。 ⑤便于控制焊接变形。 3.焊缝：焊件经焊接后形成的结合部分称为焊缝。按结合方式不同，焊缝可分为对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝和槽焊缝等。 4.焊接位置：熔焊时，焊件接缝所处的空间位置称为焊接位置，主要有平焊、立焊、横焊和仰焊位置等。 1.在焊接相关知识中，关于焊接接头、坡口、焊缝和焊接位置，下列说法正确的是（ ） A.焊接接头形式主要有对接接头、T 形接头、角接接头和搭接接头，对接接头受力状况好，应用广泛。 B.开坡口的目的是保证焊缝根部焊透，增加焊缝金属填充量，提高焊接接头强度。 C.焊缝按空间位置可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝和仰焊缝，平焊缝操作最方便，质量最易保证。 D.对于重要结构的焊接，采用单面焊双面成型工艺时，不需要开坡口也能保证焊接质量。 E.角接接头的焊缝只能是角焊缝，其承载能力一定低于对接接头。 【答案】ABC 【解析】A 选项：焊接接头形式多样，常见的有对接接头、T 形接头、角接接头和搭接接头。对接接头的受力状况相对较好，应力集中较小，在各类焊接结构中应用广泛，该选项正确。B 选项：开坡口的主要目的之一是确保焊缝根部能够焊透，避免出现未焊透等缺陷。同时，开坡口会增加焊缝金属的填充量，使得焊接接头的强度得以提高，该选项正确。C 选项：焊缝根据空间位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝和仰焊缝。平焊缝在焊接时，熔滴受重力作用易过渡到熔池中，操作较为方便，焊接质量也相对容易保证，该选项正确。D 选项：对于重要结构的焊接，采用单面焊双面成型工艺时，为了保证焊缝根部焊透以及焊接质量，通常是需要开坡口的。不开坡口很难保证焊缝根部的焊接质量，易出现缺陷，该选项错误。E 选项：角接接头的焊缝一般是角焊缝，但角接接头在合理设计和焊接工艺保证下，其承载能力不一定低于对接接头，比如一些经过特殊加强设计的角接接头，该选项错误。 1.（判断题）焊接接头是指用焊接方法连接的接头。( ) 【答案】√ 【解析】焊接接头的定义就是通过焊接方法将两个或多个焊件连接在一起形成的接头，所以该说法正确。 2.（判断题）坡口的主要作用是保证焊件焊透。( ) 【答案】√ 【解析】开设坡口可以使焊接时电弧深入到焊件内部，让焊缝根部完全熔合，从而保证焊件焊透，因此该表述正确。 3.（判断题）角焊缝只能用于连接薄板。( ) 【答案】× 【解析】角焊缝可用于不同厚度焊件的连接，并非只能用于薄板，在很多厚板结构的连接中也会使用角焊缝，所以该说法错误。 1.（单项选择题）下列哪种接头形式的应力分布最均匀（ ）。 A.对接接头 B.搭接接头 C.T 形接头 D.角接接头 【答案】A 【解析】对接接头在承受载荷时，应力能够比较均匀地分布在整个截面上，相比其他接头形式，应力集中现象较小，所以选 A。 2.（单项选择题）对于厚度为 3mm 的薄板焊接，一般采用（ ）坡口。 A.I 形 B.V 形 C.U 形 D.X 形 【答案】A 【解析】I 形坡口适用于较薄焊件的焊接，对于 3mm 厚的薄板，采用 I 形坡口即可满足焊接要求，无需开设复杂的坡口，所以选 A。 3.（单项选择题）焊缝按结合形式可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和（ ）。 A.端接焊缝 B.连续焊缝 C.断续焊缝 D.堆焊焊缝 【答案】A 【解析】焊缝按结合形式可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和端接焊缝。连续焊缝和断续焊缝是按焊缝的连续性分类；堆焊焊缝是按焊接的用途分类，所以选 A。 · 焊接接头由焊缝等组成，依国标分十类，如对接、T形接头等。 · 坡口分对接与T形接头常用形式，尺寸含角度、间隙、钝边等，U/J形还有根部半径。 · 焊缝是焊件焊接结合部分，按结合方式有对接、角焊缝等类型。 · 焊接位置指焊件接缝空间位置，主要有平、立、横、仰焊等。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$