1、电焊工高级（常用金属材料的焊接）模拟试卷 2 及答案与解析一、简述题1 焊补灰铸铁时，如何防止产生热应力裂纹?2 举例说明铸铁焊条的种类及其各自特点?3 举例说明如何选择铸铁的焊补方法?4 什么是冷焊法?5 什么是半热焊法?6 什么是不预热焊法?7 什么是热焊法?8 灰铸铁采用电弧冷焊法时，如何选择焊条和坡口形式?9 深坡口铸件在焊接时应注意哪些事项?10 试述灰铸铁电弧冷焊法的工艺要点及操作要领?11 为什么大型铸件的中心部位一般采用焊条电弧热焊法?12 铸铁热焊法的焊接工艺及操作要点是怎样的?13 怎样进行铸钢件裂纹的焊补?14 焊条电弧焊焊接铝及铝合金的焊接工艺及操作要领是怎样的?15
2、铝及铝合金的钨极氩弧焊的特点是什么?如何选择焊接用焊丝?16 铝及铝合金焊接前如何对焊件及焊丝进行清理?17 手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金的操作方法与要领是怎样的?18 钨极自动氩弧焊焊接铝及铝合金的焊接工艺及操作要领是怎样的?19 半自动熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金的焊接工艺及操作要领是怎样的?20 什么是紫铜、黄铜、青铜、白铜?各有何特点?21 如何选择铜及铜合金的焊接材料?22 铜及铜合金的焊前准备工作包括哪些内容?23 紫铜和黄铜焊条电弧焊的焊接工艺及操作要领是怎样的?24 手工钨极氩弧焊焊接紫铜的焊接工艺及操作要领是怎样的?25 熔化极氩弧焊焊接紫铜的焊接工艺及操作要领是怎样的?26
3、手工钨极氩弧焊焊接黄铜的焊接工艺及操作要领是怎样的?27 锡青铜焊条电弧焊和氩弧焊的适用范围及操作要点是怎样的?28 铝青铜焊条电弧焊的操作要点是怎样的?29 手工钨极氩弧焊焊接铝青铜的焊接工艺是怎样的?30 钛及钛合金在氩弧焊焊前的准备工作有哪些?电焊工高级（常用金属材料的焊接）模拟试卷 2 答案与解析一、简述题1 【正确答案】 由于铸铁强度低、塑性差，所以在焊接应力作用下就会产生热应力裂纹。为了防止这种裂纹，主要是减小或消除焊接应力。具体措施是：(1)焊前将铸铁件预热至 600700，焊接中，工作温度不低于 400，这样就可以减小整个工件上温度分布不均匀所引起的焊接应力。焊后再立即加热到
4、700左右，进行消除应力的热处理。这种防止热应力裂纹方法多用于气焊和采用铸铁芯或钢芯石墨化铸铁的焊条电弧焊。(2)加热减应区法。选择铸件上的适当部位，进行低温或高温加热，然后再焊接需要补焊的部位。被加热的部位称为“减应区” 。利用加热减应区法，可使焊补区能够自由地热胀冷缩，以减少焊接应力，防止裂纹。上述两种办法适用于塑性差、不能通过锤击焊缝以松弛焊接应力的铸铁补焊。如果焊缝具有一定的塑性，可采用电弧冷焊工艺防止裂纹：使焊缝成为塑性较好的金属组织，如铜钢、镍铜等；通过锤击焊缝以消除应力，防止裂纹； 采用小电流断续焊、分散焊、在尽量窄的坡口中进行多层焊等办法减少热应力集中；焊底层时，最好采用小直径
5、焊条、小电流焊接。【知识模块】 常用金属材料的焊接2 【正确答案】 在铸铁的焊接中，通常只有灰铸铁和球墨铸铁可以焊接，常用的铸铁焊接材料见表 728。【知识模块】 常用金属材料的焊接3 【正确答案】 铸铁焊补方法的选择，应考虑下列两方面的因素：(1)要考虑焊件的大小、厚薄、复杂程度、缺陷类型、待焊部位的刚度、铸件材质等。(2)要考虑焊补部位的质量要求，如切削性能、硬度、强度、颜色、密封性等。气焊焊缝的材质、性能、颜色和基本金属相近，设备简单、取材容易，适用于焊补中小型薄壁件，如结构较复杂的气缸，小型排灌机械等。对厚大铸铁件多采用电弧焊，如机床的加工部位的焊补常采用铸铁芯焊条的不预热电弧焊(只有
6、在可能产生裂纹的情况下，才适当预热)，以保证焊缝能够进行切削加工并使硬度、颜色与焊件相近。对机床导轨面上的小缺陷及其划痕，采用镍基焊条可以获得较理想的效果。对于焊补后只要求密封性而无其他要求的焊缝一般用铜铁焊条冷焊法进行修复，如柴油机缸体水套壁的焊补。对要求有较高强度的焊缝，可以采用高钒焊条或氧化型低碳钢芯铸铁焊条冷焊，如焊补锻压设备的立柱裂纹。【知识模块】 常用金属材料的焊接4 【正确答案】 电弧冷焊就是采用非铸型组织的焊条，焊前对铸铁被焊部位不预热进行焊接的方法。其基本特点是获得的焊缝都不是铸铁成分，所以产生白口问题不严重，使焊缝成为塑性好的组织。目前异质焊缝铸铁冷焊的焊条种类有高钒铸铁焊
7、条、镍基铸铁焊条、铜铁铸铁焊条等。铸铁冷焊法的电流选择见表 729。其中镍基焊条(Z308)焊后可进行机械加工，其他焊条焊后的加工性较差。电弧冷焊与电弧热焊相比，焊前母材金属不预热，减少了工艺过程，节省焊接时间，具有一定的推广价值，焊接生产中应用较多，焊件形状和大小不受限制，易于大批量生产。【知识模块】 常用金属材料的焊接5 【正确答案】 半热焊法即焊件预热 400左右，一般采用钢芯石墨化型铸铁焊条，如 Z208 等，进行焊接的方法。焊接时用较大的电流和弧长，连续、慢速焊，焊后保温缓冷，不能锤击焊缝。如果焊后要进行加工，可进行 200保温 12h 的退火处理。焊后的焊缝加工性能不稳定，但强度与
8、母材相近。【知识模块】 常用金属材料的焊接6 【正确答案】 不预热焊法是采用大直径铸铁芯焊条(Z248、Z258 等)，配以大电流进行焊接施工，严格执行不预热焊的操作方法，即焊接时采用连续焊，焊后需保温缓冷。在补焊加工面的缺陷时，可在焊缝表面加焊退火焊道并使焊缝缓冷。如果缺陷较浅，只焊一层时，可将先焊的上部铲掉些再焊一层，以改善焊缝的组织和加工性能。焊后可以进行再加工，硬度、强度、颜色与母材金属相近，但焊补的缺陷四周刚度大时的焊缝容易开裂。【知识模块】 常用金属材料的焊接7 【正确答案】 电弧热焊就是焊前将铸铁母材被焊部位预热到 600700(暗红色)，然后进行焊接，焊后再进行缓冷的焊接方法。
9、施焊前去除铸铁和钢表面的氧化皮、油脂、水分。焊条可选用 Z208、Z408 或结构钢焊条 J422、J507。焊接时要始终保持焊件温度在焊接过程中不低于 400，连续焊接，更换焊条时动作要快，焊缝要缓冷。焊后进行 650左右的消除应力退火处理，并在炉中缓慢冷却。【知识模块】 常用金属材料的焊接8 【正确答案】 电弧冷焊一般采用非铸铁组织的焊条，所得到的焊缝组织(不包括熔合区及近缝区)塑性好，硬度不太高，通过锤击焊缝可以降低焊接应力，避免裂纹。按焊后加工性能，可将冷焊用焊接材料分为两类：一类是用于焊后不需机加工的焊件，操作得当能保证焊补区的密封性，如铜铁铸铁焊条Z607、高钒铸铁焊条 z116、
10、zll7，氧化型钢芯铸铁焊条 Z100 等。另一类用于焊后需要对焊缝区机加工的焊件，如纯镍铸铁焊条 Z308、镍铜合金铸铁焊条 Z508、镍铁合金铸铁焊条Z408 等。铸铁冷焊裂透缺陷和未裂透缺陷的坡口形式(见图 72 和图 73)。开坡口前应先在裂纹两端钻孔，以免裂纹扩展，坡口表面在机械加工时，要尽可能平整，以减少基本金属的熔入量。坡口及其附近可用气焊火焰分段加热烧尽油污，以达到除油的目的。火焰加热后铸件受热面的温度不宜超过 400。【知识模块】 常用金属材料的焊接9 【正确答案】 对深坡口铸件的焊接，由于焊缝层数多，体积大，焊接应力也很大，容易引起焊缝与基本金属的削离。在这种情况下，可以采
11、用下述措施：第一，采用多层焊及适当的焊接顺序(从坡口两内壁向中心焊接)。第二，当焊件断口晶粒粗大、材质较差、焊件受力较大及要求焊缝具有较高的强度时，可采用栽丝法。栽丝法如图 74 所示。即先在基本金属上钻孔攻丝，拧人钢质螺钉，先绕螺钉焊接，再焊螺钉之间。由于钢质螺钉承担了部分焊接应力，就可以避免焊缝削离，并提高焊接接头的承载能力。【知识模块】 常用金属材料的焊接10 【正确答案】 电弧冷焊的工艺及操作要领是“短段、间断、分散焊，电流较小、熔深浅，锤击焊缝除应力，退火焊道前道软”。为了减小应力防止裂纹，冷焊时必须防止焊补区局部过热，也就是使焊缝区保持较低温度，减小与整体温度差别，因而采用“短段、
12、间断、分散焊” 。即每一道焊缝要短，每段焊道长度一般不超过50mm。不应连续施焊，而是分散在多处起焊。电弧冷焊操作方法如图 75 所示。每一道焊缝施焊后冷却到可以手摸(约 60)时，再焊下一道焊缝。每道焊缝焊完要立即用带圆头的小锤迅速锤击焊缝金属，直至焊缝上出现密布的麻点并冷到 60左右为止。冷焊时电流必须严格控制，在保证焊缝与基本金属熔合良好的情况下，尽可能采用小电流，以免产生裂纹。特别是多层焊的底层和第二层焊缝更要注意使用小直径焊条，小电流施焊，可以减少基本金属在焊缝中所占的比例。焊接电流按焊条直径的 2834 倍范围内选择。多层多道焊时，要针对实际情况，采取合理的焊接方向和顺序，以减少应
13、力，特别是应先焊靠近坡口两侧的焊道，再焊该层的中间焊道。多层多道电弧冷焊的焊接顺序如图 76 所示。在最后一道焊缝上加焊退火焊道，退火焊道不能与基本金属衔接。退火焊道的作用是使前一道焊缝底部受到回火作用变得软一些，以改善加工性能。【知识模块】 常用金属材料的焊接11 【正确答案】 对于大型铸件中心部位的缺陷，虽然电弧冷焊工艺配合合理的操作及电弧，能减少或避免白口，但由于其刚度大，不能自由伸缩，电弧冷焊往往不可避免地要产生裂纹。因此在铸件的焊补中，热焊法仍然有着广泛的应用。铸铁焊条热焊法的三个关键环节是：选择正确的加热部位，控制加热温度、焊后缓冷是电弧热焊法的三个关键环节。(1)铸件尺寸不大，可
14、以整体预热至 600700。(2)铸件尺寸较大，铸件壁厚不均匀处有缺陷，如果能找出减应区，应将减应区与焊补区一同预热至 600700。如果结构形式比较复杂，减应区不易找到，则可进行局部加热。例如加热缺陷所在的一个角或半个左右的铸件，加热温度同样在 600700之间，这样也可以减少应力，避免热裂纹的产生。预热设备一般用焦碳地炉或火箱式电炉，也可用其他简易木碳、木柴炉。【知识模块】 常用金属材料的焊接12 【正确答案】 当焊芯直径为 610mm，选用焊接电流为每毫米焊芯直径需 50一 60A。弧焊电源交、直流均可。焊接规范均用大电流，只是在焊边角或焊补穿透缺陷的底部时，电流要小些。对小而浅的缺陷要
15、开成扩大的坡口，坡口一般呈圆形，面积须大于 800mm2，深度大于 7mm，坡口角度为 20。 一 30。 ，坡口内壁要比较光滑，采用小而浅缺陷的坡口形式如图 77 所示。为了防止铁水流失，在坡口边缘四周用黄泥条或耐火泥围筑，如铸件表面上的缺陷见图 78(a)。如果缺陷位于焊件边缘，可用黄泥、石墨板或耐火砖造型，如铸件边缘处的缺陷见图 78(b)。造型要牢固可靠，以免焊接过程中脱落。施焊前用气焊火焰将补焊处油污连同造型材料中的水分除掉。 焊接时采用长弧焊(弧长 810mm)，从坡口中心起弧逐渐移向边缘，焊接过程中，若熔池铁水白亮沸腾时，焊接应暂时中断，待熔池沸腾停止，颜色发暗至不耀眼时再继续施
16、焊。这样停停焊焊，焊焊停停，直至焊缝与基本金属齐平。【知识模块】 常用金属材料的焊接13 【正确答案】 焊补前，应对裂纹进行彻底检查，并将裂纹凿修成一定的坡口，坡口底部不要呈尖角状。为了避免凿削过程中裂纹受震动而蔓延，应先在裂纹两端前 20 一 30mm 处，钻上直径为 612mm 的止裂孔。铸钢件裂纹补焊时的钻孔位置如图 79 所示。焊补铸钢裂纹一般采用 J507 焊条。根据构件具体情况，焊前可进行局部预热(300350) 。焊中可适当锤击焊补处，以消除局部应力，防止产生新的裂纹。【知识模块】 常用金属材料的焊接14 【正确答案】 (1)铝及铝合金焊条电弧焊一般只在无气焊、氩弧焊场合或氩弧焊
17、、气焊枪难以插入的场合，对板厚大于 2mm 的情况下采用。(2)纯铝焊条主要用来焊接铝及对接头性能要求不高的铝合金。铝硅焊条的焊缝具有较好的抗裂性能，铝锰焊条有较好的耐蚀性，铝镁焊条有较高的强度。铝焊条药皮均为盐类，易发潮，应存放在干燥处。常见的铝及铝合金焊条的性能与用途见表 730。(3)焊条使用前应经150左右烘焙 12h，使用时储存在干燥密封好的焊条筒内，避免受潮。(4)采用直流电源焊接，焊条接正极。(5)板厚小于 6ram 可不开坡口，6 一 12mm 开 V 形坡口，板厚大于 12ram 时开夹角为 70。的 x 形坡口。施焊前对坡口按规定要求进行清理。焊接 V 形接缝或不开坡口时，
18、为保证焊缝反面成形，要采用带有弧形槽的垫板(如石墨、不锈钢、碳钢等)来托住熔化金属。(6)铝焊条熔化速度比钢焊条大三倍左右，要采用快速焊接。焊接过程中，焊条应垂直于焊件表面，作往复直线运动，电弧应尽量短，以防止金属氧化，减少飞溅和增加熔透深度，更换焊条必须快速进行，对厚大焊件需采取预热措施。典型铝及铝合金焊条电弧焊焊接规范见表 731。(7)引弧或接头处起弧时电弧宜长些，使焊条端头产生熔滴喷射，熔池内充满液态金属后要逐渐缩短电弧长度。熄弧时需填满弧坑，然后缓慢将电弧移去。(8)铝镁铸件的焊补应该采用较细的焊条和较小的焊接电流，防止电流过大时产生塌陷。但铝铸件焊补的焊接电流应比焊接板材稍大些。(
19、9)焊补铝铸件多条裂纹时，应先焊小裂纹，再焊补大裂纹。长裂纹采用分段焊补，即每段长度为 60 一 70mm，先从裂纹中间向一端焊去，再回到裂纹中间向另一端焊去。(10)多层焊接或焊补应逐层清渣，以免引起夹渣。焊接结束后，应仔细清除焊件表面熔渣，防止焊件腐蚀。(11)铸件焊补后应进行整体退火，退火温度 300350，并进行缓冷，来改善焊缝金属组织和消除焊接残余应力。【知识模块】 常用金属材料的焊接15 【正确答案】 钨极氩弧焊的特点是操作容易、热量集中、保护效果好、焊缝成形美观、质量好，而且焊件的变形小。通常，对质量要求高的铝及铝合金构件都采用氩弧焊来进行焊接。铝及铝合金焊丝可以分为同质焊丝和异
20、质焊丝。一般选用与母材化学成分相同的焊丝，或者从母材金属上切下的板条作为填充金属，即同质焊丝。异质焊丝是为适应抗裂性的要求研制的，常用的异质焊丝是 SAlSis，该焊丝液态时流动性好，凝固的收缩率小，焊缝金属有较高的抗裂性，常用于焊接除铝镁合金外的其他铝合金。焊接铝镁合金时，应选用含镁量比母材金属高 12的铝镁焊丝。焊补铝铸件的焊丝直径可粗些，一般 58mm。常用铝及铝合金焊丝成分及性能见表 732。铝及铝合金焊丝直径的选择见表 733。【知识模块】 常用金属材料的焊接16 【正确答案】 因为铝及铝合金表面一般都覆盖着油污和氧化铝薄膜，导致焊缝产生气孔、夹杂以及未焊透等缺陷，影响接头性能和焊缝
21、成形。因此，焊接之前必须严格清除焊缝边缘两边 30 一 50mm 范围内和焊丝表面的油污及杂质。清理方法有化学清洗法和机械清洗法二种。(1)化学清洗法是采用有机溶剂(汽油、丙酮、四氯化碳等)擦净铝材表面的油污，或者用 40一 50工业磷酸三钠、40一 50碳酸钠和 20一 30水玻璃配成溶剂，并加热到 6070，浸 58min 来除去油污。最后将焊件或焊丝放在 60 一 70的热水中冲洗掉粘附在焊件表面的溶液，再在流动水中冲洗干净。化学清洗法去除氧化膜采用表 734 的清洗顺序进行。(2)机械清理法是在去除油污后，用细钢丝刷(钢丝 02mm)将焊接区域表面氧化膜刷净。对小焊件以及化学清洗后又局
22、部氧化的部分也可用刮刀清除，直至露出金属光泽为止。一般不采用砂轮、砂纸或喷砂等方法，因为砂粒留在金属表面，焊接时会产生夹渣等缺陷。清洗后焊件及焊丝应保持清洁和干燥。在存放过程中，特别在潮湿的环境中很快会被氧化，生成新的氧化膜。因此，清洗后的焊件和焊丝存放不得超过 24h，特别是潮湿、污染的环境不得超过 4h，否则就要重新进行清洗和清理。【知识模块】 常用金属材料的焊接17 【正确答案】 铝及铝合金的钨极氩弧焊主要适用于薄板结构，其操作方法和要领是：(1)焊接电源一般采用交流电源，所用氩气为纯氩，纯度不低于999。(2)焊前检查钨极装夹情况，钨极应磨成圆锥形，以便电弧集中，燃烧稳定。其外伸长度一
23、般为 5mm，钨极应处于焊嘴中心，不得偏斜。(3)引弧应采用高频引弧装置，引弧时应先在引弧板(石墨板或废铝板)上点燃电弧，待电弧燃烧稳定，钨极端部被加热一定温度后，将电弧移到焊接区。(4)焊枪、焊丝和工件的相互位置，要便于操作又能良好地保护熔池。焊丝的倾角越小越好，只要不妨碍加焊丝就行，如果倾角过大，容易扰乱电弧及气流的稳定。铝及铝合金氩弧焊的焊枪、焊丝和工件的相互位置如图 710 所示。(5)通常采用左焊法。焊接时，焊丝在氩气保护层内作往复断续地(点滴)送入熔池，使焊丝与钨极保持一定距离，即焊丝应在熔池前缘熔化。焊后焊缝表面呈清晰和均匀的鱼鳞状。当进行角接或搭接接头的焊接时，焊丝要均匀连续地
24、送入熔池，焊后表面光滑平整，无鱼鳞状。焊枪运动要均匀，并保持电弧长度不变，注意观察并控制熔池温度。(6)焊接中断或结束时，特别要注意防止弧坑裂纹和缩孔。通常采用引出板将弧坑引出焊件。对于不能安装引出板的焊件，在焊接快结束时，应使焊接电流逐渐变弱或在收弧熔池处多加填充金属，然后使电弧慢慢离开并熄弧。续焊时，应在弧坑的前面 2030mm处引弧，并使弧坑充分地再熔化。(7)断弧后氩气不能立即关闭，应等 515s 后再关，防止钨极氧化。【知识模块】 常用金属材料的焊接18 【正确答案】 (1)焊接对接缝时，在焊接前把钨极端头调整到对准焊缝中心。钨极的伸出长度在 810mm 为宜，钨极端头到焊件之间距离
25、应 46mm 左右，对于不加填充焊丝的电弧长度相应可以小些。焊丝伸出导电嘴的长度不宜过长，如果过长，由于铝及铝合金焊丝较软，其伸出部分的刚度不够，不能稳定地将焊丝送人熔池，焊丝伸出导电嘴的长度一般在 1024mm，使焊丝的端头在焊接熔池前部边缘熔化。(2)薄板焊件的对接直焊缝焊接时，在起焊端头和收尾处采用引弧板、熄弧板，可以防止焊缝两端容易焊穿和产生变形。(3)钨极自动氩弧焊焊接环缝前，焊件必须进行对称定位焊，定位焊点要求熔透均匀。正式焊接前，必须掌握好焊枪与环缝焊件中心之间的偏移角度，其角度的大小主要与焊接电流、焊件转动速度及焊件直径等参数有关。偏移一定的角度便于送丝和保证焊缝的良好成形。在
26、引弧后，应逐渐增加焊接电流到正常值，同时输送焊丝，进行正常焊接。在焊接收尾时，应使焊缝重叠 2540mm 左右的长度。重叠开始后，降低送丝速度，同时，衰减焊接电流到一定数值后，再停止送丝切断电源，以防止在收弧时产生弧坑缩孔和裂纹等缺陷。钨极自动氩弧焊焊接环缝示意图如图 7 一 11 所示。【知识模块】 常用金属材料的焊接19 【正确答案】 半自动熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金时，一般采用平特性电源，这样在焊接过程可以细调送丝速度，实现等速送丝。采用直流反接，这样对焊件及熔池表面的氧化膜有阴极破碎的作用，焊接时电弧比较稳定。操作方法采用左焊法，焊枪握持角呈 15。 一 20。 前倾角，半自动熔化极氩
27、弧焊的操作示意图如图 712 所示。定位焊缝应设在坡口反面，长度 40 一 60mm，采用较短电弧，电弧略带轻爆破声，使焊丝端部熔滴直径达到焊丝直径时沿电弧轴线方向一滴一滴过渡到熔池。但电弧不宜过短，否则容易引起严重飞溅。焊丝伸出长度过长，能加快焊丝的熔化速度，使电弧燃烧不稳定；焊丝伸出长度过短，容易烧损电嘴，并由飞溅造成喷嘴堵塞。焊丝伸出长度一般为 1315mm。半自动熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金的规范参数见表 735。【知识模块】 常用金属材料的焊接20 【正确答案】 工业用的纯铜呈紫红色，通常称紫铜，它的含铜量不低于995，密度为 889gcm 3，熔点是 1083，线膨胀系数是 1681
28、0 -6K，具有良好的导电性、导热性、耐蚀性及延展性。纯铜的强度和硬度低，特别是在400700的高温时，其强度和硬度显著降低。纯铜中的杂质(氧、硫、铅等)与铜形成脆性化合物和低熔点共晶物，在焊接过程中容易产生热裂纹。黄铜是由铜和锌组成的合金，其表面呈淡黄色。工业上应用的黄铜，含锌量均小于 46，其颜色随含锌量的增加而由黄红色变为淡黄色。普通黄铜的强度和耐蚀性都比紫铜高得多，并保持一定的塑性，承受冷热加工。青铜是在铜合金中不以锌或镍为主要元素，而加人锡、铝、硅等其他元素。按加入的合金元素，则分为锡青铜、铝青铜、硅青铜等。青铜的强度和耐磨性较高，但导热性比较低，其结晶区间较窄，这对其焊接性能又有很
29、大的改善。白铜是铜和镍的合金，是因镍的加入使紫色逐渐变成白色而得名。一般含镍为 530。单纯由铜和镍组成的合金称为普通白铜，当再加入锰、锌、铝等合金元素时，就分别称为锰白铜、锌白铜、铝白铜。白铜具有较好的综合力学性能，其导电性、导热性与碳钢接近，因此容易焊接，不需要预热。但白铜对铅、硫、磷等杂质比较敏感，容易形成热裂纹。【知识模块】 常用金属材料的焊接21 【正确答案】 (1)铜焊条有纯铜和青铜两类，各类焊条的药皮均是低氢型的，电源采用直流反极，紫铜焊条根据接头的导电性和强度性能分别采用T107、T227 、T237 。其中 T107 为纯铜焊条，常用于脱氧纯铜和无氧铜的焊接。其余的焊条均为青
30、铜焊条，各种青铜焊条除 T207 外都能焊接紫铜，而所有的青铜焊条均能焊接黄铜。青铜焊条电弧焊应根据青铜中所含的主要合金元素选用相应的青铜焊条，如锡青铜焊接选用 T227 焊条。黄铜芯焊条的工艺性能差，在焊接时锌大量蒸发，造成飞溅严重、烟雾大、熔敷系数过低，因此，黄铜焊条电弧焊时均采用青铜芯焊条。常用铜及铜合金焊条见表 736。(2)铜及铜合金焊丝的选择必须根据母材金属的牌号和成分，结合具体施工条件等因素来确定。常用铜及铜合金焊丝见表 737。 埋弧焊焊接铜及铜合金的焊剂与低碳钢焊接时的焊剂基本相同。常用的焊剂牌号有HJ431、HJ260、HJl50 等。其中 HJ260、HJl50 氧化性较
31、弱，配合普通紫铜焊丝使用时，焊缝金属的延伸率可达 38一 45。HJ431 是高锰高硅焊剂，工艺性好，但氧化性较强，容易向焊缝过渡 Si、Mn 等元素，降低焊接接头的使用性能。【知识模块】 常用金属材料的焊接22 【正确答案】 铜及铜合金在焊前必须对吸附在焊丝和工件坡口两侧 30mm 范围内表面的油脂、水分、金属表面氧化膜及其他杂质彻底清除，直至露出金属光泽为止。油脂等杂质一般用汽油、酒精或丙酮等溶剂擦拭，污染严重的可将焊丝、焊件置于 10氢氧化钠水溶液中，并将水溶液加热到 30 一 40清洗，然后用清水冲净并吹干。焊件表面氧化膜一般用不锈钢碗刷清除。纯铜采用焊条电弧焊时，在焊前或多层焊的焊间
32、对工件要进行预热，保证焊缝的良好成形及随后的冷却中气体充分地析出。纯铜预热温度根据工件的厚度来确定。工件越厚，预热温度越高。厚度从4mm 至 40mm，预热温度可在 300600范围内选择。采用钨极手工氩弧焊时，工件厚度在 4mm 以下可不预热，4 一 12mm 厚的纯铜需预热至 200450。采用埋弧焊可不预热，但当厚度大于 12mm 时可采用局部预热，预热温度比其他焊接方法低 100 一 200。黄铜焊条电弧焊时，为抑制锌的蒸发，一般预热至 200400之间，氩弧焊时，对厚板和铸件可采取预热措施。锡青铜焊条电弧焊时，焊前需对焊件预热 100 一 200；铝青铜焊条电弧焊时，焊前需对焊件预热
33、 300600；氩弧焊时，对厚大的工件要预热 150 一 300。【知识模块】 常用金属材料的焊接23 【正确答案】 由于焊条电弧焊焊接紫铜的焊缝含氧、氢量较高，锌蒸发严重，容易出气孔，焊后接头强度低，使用性能下降，所以焊条电弧焊一般只在其他方法难以进行焊接时才使用。(1)焊条使用前要严格经 200250、2h 的烘干，彻底清除药皮中吸附的水分，采用直流反接，在焊前或多层焊的焊间对工件要进行预热。使工件获得足够能量保证焊缝的良好成形及随后的冷却中气体充分地析出。纯铜焊条电弧焊也常用焊剂垫、铜垫、石墨垫等衬垫形式来保证焊件焊透及反面良好成形。(2)焊条电弧焊时，母材厚度 5mm 时，不开坡口；5
34、mm 时，开 V 形或 X 形坡口，角度为 60。 一 70。 ，不留间隙。(3)焊接时采用大电流(紫铜焊条电弧焊的焊接电流选用见表 738)、快焊速，改善焊缝及近缝区的组织和性能，操作时采用右焊法、短弧焊，焊条不作横向摆动，仅作往复直线运动，尽量使焊缝窄而薄。对有坡口的焊道，即使摆动，其摆动宽度也不应超过焊条直径的两倍。在焊接中断或更换焊条时，动作要迅速，引弧必须在弧坑后端 1020mm 处，以保证接头的质量。焊条操作角度与碳钢焊接相同，焊接结束时同样要填满弧坑。(4)长焊缝焊接时，应采用分段逐步退焊法来减少变形。厚板多层焊时，应清除层间表面的熔渣，以防止产生焊缝夹渣。焊接结束后可对焊缝和接
35、头进行热态和冷态的锤击，以改善接头的组织和性能，即采用球形或平面锤头、薄板(厚度小于 4mm)的焊缝在冷态下，沿焊缝两侧的 100mm 范围锤击。5mm 以上的焊件需加热至 250500后进行锤击，在锤击后最好进行 550650退火热处理。黄铜焊条电弧焊的操作与紫铜焊条电弧焊要领基本相同，焊接采用直流反接。坡口角度应大于 60 一 70。 ，但坡口不能过尖。母材厚度 614mm 时，焊前必须预热至 200400之间。焊接时采用短弧操作，小电流、快速焊，运条时不做横向和前后的摆动。焊速要高，不应低于 20一 30cmmin，平焊焊条倾角不要大于 15。 。多层焊时，层间的氧化渣皮应清除干净。与海
36、水、氨气等腐蚀性介质接触的黄铜焊件，焊后必须退火。【知识模块】 常用金属材料的焊接24 【正确答案】 (1)纯铜钨极手工氩弧焊时，母材厚度 。 一 70。 ；10mm 时，开X 形坡口，角度为 60。 一 70。 ，不留钝边。(2)采用直流正接和左焊法。焊前用高频振荡器引弧或在碳块、石墨块上接触引弧，待电弧引燃后再移人焊接坡口内。(3)采用定位焊时，定位焊缝要细而长(20 一 30mm)，如发现裂纹应铲掉重焊。(4)厚板多层焊时，焊接层数不宜过多，例如 20mm 厚纯铜板的焊接仅在正面焊 3 层，反面焊 1 层。第一层焊接时主要控制反面成形，因此该层焊缝的堆高要小(约 23mm)。多层焊时，层
37、间温度不应低于预热温度，在焊下层焊缝之前，要用不锈钢丝刷或钢丝刷刷掉焊缝表面上的氧化物。(5)4mm 以内的薄纯铜板单面立对接焊时，一般由一名氩弧焊工在焊件正面进行焊接，而另一名焊工在焊件反面用氧一炔焰预热。焊枪与焊件表面间的角度为 45。 ；焊丝与焊件的夹角 15。 。4 一 12mm 厚的纯铜板立对接焊时，建议由两名氩弧焊工在相对位置上进行双面焊接，双面立焊时焊枪与焊丝所处的位置如图 7 一 13 所示。 紫铜钨极手工氩弧焊焊接规范见表 739。 (6)操作时，焊枪作均匀平稳的直线运行。电弧长度保持在 35mm，喷嘴到焊件表面的距离应控制在 814mm 范围内。这样既便于观察熔池，又能保证
38、焊接区的氩气保护，送丝速度应根据熔池的温度及焊缝的成形来确定，其操作技术与铝的氩弧焊基本一致。焊丝与焊件表面的角度要尽量小，以减少对 1氩气流的阻碍作用，焊丝同样不能与钨极接触。紫铜钨极手工氩弧焊示意图如图 714 所示。(7)焊接时应注意防止“夹钨” 和始端裂纹，可采用引出板或始端焊一段后，待其冷却后再焊。【知识模块】 常用金属材料的焊接25 【正确答案】 当紫铜厚度超过 12mm 时，焊接时一般选用熔化极氩弧焊方法。熔化极氩弧焊焊接紫铜时，焊丝的选用原则及焊丝牌号、坡口型式与钨极手工氩弧焊基本一致，但坡口角度减小，一般不留间隙。熔化极氩弧焊采用直流反接、大电流、高焊速，由于熔池增大，相应地
39、保护气体流量也应增加。纯铜熔化极氩弧焊焊接规范参数见表 740。381【知识模块】 常用金属材料的焊接26 【正确答案】 钨极氩弧焊适宜焊接小尺寸的黄铜焊件，其焊接工艺与纯铜氩弧焊相同。但黄铜氩弧焊在焊接时还要采取以下措施：(1)黄铜氩弧焊时，焊枪的喷口直径要比焊接同样厚度的铝合金时大 26mm，氩气流量要大 48Lmin，防止由于锌的蒸发而破坏了氩气的保护效果。(2)对厚板及铸件焊接前可采取预热措施。(3)钨极氩弧焊焊接电源可用直流正接，但也可采用交流电。由于采用交流电时，合金成分锌的烧损比直流正接极时少，所以，手工钨极氩弧焊一般采用交流电源。(4)选择硬规范，采用高焊接速度，以减少热影响区
40、范围。(5)焊接时尽量将填充焊丝置于电弧和母材之间，避免电弧对母材的直接加热。(6)焊后应加热到 300400进行退火处理，以消除焊接应力。【知识模块】 常用金属材料的焊接27 【正确答案】 焊条电弧焊主要用于锡青铜铸件缺陷的焊补。采用 T227 或专用青铜焊条。其操作工艺与纯铜焊接相同。焊前对铸件进行 100200的预热，在保证熔透条件下尽量降低预热温度。多层焊时控制层间温度不要超过预热温度。用短弧进行快速焊接。层间和焊后用平头锤子锤击焊缝。焊后可加热到 480左右后快速冷却以提高焊接接头的韧性。锡青铜钨极氩弧焊采用直流正接，其特点是钨极烧损小而工件的熔深大；熔化极氩弧焊采用直流反接，其特点
41、是熔滴过渡稳定，焊丝熔化速度较高。锡青铜氩弧焊的焊接工艺与紫铜氩弧焊的工艺基本相同，但锡青铜的导热性比较大，所以焊接时应采用较大的焊接电流和较低的焊接速度。【知识模块】 常用金属材料的焊接28 【正确答案】 铝青铜焊条电弧焊主要用于铸件的焊补。铝青铜焊接时，焊缝容易产生夹渣和气孔，在焊接工艺采取加大坡口角度为 90。 100 。 ，焊前预热 300600，焊后缓慢冷却或在焊缝红热状态下进行锤击等，通过这些措施减少和防止夹渣和气孔的产生。铝青铜的焊条电弧焊采用直流反接，短弧焊接。操作时，只能在水平位置焊接，焊条不宜作横向摆动，尽可能采用大的焊接电流，焊后应使焊件缓慢冷却和锤击等方法消除应力。【知
42、识模块】 常用金属材料的焊接29 【正确答案】 铝青铜手工钨极氩弧焊同样用于铸件的焊补，采用交流焊接比直流电源更有利于破除表面氧化膜，使焊接过程稳定。对于厚大的焊件，需要进行150 一 300温度的预热，操作技术与一般氩弧焊工艺相同。焊补缺陷尺寸较大的铝青铜铸件时，可将铸件倾斜 15。 ，进行上坡焊。铝青铜手工钨极氩弧焊焊接规范参数见表 741。【知识模块】 常用金属材料的焊接30 【正确答案】 钨极氩弧焊是焊接钛及钛合金应用最多的一种焊接方法，手工钨极氩弧焊主要用于 10mm 以下的钛板焊接。大于 10mm 的钛板可采用熔化极氩弧焊焊接。钛及钛合金在焊前的准备工作主要是加工坡口和清理焊件和焊
43、丝，钛及钛合金焊接坡口形式可参见表 742。当板厚为 0525mm 时，开 I 形坡口，采用不加填充焊丝的双面焊或单面焊；当板厚为 39mm 时，一般开 V 形坡口；当板厚10mm 时，采用对称的双 V 形坡口。生产中，在焊接坡口正面底层时，不加钛焊丝，只用焊枪熔焊一道。以后各层均应添加焊丝。焊前如果未清理或清理质量不高，会在焊件和焊丝表面上生成一层灰白色的吸气层，导致焊接接头产生裂纹、气孔，降低接头的性能。清理工作有机械清理和化学清理两种方法：(1)机械清理。当焊接质量要求不高时，可以采用切削加工、喷丸、喷砂或不锈钢丝刷清除焊件上的污物和氧化物等。(2)化学清理。将焊件及焊丝在酸液中冲洗，直至呈银白色光泽为止。酸洗液的配方和工艺为：盐酸 250mgL、氟化钠5L，在室温酸洗 1520min；体积分数为 20的氢氟酸，体积分数为 30的硫酸，在 2530的酸溶液中冲洗 510min。酸洗后在流动的清水中洗净、晾干。(3)临焊前，再将焊件坡口及其两侧 50mm 以内、焊丝表面用丙酮或乙醇或四氯化碳等溶剂进行擦拭。【知识模块】 常用金属材料的焊接
