焊接工艺学习题解答第一章1.解释以下术语：焊接电弧、热电离、场电离、光电离、热发射、场发射、光发射、粒子碰撞发射、热阴极电极和冷阴极电极。焊接电弧：由焊接电源提供的能量在具有一定电压的两个电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程。场致电离：在两个电极之间的电场作用下，气体中带电粒子的运动被加速，最终由于与中性粒子的非弹性碰撞而电离。光电离：中性粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程。热发射：当固体或液体物质（金属）的表面被加热时，其中的一些电子以大于逸出功的动能从表面逸出。场致发射：当固态或者液态物质（金属）表面空间存在强电场时，会使阴极较多的电子在电场的作用下获得足够的能量而克服电荷之间的静电吸引而发射出表面。发光：当固体或液体物质（金属）表面接收到光线的辐射能量时，电极表面上的自由电子能量增加，最终飞出电极表面。粒子碰撞发射：当高速运动的粒子（电子或正离子）会碰撞金属电极表面，将能量传给电极表面的电子，使电子能量增加并飞出电极表面的现象。冷阴极电极：当使用钢、铜、铝等材料作为阴极时，其熔点和沸点较低，阴极温度不能很高，热发射不能提供足够的电子。这种电弧称为“冷阴极电弧”，电极称为“冷阴极电极”。热阴极型电极：当使用钨，碳等材料作阴极时，其熔点和沸点都较高，阴极可以被加热到很高的温度，电弧阴极区的电子可以主要依靠阴极热发射来提供，这种电弧称为“热阴极电弧”，电极称为“热阴极型电极”。2、试述电弧中带电粒子的产生方式。答：电弧中的带电粒子是指电子、正离子和负离子。点燃电弧并维持电弧燃烧的带电粒子是电子和正离子。这两种带电粒子的产生主要取决于电弧中气体介质的电离和电极的电子发射。气体的电离形式有：热电离，场致电离和光电离。电子发射方法包括：热发射、场发射、光发射、粒子碰撞发射。3.焊接电弧由哪些区域组成？试着描述每个区域的传导机制。（1）焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。（2）阴极区的导电机构有以下三类：热发射类型——当使用w、C和其他热阴极材料作为阴极，且电流较大时，可能会出现热发散导电性。b场致发射型――当采用cu、fe、al等冷阴极型材料作为阴极，或采用w、c等热阴极型材料作为阴极但电流比较小时，主要发生场致发射型导电。C等离子体型——低压钨极氩弧焊或使用冷阴极和低电流时容易产生的导电机制。阳极区的导电机构――阳极区主要接受来自弧柱的电子流，同时，还要向弧柱区发射正离子流。根据电弧电流密度的大小，阳极区可以通过两种方式提供正离子。a场致电离――电流密度较小时b热电离――电流密度较大4.最小电压原理是什么？答：在电流和周围条件一定的情况下，稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面，以保证明了电弧的电场强度最小，即固定弧长上的电压最小。这意味着电弧始终保持最低能耗。5、什么是焊接电弧静特性？各种电弧方法的电弧静特性有什么特点？答：当电极材料、气体介质和电弧长度一定且电弧燃烧稳定时，焊接电流和电弧电压变化的关系，也称伏-特性。电弧静态特性截面TIG（等离子弧焊）MIG/MAG埋弧焊CO2气体保护焊下降截面√上升段√（电流高时）√√√√6.焊接电流的动态特性是什么？为什么电流变化的交流电弧和直流电弧的动态特性显示为回路特性？答：焊接电弧动特性是对于一定弧长的电弧，当电弧电流发生连续快速变化时，电弧电压与电流瞬时值之间的关系。由于热惯性对电离度的影响，焊接电弧的动特性曲线不同于静特性曲线特性。当电流快速减小时，电弧温度高（电弧电离度较高），只需要较小的电弧电压就能满足需要，导致电弧电压低于静态值，伏安特性曲线低于静特性曲线。而当电流快速增加时，电弧温度低，需要电压的额外增加保证电流的增加，电弧电压高于静态值，伏安特性曲线高于静特性曲线。因此会呈现出回线特性。8.焊接电弧能产生什么电弧力？解释其原因和影响焊接电弧力的因素。答：①电磁收缩力等离子流力斑点压力②产生原因：电磁收缩力：焊接电弧可以看成是由许多平行的电流线组成的导体。这些电流线之间也将产生相...
