HUANG

如何根据焊件的材料选择焊接设备？

答：首先根据焊件金属来选择，一般黑色金属可选用、埋弧焊、二氧化碳气保焊、手工电弧焊、以及氩弧焊和点焊等。

埋弧焊一般适用于大焊件的长直焊缝或环缝焊接（锅炉、压力容器、工程机械、钢结构的大型型材），其工效是其他焊接手段无法比拟的。

点焊适应于薄板焊件的搭接操作，其在焊接薄板时，成本低廉、生产效率特高的优势是其他几种焊接手段难以达到的。

而二氧化碳气体保护焊由于其应用范围广泛著称，同时由于其能耗小、工效高而成为国家大力推广的一种新型焊接方法，对于焊接黑色金属，已经逐渐成为一种首选的焊接方式，已经逐步取代手工电弧焊接方法，其在搭接时最薄可焊到0.4毫米，而大型复杂焊件工作时，由于埋弧焊无法全位置操作，所以二氧化碳焊的高熔敷效率（高于手工焊1-3倍）、大熔深（大于手工电弧焊三分之一）、焊接成本低（焊接综合成本只相当于手工电焊和埋弧焊的一半左右）、高质量焊缝（所有焊接手段中焊缝含氢最低，因此抗拉强度远远高于普通结构钢焊条，且基本不会产生延迟裂纹）、可方便的进行全位置焊接的特点，已经代替手工电弧焊成为首选方法。（七十年代后期，日美等发达国家的CO2焊接已经占所有焊接的70%左右，目前中国仍然只有20%左右，因此CO2焊接在中国的发展潜力是巨大的，如何引导用户采用更先进、高效的CO2焊机，值得认真思考。）

手工电弧焊，由于其设备简单、轻便、操作灵活，可以应用于制造、装配、维修中的短缝及不规则焊缝的焊接，特别是可以用于其他焊接手段难以达到部位的焊接。目前由于我们国家工业不十分发达，经济条件落后，同时一些新型焊接方法尚未普及，所以焊条手工电弧焊还占总的焊接设备数量的大部分，但是在一些相对焊接要求较高，标准化、大规模的生产现场，手工电焊已经逐步退出历史舞台；

氩弧焊是一种非熔化电极的惰性气体保护焊接方法，由于其小电流非常稳定的特点，成为焊接极薄板材的一个首选焊接方法（普通直流氩弧焊可以焊接到0.3毫米的薄板，脉冲氩弧焊甚至可以焊接到0.1毫米的薄板的对接焊缝）由于氩弧焊的填充焊丝不参与电流通过的过程，所以焊接无飞溅。但是由于设备和耗材的价格较贵，同时钨极承受电流的能力较小，焊接熔深浅工效低，所以一般只用于重要的焊接场合。

而有色金属的焊接时，如果优先考虑焊接的质量，则尽量采用惰性气体保护焊接方法，如TIG（钨极惰性气体保护电弧焊）、MIG（熔化极惰性气体保护电弧焊）等焊接方式，因为惰性气体的保护，所以焊缝的金属成分最纯净。但是MIG焊机由于设备的昂贵，所以暂时尚未大规模普及；另外铝和镁等金属及其合金则由交流氩弧焊为最佳焊接方式，铝镁外的其他金属一般使用直流焊接方式即可，同时薄板也可用点焊完成，在焊接要求不高，考虑焊接设备和材料的投入，也可选用普通手工电焊机，配用相应焊条，也可完成部分有色金属及其合金的焊接。

另外，氧气乙炔火焰也可以焊接部分有色金属，但是由于需要添加焊药，一般容易造成焊缝腐蚀，同时焊接的密封性，牢固程度得不到保证，所以最好采用惰性气体保护的电弧焊接方法。

需要强调的是，二氧化碳焊机一般不应用于焊接有色金属，因为二氧化碳是一种活性气体，在高温下可以分解为氧和一氧化碳，而氧元素会破坏有色金属的成分元素，导致焊缝金属变性；但是一般二氧化碳焊机使用惰性气体或混合气体作为保护气体时，同时焊丝使用相应的材质，可以用来焊接诸如不锈钢之类的有色金属。

氧气乙炔切割和等离子切割的原理与应用条件是什么？

答：一般的氧气乙炔切割法，是依靠氧气乙炔火焰加热钢材后，利用高温下的钢材会在高氧环境下燃烧的特点，用氧气助燃使钢材在氧气中燃烧，从而放出大量燃烧热能，促使割缝前端的金属再接着熔化再燃烧，从而循环前进形成割缝，但是由于中低碳钢以外的其他金属由于各自的性能不同，比如铜、铝由于导热性较强，无法达到金属本身燃烧必要的温度，同时熔点太低，还没有切割就已经熔化的一塌糊涂了，所以是没办法使用氧气乙炔切割的；而不锈钢等合金和铸铁等由于其较难氧化的特性，也是不会参与燃烧的过程，所以仅仅靠着氧乙炔火焰的热量是无法完成切割的过程。

等离子切割(plasma arc cutting)机的工作原理是用较高的空载电压，把空气电离后，通过喷嘴小孔把钨电极和工件之间的电弧压缩，产生特高高温把金属熔化蒸发，然后用压缩空气将熔化后的金属吹离金属母体，形成金属割缝。因为等离子电弧属于压缩电弧，所以等离子电弧的弧柱温度特别高，可达到18000℃—23000℃之间，此温度远远高于现在已知的任何金属及其化合物的温度，不需借助金属燃烧，完全依靠自身电弧的热量完成切割，因此等离子切割可以切割几乎所有金属，同时由于电弧的加热速度很快，几乎在瞬间即可把金属加热到其熔点，因此等离子切割机的切割速度相当快，特别在切割金属薄板时，在切割低碳钢金属薄板时，等离子切割机的切割速度能达到氧气乙炔切割的（3--15）倍。同时由于切割速度快，金属受热面积很小，所以基本不产生金属变形，且切口很窄，非常整齐无挂渣。因为等离子切割的电弧比较集中，电弧基本都潜入切缝之中，所以等离子切割时可以用绝缘材料制作样板，然后靠样切割，而不会损害样板的材料，非常方便需要大规模切割同样形状的产品，不需画线放样，也非常有利于提高工作速度。

在推荐给用户时，要根据实际情况考虑，一般不要贸然推荐可以勉强使用的机型，因为只能勉强使用的型号，其相对于氧气乙炔气割的优势就难以显现。一般而言，等离子切割相比氧气乙炔气割，由于工作原理的区别，所以可以切割很多氧割无法完成的工作，完成有色金属（如：不锈钢、耐热钢、钛、钨、钼、铸铁、铜、铝等）的切割；同时具有以下的优势：切割速度快（根据材料不同，速度可达氧气切割的3—15倍速度，如6毫米低碳钢板，等离子切割速度可达6350毫米/分钟。10毫米铝板，速度可达200—300米/小时；12毫米不锈钢，切割速度可达100—300米/小时）、切缝狭窄（氧割的数分之一，由割枪的精确度决定）、切口平整、工件变形小（由于切割速度很快，工件基本不产生变形。）、焊瘤少且容易去除、成本低（根据材料不同，成本一般仅需氧气、乙炔切割的1/2左右。）。

等离子切割的适应范围：一般只要导电的金属，都可以使用等离子切割，但是由于大功率等离子切割电源的价格比较昂贵，所以目前等离子切割机一般只适用于切割中薄板。

选型标准：一般等离子切割机的标定最大切割厚度的一半以下，为最佳的切割厚度，如：40A的最大切割厚度为12毫米，则最佳切割厚度为6毫米以下。另外一般厂家标明的切割厚度，为碳钢板的切割厚度，如果切割有些导热率大的金属，如铜铝等，实际切割厚度要小于碳钢板切割厚度的大约三分之一左右。

什么是焊接设备的负载持续率？如何计算？

答：对于焊接设备来讲，一般因为在焊接电流流过机内电路时，由于电阻的存在，所以电路会发热，而温升如果超过电路的绝缘所能承受的最高温度，会导致电焊机发热烧坏。因此规定在五分钟周期内，本焊机最大输出电流不至于烧坏电焊机可以连续工作而的时间除以五分钟，所得的比值即为当前所选电流的负载持续率。比如说：BX3-300A电焊机，使用300A电流，如果可以连续工作3分钟，则此焊机的负载持续率即为3/5=0.6（60%）。如果可以连续工作1分钟，则此焊机的负载持续率为1/5=0.2（20%）。而300A的电焊机，如果使用160A电流，则可以完全连续工作，而此时的负载持续率就是100%。

所以，在选择焊接设备时，应当考虑到需要的电流和是否连续工作，一般电流是根据焊条和焊件的大小确定，而在焊机规格上的选择，一般首先要确定常用焊条的规格，然后计算需用电流，再根据需用电流和工作量以及焊机负载持续率确定焊机规格。一般手工电焊条需用电流的近似计算公式为：I=(20+6*D)*D（I为电流的数值，D为焊条直径）。

如：3.2焊条需用电流大约为：(20+3.2*6)*3.2=125A。

4.0焊条需用电流大约为：(20+6*4)*4=176A。

确定电流之后，可以由负载持续率大约估算所需焊接设备的最大电流：

一般公式为:本焊机可连续使用的最大电流=本机型额定电流*本机额定负载持续率开平方

即:如果侯选机型为20%负载持续率的，则将所需电流除以0.45为标准选择焊机（0.45?=20%），比如需要使用160 A电流,则以160/0.45=355，则需选用最大电流在355A以上焊机。35%负载持续率，则将所需电流除以0.6为标准选择电流，如160/0.6=267，则需选用最大电流267A以上焊机。60%负载持续率，则以所需电流除以0.77为标准选择焊机，如160/0.77=208，则所选焊机型号应大于208A以上，如果连续工作，那满负荷工作的电流九必须大于208A以上。同样道理，如果电焊机现成，用标准输出电流乘以负载持续率的开平方值，即可得出此焊机可以连续使用的最大电流数值！比如：额定输出电流300A，负载持续率为35%的焊机，300×0.6=180，即：此焊机在使用180A以下的电流时，可以二十四小时不停机连续工作。

同时，普通酸性焊条的焊接可以使用交流或直流电焊机，而碱性低氢型以及有色金属和合金焊条，基本必须使用直流电焊机才能正常完成焊接。在选择电焊机时，在电流种类的选择上应当注意，普通J422和506焊条可用交流也可用直流焊接，但直流焊接的稳定性比较好，同时由于直流焊接时熔深较大，（俗话讲：焊的透）所以在较高质量焊接要求时，要尽量采用直流焊接。而507焊条和一般的合金焊条如：不锈钢、铸铁焊条等碱性药皮焊条，基本必须使用直流电焊机才能正常焊接。直流电焊机一般飞溅要相比交流电焊机小的多，且焊缝外形美观、焊波均匀。直流电焊机在使用时，一般碱性焊条采取直流反接的接线方式，此时焊缝的熔宽比的比例较小，可以形成宽而浅的焊缝，有利于熔池中的焊渣、气体等的排出，同时对电弧的稳定性有好处，可显著减少焊接缺陷，提高焊接质量。酸性焊条正接反接均可，对焊接过程和焊缝质量影响不大。

另外，要注意的一个问题是：在使用直流电源进行焊接时，由于直流电流本身的特点，容易造成焊接过程电弧磁偏吹。这一般不属于焊接设备的故障，是由于焊接时流过焊缝两侧的电流不平均，引起两侧磁场推力不相等而产生电弧偏吹；这可以通过调节焊接工艺的一些参数和改变操作手法改善，因为磁偏吹的强度和焊接电流的平方成正比，所以少许减少焊接电流时，磁偏吹现象就可能在很大程度上减轻；而改变地线接线位置，使焊接时流过焊缝两侧的电流平均，也可很大程度上减少焊接过程中的偏弧问题。