第一章
非自持放电时气体导电需要的带电粒子需要外加措施才能产生，不能通过导电过程本身产生，自持放电不需要外加措施
导电机构（1）弧柱区：电子质量小，在同样 eE作用下，速度高，载流能力强，电子流占99.9%，正离子流占0.1%，电流I=0.999Ie+0.001Ii；呈中性，大电流、低电压；弧柱温度5000～50000K热电离（2）阴极区：电子流占(60～80)%,有时超过97.5%,导电机构类型有热发射型、场致发射型、等离子型；（3）阳极区:接受弧柱区99.9%电子流，提供弧柱区0.1%正离子流,提供正离子的方式有场致电离和热电离
最小电压原理: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截面以保证电弧的电场强度具有最小值，即在固定弧长上的电压最小
产热公式:（1）阳极区：PA=I(UA+UW+UT)(2)阴极区：PK=I(UK-UW-UT);(3)弧柱区:PC=IUC 焊接电弧力、及其影响因素: 焊接电弧中的作用力统称电弧力，主要包括电磁力、等离子流力、斑点压力、短路爆破力等。
电磁力：当电流在一个导体中流过时，整个电流可看成是由许多平行的电流线组成，这些电流线间将产生相互吸引力，使导体断面有收缩的倾向，这种收缩现象谓之电磁收缩效应，而作用的力称为电磁收缩力或电磁力。
电磁力合成方向：小断面指向大断面，靠近电极处电磁力大
等离子流力：由等离子流的高速运动产生的气动力，也称电磁动压力。
等离子流力形成原因：沿电弧轴向存在电磁压力梯度，使得电弧中的高温等离子体从高电磁压力区（焊丝）向低压力区流动，形成一股等离子流，同时，又将从上方吸入新气体，被加热电离后继续向低压处流动。
等离子流力除影响焊缝形状外，它还有促进熔滴过渡、搅拌熔池、增加电弧的挺度等作用。 等离子流是由焊条与工件形成锥形电弧而引起的，因此与电流种类和极性无关，运动方向总是由焊条指向工件。
斑点力构成：①电磁收缩力 ②正离子或电子对电极的撞击力 ③金属蒸发反作用力.这三个力中，阴极斑点力均较大；斑点力在一定条件下将阻碍焊条熔化金属的过渡。
阴极斑点和阳极斑点：（1）阳极斑点 形成条件：①阳极上某些点产生金属的蒸发。②电弧通过这些点可使弧柱消耗的能量最少。
由于阳极斑点的形成条件之一是金属的蒸发，因此金属表面覆盖氧化膜时，同阴极斑点的情况相反，阳极斑点则有避开氧化膜而去自动寻找纯金属表面的倾向。
(2）阴极斑点形成条件：①阴极上存在热发射和电场发射能力较高的微区②在这些微区导电电弧消耗能量最小。阴极表面上的热发射性能强的物质有吸引电弧的作用；阴极斑点有自动跳向温度高、热发射强的物质上的性能。如果金属表面有低逸出功的氧化膜存在时，阴极斑点有自动寻找氧化膜的倾向。
斑点力： 正离子和电子对电极的撞击力 阴极大于阳极
电磁收缩力阴极斑点尺寸小，阴极大于阳极
电极材料蒸发产生的反作用力 阴极斑点的电流密度大，阴极大于阳极
阳性斑点力与阴极斑点力特点、原理
自由电弧与压缩电弧
压缩电弧：借助水冷喷嘴等外部拘束条件使弧柱受到压缩的电弧---等离子弧
直流、交流电弧磁偏吹：
（1）磁偏吹：由于磁场不均匀对称分布而使得电弧偏离电极轴线的现象。（偏向磁力线稀疏的一侧）；（2）直流磁偏吹大于交流磁偏吹；（3）引起磁偏吹的情况：地线接线位置偏向电弧一侧 电弧一侧放置铁磁物质 平行电弧（同吸异斥）其他因素（铁锈，水分，油污，降低
电弧稳定性）
（4）控制措施：以交代直 工件消磁，避免周围铁磁物质 选择好接线点 选用厚皮药条 短弧焊
(5) 外加磁场的作用:外加横向磁场 应用：摆动电弧，用于薄板焊接
外加纵向磁场 应用：磁压缩，有助于提高能量密度
外加尖角型磁场
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
1. 焊丝的加热热源及极性: 加热热源：电弧热、电阻热
（1）电弧热对焊丝的加热:阴极区的产热Pk=I(Uk-Uw-UT) ≈ I(Uk-Uw) 阳极区的产热PA=I(UA+Ww+UT)≈ IUw 在细丝熔化极焊及使用含有CaF2焊剂的埋弧焊等条件下,Uk>>Uw,故Pk>PA,焊丝为阴极(正接)的产热量比反接时大,即正接比反接的焊丝熔化快.
（2）电阻热对焊丝的加热:PR=I2R加热总热源Pm=I(Um+IRs) 正接极：Um=Uk-Uw 反接极：Um=Uw
2. 焊丝熔化速度影响因素:(1)焊接电流:I增大,焊丝熔化速度加快(2)电弧电压:电压较高时无影响,反之,Ua降低,弧长缩短,焊丝熔化系数增加(3)焊丝直径及伸出长度:直径越小,伸出长度越大,焊丝熔化速度越快(4)焊丝材料:材料不同,电阻率不同对熔化速度和熔化系数的影响不同(5)气体介质及极性:正接熔化速度大于反接
3.熔滴上的作用力:重力 表面张力 电弧力 爆破力 电弧气体吹力
4.熔滴过渡形式:自由过渡(滴状喷射) 接触过渡(短路 搭桥) 渣壁过渡
5. 各种焊接方法熔滴过渡形式:埋弧焊-渣壁 TIG- 搭桥过渡 MIG-短路、射滴、射流亚射流 CO2电弧焊-短路(细丝) 滴状或喷射(粗丝)
第三章 母材熔化和焊缝成型
焊缝的形状一般指焊缝横截面的形状，通常用焊缝熔深H，焊缝熔宽B，和焊缝熔高h来描述。
形状尺寸：熔深H 熔宽B 余高h 成形系数Ф=B/H 熔合比
熔合比：单道焊缝时，在焊缝横截面上熔化的母材所占的面积与焊缝总面积之比。 焊缝成形系数和余高系数用来表征焊缝成型特点。余高系数ψ=B/h
焊接规范与焊缝成形：1.焊接电流：其他条件不变时，随着焊接电流I增大，焊缝的熔深、熔宽和余高均增大，其中以熔深随电流增大最明显，而熔宽只是略有增大。H=KmI
2.焊接电压：其他条件不变时，随电弧电压U增大焊缝熔宽显著增加，而熔深和余高略有减小 3.焊速提高时，焊接线能量减小，熔深和熔宽都明显减小，余高略有减小。
第四章电弧焊自动控制基础
电弧焊程序自动控制内容：所谓电弧焊程序自动控制，就是以合理的次序使电弧焊设备的各个部件进入特定的工作状态，从而使电弧焊设备的各个环节能够协调工作，必须明确程序自动控制的对象和基本要求，了解程序自动控制的转换方法以及电弧焊各个基本环节的实现方法。
电弧焊程序自动控制的转换方式：时间转换、行程转换、条件转换
引弧方式及适用的焊接方法：1.爆裂引弧法：直接短路爆裂引弧法（细丝CO2半自动焊）；慢送丝爆裂引弧法（粗丝CO2电弧焊，MIG焊）；提高短路电流增长速度法 2.回抽引弧法：发动机—电动机可逆拖动法（埋弧焊）；电弧电压继电器控制法；高频引弧（非熔化极电弧焊）
熄弧方式：焊丝返烧熄弧、剪球熄弧、电流衰减熄弧、电弧后退熄弧
电弧焊自动调节系统：电弧自身调节系统，电弧电压反馈调节系统，焊接电流反馈变送丝调节系统等
电弧自身调节系统调节过程：1.弧长缩短时，焊接电流Ia增大，电弧电压Ua减小，引起焊丝熔化速度Vm增大，使Vm>Vf,弧长增大自动恢复到原长度。 2.弧长增大时，焊接电流Ia减小，电弧电压Ua增大，引起焊丝熔化速度Vm减慢，Vm
电弧自身调节系统的规范：在长弧焊的条件下：通过调节送丝速度调节焊接电流。电弧电压则是通过改变电源外特性曲线的位置来调节，焊接电流的调节范围取决于送丝速度的调节范围，电弧电压的调节范围取决于电源外特性的调节范围。断弧焊的条件下：焊接电流由电源外特性调节，电弧电压的调节由送丝速度来实现。
电弧电压反馈系统调节过程：先把书上P88的图。如图，如果电弧稳定燃烧的最初工作点是Oo点，对应的焊接电流为Io，电弧电压为Uo。当外界干扰使弧长突然缩短时，Lo——Ll,工作点从Oo点移到Ol点，相应的焊接电流从Io增大到Il，电弧电压从Uo减小到Ul，使焊丝送进速度Vf减慢；根据 ，电弧电压Ua减小，使焊丝送进速度Vf减慢；根据 ，焊接电流Ia增大，又使焊丝的融化速度增大。这两者作用的结果都使电弧长度增加。如果调节前后焊丝伸出长度不变，工作点会自动的从Ol点返回到稳定工作点Oo，即恢复到原来的焊接电流Io和电弧电压Uo值。
电弧电压反馈调节系统的规范：焊接电源外特性不变，改变送丝给定电压调节电弧电压，给定送丝给定电压增大时系统静特性曲线平行上移使电弧电压增大。送丝给定电压不变，改变电源外特性曲线，右移时焊接电流增大，电弧电压略有上升，故电弧焊的电弧电压调节范围，由送丝给定电压调节范围决定，焊接电流调节范围由电源外特性调节范围决定。
第五章埋弧焊
自动埋弧焊原理：
焊接电源的两极分别接导电嘴和焊件。焊接时，颗粒状焊剂由焊剂漏斗经软管均匀的堆敷在焊件的待焊处，焊丝由焊丝盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区，电弧在焊剂下面的焊丝与母材之间燃烧，电弧热是焊丝、焊剂、母材局部融化和部分蒸发，金属蒸气、焊剂蒸气和冶金过程中析出的气体在电弧周围形成一个空腔，融化的焊剂在空腔上部形成一层熔渣膜，这层熔渣膜如同一个屏障，使电弧、液态金属、和空气隔离，而且能将弧光遮蔽在空腔中，在空腔的下部，母材局部融化形成熔池，在空腔上部，焊丝熔化形成熔滴，并以渣壁过渡的形式向熔池中过渡，只有少数采用自由过渡的形式。随着电弧向前移动，电弧力将液态金属推向后方并逐渐冷却凝固成焊缝，熔渣则凝固成渣壳覆盖在焊缝表面。
自动埋弧焊特点：
优点：1、生产效率高2、焊接质量好3、劳动条件好4、节约金属及电能
缺点：焊接适用位置受限制 焊接厚度受限制 对坡口加工和装配要求较严
自动埋弧焊应用：
1、应用领域：锅炉、压力容器、船舶、桥梁、起重机械、工程机械等
2、适用于中厚板 长焊缝的焊接
3、可焊接钢种：碳素结构刚、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢、耐热耐蚀合金、镍基合金、铜基合金
埋弧焊电弧区保护：
焊剂在电弧作用下发生融化，并围绕电弧空间形成一个液态熔渣膜构成的天然屏障，能有效
的防止空气侵入电弧空间
埋弧焊焊剂分类：
按制造方法分熔炼焊剂和烧结焊剂两大类
按熔渣碱度分为酸、中、碱性焊剂三大类
按照化学成分分类（SiO2、MnO、CaF2）例如：中氟 高氟 低氟
埋弧焊设备的组成及应用：
包括埋弧焊及和各种辅助设备。埋弧焊机时核心部分由机械系统（作用：送丝、移动电弧、洒焊剂） 控制系统（作用：实现引弧、熄弧、送丝、移动电弧等的程序自动控制和保持焊接过程稳定）焊接电源（作用：提供电能、提供埋弧焊工艺所需的电气特性）三部分构成 辅助设备作用：使焊缝处于最佳焊接位置、达到某些工艺目的所配置的工艺装置，包括焊件准确定位、夹紧焊件的夹具等
埋弧焊的工艺特点：
稀释率高 热输入高 焊接速度快
第六章 钨极惰性气体保护（TIG）
1.钨极氩弧焊原理、特点、应用（结构、材料）
工作原理：钨极被夹持在电极夹上，从TIG焊焊枪的喷嘴中伸出一定长度。在伸出的钨极端部与焊件之间产生电弧，对焊件进行加热。与此同时，惰性气体进入枪体，从钨极的周围通过喷嘴喷向焊接区，以保护钨极、电弧和熔池，使其免受大气的侵害。当焊接薄板时，一般不需加填充焊丝，可以利用焊件被焊部位自身熔化形成焊缝。当焊接厚板和开有坡口的焊件时，可以从电弧的前方把填充金属以手动或自动的方式，按一定的速度向电弧中送进。填充金属熔化后进入熔池，与母材熔化金属一起冷却凝固成焊缝。
特点：1.优点a能够实现高品质焊接，得到优良焊缝。b易于保持恒定的电弧长度，不变的焊接电流和稳定的焊接过程，使焊缝美观平滑均匀。C焊接电流的使用范围通常为5—500A。d薄板焊接时无需填充焊丝。e钨极氩弧焊时的电弧是各种电弧焊方法中稳定性最好的电弧之一。f可以焊接各种金属材料。gTIG焊可靠性高。
缺点：a焊接效率低于其他方法。b氩气没有脱氧或去氢作用，所以焊前对焊件的除油、去锈、去水等准备工作的要求严格，否则易产生气孔，影响焊缝的质量。c焊接时钨极有少量的熔化蒸发，钨微粒如果进入熔池会造成夹钨，影响焊缝质量，电流过大时尤为明显。d生产成本较高。
应用：由于被惰性气体隔离，焊接区的熔化金属不会受到空气的有害作用，所以TIG焊可用以焊接易氧化的有色金属如铝、镁及其合金，也用于不锈钢、铜合金以及其他难熔金属的焊接。因其电弧非常稳定，还可以用于焊薄板及全位置焊缝。钨极氩弧焊在航空航天、原子能、石油化工、电站锅炉等行业应用较多。脉冲TIG焊用于碳钢、合金钢管道打底焊。
2.钨电极性能
（1）耐高温：熔点3690K，沸点5900K
（2）电流容量：一定直径钨极电流极限值决定于电流种类、电流极性、电极伸出长度 直流正接>交流>直流反接
（3）引弧及稳弧性能：钍钨：W-ThO2 (0.7-3.5)% 铈钨：W-CeO 2%
3.TIG焊焊有色金属铝、镁及其合金与钢、钛等金属时应分别采用什么电源及极性 铝、镁及其合金：交流或交流方波，薄板可用直流反接
黑色金属、钛、铜等：直流正接
4.低频脉冲钨极氩弧焊的应用及工作频率
工作频率0.5-10Hz
应用：薄板、不锈钢;单面焊双面成形，打管道打底焊;高强合金钢、超高强钢、热强化铝;自动全位置焊接.
5.TIG焊引弧方式
高频高压引弧 高压脉冲引弧
第七章 熔化极氩弧焊(MIG MAG)
1. MIG焊工作原理:焊接时,氩气或富氩混合气体从焊枪喷嘴中喷出,保护焊接电弧及焊接区;焊丝由送丝机构向待焊处送进;焊接电弧在焊丝和焊件之间燃烧,焊丝被加热融化形成熔滴过渡过渡到熔池中;冷却时m,由焊丝和母材金属共同形成的熔池凝固结晶,形成焊缝.
2. MIG焊特点: (1)优点: 1)MIG焊的保护气体时没有氧化性的惰性气体,电弧空间无氧化性,能避免氧化,焊接不产生熔渣,可以采用与木材同等成分的焊丝进行焊接. 2) 与二氧化碳焊相比,电弧稳定,熔滴过渡稳定,焊接飞溅小,焊缝成形美观. 3) 与TIG相比, 熔深大，高效，变形小，适用于中、厚板焊接. 4) MIG焊采用焊丝为正的直流电弧来焊接铝及铝合金时,对母材氧化膜有良好的阴极清理作用. (2)不足: 焊接成本高,对工件 焊丝的焊前清理要求较高,焊接过程对油污比较敏感.
3.MIG焊的应用: 可焊几乎所有金属，主要焊铝、镁、铜、钛，PC-MIG焊碳钢 主要应用于汽车制造 工程机械等.
4.MIG电流种类及熔滴过渡形式：直流反接，短路过渡(应用少)、射滴过渡(铝合金)、射流过渡(钢焊丝MIG和MAG) 亚射流过渡(铝及铝合金MIG)
5.脉冲MIG熔滴过渡形式及频率: 多脉一滴，一脉一滴，一脉多滴(铝——射滴，钢——射流) 脉冲电流频率：几十~几百Hz
6. 保护气体流态：层流、紊流
7.MAG焊:保护气体以Ar为主,加入少量活性气体如O2或CO2等时称熔化极活性气体保护焊,简称MAG
第八章 CO2气体保护电弧焊
1.CO2电弧焊原理、特点、应用（结构、材料）
原理：焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧；焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔离空气和保护焊接金属的作用。同时，CO2气体还参与冶金反应，在高温下的氧化性有助于减少焊缝中的氢。
特点：1.优点a CO2焊是一种高效节能的焊接方法。b适用范围广 粗丝大电流、喷射过渡焊接中、厚板；细丝小电流、短路过渡焊接薄板、全位置焊缝。电弧收缩程度高，热量集中，薄板焊接变形小。c CO2气体保护焊是一种低氢焊接法，抗锈能力强，焊缝的含氢量极低，所以焊接低合金钢时，也不易产生气孔。 d CO2气体保护焊是一种明弧焊接法，可以观察到电弧和熔池，用半自动化焊接曲线焊缝和空间位置焊缝十分方便，操作技术比手弧焊易掌握。
2.缺点：焊接过程飞溅大，焊缝成形不美观；焊机较手弧焊机复杂，使用及维修要求高；焊接时要注意防风；弧光强烈，须注意防护；封闭及半封闭空间内焊接透风问题。
应用：广泛应用于低碳钢和合金钢的焊接，也可用耐热钢和一些要求不高的不锈钢的焊接中。可以自动焊，也可以半自动焊。板厚从薄板、中厚板到大厚板都有应用。全位置焊、对接及角接焊缝皆适用。它广泛应用于汽车、机车和车辆制造、造船、航空航天、石油化工机械、农机和动力机械部门。
2.CO2电弧焊主要采用的熔滴过渡(细丝、粗丝)
细丝：短路过渡 粗丝：喷射过渡
3.CO2电弧焊选用什么电源及极性
CO2电弧的静特性是上升的，所以平(恒压)和下降外特性电源都可以满足电源——电弧系统的稳定条件。弧压反馈送丝焊机配用下降外特性电源（粗丝）；等速送丝焊机则配用平或缓降外特性电源（细丝）。一般直流反接，飞溅小，焊缝含氢少，熔深大。堆焊用直流正接。
4.脱氧原理及常用的脱氧元素
脱氧原理：脱氧剂+氧→渣，将Fe还原
脱氧元素：Mn、Si、Ti、Al
5.送丝结构
三种基本送丝方式：推丝式、拉丝式、推拉丝式
送丝滚轮结构通常有：平面式、三滚轮行星式、双曲面滚轮行星式
影响送死机构稳定性的因素：送丝电动机的机械特性 送丝机构 送丝软管的影响 导电嘴的结构尺寸的影响 焊丝弯曲度的影响
等离子弧焊接(Plasma Arc Welding)是利用等离子弧作焊接热源的熔焊方法；等离子弧喷(Plasma Arc Spraying)是以等离子弧为热源，用氩、氮或其他气体为射流气体的喷涂方法。 特点：等离子弧的弧柱温度高，能量密度大，生产率高；弧态挺直度好，弧长波动时对成形影响小；小电流（0.1A）稳定，可焊超薄板0.05～1.5mm，微束等离子焊；钨极内缩，不和工件接触，无焊缝夹钨问题；穿透型焊接（小孔法）不适用于手工操作；设备较复杂，气体消耗多。
应用：等离子弧焊接，超薄板0.05～1mm，中厚板4～12mm；碳钢、不锈钢、有色金属；等离子弧切割，厚度大， 200mm以上，难熔金属、非金属；等离子弧堆焊和喷涂，质量好，生产效率高。
等离子弧的形成：等离子弧是一种受到约束的非自由电弧，他是以下三种压缩效应形成的1.机械压缩效应 提高能密度 2.热压缩效应利用气流水流冷却作用使电弧得到压缩的效应 3.磁压缩效应 来自于弧柱自身电场 三种压缩效应后就形成等离子电弧，其温度能量密度显著增大。 机械压缩是前提条件，热压缩是最本质原因。
等离子弧的分类：转移型 非转移型 联合型 等离子弧的分类：转移型 工件接正，电极接负非转移型 喷嘴接正，电极接负 联合型 喷嘴、工件接正，电极接负
等离子弧的特性：（1）静态特性 U形，电压高于自由电弧，平特性段短 微束等离子弧，电流通道：1）电极--工件；2）电极--喷嘴。下降斜率明显减小，电弧稳定性提高
（2）热源特性 温度和能量密度高：1）机械压缩作用：水冷喷嘴孔径限定了弧柱横截面积，使之不能自由扩大。2）热收缩效应：冷气流和喷嘴水冷作用，使靠近喷嘴内壁的气体受到
强烈的冷却作用，其温度和电离度迅速下降，迫使电流集中到弧柱中心的高温、高电离度区。从而使弧柱导电面积进一步减小，电流密度进一步提高。3）电磁收缩效应：弧柱电流线之间的电磁压缩作用，称为磁压缩作用，也进一步压缩弧柱导电面积，使弧柱温度及能量密度进一步提高。电弧扩散角5°，TIG焊45°
等离子弧两种熔焊方法： 穿透型等离子焊接 融透性
等离子弧电源 ：应具有下降或垂降的外特性 极性： 一般直流正接
等离子弧焊接的特点：高温 高压传热 优点：
电弧能量集中，因此焊缝深宽比大，截面积小；焊接速度快，特别是厚度大于3.2mm的材料尤其显著。薄板焊接变形小，焊厚板时热影响区窄。
电弧挺度好，以焊接电流10A为例，等离子弧喷嘴高度达6.4mm，弧柱仍较挺直，而TIG只能采用0.6mm。
电弧稳定性好，微束等离子弧焊接的电流小至0.1A时还能稳定燃烧。
由于钨极内缩在喷嘴之内，不可能与焊件接触，因此没有焊缝夹钨问题。
缺点：由于需要两股气流，因而使过程的控制和焊枪的构造复杂化。
由于电弧的直径小，要求焊枪喷嘴轴线更准确的对准焊缝
第一章
非自持放电时气体导电需要的带电粒子需要外加措施才能产生，不能通过导电过程本身产生，自持放电不需要外加措施
导电机构（1）弧柱区：电子质量小，在同样 eE作用下，速度高，载流能力强，电子流占99.9%，正离子流占0.1%，电流I=0.999Ie+0.001Ii；呈中性，大电流、低电压；弧柱温度5000～50000K热电离（2）阴极区：电子流占(60～80)%,有时超过97.5%,导电机构类型有热发射型、场致发射型、等离子型；（3）阳极区:接受弧柱区99.9%电子流，提供弧柱区0.1%正离子流,提供正离子的方式有场致电离和热电离
最小电压原理: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截面以保证电弧的电场强度具有最小值，即在固定弧长上的电压最小
产热公式:（1）阳极区：PA=I(UA+UW+UT)(2)阴极区：PK=I(UK-UW-UT);(3)弧柱区:PC=IUC 焊接电弧力、及其影响因素: 焊接电弧中的作用力统称电弧力，主要包括电磁力、等离子流力、斑点压力、短路爆破力等。
电磁力：当电流在一个导体中流过时，整个电流可看成是由许多平行的电流线组成，这些电流线间将产生相互吸引力，使导体断面有收缩的倾向，这种收缩现象谓之电磁收缩效应，而作用的力称为电磁收缩力或电磁力。
电磁力合成方向：小断面指向大断面，靠近电极处电磁力大
等离子流力：由等离子流的高速运动产生的气动力，也称电磁动压力。
等离子流力形成原因：沿电弧轴向存在电磁压力梯度，使得电弧中的高温等离子体从高电磁压力区（焊丝）向低压力区流动，形成一股等离子流，同时，又将从上方吸入新气体，被加热电离后继续向低压处流动。
等离子流力除影响焊缝形状外，它还有促进熔滴过渡、搅拌熔池、增加电弧的挺度等作用。 等离子流是由焊条与工件形成锥形电弧而引起的，因此与电流种类和极性无关，运动方向总是由焊条指向工件。
斑点力构成：①电磁收缩力 ②正离子或电子对电极的撞击力 ③金属蒸发反作用力.这三个力中，阴极斑点力均较大；斑点力在一定条件下将阻碍焊条熔化金属的过渡。
阴极斑点和阳极斑点：（1）阳极斑点 形成条件：①阳极上某些点产生金属的蒸发。②电弧通过这些点可使弧柱消耗的能量最少。
由于阳极斑点的形成条件之一是金属的蒸发，因此金属表面覆盖氧化膜时，同阴极斑点的情况相反，阳极斑点则有避开氧化膜而去自动寻找纯金属表面的倾向。
(2）阴极斑点形成条件：①阴极上存在热发射和电场发射能力较高的微区②在这些微区导电电弧消耗能量最小。阴极表面上的热发射性能强的物质有吸引电弧的作用；阴极斑点有自动跳向温度高、热发射强的物质上的性能。如果金属表面有低逸出功的氧化膜存在时，阴极斑点有自动寻找氧化膜的倾向。
斑点力： 正离子和电子对电极的撞击力 阴极大于阳极
电磁收缩力阴极斑点尺寸小，阴极大于阳极
电极材料蒸发产生的反作用力 阴极斑点的电流密度大，阴极大于阳极
阳性斑点力与阴极斑点力特点、原理
自由电弧与压缩电弧
压缩电弧：借助水冷喷嘴等外部拘束条件使弧柱受到压缩的电弧---等离子弧
直流、交流电弧磁偏吹：
（1）磁偏吹：由于磁场不均匀对称分布而使得电弧偏离电极轴线的现象。（偏向磁力线稀疏的一侧）；（2）直流磁偏吹大于交流磁偏吹；（3）引起磁偏吹的情况：地线接线位置偏向电弧一侧 电弧一侧放置铁磁物质 平行电弧（同吸异斥）其他因素（铁锈，水分，油污，降低
电弧稳定性）
（4）控制措施：以交代直 工件消磁，避免周围铁磁物质 选择好接线点 选用厚皮药条 短弧焊
(5) 外加磁场的作用:外加横向磁场 应用：摆动电弧，用于薄板焊接
外加纵向磁场 应用：磁压缩，有助于提高能量密度
外加尖角型磁场
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
1. 焊丝的加热热源及极性: 加热热源：电弧热、电阻热
（1）电弧热对焊丝的加热:阴极区的产热Pk=I(Uk-Uw-UT) ≈ I(Uk-Uw) 阳极区的产热PA=I(UA+Ww+UT)≈ IUw 在细丝熔化极焊及使用含有CaF2焊剂的埋弧焊等条件下,Uk>>Uw,故Pk>PA,焊丝为阴极(正接)的产热量比反接时大,即正接比反接的焊丝熔化快.
（2）电阻热对焊丝的加热:PR=I2R加热总热源Pm=I(Um+IRs) 正接极：Um=Uk-Uw 反接极：Um=Uw
2. 焊丝熔化速度影响因素:(1)焊接电流:I增大,焊丝熔化速度加快(2)电弧电压:电压较高时无影响,反之,Ua降低,弧长缩短,焊丝熔化系数增加(3)焊丝直径及伸出长度:直径越小,伸出长度越大,焊丝熔化速度越快(4)焊丝材料:材料不同,电阻率不同对熔化速度和熔化系数的影响不同(5)气体介质及极性:正接熔化速度大于反接
3.熔滴上的作用力:重力 表面张力 电弧力 爆破力 电弧气体吹力
4.熔滴过渡形式:自由过渡(滴状喷射) 接触过渡(短路 搭桥) 渣壁过渡
5. 各种焊接方法熔滴过渡形式:埋弧焊-渣壁 TIG- 搭桥过渡 MIG-短路、射滴、射流亚射流 CO2电弧焊-短路(细丝) 滴状或喷射(粗丝)
第三章 母材熔化和焊缝成型
焊缝的形状一般指焊缝横截面的形状，通常用焊缝熔深H，焊缝熔宽B，和焊缝熔高h来描述。
形状尺寸：熔深H 熔宽B 余高h 成形系数Ф=B/H 熔合比
熔合比：单道焊缝时，在焊缝横截面上熔化的母材所占的面积与焊缝总面积之比。 焊缝成形系数和余高系数用来表征焊缝成型特点。余高系数ψ=B/h
焊接规范与焊缝成形：1.焊接电流：其他条件不变时，随着焊接电流I增大，焊缝的熔深、熔宽和余高均增大，其中以熔深随电流增大最明显，而熔宽只是略有增大。H=KmI
2.焊接电压：其他条件不变时，随电弧电压U增大焊缝熔宽显著增加，而熔深和余高略有减小 3.焊速提高时，焊接线能量减小，熔深和熔宽都明显减小，余高略有减小。
第四章电弧焊自动控制基础
电弧焊程序自动控制内容：所谓电弧焊程序自动控制，就是以合理的次序使电弧焊设备的各个部件进入特定的工作状态，从而使电弧焊设备的各个环节能够协调工作，必须明确程序自动控制的对象和基本要求，了解程序自动控制的转换方法以及电弧焊各个基本环节的实现方法。
电弧焊程序自动控制的转换方式：时间转换、行程转换、条件转换
引弧方式及适用的焊接方法：1.爆裂引弧法：直接短路爆裂引弧法（细丝CO2半自动焊）；慢送丝爆裂引弧法（粗丝CO2电弧焊，MIG焊）；提高短路电流增长速度法 2.回抽引弧法：发动机—电动机可逆拖动法（埋弧焊）；电弧电压继电器控制法；高频引弧（非熔化极电弧焊）
熄弧方式：焊丝返烧熄弧、剪球熄弧、电流衰减熄弧、电弧后退熄弧
电弧焊自动调节系统：电弧自身调节系统，电弧电压反馈调节系统，焊接电流反馈变送丝调节系统等
电弧自身调节系统调节过程：1.弧长缩短时，焊接电流Ia增大，电弧电压Ua减小，引起焊丝熔化速度Vm增大，使Vm>Vf,弧长增大自动恢复到原长度。 2.弧长增大时，焊接电流Ia减小，电弧电压Ua增大，引起焊丝熔化速度Vm减慢，Vm
电弧自身调节系统的规范：在长弧焊的条件下：通过调节送丝速度调节焊接电流。电弧电压则是通过改变电源外特性曲线的位置来调节，焊接电流的调节范围取决于送丝速度的调节范围，电弧电压的调节范围取决于电源外特性的调节范围。断弧焊的条件下：焊接电流由电源外特性调节，电弧电压的调节由送丝速度来实现。
电弧电压反馈系统调节过程：先把书上P88的图。如图，如果电弧稳定燃烧的最初工作点是Oo点，对应的焊接电流为Io，电弧电压为Uo。当外界干扰使弧长突然缩短时，Lo——Ll,工作点从Oo点移到Ol点，相应的焊接电流从Io增大到Il，电弧电压从Uo减小到Ul，使焊丝送进速度Vf减慢；根据 ，电弧电压Ua减小，使焊丝送进速度Vf减慢；根据 ，焊接电流Ia增大，又使焊丝的融化速度增大。这两者作用的结果都使电弧长度增加。如果调节前后焊丝伸出长度不变，工作点会自动的从Ol点返回到稳定工作点Oo，即恢复到原来的焊接电流Io和电弧电压Uo值。
电弧电压反馈调节系统的规范：焊接电源外特性不变，改变送丝给定电压调节电弧电压，给定送丝给定电压增大时系统静特性曲线平行上移使电弧电压增大。送丝给定电压不变，改变电源外特性曲线，右移时焊接电流增大，电弧电压略有上升，故电弧焊的电弧电压调节范围，由送丝给定电压调节范围决定，焊接电流调节范围由电源外特性调节范围决定。
第五章埋弧焊
自动埋弧焊原理：
焊接电源的两极分别接导电嘴和焊件。焊接时，颗粒状焊剂由焊剂漏斗经软管均匀的堆敷在焊件的待焊处，焊丝由焊丝盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区，电弧在焊剂下面的焊丝与母材之间燃烧，电弧热是焊丝、焊剂、母材局部融化和部分蒸发，金属蒸气、焊剂蒸气和冶金过程中析出的气体在电弧周围形成一个空腔，融化的焊剂在空腔上部形成一层熔渣膜，这层熔渣膜如同一个屏障，使电弧、液态金属、和空气隔离，而且能将弧光遮蔽在空腔中，在空腔的下部，母材局部融化形成熔池，在空腔上部，焊丝熔化形成熔滴，并以渣壁过渡的形式向熔池中过渡，只有少数采用自由过渡的形式。随着电弧向前移动，电弧力将液态金属推向后方并逐渐冷却凝固成焊缝，熔渣则凝固成渣壳覆盖在焊缝表面。
自动埋弧焊特点：
优点：1、生产效率高2、焊接质量好3、劳动条件好4、节约金属及电能
缺点：焊接适用位置受限制 焊接厚度受限制 对坡口加工和装配要求较严
自动埋弧焊应用：
1、应用领域：锅炉、压力容器、船舶、桥梁、起重机械、工程机械等
2、适用于中厚板 长焊缝的焊接
3、可焊接钢种：碳素结构刚、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢、耐热耐蚀合金、镍基合金、铜基合金
埋弧焊电弧区保护：
焊剂在电弧作用下发生融化，并围绕电弧空间形成一个液态熔渣膜构成的天然屏障，能有效
的防止空气侵入电弧空间
埋弧焊焊剂分类：
按制造方法分熔炼焊剂和烧结焊剂两大类
按熔渣碱度分为酸、中、碱性焊剂三大类
按照化学成分分类（SiO2、MnO、CaF2）例如：中氟 高氟 低氟
埋弧焊设备的组成及应用：
包括埋弧焊及和各种辅助设备。埋弧焊机时核心部分由机械系统（作用：送丝、移动电弧、洒焊剂） 控制系统（作用：实现引弧、熄弧、送丝、移动电弧等的程序自动控制和保持焊接过程稳定）焊接电源（作用：提供电能、提供埋弧焊工艺所需的电气特性）三部分构成 辅助设备作用：使焊缝处于最佳焊接位置、达到某些工艺目的所配置的工艺装置，包括焊件准确定位、夹紧焊件的夹具等
埋弧焊的工艺特点：
稀释率高 热输入高 焊接速度快
第六章 钨极惰性气体保护（TIG）
1.钨极氩弧焊原理、特点、应用（结构、材料）
工作原理：钨极被夹持在电极夹上，从TIG焊焊枪的喷嘴中伸出一定长度。在伸出的钨极端部与焊件之间产生电弧，对焊件进行加热。与此同时，惰性气体进入枪体，从钨极的周围通过喷嘴喷向焊接区，以保护钨极、电弧和熔池，使其免受大气的侵害。当焊接薄板时，一般不需加填充焊丝，可以利用焊件被焊部位自身熔化形成焊缝。当焊接厚板和开有坡口的焊件时，可以从电弧的前方把填充金属以手动或自动的方式，按一定的速度向电弧中送进。填充金属熔化后进入熔池，与母材熔化金属一起冷却凝固成焊缝。
特点：1.优点a能够实现高品质焊接，得到优良焊缝。b易于保持恒定的电弧长度，不变的焊接电流和稳定的焊接过程，使焊缝美观平滑均匀。C焊接电流的使用范围通常为5—500A。d薄板焊接时无需填充焊丝。e钨极氩弧焊时的电弧是各种电弧焊方法中稳定性最好的电弧之一。f可以焊接各种金属材料。gTIG焊可靠性高。
缺点：a焊接效率低于其他方法。b氩气没有脱氧或去氢作用，所以焊前对焊件的除油、去锈、去水等准备工作的要求严格，否则易产生气孔，影响焊缝的质量。c焊接时钨极有少量的熔化蒸发，钨微粒如果进入熔池会造成夹钨，影响焊缝质量，电流过大时尤为明显。d生产成本较高。
应用：由于被惰性气体隔离，焊接区的熔化金属不会受到空气的有害作用，所以TIG焊可用以焊接易氧化的有色金属如铝、镁及其合金，也用于不锈钢、铜合金以及其他难熔金属的焊接。因其电弧非常稳定，还可以用于焊薄板及全位置焊缝。钨极氩弧焊在航空航天、原子能、石油化工、电站锅炉等行业应用较多。脉冲TIG焊用于碳钢、合金钢管道打底焊。
2.钨电极性能
（1）耐高温：熔点3690K，沸点5900K
（2）电流容量：一定直径钨极电流极限值决定于电流种类、电流极性、电极伸出长度 直流正接>交流>直流反接
（3）引弧及稳弧性能：钍钨：W-ThO2 (0.7-3.5)% 铈钨：W-CeO 2%
3.TIG焊焊有色金属铝、镁及其合金与钢、钛等金属时应分别采用什么电源及极性 铝、镁及其合金：交流或交流方波，薄板可用直流反接
黑色金属、钛、铜等：直流正接
4.低频脉冲钨极氩弧焊的应用及工作频率
工作频率0.5-10Hz
应用：薄板、不锈钢;单面焊双面成形，打管道打底焊;高强合金钢、超高强钢、热强化铝;自动全位置焊接.
5.TIG焊引弧方式
高频高压引弧 高压脉冲引弧
第七章 熔化极氩弧焊(MIG MAG)
1. MIG焊工作原理:焊接时,氩气或富氩混合气体从焊枪喷嘴中喷出,保护焊接电弧及焊接区;焊丝由送丝机构向待焊处送进;焊接电弧在焊丝和焊件之间燃烧,焊丝被加热融化形成熔滴过渡过渡到熔池中;冷却时m,由焊丝和母材金属共同形成的熔池凝固结晶,形成焊缝.
2. MIG焊特点: (1)优点: 1)MIG焊的保护气体时没有氧化性的惰性气体,电弧空间无氧化性,能避免氧化,焊接不产生熔渣,可以采用与木材同等成分的焊丝进行焊接. 2) 与二氧化碳焊相比,电弧稳定,熔滴过渡稳定,焊接飞溅小,焊缝成形美观. 3) 与TIG相比, 熔深大，高效，变形小，适用于中、厚板焊接. 4) MIG焊采用焊丝为正的直流电弧来焊接铝及铝合金时,对母材氧化膜有良好的阴极清理作用. (2)不足: 焊接成本高,对工件 焊丝的焊前清理要求较高,焊接过程对油污比较敏感.
3.MIG焊的应用: 可焊几乎所有金属，主要焊铝、镁、铜、钛，PC-MIG焊碳钢 主要应用于汽车制造 工程机械等.
4.MIG电流种类及熔滴过渡形式：直流反接，短路过渡(应用少)、射滴过渡(铝合金)、射流过渡(钢焊丝MIG和MAG) 亚射流过渡(铝及铝合金MIG)
5.脉冲MIG熔滴过渡形式及频率: 多脉一滴，一脉一滴，一脉多滴(铝——射滴，钢——射流) 脉冲电流频率：几十~几百Hz
6. 保护气体流态：层流、紊流
7.MAG焊:保护气体以Ar为主,加入少量活性气体如O2或CO2等时称熔化极活性气体保护焊,简称MAG
第八章 CO2气体保护电弧焊
1.CO2电弧焊原理、特点、应用（结构、材料）
原理：焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧；焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔离空气和保护焊接金属的作用。同时，CO2气体还参与冶金反应，在高温下的氧化性有助于减少焊缝中的氢。
特点：1.优点a CO2焊是一种高效节能的焊接方法。b适用范围广 粗丝大电流、喷射过渡焊接中、厚板；细丝小电流、短路过渡焊接薄板、全位置焊缝。电弧收缩程度高，热量集中，薄板焊接变形小。c CO2气体保护焊是一种低氢焊接法，抗锈能力强，焊缝的含氢量极低，所以焊接低合金钢时，也不易产生气孔。 d CO2气体保护焊是一种明弧焊接法，可以观察到电弧和熔池，用半自动化焊接曲线焊缝和空间位置焊缝十分方便，操作技术比手弧焊易掌握。
2.缺点：焊接过程飞溅大，焊缝成形不美观；焊机较手弧焊机复杂，使用及维修要求高；焊接时要注意防风；弧光强烈，须注意防护；封闭及半封闭空间内焊接透风问题。
应用：广泛应用于低碳钢和合金钢的焊接，也可用耐热钢和一些要求不高的不锈钢的焊接中。可以自动焊，也可以半自动焊。板厚从薄板、中厚板到大厚板都有应用。全位置焊、对接及角接焊缝皆适用。它广泛应用于汽车、机车和车辆制造、造船、航空航天、石油化工机械、农机和动力机械部门。
2.CO2电弧焊主要采用的熔滴过渡(细丝、粗丝)
细丝：短路过渡 粗丝：喷射过渡
3.CO2电弧焊选用什么电源及极性
CO2电弧的静特性是上升的，所以平(恒压)和下降外特性电源都可以满足电源——电弧系统的稳定条件。弧压反馈送丝焊机配用下降外特性电源（粗丝）；等速送丝焊机则配用平或缓降外特性电源（细丝）。一般直流反接，飞溅小，焊缝含氢少，熔深大。堆焊用直流正接。
4.脱氧原理及常用的脱氧元素
脱氧原理：脱氧剂+氧→渣，将Fe还原
脱氧元素：Mn、Si、Ti、Al
5.送丝结构
三种基本送丝方式：推丝式、拉丝式、推拉丝式
送丝滚轮结构通常有：平面式、三滚轮行星式、双曲面滚轮行星式
影响送死机构稳定性的因素：送丝电动机的机械特性 送丝机构 送丝软管的影响 导电嘴的结构尺寸的影响 焊丝弯曲度的影响
等离子弧焊接(Plasma Arc Welding)是利用等离子弧作焊接热源的熔焊方法；等离子弧喷(Plasma Arc Spraying)是以等离子弧为热源，用氩、氮或其他气体为射流气体的喷涂方法。 特点：等离子弧的弧柱温度高，能量密度大，生产率高；弧态挺直度好，弧长波动时对成形影响小；小电流（0.1A）稳定，可焊超薄板0.05～1.5mm，微束等离子焊；钨极内缩，不和工件接触，无焊缝夹钨问题；穿透型焊接（小孔法）不适用于手工操作；设备较复杂，气体消耗多。
应用：等离子弧焊接，超薄板0.05～1mm，中厚板4～12mm；碳钢、不锈钢、有色金属；等离子弧切割，厚度大， 200mm以上，难熔金属、非金属；等离子弧堆焊和喷涂，质量好，生产效率高。
等离子弧的形成：等离子弧是一种受到约束的非自由电弧，他是以下三种压缩效应形成的1.机械压缩效应 提高能密度 2.热压缩效应利用气流水流冷却作用使电弧得到压缩的效应 3.磁压缩效应 来自于弧柱自身电场 三种压缩效应后就形成等离子电弧，其温度能量密度显著增大。 机械压缩是前提条件，热压缩是最本质原因。
等离子弧的分类：转移型 非转移型 联合型 等离子弧的分类：转移型 工件接正，电极接负非转移型 喷嘴接正，电极接负 联合型 喷嘴、工件接正，电极接负
等离子弧的特性：（1）静态特性 U形，电压高于自由电弧，平特性段短 微束等离子弧，电流通道：1）电极--工件；2）电极--喷嘴。下降斜率明显减小，电弧稳定性提高
（2）热源特性 温度和能量密度高：1）机械压缩作用：水冷喷嘴孔径限定了弧柱横截面积，使之不能自由扩大。2）热收缩效应：冷气流和喷嘴水冷作用，使靠近喷嘴内壁的气体受到
强烈的冷却作用，其温度和电离度迅速下降，迫使电流集中到弧柱中心的高温、高电离度区。从而使弧柱导电面积进一步减小，电流密度进一步提高。3）电磁收缩效应：弧柱电流线之间的电磁压缩作用，称为磁压缩作用，也进一步压缩弧柱导电面积，使弧柱温度及能量密度进一步提高。电弧扩散角5°，TIG焊45°
等离子弧两种熔焊方法： 穿透型等离子焊接 融透性
等离子弧电源 ：应具有下降或垂降的外特性 极性： 一般直流正接
等离子弧焊接的特点：高温 高压传热 优点：
电弧能量集中，因此焊缝深宽比大，截面积小；焊接速度快，特别是厚度大于3.2mm的材料尤其显著。薄板焊接变形小，焊厚板时热影响区窄。
电弧挺度好，以焊接电流10A为例，等离子弧喷嘴高度达6.4mm，弧柱仍较挺直，而TIG只能采用0.6mm。
电弧稳定性好，微束等离子弧焊接的电流小至0.1A时还能稳定燃烧。
由于钨极内缩在喷嘴之内，不可能与焊件接触，因此没有焊缝夹钨问题。
缺点：由于需要两股气流，因而使过程的控制和焊枪的构造复杂化。
由于电弧的直径小，要求焊枪喷嘴轴线更准确的对准焊缝