2015焊接工艺学(劳动版)课件：焊条、焊丝母材的熔化.ppt
焊条、焊丝母材的熔化,掌握高超技艺 演绎完美人生,目的与要求：,重点：,难点：,焊条、焊丝及母材的熔化,一、焊接热源,电弧热（电弧焊）、气体火焰（气焊）、电阻热（电渣焊）、等离子弧（等离子弧焊）等离子弧焊、摩擦热（摩擦焊）。,1)焊接热源的主要特征：,最小加热面积：即在保证热源稳定的前提下加热最小面积。,最大的功率密度：热源在单位面积上的最大功率。,在功率相同时，热源的加热面积越小，则功率密度越高，表明加热的集中性越好。,在正常焊接参数下所能达到的温度最高。,2)常用的熔焊热源有：,焊接热源所产生的热量并不是全部用来加热和熔化焊条、焊丝及母材的，而是有一部分热量损失于周围介质和飞溅等。,二、焊条、焊丝的加热及熔化,熔化极电弧焊时，加热并熔化焊条、焊丝的主要热量有：电弧热和电阻热。非熔化极电弧焊只有电弧热，而没有焊丝的电阻热。,当电流通过焊条或焊丝时，将产生电阻热。电阻热的大小决定于焊条或焊丝的伸出长度、电流强度、焊条或焊丝的电阻率和直径。,1、电阻加热,不锈钢焊条的电阻率比低碳钢焊条大，故在相同的焊接电流情况下产生的电阻热大,PR随 Ih、Ls、而增大。同种材料的焊条或焊丝其,直径越大，S则 PR。,2、电弧加热,真正使焊条、焊丝熔化的是电弧热。尽管电弧热只有一小部分用来熔化焊条或焊丝(大部分熔化母材)，但它却是熔化焊条、焊丝的主要热源。而焊条、焊丝本身的电阻热仅起辅助作用。,Pk=IUk-IUw-IUT,PA=IUA+IUw+IUT,当T柱为6000。K,其中：,Uk：阴极区压降,Uw：逸出电压,UT：弧柱温度的等效,Pk=I(Uk-Uw),PA=IUw,两电极区的产热量都与I成正比,UT1V,电流密度较大时；U 0,故,PA：阳极区的总产热量,UA：阳极区压降,Pk：阴极区的总产热量,三、焊条、焊丝金属向母材的过度,含义：熔滴通过电弧空间向转移的过程。,熔滴过渡对焊接质量的影响：,影响焊接过程的稳定性、焊缝成形、飞溅及焊接接头的质量。,熔滴过渡的形式：,金属熔滴向熔池过渡根据形式不同可分为：滴状过渡、短路过渡、喷射过渡。,粗熔滴过渡：熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过度的形式。特点：熔滴较大，电弧不稳，飞溅大，通常不采用。随着I,熔滴变细，频率，电弧稳定，飞溅，呈细粒过渡。,(1)熔滴过渡（粗熔滴过渡、细熔滴过渡）,适用范围：适合于薄板或低热输入的焊接。二氧化碳气体保护电弧焊常用这种形式。焊丝金属向母材的过渡,含义：焊条（或焊丝）端部的熔滴与熔池短路接触，由于强烈过热和磁收缩的作用使其爆断，直向熔池过渡的形式。,形成条件：小电流、低电弧电压、短电弧情况下形成。,（2）短路过渡,特点：细颗粒、高频率、熔滴沿焊丝的轴向高速向熔池运动、所以电弧稳定、飞溅小、熔深大、成形好、效率高。喷射过渡是熔化极氩弧焊、富氩混合气体保护焊所采用的熔滴过渡形式。,（3）喷射过渡：,熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间的熔池过度渡的形式。,形成条件：要有一定的电流密度外应必须具有一定的电弧长度。,在熔滴成形和成长过程中，有很多力的作用。根据其来源的不同，可分为重力、表面张力、电磁压缩力、斑点压力和气体吹力。,熔滴过渡的作用力,重力（Fg),Fg=mg=4/3r3g,平焊时Fg促进熔滴过渡,立、仰焊时，则阻碍熔滴过,液体金属迫使自己在空间形成球状熔滴的力，液体在没有外力作用时，其表面积尽量缩小成圆形，当F其它Fa有利于熔滴过渡,Fa=2RQ,Q为表面张力系数,平焊时，不利于熔滴过度；仰及其他位置焊接时，却有利于熔滴过渡。为什么？,表面张力（Fa）,其一：熔池金属在表面张力作用下，倒悬在焊缝上而 不易脱落；,其二：当焊芯或焊丝末端熔滴与熔池金属接触时，在 表面张力作用下，将熔滴拉入熔池。,表面张力越大，焊芯或焊丝末端的熔滴就越大。,影响表面张力的因素：,1、焊条直径。,2、液体金属的位置。,3、在保护气体中加入氧化性气体。如：Ar+O2,电磁压缩力 两根平行的载流导体，若它们通过的电流方向相同，则这两根导体彼此相吸，使这两根导体相吸的力称为电磁力。方向从外向内 大小 两根导体上的电流 成正比电磁力无论是平焊和仰焊都有利于熔滴过渡。,因为:m电子 P电子,斑点压力,正常情况下，电弧中的带电粒子主要是:,所造成的机械压力称为斑点压力。,它总是阻碍熔滴过渡,所以，则反接极时易产生细颗粒过渡，正接则不易。,不论空间位置如何变化，它总是有利于熔滴过渡。,气体的吹力,在药皮的末端会形成一小段被熔化的“喇叭”形套筒见下图。,药皮造气剂分解产生的气体及焊芯中的碳元素氧化生成的CO2气体从套管中喷出,气体在高温下体积急剧膨胀，沿焊条的轴线方向，形成挺直而稳定的气流，把熔滴吹到熔池中。,四、母材的熔化,在焊接热源的作用下，母材上由熔化的焊条、焊丝金属与母材金属所组成的具有一定几何形状的液体金属称为焊接熔池。,1、焊接熔池的含义,形状如右图，它很象一个不标准的半椭圆形球。熔池的大小、存在时间对焊接性能有很大影响：一般情况下，随着I,熔池的最大深度，熔池的最大宽度相对，随着电弧电压的升高，熔池的最大深度，熔池的最大宽度。,2、焊接熔池的形状和尺寸,思考与练习：1、什么是熔滴过渡？熔滴过渡过渡的形式有哪些？各有何特点？2、熔滴过度的作用力有哪些？简述其在焊接过程中作用。,小结,
