焊接电弧焊基础知识.ppt
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1、电弧焊基础知识,本章重点:熔滴过渡的主要形式及特点焊接工艺参数对焊缝成形的影响。本章难点:熔滴过渡的特点以应用 学习方法建议:对焊接电弧的基础知识,包括电弧的物理基础、导电特性的内容不必追求过深、过细;在准确把握熔滴过渡特点的基础上去理解它们的应用,并清楚常见焊接方法所用的熔滴过渡形式;结合实训操作,体会并熟悉常见焊接工艺参数及因素对焊缝成形(质量)的影响规律。,焊接电弧,一、焊接电弧的物理基础,电弧的实质:气体放电(导电),(一)电弧及其电场强度分布,电弧的特点:低电压、大电流、温度高、亮度大,获得电弧的途径:气体电离+电子发射 1、电离的种类:热电离场致电离光电离电离能及其与引弧的关系 2
2、、(阴极)电子发射 热发射场致发射光发射粒子碰撞发射逸出功及其与引弧的关系,(二)电弧中带电粒子的产生,(三)带电粒子的消失带电粒子通过扩散、复合和电子结合成负离子等的过程消失。电弧稳定“燃烧”时,带电粒子的产生和消失处于动平衡状态。负离子的存在对电弧稳定性的影响。,二、焊接电弧的导电特性,电弧的三个区域:阴极区弧柱区阳极区,(一)弧柱区的导电特性最小电压原理,(二)阴极区的导电特性1、热发射型 2、电场发射型阴极斑点,(三)阳极区的导电特性 1、阳极斑点 2、阳极区导电形式,三、焊接电弧的工艺特性,电弧的工艺特性主要包括:热能特性、力学特性、电弧稳定性等。,1、电弧热的形成机构 电弧的弧柱、
3、阴极区、阳极区的产热特性各不相同。弧柱的产热 阴极区的产热特性 阳极区的产热特性,(一)电弧的热能特性,2、电弧的温度分布,轴向两极区低弧柱区高径向中心高四周低,3、焊接电弧的热效率及能量密度,电弧产热的一部分热量会通过对流、传导、辐射等形式散失,所以会存在热效率问题。常用焊接方法的大致热效率如表。,能量密度分布:轴向两极区大弧柱区小 径向中心大四周小,(二)、电弧的力学特性,1、电弧力类型及作用电磁(收缩)力使电弧获得刚直性,促进熔滴过渡,等离子流力促进熔滴过渡,斑点(压)力阴极阳极阻碍熔滴过渡,2、电弧力的主要影响因素气体介质、焊接电流和电压、焊丝(条)直径、极性和电极端部形状等。,电极材
4、料蒸发的反作用力阴极阳极阻碍熔滴过渡熔滴(droplet)冲击力对熔池造成冲击短路爆破力短路时产生,导致飞溅,三、焊接电弧的稳定性,电弧稳定性的概念(P19)影响电弧稳定性的因素:电源、外界因素、药皮(芯)(焊剂)、磁偏吹等,焊接熔滴过渡,(一)焊丝的热源焊丝熔化的热源电弧热(主)+电阻热(次)(二)焊丝的熔化特性 焊丝的熔化特性焊丝的熔化速度与焊接电流之间的关系。,一、焊丝的加热和熔化特性,区别清楚与焊丝熔化有关的几个概念:,熔化速度(mm/min&kg/h)熔化系数(g/Ah)熔敷系数(g/Ah)熔敷速度(kg/h)熔敷效率(%)飞溅率(%)损失系数(%),焊丝的熔化特性主要受焊丝材料、直
5、径和伸出长度(stick-out)等因素影响。,二、熔滴上的作用力,熔滴上的作用力是影响熔滴过渡及焊缝成形的主要因素。,1、重力 2、表面张力 3、电弧力(注意其包含几项力在内)!4、熔滴爆破力 5、电弧的气体吹送力,重力(促进或阻碍熔滴过渡)表面张力(促进或阻碍熔滴过渡)电磁收缩力(促进或阻碍熔滴过渡)等离子流力(促进熔滴过渡)气体吹送力(促进熔滴过渡)金属蒸气的反作用力(阻碍熔滴过渡)斑点压力(阻碍熔滴过渡)爆破力(造成飞溅),总结:熔滴上的作用力及其特点,三、熔滴过渡及特点,自由过渡:滴状过渡 喷射过渡(Spray transfer):易在(富)氩气氛种获得,熔深大熔敷效率高,适用于中、
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