焊絲熔化及熔滴過渡

1，2焊絲熔化和熔滴過渡焊接焊接和熔滴過渡，材料成形和控制工程2007，第1章電弧焊接基礎(chǔ)，2，主要內(nèi)容，1。焊絲熔化的熱源，2。焊絲熔化速度和熔化系數(shù)，3。液滴上的力，4。主要液滴過渡形式和特征，5。液滴過渡控制，3。首先，焊絲的熱源熔化，焊絲有兩種功能：電極導電填充金屬作為填充金屬，其熔化和過渡特性將對焊縫質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。焊絲熔化的熱源焊絲熔化的熱源可分為兩種情況：自耗電極電弧焊：由陰極區(qū)產(chǎn)生的電弧熱焊絲和由陽極區(qū)產(chǎn)生的電弧熱焊絲電阻熱電弧柱區(qū)對焊絲延伸長度的熱效應相對較小非自耗電極電弧焊：電弧柱區(qū)產(chǎn)生熱量熔化焊絲，5，(1)電弧熱， 陰極區(qū)：PK=IUK-IUw-IUT陽極區(qū)：PA=IUA IUw IUTUK陰極壓降UA陽極壓降Uw逸出電壓UT電弧柱溫度等效電壓，當電流密度較大時：約為0，當電弧溫度為6000K時：小于1v，6，(1)電弧發(fā)熱，陰極區(qū)：PK=IUK-IUw=I(UK-Uw)陽極區(qū)：PA=IUw焊絲負極：焊絲加熱和熔化取決于(UK-Uw)。 許多因素影響陰極電子發(fā)射，即Uk尺寸。例如電流、溫度、材料等。焊絲連接時機：主要取決于材料的功函數(shù)和電流。當電流不變時，由于功函數(shù)不變，焊絲的熔化系數(shù)也不變。7，(1)電弧加熱，陰極面積：PK=1(UK-UW)陽極面積：PA=IUw，UKW，PkPw。因此，對于相同的材料，在相同電流的作用下，作為陰極的焊絲產(chǎn)生的熱量將大于作為陽極的焊絲產(chǎn)生的熱量。因為散熱條件是相似的，焊絲在負極時熔化得比正極快。8，(2)電阻熱：pr=i2rrsrs= ls/s，9，(3)總熱，負連接：Pm=PK PR=I(UK-Uw) I2rs正連接：Pm=PA PR=I(Uw IRs) I2Rs組合：Pm=I(Um IRs)導線連接定時Um=Uw導線連接負Um=UK-UW，電流，影響電子發(fā)射的因素(UK，UW)和影響電阻熱(Rs)的因素，因此影響發(fā)熱的因素包括：10，影響發(fā)熱的因素，有或無焊絲材料一般為10-30毫米，銅、鋁的電阻熱可以忽略，不銹鋼等的電阻熱也不能忽略。 11、2、焊絲熔化速度和熔化系數(shù)，焊絲熔化速度：單位時間熔化的焊絲長度。m/h焊絲熔化系數(shù)：單位時間內(nèi)通過單位電流時焊絲的熔化量。熔化曲線，如g/(ah):在送絲速度等于熔化速度的條件下獲得的電流和電壓之間的關(guān)系。電弧固有的調(diào)節(jié)功能：當弧長因外界干擾而改變時，能自動恢復到原來的長度。12，影響焊絲熔化速度的因素，圖1-24鋁焊絲熔化速度與電流、焊絲直徑的關(guān)系，圖1-25不銹鋼焊絲熔化速度與電流、延伸長度、13，影響焊絲熔化速度的因素，圖1-26電壓對焊絲熔化速度的影響，14影響焊絲熔化速度的因素，15影響焊絲熔化速度的因素， 電流：電流熔化速度電壓：在較長的弧長范圍內(nèi)，電壓變化在較短的弧長范圍內(nèi)不影響焊絲的熔化，電壓熔化系數(shù)(在較短的弧長范圍內(nèi)的自調(diào)節(jié)功能，電壓熔化系數(shù)電流極性：當焊絲為陰極時，熔化速度高，氣體介質(zhì)：介質(zhì)在反向連接時影響很小，介質(zhì)在正向連接時影響更復雜，不規(guī)則延伸長度：ls熔化速度電流重力和表面張力2。電弧力3。爆破力，17，1。重力和表面張力，F(xiàn)=2R細導線，當導線直徑較大而電流較小時，重力和表面張力起主要作用，18。重力和表面張力，19，2。電弧力、熔滴和熔池上的電弧機械力，包括電磁收縮力、等離子流電磁收縮力和電磁力對液滴過渡的影響取決于電弧形狀21、等離子體電流力和等離子體電流力：當電流較大時，高速等離子體電流力對液滴產(chǎn)生較大推力，使其沿軸向移動。點力，正離子或電子對液滴的轟擊力，電極材料蒸發(fā)時產(chǎn)生的反作用力，電弧根部很小時指向液滴的電磁收縮力。點力的構(gòu)成：當點面積相對較小時，點壓力往往會阻礙液滴的轉(zhuǎn)移；當點面積相對較大時，它覆蓋整個液滴，點壓力促進液滴過渡。噴丸力是在電弧高溫作用下氣體體積膨脹產(chǎn)生的內(nèi)部壓力，當氣體產(chǎn)生時或金屬由于熔滴中的冶金反應而容易蒸發(fā)，導致熔滴噴丸。這種內(nèi)部壓力被稱為噴射力，它能促進液滴過渡，但會產(chǎn)生飛濺。主要的液滴轉(zhuǎn)移形式及其特點1。液滴轉(zhuǎn)移分類2。粒子轉(zhuǎn)移3。噴射轉(zhuǎn)移4。爆炸轉(zhuǎn)移5。聯(lián)系轉(zhuǎn)接6。渣壁轉(zhuǎn)移25。1.液滴轉(zhuǎn)移分類：接觸轉(zhuǎn)移、自由轉(zhuǎn)移、渣壁轉(zhuǎn)移26。1.液滴轉(zhuǎn)移分類：27。2.粒子轉(zhuǎn)移、粗液滴轉(zhuǎn)移(大粒子轉(zhuǎn)移):高電弧電壓、小電流、粗液滴轉(zhuǎn)移、細液滴轉(zhuǎn)移、排斥轉(zhuǎn)移。高電弧壓力和低電流重力克服表面張力電弧穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量相對較差。高電壓低電流MIG焊。粒子躍遷，排斥躍遷：弧根小電流大，點壓大，高壓大，點壓大， CO2氣體保護電弧焊直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流隨著過渡頻率的增加，電弧穩(wěn)定性較高，飛濺較少，焊接質(zhì)量較高。 CO2燈絲有較大的電流，30，3。噴霧過渡、熔滴過渡、富氬或富氬保護焊，可分為：熔滴過渡射流過渡、旋轉(zhuǎn)射流過渡、亞射流過渡。當熔滴直徑達到與焊絲相似的直徑時，電弧力使熔滴從焊絲的端部強制分離，并迅速通過電弧空間過渡到熔池。噴射過渡、成形條件：鋼絲脈沖MIG焊、鋁絲MIG焊，在過渡形式從滴狀過渡轉(zhuǎn)變?yōu)榈螤钸^渡之前，(主)電流必須達到一定的臨界值。液滴轉(zhuǎn)移的特點：點力和重力促進液滴轉(zhuǎn)移。表面張力阻礙液滴轉(zhuǎn)移。飛濺小，成形電流有臨界值，電流間隔窄。很難將弧調(diào)整成鐘形。噴射轉(zhuǎn)移，噴射轉(zhuǎn)移：熔滴以細小顆粒的形式，沿著焊絲的鉛筆尖端以噴射狀態(tài)快速穿過電弧空間到達熔池。成形條件：在鋼絲的MIG焊中，電流必須達到一定的臨界值。噴射過渡過程：33，3。噴射過渡，電弧跳躍：從液滴根部膨脹到頸縮根部過渡的電弧過渡機制：34，3。噴射過渡，噴射過渡：噴射過渡的特征：-電弧跳躍-等離子流力-鉛筆尖-熔滴僅為焊絲直徑的30% 60%-熔滴過渡頻率超過200次/秒-電弧平滑、小飛濺-臨界電流-錐形電弧-指狀熔深-鋼焊絲的富氬MIG、35、3。射流過渡，旋轉(zhuǎn)射流過渡：超大電流MIG焊接，焊絲伸出長度較大，焊接電流遠大于射流臨界電流，液態(tài)金屬長度增加，射流過渡的細小液滴高速噴出，產(chǎn)生電弧37，3。射流過渡，亞射流過渡：亞射流過渡的特征：短弧長，埋弧，大熔化深度-短路現(xiàn)象，但短路時間-短路過渡比：先頸縮，后短路，短路時間，小短路電流-與熔滴過渡的差異：存在短路現(xiàn)象。-電弧穩(wěn)定，飛濺小，38，4。爆炸過渡、CO2焊接、熔滴形成和生長過程、強烈的冶金反應，產(chǎn)生大量的一氧化碳氣體，使熔滴迅速膨脹爆炸。飛濺大，金屬過渡少。接觸過渡：電流小，電弧電壓低，電弧長度短，熔滴在成長為大熔滴形成液態(tài)金屬短路之前接觸熔池，電弧熄滅，金屬熔滴過渡到熔池。然后，電弧被重新點燃，以這種方式交替。這種轉(zhuǎn)變稱為短路轉(zhuǎn)變。接觸過渡：焊絲(或焊條)末端滴和熔池表面通過接觸和過渡?？煞譃椋憾搪愤^渡橋接過渡，40，5。接觸過渡、短路過渡：形成條件：1.6mm，燈絲CO2焊短路過渡過程：由電弧燃燒和滅弧兩個交替階段組成，電弧燃燒不連續(xù)。41，5。接觸過渡，本質(zhì)：短路過渡特性，熔化速度和送絲速度不一致：-燈絲，短弧-滅弧交替，1.6-50Hz，0.8-130Hz-平均電流小，峰值電流大，適用于薄板和全位置焊接-小直徑焊絲，電流密度大，發(fā)熱集中，焊接速度快-弧長，焊件受熱面積小，質(zhì)量高-工藝穩(wěn)定-飛濺大，短路過渡：42，5。接觸過渡、橋接過渡：非熔化極電弧焊。在表面張力、重力和電弧力的作用下，熔滴進入熔池。成型條件：非熔化極焊絲填充焊，氣焊焊絲填充，43，5。接觸過渡，短路過渡和橋接過渡的比較：短路過渡：焊絲導電，熔滴，電磁收縮力大于表面張力橋接過渡：焊絲不導電，大熔滴，電磁收縮力小于表面張力，44，渣壁過渡：渣壁過渡：熔滴沿渣壁表面流入熔池的過渡形式。形成條件：埋弧焊和焊條電弧焊。熔滴過渡控制熔滴過渡控制技術(shù)的目的是提高過渡和焊接質(zhì)量。常用的熔滴過渡控制技術(shù)包括脈沖電流控制法、脈沖送絲控制法、噴射流-短路過渡控制法、波形控制法、脈沖送絲-電流波形控制組合、46、5、熔滴過渡控制、脈沖電流控制法的適用范圍：氬弧焊控制法：焊絲熔化和熔滴過渡控制是通過以一定頻率改變焊接電流來實現(xiàn)的。這樣，平均電流可以保持在小的水平，并且可以實現(xiàn)薄板的焊接。一般來說，有三種方式：47，1。脈沖電流控制方法。熔滴尺寸相對接近焊絲尺寸。它在基值電流間隔和軸向之間轉(zhuǎn)換。它可用于高空焊接和全位置焊接。脈沖電流控制法，一個脈沖周期過渡多個熔滴：脈沖電流大，熔滴細，方向性強，可用于全位置焊接。49，1。脈沖電流控制法，多個脈沖周期過