電弧焊熔化現(xiàn)象2-第7次

1、思考題思考題哪些微量元素對熔池現(xiàn)象造成影哪些微量元素對熔池現(xiàn)象造成影響？響？熱效率高的焊接方法有哪些熱效率高的焊接方法有哪些?從從提高熱效率的角度，焊接方法和提高熱效率的角度，焊接方法和工藝做了哪些改進和改變？工藝做了哪些改進和改變？電弧焊熔化現(xiàn)象電弧焊熔化現(xiàn)象 朱軍 內容概述內容概述母材熔化特征和焊縫形狀尺寸母材熔化特征和焊縫形狀尺寸母材的熔化熱和溫度分布母材的熔化斷面形狀焊縫形狀尺寸熔池金屬的對流和對流驅動力液態(tài)金屬的表面張力微量元素對表面張力的影響微量元素對熔池現(xiàn)象的影響焊接熔池表面張力流的研究等離子流及電磁對流對熔化現(xiàn)象影響焊接參數(shù)與工藝對焊縫成形的影響焊接工藝因素對焊縫尺寸的影響焊縫

2、成形缺陷及形成原因焊絲熔化與熔滴過渡焊絲熔化與熔滴過渡焊絲的熔化熱焊絲的熔化熱焊絲的熔化速度焊絲的熔化速度影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素熔滴上的作用力熔滴上的作用力1.熔滴過渡形態(tài)的分類熔滴過渡形態(tài)的分類焊絲熔化與熔滴過渡熔化極電弧焊中的焊絲在作為電弧一極的同時亦因電弧熱和電阻熱電弧熱和電阻熱而產生熔化，熔化的部分作為熔滴過渡到熔池后與母材熔化金屬混合共同形成焊縫金屬。焊絲熔化的熱量供給焊絲熔化的熱量供給l電弧熱 焊絲熔化所需要的熱量大部分來自電弧對電極前端的加熱。l電阻熱 實際焊接中，在焊絲通電點(導電夾和焊絲的接觸點）與電弧端點之間會有一些伸出部分，稱之為干伸長干伸長，對電阻

3、率大的焊絲電阻率大的焊絲不能忽略流過干伸區(qū)的電流產生的電阻熱。 鋁焊絲和鋼焊絲的電阻率哪個大？焊絲的熔化與熔化速度焊絲的熔化與熔化速度評價焊絲熔化特性的參數(shù) l比熔化量：單位時間單位電流下的脫落金屬量，稱作焊絲的比熔化量MR單位mg(A.s) 比熔化量與電流無關比熔化量與電流無關 用于評價同一材料不同直徑的焊絲的熔化特性用于評價同一材料不同直徑的焊絲的熔化特性l焊絲熔化速度 焊接參數(shù): 送絲速度 焊接過程穩(wěn)定的前提下，焊接過程穩(wěn)定的前提下，焊絲熔化速度比熔化量焊絲熔化速度比熔化量x電流電流干伸長與焊絲熔化速度的關系從干伸長與焊絲熔化速度的關系從直線曲線的原因？直線曲線的原因？熔化熔化預熱預熱注

4、意：注意：鋁焊絲電阻產熱的效果不顯著，常忽略干伸長區(qū)的電流產生的電阻熱 鋼焊絲電阻產熱的影響非常大，必須考慮熔化速度與電流關系熔化速度與電流關系不銹鋼焊絲與不銹鋼焊絲與鋁焊絲鋁焊絲正比 比熔化量定值不銹鋼：非正比 ，比熔化量是變值鋁焊絲鋁焊絲：比熔化量與焊絲直徑無關，幾乎為定值比熔化量與焊絲直徑無關，幾乎為定值問題：問題：熔化速度與電流關系熔化速度與電流關系觀察圖形的不同：l圖形中所對應的斜率是什么：l曲線（不銹鋼焊絲）直線（鋁焊絲）？ 不銹鋼焊絲熔化速度與電流關系不銹鋼焊絲熔化速度與電流關系干伸長對不銹鋼焊絲熔化速度影響干伸長對不銹鋼焊絲熔化速度影響干伸 長為omm的熔化速度曲線觀察：干伸長

5、對不銹鋼焊絲熔化觀察：干伸長對不銹鋼焊絲熔化速度影響速度影響l電阻產熱的影響非常大，不銹鋼焊絲的熔化特性不再呈直線，而是隨電流值的增大，熔化特性的斜率增大，而且干伸長度越大斜率也越大，顯示出電阻產熱的影響l不銹鋼焊絲干伸長與熔化速度的關系成比例l231中示出的干伸 長為omm的熔化速度曲線是把圖232中的各直線延伸到干伸長等于omm時獲得的數(shù)據(jù)，實際焊接中干伸長不可能得到omm，但驗證了干伸長為時熔化特性呈直線這一點，即忽略電阻熱的影響。圖片對比小結：圖片對比小結： 鋁焊絲電阻產熱的效果不顯著直線 鋼焊絲電阻產熱的影響非常大曲線圖23l示：不銹鋼焊絲的熔化特性-這種情況下熔化特性不再呈直線，而

6、是隨電流值的增大，熔化特性的斜率增大，而且干伸長度越大斜率也越大，顯示出電阻產熱的影響以實驗結果為基礎，考慮以實驗結果為基礎，考慮焊絲干伸長部分的電阻熱效果，有如下實驗式，有如下實驗式焊絲熔化遞度與焊絲干伸長呈線性關系，焊絲熔化遞度與焊絲干伸長呈線性關系，其斜率因電流值及材質而異其斜率因電流值及材質而異焊絲熔化速度影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素l以上講述的是當材質一定時，焊絲熔化速度基本上是由電流焊絲直徑干伸長決定。l但是焊絲極性、保護氣種類、可見弧長、熔滴過渡形態(tài)等也有很大影響。下面講述。影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素焊絲極性和保護氣混和比結論： MIG焊焊l焊絲

7、接正，熔化速度與混合氣種類無關l焊絲接負，熔化量顯著提高1.混合氣的比例對熔化速度也有顯著影響影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素熔滴過渡形式（現(xiàn)象）l短路過渡（粗滴過渡） 顆粒過渡、l噴射過渡 射流過渡l脈沖焊接的熔滴過渡 從簡單復雜從簡單復雜 理論現(xiàn)象理論現(xiàn)象焊接基材：焊接基材： 鋁鋁 鋼鋼共性共性電阻熱電阻熱 電弧熱共性電弧熱共性 鋁的電弧熱焊絲熔化速度熔滴過渡鋁的電弧熱焊絲熔化速度熔滴過渡影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素熔滴過渡形式結論結論：以噴射過渡和粗滴過渡臨界點處的臨界電流為分界線，熔化特性曲線的斜率發(fā)生變化。在熔滴呈細小顆粒的噴射過渡區(qū)，熔化特性曲線的傾斜率

8、較大，也就是比熔化量減小。原因原因：噴射過渡區(qū)中從焊絲前端脫落的熔滴其平均溫度高于粗滴過渡區(qū)的熔滴平均溫度，熔化同量的焊絲需要更多的熱量輸人。鋁鋁影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素結論： 電流增加，焊絲送進速度增加 短路過渡亞射流過渡噴射過渡，功率增大，熔滴從加熱不充分加熱充分。 在亞射流區(qū)，比熔化量增大，由于弧長縮短，熔滴的平均溫度降低。 滴狀過渡噴射過渡，由于電流增加，溫度增加，熔滴表面張力增加等熔化速度曲線比熔化量在弧長比熔化量在弧長8mm下發(fā)生變化下發(fā)生變化比熔化量隨可見弧長的減小而增大的特性電弧的固有的自身控制特性：電弧的固有的自身控制特性：在焊絲送進速度發(fā)生變動時，焊絲比

9、熔化量隨可見弧長的減小而增大的特性，使電弧自身具有保持弧長穩(wěn)定的能力，因此把這種熔化特性稱之為電弧固有的自身控制特性。電弧固有的自身控制特性。這種現(xiàn)象只在高純度惰性氣這種現(xiàn)象只在高純度惰性氣體保護體保護MIG焊中出現(xiàn)，特別焊中出現(xiàn)，特別是大電流下最為顯著是大電流下最為顯著焊接電流穩(wěn)定，焊絲送進速度突然變快，可見弧長減小，焊絲的比熔化量增大，弧長又拉長，電弧自身具有保持弧長穩(wěn)定的能力。熔滴上的作用力重力和表面張力的作用力重力和表面張力單位面積的表面張力單位面積的表面張力熔滴上的作用力電磁力的作用力電磁力l熔滴從焊絲端部脫落過渡的促進力l電弧空間產生的等離子氣流的作用，對熔滴產生摩擦力，等離子氣流

10、起因于電弧弧柱中的電磁壓力之差也可以看作是電磁力的一部分。有一點必須指出，電弧力只有在焊接電流較大時才對熔滴過渡起主要作用，焊接電流較小時起主要作用的往往是重力和表面張力熔滴上的作用力電磁力的作用力電磁力導體內部電流的流動方向熔滴過渡形態(tài)的分類（熔滴過渡形態(tài)的分類（IIW）l自由過渡：熔滴通過電弧空間的過渡熔滴通過電弧空間的過渡l接觸過渡：熔滴通過與熔池表面接觸后出現(xiàn)的 過渡l渣壁過渡：熔滴沿著熔渣殼過渡 熔滴沿著藥皮套筒壁過渡熔滴過渡形態(tài)的分類熔滴過渡形態(tài)的分類研究熔滴過渡，主要研究熔滴過渡，主要是針對哪些焊接方法，是針對哪些焊接方法，為什么？這些焊接方為什么？這些焊接方法的特點如何？法的特點如何？續(xù)上頁續(xù)上頁作業(yè)：作業(yè)：1. 在電弧中有哪幾種主要作用力在電弧中有哪幾種主要作用力?說明各種力對熔池說明各種力對熔池和熔滴過渡的影響。和熔滴過渡的影響。2. 什么是焊絲的熔化特性什么是焊絲的熔化特性?試分析影響焊絲熔化特性試分析影響焊絲熔化特性的主要因素。的主要因素。3.熔滴上