電弧焊的基礎(chǔ)知識和構(gòu)造

1、電弧焊的基礎(chǔ)知識和構(gòu)造一學(xué)習(xí)目標(biāo) 熟練掌握本章的基本概念，理解并掌握電弧的產(chǎn)生。了解電弧的引燃過程、焊接電弧的構(gòu)造、電弧的靜特性、焊接電源極性及電弧的穩(wěn)定性、焊接電弧的偏吹；掌握焊接電弧的熔滴過渡。二 重點(diǎn)1）電弧、氣體電離、電弧的靜特性、電弧的穩(wěn)定性、磁偏吹、熔滴過渡等一些基本概念。2）電弧的產(chǎn)生3）電弧的構(gòu)造4）焊接電弧的穩(wěn)定燃燒5）熔滴過渡的形式三 難點(diǎn)1）電弧的產(chǎn)生2）焊接電弧的構(gòu)造及靜特性1.1焊接電弧、 電弧的產(chǎn)生電?。弘娀∈且环N氣體放電 (空氣導(dǎo)電）現(xiàn)象，通過放電將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芘c機(jī)械能。電弧的兩個(gè)特性：發(fā)出強(qiáng)烈的光和大量的熱氣體放電：兩極間的氣體被擊穿而導(dǎo)電的過程。非自持放電：

2、放電本身不能產(chǎn)生導(dǎo)電所需的帶電粒子（A+、e）。 自持放電：放電本身能產(chǎn)生導(dǎo)電所需的帶電粒子（A+、e）；有暗放電、 輝光放電、 電弧放電等三種。+-電弧UaIa電弧放電輝光放電暗放電自持放電非自持放電UI導(dǎo)體導(dǎo)電焊接時(shí)，將焊條與焊件接觸后很快拉開，在焊條端部和焊件之間會(huì)立即產(chǎn)生明亮的電弧，即焊接電弧見圖1-1（a)示注意：焊接電弧是有焊接電源供電，在具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象通常，氣體的分子和原子呈中性，氣體中若沒有帶電粒子，在電場作用下，不會(huì)產(chǎn)生氣體導(dǎo)電現(xiàn)象，電弧不能自發(fā)產(chǎn)生使電弧引燃并穩(wěn)定燃燒，必須使兩電極間的氣體電離產(chǎn)生導(dǎo)電粒子，電流通

3、過氣體間隙形成電弧，如圖1-1（b）所示圖1-1（a) 焊接電弧圖1-1（b) 電弧的產(chǎn)生 在電弧焊中，氣體電離和陰極電子發(fā)射是電弧的產(chǎn)生與維持需要具備的兩個(gè)條件，同時(shí)也伴隨著激勵(lì)、解離、擴(kuò)散、復(fù)合及負(fù)離子產(chǎn)生等過程。1、氣體電離電離： 氣體中性原子或分子（ A ）分離為一價(jià)正離子 （ A+ ）和電子（ e ）的過程。 1）電離與激勵(lì)（1）氣體電離：在外加能量（如加熱等）的作用下使中性的氣體分子或原子分離成正離子（A+ ）和電子（e）的過程。 A A+ + e - Wi電離能：原子或分子電離所需要的能量 單位為ev 或J電子伏：一個(gè)電子被1V的電壓所加速得到的能量。電離電壓：電離能/電子帶電量

4、。一次電離：AA+e二次電離：A+A+en次電離：A（n-1）+An+eA+Ae（2）激勵(lì)：當(dāng)中性氣體粒子受外加能量作用而不足以使其電離時(shí)，但可能使其內(nèi)部的電子從原來的能級躍遷到較高的能級，這種現(xiàn)象叫激勵(lì)。激勵(lì)能：所需的最小外加能量叫激勵(lì)能We。激勵(lì)能電壓：激勵(lì)能We/e。（3）能量傳遞方式a、碰撞：粒子間通過相互碰撞而交換能量彈性碰撞：僅發(fā)生動(dòng)能再分配非彈性碰撞：交換的能量勢能，從而導(dǎo)致電離或激勵(lì)。b、光輻射：在光的輻射下，中性粒子直接吸收光量子的能量。AA+A-eAAeh eUi（4）電離的分類：a、熱電離：氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生電離實(shí)質(zhì)：中性粒子通過與電子碰撞，接收電子能量而電離。電離

5、度：電離了的粒子數(shù)量與電離前離子數(shù)量之比。0.1%熱解離：在熱量的作用下，多原子分子分解為原子。解離能：分子熱解離所需要的能量b、碰撞的電離：A+、e在電場作用下被加速、與A碰撞使其電 離的過程。主要是e的作用：電子獲得的能量是A+ 的4倍。c、光電離：A直接捕捉光量子并吸收其能量而電離。波長越小越易促進(jìn)光電離，電弧波長包括紅外線、紫外線可見光、可使Al、K、Na原子光電離。但不能使Ar、He、 Fe等電離。2、極電子發(fā)射1）基本概念（1）電子發(fā)射：陰極中的自由電子受到一定的外加能量作用時(shí)，從陰極表面逸出的現(xiàn)象。（陰極電子發(fā)射）陰極電子發(fā)射和氣體電離一樣，是電弧產(chǎn)生和維持的重要條件。（2）逸出

6、功（Ww）：電子發(fā)射所需的最小能量。（3）逸出電壓：Ww/e物理意義：Ww越小，引弧越容易，電弧穩(wěn)弧性越好。（4）主要影響因素：材料， K、Na之Ww較低。表面狀態(tài)：有氧化物時(shí)，逸出功降低加入雜質(zhì)，例如，釷、鈰及鑭等可降低Ww。-2）分類 根據(jù)使用陰極材料和電流大小的不同，陰極發(fā)射電子類型可分為：a、熱發(fā)射：在熱量的作用下產(chǎn)生的發(fā)射產(chǎn)生條件：陰極溫度足夠高特點(diǎn)：對陰極有冷卻作用，這一點(diǎn)對TIG焊具有重要意義?？商岣遅極的載流能力。b、場致發(fā)射：金屬表面的電子在電場力的作用下逸出的現(xiàn)象。特點(diǎn)：對陰極的冷卻作用較小。c、光發(fā)射：當(dāng)金屬表面受到光幅射作用時(shí)，金屬內(nèi)的自由電子能量達(dá)到一定程度而逸出金屬

7、表面的現(xiàn)象。實(shí)際電弧中產(chǎn)生光發(fā)射的可能性很小。d、撞擊發(fā)射：高速運(yùn)動(dòng)的粒子（A+）碰撞金屬表面時(shí)，將能量傳給金屬表面的電子，使其能量增加飛出金屬表面，產(chǎn)生電子的碰撞發(fā)射。庫侖力3）負(fù)離子的產(chǎn)生中性離子與電子結(jié)合的過程，是一個(gè)放熱過程，所放出的熱成為電子親和能。A + e A- + W注意：（1）親和能高的原子易形成A-，但高溫下不利于放熱反應(yīng)。（2）交流電弧過零時(shí)，易形成。（3）易在電弧周邊形成。（4）不利于電弧穩(wěn)定。4）擴(kuò)散與復(fù)合擴(kuò)散：電弧中心處A+、e較多，e易向周邊運(yùn)動(dòng)。當(dāng)周邊電子濃度達(dá)到一定值后，在e吸引下，A+也向周邊運(yùn)動(dòng)。從而在周邊復(fù)合A+eA+WiA+A2A+WiA-Ae+A-+

8、AAe說明：在焊接過程中，四種發(fā)射所起的作用在不同焊接條件下是不同的在引弧過程中，熱發(fā)射和場致發(fā)射起主要作用。使用髙沸點(diǎn)的材料鎢或碳作為陰極時(shí)，陽極區(qū)的帶電粒子主要為熱發(fā)射電子若銅或鋁為陽極，撞擊發(fā)射和場致發(fā)射為主要作用鋼作為陰極時(shí)，則熱發(fā)射、撞擊發(fā)射和場致發(fā)射都起作用1.1.2 焊接電弧的引燃過程焊接電弧的引燃有兩種方法，即接觸引弧和非接觸引弧法（高頻、高壓引弧法）。1、接觸引弧 手工電弧焊是采用接觸引弧的。引弧時(shí)，焊條與工件瞬時(shí)接觸造成短路（接觸引弧過程見P3圖1-2所示）2、非接觸引弧非接觸引弧法也稱為高頻高壓引弧法。一般借助于高頻或高壓脈沖引弧裝置，使陰極表面產(chǎn)生強(qiáng)場發(fā)射，其發(fā)射出來的

9、電子流再與氣體介質(zhì)撞擊，使其離解導(dǎo)電。1.2 焊接電弧的構(gòu)造及靜特性1.2.1 焊接電弧的構(gòu)造以直流電弧為例，直流電弧可近似看成為一個(gè)圓柱形的氣體導(dǎo)體，沿它的長度方向可分為3個(gè)區(qū)域：陰極區(qū)、弧柱區(qū)和陽極區(qū)。見圖1-3示 UA UCUK陽極區(qū)陰極區(qū)弧柱10-210-4cm10-510-6cm+-圖1-3 電弧結(jié)構(gòu)及壓降分布可見：陰極區(qū)：電弧緊靠負(fù)電極的區(qū)域，長度極短（約為10-510-6cm)、電壓較大、E（電場強(qiáng)度）極高,焊條電弧焊時(shí)，陰極區(qū)的溫度為2130 3230，放出的熱量占36%左右陽極區(qū)：電弧緊靠正電極的區(qū)域，長度較短（約為10-210-4cm)、電壓較大、E極高，焊條電弧焊時(shí)，陽極

10、區(qū)的溫度為2330 3930，放出的熱量占43%左右弧柱區(qū)：電弧陰極區(qū)和陽極區(qū)之間的部分，長度基本上等于電弧長度，電壓較小，E較小，焊條電弧焊時(shí)，弧柱中心的溫度為5370 7730，放出的熱量占21%左右電弧電壓(Uh）：電弧兩端（兩電極）之間的電壓 Uh=UA+UC+UK 式中：UA陽極壓降，UC 弧柱壓降， UK陰極壓降，1、弧柱區(qū)弧柱區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)就是指帶電粒子產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)方式。1）帶電粒子的產(chǎn)生（1）電離：熱電離 光電離 電場作用的電離（2）陰極區(qū)注入的電子（3）陽極區(qū)注入的正離子2）帶電離子的運(yùn)動(dòng)A+沖向陰極正離子流IA+e沖向陽極電子流IeI =IA+Ie其中：IA+ = 0.1%I

11、Ie = 99.9%I3）特點(diǎn)：（1）電中性；（2）I大、Ua小IA+IeI4）弧柱的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)電能熱能（導(dǎo)電機(jī)構(gòu)就是指帶電粒子產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)方式。）（1）本質(zhì)：A+、e在電場作用下被加速、使其動(dòng)能增大的過程。其宏觀表現(xiàn)即為溫度上升產(chǎn)熱由于運(yùn)動(dòng)速度，自由程度不同，A+、e得到的能量不同，TA+、Te、TA有可能不同。電子動(dòng)能：定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能散亂運(yùn)動(dòng)動(dòng)能 熱運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為熱能。（2）產(chǎn)熱量Pc=Ia Ua（電弧電壓）主要用于散熱損失 對流、幅射、傳導(dǎo) 。（3）影響因素不僅取決于電流。凡是影響Ua的因素均影響弧柱的產(chǎn)熱。2、陰極區(qū)1）陰極區(qū)在導(dǎo)電過程中的作用（1)產(chǎn)生弧柱區(qū)導(dǎo)電所需要電子流 （2)接收弧柱區(qū)

12、來的正離子流2）導(dǎo)電機(jī)構(gòu) a、熱發(fā)射型（1）產(chǎn)生條件：W、C陰極，且電流很大（2）帶電粒子的產(chǎn)生方式：熱發(fā)射熱陰極：弧柱導(dǎo)電所需要的電子可完全由熱發(fā)生來產(chǎn)生的 陰極。冷陰極：熱發(fā)射能力不足的陰極。熱陰極材料：熔點(diǎn)高的材料冷陰極材料：熔點(diǎn)低的材料。（3）特點(diǎn)：無陰極區(qū)、無陰極壓降Ukb、電場發(fā)射型（1）條件: （a）W、C陰極、且I較?。╞）Al、Fe、Cu作陰極（2） 帶電離子產(chǎn)生方式（a）場發(fā)射（b）場電離 （c）熱發(fā)射 （d）碰撞發(fā)射+-+-Uk陰極區(qū)弧柱區(qū)電場發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)陰極熱發(fā)射場發(fā)射碰撞發(fā)射場電離（3） 特點(diǎn)：（a）陰極附近存在正電荷區(qū)陰極區(qū)（b）Ie0.001 I（c）陰極區(qū)斷面

13、收縮（d）陰極表面上產(chǎn)生陰極斑點(diǎn)c、等離子型（1）條件：（a）W、C陰極，且I較?。夯駻l、Fe、Cu陰極；（b）Uk電壓較小（2）帶電粒子產(chǎn)生方式：熱電離（3）特點(diǎn)：同上3）陰極區(qū)的產(chǎn)熱（1）本質(zhì)：產(chǎn)生電子、接受正離子的過程中有能量變化，這些能量的平衡結(jié)果就是產(chǎn)熱，由三部分組成： a 電子逸出陰極時(shí)消耗能量： -IUw b 電子進(jìn)入弧柱前被電場（Ek）加速得到一部分能量：+IaUk c 電子進(jìn)入弧柱時(shí)帶走的能量：-IUT（溫度等效電壓）（2）產(chǎn)熱公式Pk=I（Uk-Uw-UT）（3）作用：用于加熱陰極3、陽極區(qū)1）陽極區(qū)在導(dǎo)電過程中的作用（1)接收弧柱區(qū)來的電子流 （2)產(chǎn)生弧柱區(qū)所需要的正

14、離子流2）導(dǎo)電機(jī)構(gòu) a、熱電離（1）產(chǎn)生條件：I較大（2）帶電離子產(chǎn)生方式：熱電離（3）特點(diǎn)：（a)陽極壓降小，甚至為0（b)不存在陽極斑點(diǎn)。 b、場致電離（1）產(chǎn)生條件：I較?。?）帶電粒子的產(chǎn)生方式：熱電離、場電離（3）特點(diǎn)：（a）有陽極區(qū)，發(fā)生收縮（b)Ua較大（c)有陽極斑點(diǎn)-+-+-UA陽極區(qū)弧柱區(qū)陽極壓降的形成+3）陽極區(qū)的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)（1）本質(zhì)：接受電子、產(chǎn)生A+過程中伴隨的能量轉(zhuǎn)換，由三部分組成：a 電子被UA加速所得到的能量：+e UAb 電子帶來的逸出功：+IUwc 電子帶來的相當(dāng)于弧柱溫度那部分能量+IUT（2）產(chǎn)熱公式PA=I（UA+Uw+UT）（3）作用用于加熱陽極 4、

15、陰極斑點(diǎn)與陽極斑點(diǎn)1）陰極斑點(diǎn)：陰極上導(dǎo)通電流的一些爍亮的弧斑點(diǎn)。（1）產(chǎn)生條件：a、W、C陰極且I很小b、Al、Fe、Cu作陰極（2）某點(diǎn)充當(dāng)陰極斑點(diǎn)的條件a、電弧通過該點(diǎn)時(shí)耗能最小b、該點(diǎn)能發(fā)射電子（3）特點(diǎn)a、電流密度大、溫度高b、跳躍性及粘著性(見圖1-4示）c、存在斑點(diǎn)力：蒸發(fā)反力、A+的撞擊力d、自動(dòng)尋找氧化膜，該點(diǎn)對于鋁、鎂及其合金的焊接是非常重要的。-焊接方向-+AAB焊接方向粘著性跳躍性圖1-4 跳躍性和粘著性2）陽極斑點(diǎn)陽極斑點(diǎn)：在陽極表面可看到的爍亮的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域稱為陽極斑點(diǎn)。（1）產(chǎn)生條件：I很?。?）點(diǎn)充當(dāng)陽極斑點(diǎn)的條件a）通過該點(diǎn)導(dǎo)通電流時(shí)，耗能最小b）易蒸發(fā)，產(chǎn)

16、生金屬蒸氣（3）特點(diǎn)：a、電流密度大、溫度高b、粘著性、跳躍性c、避開氧化膜d、斑點(diǎn)力，陽極斑點(diǎn)力小于陰極斑點(diǎn)力5、電弧的溫度分布1）電弧的軸向溫度分布影響溫度分布的因素：（1）功率密度（2）電極材料（3）高熔點(diǎn)氧化物溫度電流密度功率密度+- 弧柱的溫度分布TL2）弧柱溫度分布（1）軸向a 二電極尺寸相等時(shí)，軸向溫度分布均勻b 二電極尺寸不等，軸向溫度分布不均勻，靠近尺寸較小的一端，溫度較高。（2）徑向中心軸附近溫度高，周邊低（3）影響弧柱溫度的因素a、電流，Ia Tb、氣體介質(zhì)：導(dǎo)熱系數(shù)，熱解離 Tc、電極材料d、拘束度：越大，電弧溫度越高 Tr6、焊接電弧的熱效率及能量密度（1）電弧總產(chǎn)熱

17、Pa=PC+PA+PK = I（UC+UK+UA）=IaUa（2）有效功率、熱效率系數(shù)1 ） 有效功率：用于加熱工件和焊絲的功率QE2 ） 熱效率系數(shù)：=QE/Pa3 ） 影響的因素：a 焊接方法：TIG焊低、MIG、SAW高b 焊接規(guī)范：c 外部條件（3）能量密度a 單位有效加熱面積上的熱功率，單位為w/cm2b 功率密度越高 H/B越大，焊接變形及HAZ越小。氣焊電弧焊激光電子束1-10102-104106-107 106-108 在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，Ua與Ia的關(guān)系稱為電弧靜特性（伏安特性）。1.弧靜特性曲線焊接電弧 是非線性電阻，當(dāng)電弧電流從小到大在

18、很大范圍內(nèi)變化時(shí)，焊接電弧的靜特性進(jìn)似呈U曲線，則焊接電弧靜特性也稱U型特性，見圖1-4示 1.2.2 電弧的靜特性UaIa小電流TIGTIGSAWMIGMAGabc 1-4 電弧靜特性曲線d分析U型特性曲線可知下降區(qū)（負(fù)阻特性區(qū)）：電弧電壓隨著電流的增加而下降（ab)平特性區(qū)：電弧電壓基本不變（bc)上升特性區(qū)：電弧電壓隨著電流的增加而上升(cd)2.不同焊接方法的電弧靜特性(見圖1-4）手工電弧焊：焊接時(shí)，焊接電流一般不超過500A，電弧靜特性曲線表現(xiàn)在下降特性段和水平特性段。鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）：一般在小電流焊接時(shí)，其靜特性為下降特性段；大電流焊接時(shí)，表現(xiàn)為平特性段。埋弧自動(dòng)焊：

19、正常焊接時(shí)為平特性段，大電流焊接時(shí)為上升特性段。熔化極氣體保護(hù)焊（MIG）：因焊接電流大，其靜特性為上升特性段3.弧靜特性的影響因素：（1）電弧長度的影響因Ua與L成正比， 隨L增加，電弧靜特性曲線平行上移，見圖1-5示（L電弧長度，L1L2L3） UaIaL2L1L2L3L1L31-5電弧長度對電弧靜特性影響純ArAr+20%H2UaIa電離電壓H2物理性能：熱分解、導(dǎo)熱系數(shù)（2）氣體介質(zhì)導(dǎo)熱性熱分解性能（3）周圍氣體介質(zhì)的壓力 氣體介質(zhì)壓的力的變化將引起電弧電壓的變化，即引起電弧靜特性的變化，氣體壓力越大，冷卻作用就越強(qiáng)，弧壓就越升高 1.3 焊接電源極性及電弧的穩(wěn)定性 1.3.1 焊接電

20、源極性的應(yīng)用直流電源都包括正極和負(fù)極。由于電弧產(chǎn)生的熱量在陽極和陰極上有一定的差異，在使用直流電焊機(jī)焊接時(shí)，有兩種接線方法：直流正接：焊件接正極，焊條接負(fù)極（厚板、酸性焊條）直流反接：焊件接負(fù)極，焊條接正極（薄板、堿性低氫焊） 條、低合金鋼和鋁合金）直流反接可減少氫氣孔產(chǎn)生說明：交流焊機(jī)、無正反接特點(diǎn)，溫度均為2500K。焊機(jī)的空載電壓就是焊接時(shí)引弧電壓，一般為5090V，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)電壓為電弧電壓。電弧長度越大，電弧電壓也越高，一般為1635V。1.3.2 焊接電弧燃燒的穩(wěn)定性焊接生產(chǎn)過程中，接頭質(zhì)量不僅受焊接方法、焊接材料等因素的影響，同時(shí)也受電弧穩(wěn)定性的影響。電弧焊過程中，當(dāng)電弧電流和

21、電弧電壓為某一定值時(shí)，電弧放電可在長時(shí)間內(nèi)連續(xù)運(yùn)行且穩(wěn)定燃燒的性能稱為電弧的穩(wěn)定性。焊接電弧的穩(wěn)定性是指電弧保持穩(wěn)定燃燒（不產(chǎn)生斷弧、飄移和偏吹等）電弧的穩(wěn)定燃燒是保證焊接質(zhì)量的一個(gè)重要因素1、影響電弧穩(wěn)定性的因素（1）焊工操作技術(shù)如焊接操作中電弧長度控制不當(dāng)，將會(huì)產(chǎn)生斷弧。（2）電弧電源焊接電源的種類、特性及空載電壓等都會(huì)影響電弧的穩(wěn)定性。（3）焊接電流（4）外界因素 如工件坡口表面狀況、氣流等。（5）焊條藥皮（6）電弧長度（7）磁偏吹2、提高電弧穩(wěn)定性的措施（1）根據(jù)不同的焊接方法，選擇合適的弧焊電源，使電源外特性曲線與電弧靜特性曲線相匹配。（2）焊前認(rèn)真清理待焊工件，選擇合適的操作場所，

22、降低外界對電弧穩(wěn)定性的影響。（3）為減弱磁偏吹的影響，優(yōu)先選用交流電源；如采用直流電源，則需在焊件兩端同時(shí)接地線，并盡量在周圍沒有鐵磁物質(zhì)的地方焊接；在焊接過程中對電弧進(jìn)行屏蔽，也可以在一定程度上克服磁偏吹現(xiàn)象。1.4 焊接電弧的偏吹 剛直性所謂剛直性是指電弧作為一柔軟的導(dǎo)體抵抗外界干擾，力求保持電流沿軸向流動(dòng)的能力。電弧的剛直性是由電弧的電磁場決定的，即電磁收縮力決定的。各運(yùn)動(dòng)的帶電質(zhì)點(diǎn)均受到指向焊條中心的力，該力使質(zhì)點(diǎn)保持沿軸線流動(dòng)。影響剛直性的因素：1）電流越大，剛直性越大；2）拘束度越大，剛直性大3）熱解離導(dǎo)熱性大 剛直性大+-FF自身磁場對剛直性的影響剛直性 電弧的偏吹偏吹：電弧因周

23、圍磁力線不對稱而偏向一側(cè)的現(xiàn)象.偏向：磁力線疏的一側(cè)1.4.1 焊接電弧的偏吹原因1、氣流的影響2、焊條偏心度的影響3、磁場的影響1）鐵磁性物質(zhì)2）接地線位置不合適3）焊條與焊件相對位置不對稱交流電弧的磁偏吹較小原因：（1）渦流，渦流磁場抵消原磁場（2）電弧偏吹運(yùn)動(dòng)為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而交流電弧的不均恒磁場以50Hz的頻率變化。 +-+-電流+F左F右電弧的偏吹+-+-電流+F左F右接線位置引起的磁偏吹+-+-+-+-電流+F左F右磁性物質(zhì)引起的磁偏吹-+1.4.2 減少或防止焊接電弧偏吹的方法 電弧偏吹會(huì)使焊接電弧不穩(wěn)定，造成飛濺，還會(huì)產(chǎn)生氣孔、未焊透及焊偏等缺陷，影響焊縫成形和焊接質(zhì)量，所以要采取

24、必要的措施加以克服?？朔娀∑档拇胧┲饕幸韵聨追N：（1）直流電源最容易由于自身磁場不均而引起磁偏吹現(xiàn)象，所以在條件許可的情況下盡量使用交流焊接電源。（2）在氣流比較大時(shí)，要采用擋板遮擋；焊接管子時(shí)要將管口堵住，以防止氣流對電弧的影響。（3）在焊接間隙較大的對接焊縫時(shí)，可在焊縫下面加墊板（4）必要時(shí)采用引弧板和引出板，使磁力線分布均勻，同時(shí)還可以減少熱對流的影響。（5）采用短弧焊接，電弧越短磁偏吹越小。（6）盡量用厚皮焊條代替薄皮焊條，操作中合理調(diào)整焊條角度。（7）適當(dāng)改變接地線的位置，使磁力線分布均勻。對于較長和較大的工件可采用兩邊連接地線的方法。（8）采用小電流焊接，減少磁偏吹的影響。焊

25、接中注意避免周圍鐵磁物質(zhì)的影響。1.5 焊接電弧的熔滴過渡 電弧焊時(shí)，焊絲或焊條端部受熱熔化形成熔滴，通過電弧空間向熔池轉(zhuǎn)移的過程，稱熔滴過渡。熔滴過渡的形式以及過渡過程的穩(wěn)定性取決于作用在焊絲末端上的各種力的綜合影響。熔滴過渡對熔焊過程穩(wěn)定、飛濺大小、焊縫成形優(yōu)劣以及產(chǎn)生焊接缺陷等有很大影響，掌握其規(guī)律，對提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率十分重要。1.5.1 熔滴上的作用力 電弧焊時(shí)，焊絲端頭熔化的金屬熔滴通常受到自身重力和表面張力、電磁收縮力、電弧氣體吹力、斑點(diǎn)壓力等幾種力的作用。1、重力1）熔滴的重力Fg=mg= r熔滴半徑 ，密度2）作用：（1）平焊時(shí)促進(jìn)過渡； （2）立焊，仰焊時(shí)阻礙過渡。2、表

26、面張力 指焊絲端頭上保持熔滴的作用力1）焊絲與熔滴間的表面張力F，阻礙過渡，將熔滴保持在焊絲上。Fmg重力 F =2Rs 式中： 為表面張力系數(shù)，Rs為焊絲半徑。2）短路過渡時(shí)，熔滴與工件間的表面張力 促進(jìn)過渡 F=2RP影響的因素：（1）材料類型，例如，鐵的表面張力系數(shù)大于鋁（2）溫度，溫度上升，表面張力系數(shù)降低（3）表面活性物質(zhì)，如鋼液中有S或O時(shí)，表面張力系數(shù)降低。FFF表面張力3、電磁收縮力 通過電?。ㄈ鄣危┑碾娏骶€之間的相互吸引力，對電弧或熔滴起著壓縮作用，該力被稱為電磁收縮力。1）圓柱形電弧電弧壓力電弧推力 式中：I-電流，R-電弧半徑，K-系數(shù)熔滴中的電磁收縮力流態(tài)導(dǎo)體中電磁收縮力的影響柱形導(dǎo)體中的電磁收縮力流體中壓力各個(gè)方向相同，因此作用于焊條及工件上的軸向力為： 2）錐形電弧 壓力 錐形電弧中沿軸向存在壓力差，導(dǎo)至一軸向推力： 式中：I-電流，Rb-錐形弧柱下底面半徑，Ra-錐形弧柱上底面半徑ALF推焊絲錐形電弧母材4、等離子流力 F推引起的高溫氣體流（等離子流）所形成的力叫等離子流力作用：1）促進(jìn)熔滴過渡2）導(dǎo)致指狀熔深分布：軸線處大，周邊小5、斑點(diǎn)力由以下三部分組成,陰極斑點(diǎn)力大于陽極斑點(diǎn)