焊絲的熔化及熔滴過渡

1、焊絲的熔化及熔滴過渡第1頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四第2頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四3-1 焊絲的加熱及熔化一、加熱熱源： (一)電弧熱極區(qū)產熱 1、焊絲接陰極時：Pk=I(Uk-Uw-Ut)I(Uk-Uw) Ut很小，大概只有1V左右。 2、焊絲接陽極時：PA=I(Ua+Uw+Ut)IUw Ua很小，可忽略。討論： TIG焊：PAPk MIG焊：PkPA Pk受多種因素影響，而PA則不。第3頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四LHLs電源送絲輪導電嘴la第4頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星

2、期四（二）干伸長度上的電阻熱 1、干伸長度：焊絲伸出導電嘴之外的長度LsPR=I2 RS =Ls/S 2、影響因素： (1) 鋼焊絲的PR大，因此干身長度的電阻熱之 影響較大；鋁、銅PR小 (2) Ls越大，dS越小，則PR越大（三）總熱源P = Pa + PR= I（Um+IRs） 式中：焊絲接陰極時，Um=（Uk-Uw）焊絲接陽極時，Um=Uw第5頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四二、影響熔化速度、熔化系數(shù)的因素(一) 基本概念 1、熔化速度m： 單位時間內焊絲的熔化量。單位：g/s 或 cm/s。 2、熔化系數(shù)m： m= m /I，單位時間內，由單位電流所熔化的焊

3、絲 量(長度，重量)。單位：g/A.S或 Cm/A.S。(二) 影響因素 1、電流：電流越大，熔化速度越大。 m = K I(Um+IRs)；m = m /I= K(Um+IRs) 顯然：1)I增大，m增大 2)對于Al焊絲，m幾乎不與I增大，對于鋼焊絲，m隨著I的增大而增大。第6頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四2、電壓： Ua(La)大時， m與Ua無關 Ua(La)較小時，Ua下降時m 增大(如I不變則m )，使電弧具有保持弧長穩(wěn)定的能力。固有自調節(jié)作用： 弧長較短時， m隨La下降而增大，使得電弧具有抵抗外界干擾的保持穩(wěn)定不變的能力，這種能力被成為固有自調節(jié)作用

4、。 UaIaa鋁UaIa鋼第7頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四3、焊絲的極性： 焊絲接負時， m較大 焊絲接正時， m較小4、氣體介質： 焊絲接陽極時： m =K Rm=K I Uw與氣體介質無關 焊絲接陰極時： m =K I(Uk-Uw)Uk與氣體介質有關 因此，氣體介質影響熔化速度，例如在Ar中加 CO2可使m增大。5、電阻熱:鋼焊絲：ds越長，電阻熱的影響越大。鋁焊絲，電阻熱很小，影響不大。第8頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四F=2Rs 式中：為表面張力系數(shù)，Rs為焊絲半徑。3-2 熔滴過渡和飛濺一、基本概念 1、熔滴過渡：焊絲端部的熔

5、化金屬以滴狀進入熔池 的過程。 2、飛濺：熔化的焊絲金屬飛到熔池之外的現(xiàn)象。二、熔滴上的作用力 (一) 表面張力 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。第9頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四2、短路過渡時，熔滴與工件間的表面張力 促進過渡。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：如鋼液中有S或O時，表面張力系數(shù) 降低。(二) 重力 1、熔滴的重力：Fg = mg = 式中：r熔滴半徑 ，密度。 2、作用： 1) 平焊時促進過渡； 2) 立焊，仰焊時阻礙過渡。

6、第10頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四FmgFFF表面張力重力第11頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四（三）電磁收縮力 電流線通過熔滴時的電磁收縮力。 1) 當Sb(斑點面積)Ss時，電磁線在熔滴中發(fā)散，F(xiàn)推向下，促進過渡。（四）斑點力 其作用亦與斑點面積有關：Sb較大時，促進過渡；Sb較小時，阻礙過渡。熔滴中的電磁收縮力熔滴斑點力蒸發(fā)反力及帶電粒子撞擊力第12頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四(五)爆破力 熔滴爆破時，爆破力指向四面八方，即促進過渡，又導致飛濺。(六)等離子流力 從焊絲指向工件，總是促進過渡。 FP爆破

7、力等離子流力第13頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四二、熔滴過渡的主要形式及特點（一）自由過渡 熔滴脫離焊絲，由電弧空間進入熔池。 1、滴狀過渡 globular transfer 1）大滴過渡 特點： aD（熔滴加速度）=g （重力加速度） ； 軸向； dD（熔滴直徑）ds （焊絲直徑） 2）大滴排斥 特點：aD （熔滴加速度）=g （重力加速度） ； 非軸向，有飛濺； dD （熔滴直徑） ds （焊絲直徑） FF斑Fmg大滴第14頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四FFPFg射滴射流2、細顆粒過渡，出現(xiàn)在CO2焊中 特點： aDg； 非軸向；

8、dDg ； dDds ； 軸向性好； 一次一滴。 2）射流 特點： aDg； dDds； 軸向； 連續(xù)束流。 3）爆炸過渡 Explosive transfer 因氣泡的爆破而過渡，通常伴隨著飛濺。 第15頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四熔滴的爆炸過渡 爆炸過渡是熔滴在形成、長大或過渡過程中，由于激烈的冶金反應，在熔滴內部產生CO氣體，使熔滴急劇膨脹發(fā)生爆裂而形成的過渡形式。 在爆炸過渡的同時，發(fā)生強烈爆炸飛濺，嚴重惡化了焊接工藝性。 熔滴爆炸過渡的頻率大約為3050 s-1 。Explosive transfer of droplet 2-7第16頁，共21頁，20

9、22年，5月20日，14點20分，星期四（二）渣壁過渡 flux-wall guided transfer 1、沿熔渣壁過渡 SAWDCRP：熔滴尺寸大，過渡頻率低。DCSP：尺寸小，f大。 I f 2、沿套筒過渡產生于SMAW。條件：1）厚藥皮；2）酸性藥皮。（三）接觸過渡 1、短路過渡 條件：CO2細絲焊，且Ua小，Ia小。 特點：電弧穩(wěn)定，稍有飛濺。 2、搭橋過渡 條件：填絲TIG焊中。第17頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四 熔滴尺寸小，一般不超過焊芯直徑，在焊條端面處，可以同時存在多個熔滴；過渡頻率較粗熔滴過渡時高，一般為59 s-1。 渣壁過渡的特征 渣壁過

10、渡是焊條端部的熔體沿藥皮套筒壁面溜向熔池的一種過渡形式，熔滴過渡時不發(fā)生短路。Characteristics of flux-wall guided transfer 2-6第18頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四1234短路過渡過程及電流、電壓波形第19頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四三、飛濺及熔敷系數(shù)（一）飛濺 1、飛濺的原因： 爆破力； 斑點力不對稱； 氣體從熔滴或熔池中析出。 2、影響飛濺的因素 焊接方法，CO2焊大，MIG小； 規(guī)范，例如CO2焊； 過渡形式。I飛濺率ABC第20頁，共21頁，2022年，5月20日，14點20分，星期四（二）熔敷效率，熔敷系數(shù)1、基本概念 (1) 熔敷效率：過渡到焊縫中的焊絲金屬重量與熔