高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)課件

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2022/12/23高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2022/12/19高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)1目錄一.焊接電弧二.焊接電弧中的能量平衡及電弧力三.直流及交流電弧的特點(diǎn)四.磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2目錄一.焊接電弧高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2

焊接電弧基本知識(shí)一. 基本要求熟悉焊接電弧的概念，理解并掌握最小電壓原理、電弧力。了解電弧各個(gè)區(qū)域的組成、導(dǎo)電機(jī)構(gòu)、產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)、交流電弧的特點(diǎn)以及陰極斑點(diǎn)的特點(diǎn)及其對(duì)焊接質(zhì)量的影響。二. 基本概念電弧、氣體放電、電離、電子發(fā)射、陰極斑點(diǎn)、陽極斑點(diǎn)、剛直性、磁偏吹、電離能、逸出功、電離電壓、逸出電壓高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)焊接電弧基本知識(shí)一. 基本要求高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3三. 難點(diǎn)1.最小電壓原理2.電弧的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)四. 重點(diǎn)1.電弧、電離、氣體放電、剛直性、磁偏吹等一些基本概念。2.電弧力。3.電弧的產(chǎn)熱機(jī)理。4.陰極斑點(diǎn)的特點(diǎn)。5.最小電壓原理。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)三. 難點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)4一.焊接電弧1.電弧的基本概念1）電?。弘娀∈且环N氣體放電現(xiàn)象，通過放電將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芘c機(jī)械能。2）氣體放電：兩極間的氣體被擊穿而導(dǎo)電的過程。（1）非自持放電：放電本身不能產(chǎn)生導(dǎo)電所需的帶電粒 子（A+、e）。（2）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。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)一.焊接電弧1.電弧的基本概念高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)5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)電高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)電弧+-UaIa電弧放電輝光放電暗放電自持放電非自持放電UI62. 帶電粒子的產(chǎn)生過程產(chǎn)生方式：電離： 氣體中性原子或分子（A）分離為正離子 （A+）和電子（e）的過程。電子發(fā)射： 金屬表面逸出電子的現(xiàn)象A++Ae高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2. 帶電粒子的產(chǎn)生過程A++Ae高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)73.電離與激勵(lì)1）電離：在一定條件下中性原子或分子分離成A+及e的現(xiàn)象。 A→A++e-Wi（1）電離能：原子或分子電離所需要的能量單位為J或ev（2）電子伏：一個(gè)電子被1V的電壓所加速得到的能量。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3.電離與激勵(lì)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)8（3）電離電壓：電離能/電子帶電量。一次電離：A→A++e二次電離：A+→A+++en次電離：A（n-1）+→An++e多原子分子的電離：多原子分子電離能小于對(duì)應(yīng)原子的電離能，因此，一般先分解為原子后再電離。只有NO的電離能小于N和O的電離能，因此可直接電離。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（3）電離電壓：電離能/電子帶電量。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)92)激勵(lì)：氣體原子得到的一定的能量，雖然小于Wi，但可 使電子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)。這種現(xiàn)象叫激勵(lì)。（1）激勵(lì)能：所需的最小外加能量叫激勵(lì)能We。（2）激勵(lì)能電壓：激勵(lì)能We/e。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2)激勵(lì)：氣體原子得到的一定的能量，雖然小于Wi，但可 103）能量傳遞方式（1）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(shì)能，從而導(dǎo)致電離或激勵(lì)。Ae（2）光幅射：在光的輻射下，中性粒子直接吸收光量子的能量。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3）能量傳遞方式Ae（2）光幅射：在光的輻射下，114）電離的分類：

（1）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。

a)電離度：電離了的粒子數(shù)量與電離前離子數(shù)量之比。 0.01%0.12%

b)熱解離：在熱量的作用下，多原子分子分解為原子。 c)解離能：分子熱解離所需要的能量高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)4）電離的分類：高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)12（2）電場(chǎng)作用下的電離：A+、e在電場(chǎng)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。

（3）光電離：A直接捕捉光量子并吸收其能量而電離。 波長(zhǎng)越小越易促進(jìn)光電離，電弧波長(zhǎng)包括紅外線、紫外線 可見光、可使AI、K、Na原子光電離。但不能使Ar、He、Fe 等電離。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）電場(chǎng)作用下的電離：A+、e在電場(chǎng)作用下被加速、與A碰135）電子發(fā)射分類

（1）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(duì)陰極有冷卻作用，這一點(diǎn)對(duì)TIG焊具有重要意義。可提高W極的載流能力。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)5）電子發(fā)射分類高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)14（2）電場(chǎng)發(fā)射：金屬表面的電子在電場(chǎng)力的作用下逸出的現(xiàn)象。特點(diǎn)：對(duì)陰極的冷卻作用很小。

（3）光發(fā)射：光幅射作用下產(chǎn)生的發(fā)射。實(shí)際電弧中產(chǎn)生光發(fā)射的可能性很小。（4）粒子碰撞發(fā)射：高速運(yùn)動(dòng)的A+碰撞到陰極上導(dǎo)致的發(fā)射。庫侖力—高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）電場(chǎng)發(fā)射：庫侖力—高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)156）電子發(fā)射

1）基本概念① 電子發(fā)射：電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象。 對(duì)電弧導(dǎo)電起作用的主要是陰極的發(fā)射。② 逸出功（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。④Ww主要影響因素： 材料種類，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。-高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)6）電子發(fā)射-高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)167）負(fù)離子的產(chǎn)生中性粒子與電子結(jié)合的過程，是一個(gè)放熱過程，所放出的熱量被稱為電子親和能。

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。

因此電弧中含有F、Cl等元素時(shí)，電弧不穩(wěn)定。A-Ae+高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)7）負(fù)離子的產(chǎn)生A-Ae+高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)178）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++e→A+Wi

A++A－→2A+WiA＋+AAe高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)8）擴(kuò)散與復(fù)合擴(kuò)散：電弧中心處A+、e較多，e易向周189） 電弧各區(qū)域的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)（1）區(qū)域組成：由陰極區(qū)、陽極區(qū)、弧柱三部分組成。①陰極區(qū)：長(zhǎng)度極短、電壓較大、E（電場(chǎng)強(qiáng)度）極高②陽極區(qū)：長(zhǎng)度也極短、電壓較大、E極高③弧柱區(qū)長(zhǎng)度基本上等于電弧長(zhǎng)度，E較小UA

UCUK陽極區(qū)陰極區(qū)弧柱區(qū)-+10-510-6cm10-210-4cm高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)9） 電弧各區(qū)域的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)UA UCUK陽極區(qū)陰極區(qū)弧柱區(qū)1910）弧柱區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)所謂導(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(chǎng)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Ie

I=IA++Ie 其中：IA+=0.1%I

Ie=99.9%I（3）特點(diǎn)： 1）電中性； 2）E小、Ua小IA+IeI高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)10）弧柱區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)IA+IeI高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2011）、陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)（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Ie=0.999I ②接收弧柱區(qū)來的正離子流IA+=0.001I由于陰極材料種類、電流大小以及電弧氣體介質(zhì)不同，陰極區(qū)可分為：

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)11）、陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)21（2）熱發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu) 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Vk高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）熱發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2212）電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)（1)

條件：（a）W、C陰極、且I較小 （b）Al、Fe、Cu作陰極c)

特點(diǎn)： ①陰極附近存在—正電荷區(qū)—陰極區(qū) ②陰極區(qū)斷面收縮 ③陰極表面上產(chǎn)生陰極斑點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)12）電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)23電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)++++++++++++++++++++++------+++++-----Uk陰極區(qū)弧柱區(qū)陰極熱發(fā)射場(chǎng)發(fā)射碰撞發(fā)射場(chǎng)電離0.999I高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)+++++++++++++++++++++24

（2)

帶電離子產(chǎn)生方式 （1）場(chǎng)發(fā)射 （2）場(chǎng)電離 （3）熱發(fā)射 （4）碰撞發(fā)射（3）等離子型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)A、條件： ① W、C陰極，且I較?。夯駻I、Fe、Cu陰極； ② 電壓較小，且Uk<UiB、帶電粒子產(chǎn)生方式：熱電離高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)

（2)

帶電離子產(chǎn)生方式高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)25（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Ie=0.999I ②產(chǎn)生弧柱區(qū)所需要的正離子流IA+=0.001I

（2）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)。

13）陽極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（1）陽極區(qū)在導(dǎo)電過程中的作用13）陽極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工26（3）電場(chǎng)作用下的電離①產(chǎn)生條件：I較小

②帶電粒子的產(chǎn)生方式：熱電離、場(chǎng)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)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（3）電場(chǎng)作用下的電離高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)27----------------++-++++++++++++------------UA陽極區(qū)弧柱區(qū)陽極壓降的形成+高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)----------------++-+++++++++++28（1）陰極斑點(diǎn)：陰極上導(dǎo)通電流的一些灼亮的弧立點(diǎn)。①產(chǎn)生條件： a、W、C陰極且I很小 b、AI、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14）陰極斑點(diǎn)與陽極斑點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（1）陰極斑點(diǎn)：陰極上導(dǎo)通電流的一些灼亮的弧立點(diǎn)。14）陰極29③特點(diǎn) a）電流密度大、溫度高 b）跳躍性及粘著性 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(duì)于鋁、鎂及其合金的焊接是非常重要的，見后面的陰極霧化作用。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)③特點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)30--+焊接方向-+AAB焊接方向粘著性跳躍性高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)--+焊接方向-+AAB焊接方向粘著性跳躍性高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3115）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)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)力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)15）陽極斑點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3216）最小電壓原理電流一定、周圍條件一定時(shí)，穩(wěn)定燃燒的電弧各導(dǎo)電區(qū)的半徑（溫度）應(yīng)使電弧電場(chǎng)強(qiáng)度最小，即電弧電壓最小。ErR*E*該原理有兩個(gè)方面的含義：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度是溫度或電弧斷面半徑的函數(shù)

E=f（T）

E=f（r）（2）電弧半徑穩(wěn)定值r*由E的最小值E*確定高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)16）最小電壓原理ErR*E*該原理有兩個(gè)方面的含義：高級(jí)焊33二.焊接電弧中的能量平衡及電弧力1.焊接電弧的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)1）弧柱的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)電能→熱能（1）本質(zhì)：A+、e在電場(chǎng)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。（2）電子動(dòng)能：定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能—Ie 散亂運(yùn)動(dòng)動(dòng)能—熱運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為熱能。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)二.焊接電弧中的能量平衡及電弧力1.焊接電弧的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)高級(jí)焊34（3）產(chǎn)熱量

Pc=IaUa

主要用于散熱損失—對(duì)流、幅射、傳導(dǎo)。（4）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。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（3）產(chǎn)熱量高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)35

2）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： ①電子逸出陰極時(shí)消耗能量：-IUw ②電子進(jìn)入弧柱前被電場(chǎng)（Ek）加速得到一部分能量： +IaUk ③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。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)363）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： ①e被UA加速所得到的能量：+eUA ②電子帶來的逸出功：+IUw ③電子帶來的相當(dāng)于弧柱溫度那部分能量+IUw

（2）產(chǎn)熱公式 PA=I（UA+Uw+UT）（3）作用 用于加熱陽極高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3）陽極區(qū)的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)374）焊接電弧的熱效率及能量密度（1）電弧總產(chǎn)熱

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QE ② 熱效率系數(shù)：=QE/Pa ③ 影響的因素： a）焊接方法：TIG焊低、MIG、SAW高 b）焊接規(guī)范： c）外部條件高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)4）焊接電弧的熱效率及能量密度高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)385）能量密度 （1）單位有效加熱面積上的熱功率，單位為w/cm2（2）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 1-10 102-104106-107 106-108

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)5）能量密度高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)396）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高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)6）電弧的溫度分布溫度電流密度功率密度高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)407）弧柱溫度分布（1）軸向 1）二電極尺寸相等時(shí)，軸向溫度分布均勻。 2）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。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)7）弧柱溫度分布高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)41（1）電流，Ia↑T↑。（2）氣體介質(zhì)：導(dǎo)熱系數(shù)↑，熱解離↑T↑。（3）電極材料。（4）拘束度。8）影響弧柱溫度的因素高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（1）電流，Ia↑T↑。8）影響弧柱溫度的因素高級(jí)焊工技術(shù)429）電弧力（1）電磁收縮力通過電?。ㄈ鄣危┑碾娏骶€之間的相互吸引力，對(duì)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式中：I-電流，R-電弧半徑，K-系數(shù)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)9）電弧力電弧壓力式中：I-電流，R-電弧半徑，K-系數(shù)高級(jí)43流態(tài)導(dǎo)體中電磁收縮力的影響柱形導(dǎo)體中的電磁收縮力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)流態(tài)導(dǎo)體中電磁收縮力的影響柱形導(dǎo)體中的電磁收縮力高級(jí)焊工技術(shù)44ALF推焊絲錐形電弧母材高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)ALF推焊絲錐形電弧母材高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)45（2）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

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）等離子流力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)46（3）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)力 ①帶電粒子撞擊力 陰：A+撞擊大 陽：e撞擊：小 ②蒸發(fā)反力 陰：T高，力大 陽：T低力小 ③電磁收縮力 陰：大 陽：小高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（3）斑點(diǎn)力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)47等離子流力等離子流力的分布FP高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)等離子流力等離子流力的分布FP高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)48FF斑Fmg斑點(diǎn)力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)FF斑Fmg斑點(diǎn)力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)49（4）爆破力僅產(chǎn)生于短路過渡中，短路小橋汽化爆斷所產(chǎn)生的力。

（5）細(xì)熔滴的沖擊力僅產(chǎn)生于MIG焊射流過渡，熔滴以很大的加速度沖擊熔池，形成沖擊力。

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（4）爆破力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)5010）影響因素（1）氣體介質(zhì)導(dǎo)熱好，易解離的氣體，電弧力，特別是斑點(diǎn)力較大。（2）電弧電流及電壓 電流增大，電弧力增大；電壓增大，電弧力減小。（3）W極或焊絲直徑 直徑越小，力越大（4）極性：TIG焊時(shí)，DCSP大；而MIG焊正好相反。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)10）影響因素高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)51爆破力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)爆破力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)52

三.直流及交流電弧的特點(diǎn)1.直流電弧焊接電流基本保持不變，電流不會(huì)為零,穩(wěn)定性好。直流正接（DCSP）：工件接正極直流反接（DCRP）：工件接負(fù)極高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn) 三.直流及交流電弧的特點(diǎn)1.直流電弧高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)532.交流電弧正弧波交流電?。弘娏鳛?0H正弧波的電弧被稱為交流電弧。方波交流電弧：電流為方波的電弧也被稱為交流電弧，與直流電弧基本相同。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2.交流電弧高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)541）正弧波交流電弧特點(diǎn)： 1）周期性地過0點(diǎn) 2）再引燃再引燃電壓Ur：再引燃所需的電壓。小于引燃燒電壓。

2）交流電弧的燃燒過程（1）純阻性回路 電弧—阻性元件，因此a、ia同相位，有熄弧時(shí)間te， 當(dāng)te較大時(shí)，難以引燃（2）感性回路利用電感的續(xù)流，蓄能及移相作用，可將te降為0高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)1）正弧波交流電弧特點(diǎn)： 高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)55交流電源teU0UaIa純阻性回路高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)交流teU0UaIa純阻性回路高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)56t電源電壓電弧電壓電弧電流電源電壓電弧電壓電弧電流交流電源電感性回路高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)t電源電壓電弧電壓電弧電流電源電壓電弧電壓電弧電流交流電感性573）交流電弧穩(wěn)定燃燒的條件在回路中串一合適的電感4）交流電弧的加熱及力的特點(diǎn)（1）加熱Pa不斷變化，對(duì)工件的加熱效果用有效熱功率表示。 Wa=UaIa -波形修正系數(shù)Ua、Ia-電壓及電流有效值高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3）交流電弧穩(wěn)定燃燒的條件高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)58（2）電弧力的特點(diǎn)介于DCSP與DCRP之間，不易導(dǎo)致指狀熔深。（3）保護(hù)在相同的條件下，保護(hù)效果較差。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）電弧力的特點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)59四.磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用

1.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，力求保持電流沿焊條/焊絲軸向流動(dòng)的能力。電弧自身磁場(chǎng)：電弧作為載流導(dǎo)體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。電弧的剛直性是由電弧的電磁場(chǎng)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)。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)四.磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用1.剛直性高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)60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)熱性大剛直性大高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)影響剛直性的因素：高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)61++++++++++----------FF自身磁場(chǎng)對(duì)剛直性的影響 剛直性高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)++++++++++----------FF自身磁場(chǎng)對(duì)剛直性622）磁偏吹（1）磁偏吹：電弧因周圍磁力線不對(duì)稱而偏向一側(cè)的現(xiàn)象. 偏向：磁力線疏的一側(cè)。（2）引起磁偏吹的原因 ①導(dǎo)線接法不合適 ②鐵磁性物質(zhì) ③電弧到達(dá)工件邊緣時(shí)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2）磁偏吹高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)63+++-++--電流+F左F右磁偏吹高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)+++-++--電流+F左F右磁偏吹高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)64+++-++--電流+F左F右接線位置引起的磁偏吹++++--+-+高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)+++-++--電流+F左F右接線位置引起的磁偏吹++++-65+++-++--電流+F左F右磁性物質(zhì)引起的磁偏吹----++高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)+++-++--電流+F左F右磁性物質(zhì)引起的磁偏吹----+663）交流電弧的磁偏吹較較小 原因： （1）渦流，渦流磁場(chǎng)低消原磁場(chǎng)（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(chǎng)以50Hz的頻率變化。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3）交流電弧的磁偏吹較較小高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)67演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/12/23高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew68高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2022/12/23高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2022/12/19高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)69目錄一.焊接電弧二.焊接電弧中的能量平衡及電弧力三.直流及交流電弧的特點(diǎn)四.磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)70目錄一.焊接電弧高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2

焊接電弧基本知識(shí)一. 基本要求熟悉焊接電弧的概念，理解并掌握最小電壓原理、電弧力。了解電弧各個(gè)區(qū)域的組成、導(dǎo)電機(jī)構(gòu)、產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)、交流電弧的特點(diǎn)以及陰極斑點(diǎn)的特點(diǎn)及其對(duì)焊接質(zhì)量的影響。二. 基本概念電弧、氣體放電、電離、電子發(fā)射、陰極斑點(diǎn)、陽極斑點(diǎn)、剛直性、磁偏吹、電離能、逸出功、電離電壓、逸出電壓高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)焊接電弧基本知識(shí)一. 基本要求高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)71三. 難點(diǎn)1.最小電壓原理2.電弧的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)四. 重點(diǎn)1.電弧、電離、氣體放電、剛直性、磁偏吹等一些基本概念。2.電弧力。3.電弧的產(chǎn)熱機(jī)理。4.陰極斑點(diǎn)的特點(diǎn)。5.最小電壓原理。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)三. 難點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)72一.焊接電弧1.電弧的基本概念1）電弧：電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，通過放電將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芘c機(jī)械能。2）氣體放電：兩極間的氣體被擊穿而導(dǎo)電的過程。（1）非自持放電：放電本身不能產(chǎn)生導(dǎo)電所需的帶電粒 子（A+、e）。（2）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。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)一.焊接電弧1.電弧的基本概念高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)73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)電高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)電弧+-UaIa電弧放電輝光放電暗放電自持放電非自持放電UI742. 帶電粒子的產(chǎn)生過程產(chǎn)生方式：電離： 氣體中性原子或分子（A）分離為正離子 （A+）和電子（e）的過程。電子發(fā)射： 金屬表面逸出電子的現(xiàn)象A++Ae高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2. 帶電粒子的產(chǎn)生過程A++Ae高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)753.電離與激勵(lì)1）電離：在一定條件下中性原子或分子分離成A+及e的現(xiàn)象。 A→A++e-Wi（1）電離能：原子或分子電離所需要的能量單位為J或ev（2）電子伏：一個(gè)電子被1V的電壓所加速得到的能量。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3.電離與激勵(lì)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)76（3）電離電壓：電離能/電子帶電量。一次電離：A→A++e二次電離：A+→A+++en次電離：A（n-1）+→An++e多原子分子的電離：多原子分子電離能小于對(duì)應(yīng)原子的電離能，因此，一般先分解為原子后再電離。只有NO的電離能小于N和O的電離能，因此可直接電離。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（3）電離電壓：電離能/電子帶電量。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)772)激勵(lì)：氣體原子得到的一定的能量，雖然小于Wi，但可 使電子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)。這種現(xiàn)象叫激勵(lì)。（1）激勵(lì)能：所需的最小外加能量叫激勵(lì)能We。（2）激勵(lì)能電壓：激勵(lì)能We/e。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)2)激勵(lì)：氣體原子得到的一定的能量，雖然小于Wi，但可 783）能量傳遞方式（1）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(shì)能，從而導(dǎo)致電離或激勵(lì)。Ae（2）光幅射：在光的輻射下，中性粒子直接吸收光量子的能量。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3）能量傳遞方式Ae（2）光幅射：在光的輻射下，794）電離的分類：

（1）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。

a)電離度：電離了的粒子數(shù)量與電離前離子數(shù)量之比。 0.01%0.12%

b)熱解離：在熱量的作用下，多原子分子分解為原子。 c)解離能：分子熱解離所需要的能量高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)4）電離的分類：高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)80（2）電場(chǎng)作用下的電離：A+、e在電場(chǎng)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。

（3）光電離：A直接捕捉光量子并吸收其能量而電離。 波長(zhǎng)越小越易促進(jìn)光電離，電弧波長(zhǎng)包括紅外線、紫外線 可見光、可使AI、K、Na原子光電離。但不能使Ar、He、Fe 等電離。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）電場(chǎng)作用下的電離：A+、e在電場(chǎng)作用下被加速、與A碰815）電子發(fā)射分類

（1）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(duì)陰極有冷卻作用，這一點(diǎn)對(duì)TIG焊具有重要意義。可提高W極的載流能力。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)5）電子發(fā)射分類高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)82（2）電場(chǎng)發(fā)射：金屬表面的電子在電場(chǎng)力的作用下逸出的現(xiàn)象。特點(diǎn)：對(duì)陰極的冷卻作用很小。

（3）光發(fā)射：光幅射作用下產(chǎn)生的發(fā)射。實(shí)際電弧中產(chǎn)生光發(fā)射的可能性很小。（4）粒子碰撞發(fā)射：高速運(yùn)動(dòng)的A+碰撞到陰極上導(dǎo)致的發(fā)射。庫侖力—高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）電場(chǎng)發(fā)射：庫侖力—高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)836）電子發(fā)射

1）基本概念① 電子發(fā)射：電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象。 對(duì)電弧導(dǎo)電起作用的主要是陰極的發(fā)射。② 逸出功（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。④Ww主要影響因素： 材料種類，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。-高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)6）電子發(fā)射-高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)847）負(fù)離子的產(chǎn)生中性粒子與電子結(jié)合的過程，是一個(gè)放熱過程，所放出的熱量被稱為電子親和能。

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。

因此電弧中含有F、Cl等元素時(shí)，電弧不穩(wěn)定。A-Ae+高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)7）負(fù)離子的產(chǎn)生A-Ae+高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)858）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++e→A+Wi

A++A－→2A+WiA＋+AAe高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)8）擴(kuò)散與復(fù)合擴(kuò)散：電弧中心處A+、e較多，e易向周869） 電弧各區(qū)域的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)（1）區(qū)域組成：由陰極區(qū)、陽極區(qū)、弧柱三部分組成。①陰極區(qū)：長(zhǎng)度極短、電壓較大、E（電場(chǎng)強(qiáng)度）極高②陽極區(qū)：長(zhǎng)度也極短、電壓較大、E極高③弧柱區(qū)長(zhǎng)度基本上等于電弧長(zhǎng)度，E較小UA

UCUK陽極區(qū)陰極區(qū)弧柱區(qū)-+10-510-6cm10-210-4cm高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)9） 電弧各區(qū)域的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)UA UCUK陽極區(qū)陰極區(qū)弧柱區(qū)8710）弧柱區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)所謂導(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(chǎng)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Ie

I=IA++Ie 其中：IA+=0.1%I

Ie=99.9%I（3）特點(diǎn)： 1）電中性； 2）E小、Ua小IA+IeI高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)10）弧柱區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)IA+IeI高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)8811）、陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)（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Ie=0.999I ②接收弧柱區(qū)來的正離子流IA+=0.001I由于陰極材料種類、電流大小以及電弧氣體介質(zhì)不同，陰極區(qū)可分為：

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)11）、陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)89（2）熱發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu) 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Vk高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）熱發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)9012）電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)（1)

條件：（a）W、C陰極、且I較小 （b）Al、Fe、Cu作陰極c)

特點(diǎn)： ①陰極附近存在—正電荷區(qū)—陰極區(qū) ②陰極區(qū)斷面收縮 ③陰極表面上產(chǎn)生陰極斑點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)12）電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)91電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)++++++++++++++++++++++------+++++-----Uk陰極區(qū)弧柱區(qū)陰極熱發(fā)射場(chǎng)發(fā)射碰撞發(fā)射場(chǎng)電離0.999I高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)電場(chǎng)發(fā)射型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)+++++++++++++++++++++92

（2)

帶電離子產(chǎn)生方式 （1）場(chǎng)發(fā)射 （2）場(chǎng)電離 （3）熱發(fā)射 （4）碰撞發(fā)射（3）等離子型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)A、條件： ① W、C陰極，且I較?。夯駻I、Fe、Cu陰極； ② 電壓較小，且Uk<UiB、帶電粒子產(chǎn)生方式：熱電離高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)

（2)

帶電離子產(chǎn)生方式高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)93（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Ie=0.999I ②產(chǎn)生弧柱區(qū)所需要的正離子流IA+=0.001I

（2）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)。

13）陽極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（1）陽極區(qū)在導(dǎo)電過程中的作用13）陽極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工94（3）電場(chǎng)作用下的電離①產(chǎn)生條件：I較小

②帶電粒子的產(chǎn)生方式：熱電離、場(chǎng)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)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（3）電場(chǎng)作用下的電離高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)95----------------++-++++++++++++------------UA陽極區(qū)弧柱區(qū)陽極壓降的形成+高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)----------------++-+++++++++++96（1）陰極斑點(diǎn)：陰極上導(dǎo)通電流的一些灼亮的弧立點(diǎn)。①產(chǎn)生條件： a、W、C陰極且I很小 b、AI、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14）陰極斑點(diǎn)與陽極斑點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（1）陰極斑點(diǎn)：陰極上導(dǎo)通電流的一些灼亮的弧立點(diǎn)。14）陰極97③特點(diǎn) a）電流密度大、溫度高 b）跳躍性及粘著性 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(duì)于鋁、鎂及其合金的焊接是非常重要的，見后面的陰極霧化作用。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)③特點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)98--+焊接方向-+AAB焊接方向粘著性跳躍性高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)--+焊接方向-+AAB焊接方向粘著性跳躍性高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)9915）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)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)力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)15）陽極斑點(diǎn)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)10016）最小電壓原理電流一定、周圍條件一定時(shí)，穩(wěn)定燃燒的電弧各導(dǎo)電區(qū)的半徑（溫度）應(yīng)使電弧電場(chǎng)強(qiáng)度最小，即電弧電壓最小。ErR*E*該原理有兩個(gè)方面的含義：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度是溫度或電弧斷面半徑的函數(shù)

E=f（T）

E=f（r）（2）電弧半徑穩(wěn)定值r*由E的最小值E*確定高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)16）最小電壓原理ErR*E*該原理有兩個(gè)方面的含義：高級(jí)焊101二.焊接電弧中的能量平衡及電弧力1.焊接電弧的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)1）弧柱的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)電能→熱能（1）本質(zhì)：A+、e在電場(chǎng)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。（2）電子動(dòng)能：定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能—Ie 散亂運(yùn)動(dòng)動(dòng)能—熱運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為熱能。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)二.焊接電弧中的能量平衡及電弧力1.焊接電弧的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)高級(jí)焊102（3）產(chǎn)熱量

Pc=IaUa

主要用于散熱損失—對(duì)流、幅射、傳導(dǎo)。（4）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。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（3）產(chǎn)熱量高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)103

2）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： ①電子逸出陰極時(shí)消耗能量：-IUw ②電子進(jìn)入弧柱前被電場(chǎng)（Ek）加速得到一部分能量： +IaUk ③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。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)1043）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： ①e被UA加速所得到的能量：+eUA ②電子帶來的逸出功：+IUw ③電子帶來的相當(dāng)于弧柱溫度那部分能量+IUw

（2）產(chǎn)熱公式 PA=I（UA+Uw+UT）（3）作用 用于加熱陽極高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)3）陽極區(qū)的產(chǎn)熱機(jī)構(gòu)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)1054）焊接電弧的熱效率及能量密度（1）電弧總產(chǎn)熱

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QE ② 熱效率系數(shù)：=QE/Pa ③ 影響的因素： a）焊接方法：TIG焊低、MIG、SAW高 b）焊接規(guī)范： c）外部條件高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)4）焊接電弧的熱效率及能量密度高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)1065）能量密度 （1）單位有效加熱面積上的熱功率，單位為w/cm2（2）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 1-10 102-104106-107 106-108

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)5）能量密度高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)1076）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高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)6）電弧的溫度分布溫度電流密度功率密度高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)1087）弧柱溫度分布（1）軸向 1）二電極尺寸相等時(shí)，軸向溫度分布均勻。 2）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。高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)7）弧柱溫度分布高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)109（1）電流，Ia↑T↑。（2）氣體介質(zhì)：導(dǎo)熱系數(shù)↑，熱解離↑T↑。（3）電極材料。（4）拘束度。8）影響弧柱溫度的因素高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（1）電流，Ia↑T↑。8）影響弧柱溫度的因素高級(jí)焊工技術(shù)1109）電弧力（1）電磁收縮力通過電?。ㄈ鄣危┑碾娏骶€之間的相互吸引力，對(duì)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式中：I-電流，R-電弧半徑，K-系數(shù)高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)9）電弧力電弧壓力式中：I-電流，R-電弧半徑，K-系數(shù)高級(jí)111流態(tài)導(dǎo)體中電磁收縮力的影響柱形導(dǎo)體中的電磁收縮力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)流態(tài)導(dǎo)體中電磁收縮力的影響柱形導(dǎo)體中的電磁收縮力高級(jí)焊工技術(shù)112ALF推焊絲錐形電弧母材高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)ALF推焊絲錐形電弧母材高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)113（2）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

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（2）等離子流力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)114（3）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)力 ①帶電粒子撞擊力 陰：A+撞擊大 陽：e撞擊：小 ②蒸發(fā)反力 陰：T高，力大 陽：T低力小 ③電磁收縮力 陰：大 陽：小高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（3）斑點(diǎn)力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)115等離子流力等離子流力的分布FP高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)等離子流力等離子流力的分布FP高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)116FF斑Fmg斑點(diǎn)力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)FF斑Fmg斑點(diǎn)力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)117（4）爆破力僅產(chǎn)生于短路過渡中，短路小橋汽化爆斷所產(chǎn)生的力。

（5）細(xì)熔滴的沖擊力僅產(chǎn)生于MIG焊射流過渡，熔滴以很大的加速度沖擊熔池，形成沖擊力。

高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)（4）爆破力高級(jí)焊工技術(shù)培訓(xùn)11810）影響因素（1）氣體介質(zhì)導(dǎo)熱好，易解離的氣體，電弧力，特別是斑點(diǎn)力較大。（2）