焊接電源的資料

焊接電源的資料第1頁/共27頁3-1焊接電弧一、焊接電弧定義由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩電極間或電極與母材間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。第2頁/共27頁二、焊接電弧的產(chǎn)生1.產(chǎn)生條件氣體電離（中性氣體分子或者原子分離成帶電粒子）陰極電子發(fā)射（陰極金屬表面的原子或分子接受外界的能量而連續(xù)的向外發(fā)射電子）第3頁/共27頁2.焊接電弧的引燃（1）引弧（引燃）定義：是指造成兩電極間氣體發(fā)生電離和陰極發(fā)射電子而引起電弧燃燒的過程。（2）分類：a.接觸引弧定義：弧焊電源接通后，將電極與工件直接接觸短路，并隨后拉開焊條或焊絲而引燃電弧。接觸引弧適用于焊條電弧焊，埋弧焊，熔化極氣體保護(hù)焊b.非接觸引弧定義：引弧時電極與工件之間保持一定間隙，然后在電極和工件之間施以高電壓擊穿間隙，使電弧引燃。非接觸引弧法適用于鎢極氬弧焊和等離子弧焊第4頁/共27頁接觸引弧示意圖第5頁/共27頁第6頁/共27頁第7頁/共27頁引弧器有兩種，高頻高壓引弧和高壓脈沖引弧。前者是在工頻電源的半波時間內(nèi)振蕩一小段時間，頻率為150-260kHz,電壓峰值2000-3000V,后者每半波產(chǎn)生一個3000-10000V的高壓脈沖。第8頁/共27頁二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性

1.焊接電弧的構(gòu)造焊接電弧可根據(jù)其物理特征，沿長度方向劃分為三個區(qū)域，即陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)。

陰極區(qū)——靠近陰極的一層很薄的區(qū)域，厚度大約只有10-5～10-6cm。

陽極區(qū)——靠近陽極的一層很薄的區(qū)域，但它的厚度比陰極區(qū)寬，約10-3～10-4cm?；≈娀￡帢O區(qū)和陽極區(qū)之間的部分第9頁/共27頁2.焊接電弧的熱量和溫度分布

焊接電弧的熱量是由焊接電源提供的電能轉(zhuǎn)變而來的。

陰極區(qū)的熱量主要來自正離子碰撞陰極時的動能和它與電子復(fù)合時釋放的位能（電離能）轉(zhuǎn)化而來。陰極區(qū)所產(chǎn)生的熱量約占電弧總熱量的36％。陽極區(qū)的熱量，主要來自電子撞擊陽極時電子的動能和位能（逸出功）轉(zhuǎn)化而來的能量。陽極區(qū)產(chǎn)生的熱量約占電弧總熱量的43％。陰極與陽極的溫度與所用的電極材料有關(guān)。表2-1第10頁/共27頁第11頁/共27頁

弧柱區(qū)的熱量主要由帶電粒子復(fù)合時釋放出相當(dāng)于電離能的能量轉(zhuǎn)化而來，所以弧柱區(qū)的溫度取決于氣體介質(zhì)的電離能力和電流大小?；≈鶞囟扰c焊接電流的關(guān)系，如圖2-5所示。第12頁/共27頁由于弧柱的溫度不受電極材料沸點的限制，因此弧柱的溫度比兩極高，約為5000～8000k。

由上述可知，電弧作為熱源，其特點是溫度很高，熱量相當(dāng)集中。因此，用于焊接時金屬熔化非?？?。使金屬熔化的熱量主要集中產(chǎn)生于兩極；弧柱溫度雖高，但大部分熱量被散失于周圍氣體中，對金屬熔化并不起重要作用。第13頁/共27頁2.電弧靜特性

在電極材料、氣體介質(zhì)不變的前提下，我們把弧長一定、電弧穩(wěn)定燃燒時電弧電壓與焊接電流變化的關(guān)系稱為焊接電弧的靜特性。表示它們關(guān)系的曲線叫做電弧的靜特性曲線。如圖2-6中曲線2所示。從右圖可看出，手弧焊時，由于使用的電流范圍不大，其電弧靜特性只是圖中曲線2的一部分。第14頁/共27頁從圖2-7中可看出，當(dāng)弧長變化時，靜特性曲線平行移動。即當(dāng)電弧長度增加時，電弧電壓也增加。在手弧焊應(yīng)用的電流范圍內(nèi)，可以近似認(rèn)為電弧電壓僅與電弧長度成正比的變化，而與電流大小無關(guān)，其值一般為16～25v。第15頁/共27頁焊接電弧靜特性的應(yīng)用對于不同的焊接方法，電弧靜特性曲線有所不同。靜特性下降段電弧燃燒不穩(wěn)定而很少采用。焊條電弧焊、埋弧焊多半工作在靜特性水平段。熔化極氣體保護(hù)焊、微束等離子弧焊、等離子弧焊也多半工作在水平段，當(dāng)焊接電流很大時才工作在上升段。熔化極氣體保護(hù)焊和水下焊接基本上工作在上升段。UaIa焊條電弧焊埋弧焊、不熔化極氣體保護(hù)焊、微束等離子弧焊細(xì)絲熔化極氣體保護(hù)焊等離子弧焊、水下焊小電流鎢極氬弧焊第16頁/共27頁CO2氣體保護(hù)焊氬弧焊手工焊埋弧焊第17頁/共27頁三、焊接電弧的穩(wěn)定性極影響因素焊接電弧的穩(wěn)定性是指電弧在焊接過程中保持穩(wěn)定燃燒的程度。影響電弧穩(wěn)定性的因素：

1.焊接電流的種類和大小的影響

2.焊條藥皮的影響

3.焊接電源的特性

4.焊工的操作技術(shù)

5.焊條藥皮偏心、熔點過高，或因保管不好造成藥皮局部脫落、受潮時，都會影響焊接電弧的穩(wěn)定性。第18頁/共27頁6、焊接電弧的偏吹

電弧軸線偏離焊條軸線方向的現(xiàn)象，稱它為電弧的偏吹。

1）.焊接電弧產(chǎn)生偏吹的原因（a）電弧周圍氣流的干擾（b）焊條偏心度過大圖2-9（c）磁場的影響（磁偏吹）圖2-10

總之，引起焊接電弧產(chǎn)生磁偏吹現(xiàn)象的根本原因是由于電弧周圍磁場分布不均勻，而這種情況只有在使用直流電源焊接時才明顯發(fā)生，并且焊接電流越大，電弧磁偏吹現(xiàn)象越嚴(yán)重。

第19頁/共27頁第20頁/共27頁第21頁/共27頁第22頁/共27頁防止或者減少磁偏吹的方法（1）條件允許時盡量使用交流焊接電源（2）調(diào)整焊條角度，使焊條偏吹方向轉(zhuǎn)向熔池（3）采用短弧焊接（4）改變焊件上導(dǎo)線接線部位，或在焊件兩側(cè)同時接地，可減少引導(dǎo)線接線位置引起的磁偏吹（5）在焊縫兩端各加一塊附加鋼板，使電弧兩側(cè)磁力線分布均勻（6）露天操作時，如果有大風(fēng)必須用擋板遮擋；進(jìn)行管子焊接時，必須將管子堵?。缓附娱g隙較大對接焊縫時，在接縫下面加墊板，防止熱對流影響。（7）采用小電流焊接第23頁/共27頁7.其他影響電弧長度焊接處清潔度第24頁/共27頁復(fù)習(xí)1.什么是電弧焊？弧焊電源有什么要求？選擇合適的弧焊電源有什么重要性？2.什么是焊接電弧？產(chǎn)生焊接電弧的條件是什么？3.什么是電弧的引燃？引燃方法有哪些？4.什么是接觸引??？適用于什么樣的焊接方法？5.什么是非接觸引弧？適用于什么樣的焊接方法？第25頁/共27頁6.焊接電弧構(gòu)造是什么樣的？各區(qū)溫度是多少？7.什么是電弧電壓？8.什么是電弧靜特性？電弧靜特