焊接方法與設(shè)備

焊接方法與設(shè)備第1頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/151第一章電弧焊基礎(chǔ)知識(shí)電弧焊重要性高效本章基本內(nèi)容電弧物理基礎(chǔ)工藝特性焊絲熔化與熔滴過渡母材熔化及焊縫成型第2頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月電弧焊基本歷史焊接電弧焊絲的熔化與熔滴過渡母材熔化與焊縫成形第3頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月電弧焊基本歷史1801迪威電弧放電現(xiàn)象1855俄羅斯人碳弧焊應(yīng)用：鐵管及容器的制造蒸汽機(jī)修理問題：碳元素使金屬接頭變得脆硬1891俄羅斯人金屬極焊接法空氣中鐵電極第4頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月電弧焊基本歷史1907瑞典人焊條電弧焊1912瑞典人開發(fā)出保護(hù)良好的厚涂層焊條1920英國人全焊接船下水焊條電弧焊問題：有限長度焊條第5頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月電弧焊基本歷史第6頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月電弧焊基本歷史1930埋弧焊第7頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月電弧焊基本歷史1930美國GTAW1940美國成功應(yīng)用該方法于焊接鎂及不銹鋼薄板第8頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月電弧焊基本歷史1945交流GTAW焊接方法1945直流金屬極焊接方法GMA第9頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)焊接電弧焊接電弧物理基礎(chǔ)焊接電弧導(dǎo)電特性焊接電弧工藝特性第10頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)電弧定義：電弧是一種特殊的氣體放電現(xiàn)象，它是帶電粒子通過兩電極之間氣體空間的一種導(dǎo)電過程。實(shí)現(xiàn)了將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能和光能。第11頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)氣體是良好的絕緣體帶電粒子密度<10-8/m3使氣體導(dǎo)電的條件：電場帶電粒子第12頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)焊接電弧物理基礎(chǔ)氣體電離陰極電子發(fā)射帶電粒子消失第13頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)金屬導(dǎo)電符合歐姆定律原因：導(dǎo)電機(jī)制沒有發(fā)生變化第14頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)非自持放電自持放電電流最大、電壓最低、溫度最高、發(fā)光最強(qiáng)第15頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)沿電弧方向電場強(qiáng)度分布不均勻分為三個(gè)區(qū)域陰極、陽極區(qū)尺寸很小，約為10-2-10-6cm電場分布的不均勻性表明電弧電阻的非線性第16頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)金屬導(dǎo)電機(jī)制：自由電子定向移動(dòng)電弧導(dǎo)電機(jī)制：電子、正離子、負(fù)離子都參與導(dǎo)電是復(fù)雜的導(dǎo)電過程產(chǎn)生機(jī)制？？？？第17頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)帶電粒子產(chǎn)生來源：中性氣體粒子的電離金屬電極發(fā)射電子負(fù)離子形成正離子形成基本物理過程第18頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)氣體的電離定義：在外加能量作用下，使中性的氣體分子或原子分離成電子和正離子的過程實(shí)質(zhì)：中性氣體粒子吸收足夠的外部能量，使分子或原子中的電子脫離原子核束縛而成為自由電子和正離子的過程。第19頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)中性氣體粒子失去第一個(gè)電子所需要的最小能量成為第一電離能失去第二個(gè)電子所需的能量稱為第二電離能。……單位：電子伏（eV）為：1.6*10-19J

電離電壓第20頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)氣體的電離電壓的大小反映了帶電粒子產(chǎn)生的難易程度。電離電壓低----帶電粒子容易產(chǎn)生有利于電弧導(dǎo)電電離電壓高----帶電粒子難以產(chǎn)生電弧導(dǎo)電困難第21頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)第22頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)激勵(lì)定義：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(jí)躍遷到較高的能級(jí)，這種現(xiàn)象稱為~。使中性粒子激勵(lì)所需要的外加能量叫做激勵(lì)能第23頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)受激勵(lì)的電子沒有脫離原子的束縛=>粒子呈中性受激勵(lì)的粒子處于不穩(wěn)定狀態(tài)=>穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)間短約為：10-2-10-8s激勵(lì)狀態(tài)的粒子有兩種出路又轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)，伴隨著這個(gè)過程能量以輻射光的形式釋放出來=>電弧輻射光接受外部能量電離第24頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)當(dāng)電弧空間存在電離電壓（或激勵(lì)電壓）不同的多種氣體的時(shí)候，在外加能量的作用下，電離電壓（或激勵(lì)電壓）低的氣體粒子先被電離（或激勵(lì)），若這種氣體的足以維持電弧的穩(wěn)定燃燒，則整個(gè)電弧燃燒所需要的能量主要取決于這個(gè)較低的電壓。因而電弧所要求的外加能量就比較低。意義：穩(wěn)弧劑的作用第25頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)Fe電離電壓為7.8V,K電離電壓為4.3V第26頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)電弧的電離與激勵(lì)同時(shí)存在電離與激勵(lì)所需的最低能量為固定值第27頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)電離的種類：熱電離場致電離光電離電離度：電弧內(nèi)單位體積內(nèi)電離的粒子數(shù)與氣體電離前粒子總數(shù)的比值X=電離的粒子密度/電離前中性粒子密度碰撞電離第28頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)熱電離定義：氣體粒子受熱作用而產(chǎn)生電離的過程實(shí)質(zhì)：氣體粒子的熱運(yùn)動(dòng)形成頻繁而激烈的碰撞主要位置：弧柱區(qū)（溫度在5000-50000K）第29頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理-電離電離度與材料、溫度之間的關(guān)系第30頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)基本規(guī)律：溫度壓力電離電壓電離度帶電粒子數(shù)電弧穩(wěn)定性第31頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)場致電離定義：在兩電極間的電場的作用下，氣體中的帶電粒子被加速，電能轉(zhuǎn)化為帶電粒子的動(dòng)能，當(dāng)帶電粒子的動(dòng)能達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，則可能與中性粒子發(fā)生非彈性碰撞而使之電離，這種電離被稱為場致電離第32頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)場致電離發(fā)生的位置主要是兩級(jí)區(qū)，由于在這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度可達(dá)105-107V/cm而弧柱區(qū)電場強(qiáng)度為：10V/cm左右，電場作用不明顯第33頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)由于電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于其他粒子的質(zhì)量，因而在電場的作用下，速度快，動(dòng)能大，其余其他粒子發(fā)生非彈性碰撞，幾乎將本身的動(dòng)能全部傳遞給相應(yīng)的粒子，使中性粒子發(fā)生電離或激勵(lì)。因而場致電離中電子起到主要的作用。第34頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)第35頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)光電離定義：中性氣體粒子受到光輻射的作用而產(chǎn)生的電離過程范圍：電弧的輻射只可能對(duì)K、Na、Ca、Al等金屬蒸汽直接引起電離，而對(duì)焊接電弧氣氛中的其他氣體則不能直接引起電離光電離是產(chǎn)生帶電粒子的次要途徑第36頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)陰極電子發(fā)射電離和陰極電子發(fā)射是電弧產(chǎn)生和維持不可缺少的必要條件陰極發(fā)射出的電子，在電場的加速下碰撞電弧空間的中性粒子使之電離，從而是陰極電子發(fā)射充當(dāng)了維持電弧導(dǎo)電的原電子之源。第37頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)電子發(fā)射與逸出功定義：電子發(fā)射：陰極中的自由電子受到一定的外加能量作用，從陰極表面逸出的過程逸出功：一個(gè)電子從金屬表面逸出所需的最低外加能量。單位電子伏或者逸出電壓逸出功的大小受電極材料及表面狀態(tài)的影響。第38頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)金屬表面存在氧化物時(shí)逸出功會(huì)減小第39頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)陰極斑點(diǎn)定義：陰極表面經(jīng)?？梢钥吹桨l(fā)出閃爍的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域稱為電子發(fā)射最集中的區(qū)域電流最集中流過的區(qū)域熱陰極：斑點(diǎn)固定WC冷陰極：斑點(diǎn)不規(guī)則移動(dòng)CuFeAl第40頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)陰極清理作用（陰極破碎）在鋁合金焊接中作用最為明顯第41頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)電子發(fā)射的類型熱發(fā)射場致發(fā)射光發(fā)射粒子碰撞發(fā)射實(shí)際焊接過程中常常是幾種發(fā)射形式共存第42頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)熱發(fā)射（對(duì)電極有冷卻作用）定義：陰極表面受熱，自由電子動(dòng)能加大，一部分電子達(dá)到或超過逸出功而產(chǎn)生的電子發(fā)射現(xiàn)象熱發(fā)射強(qiáng)弱受到陰極材料沸點(diǎn)的影響，沸點(diǎn)高的鎢或碳做陰極時(shí)，電極可以被加熱到比較高的溫度，通過熱發(fā)射可以提供足夠多的電子第43頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)場發(fā)射定義：陰極表面空間存在一定強(qiáng)度的正電場時(shí)，陰極內(nèi)部的電子將受到電場力的作用，當(dāng)力達(dá)到一定程度電子就會(huì)逸出陰極表面，這種電子發(fā)射現(xiàn)象冷陰極主要是這種發(fā)射電子的機(jī)理第44頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)光發(fā)射（對(duì)電極無冷卻作用）粒子碰撞發(fā)射正離子堆積-〉正離子加速-〉碰撞-〉電子發(fā)射第45頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)帶電粒子的消失動(dòng)態(tài)平衡：電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，帶電粒子的產(chǎn)生與消失處于動(dòng)態(tài)平衡主要形式：擴(kuò)散、復(fù)合及負(fù)離子形成第46頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)擴(kuò)散（濃度梯度）定義：電弧空間中如果帶電粒子的分布不均勻，則帶電粒子將從濃度高的地方向濃度低的地方遷移，而使?jié)舛融呌诰鶆?，這種現(xiàn)象稱為帶電粒子的擴(kuò)散?？傏厔荩簭幕≈行南蛑車鷶U(kuò)散電子輕速度快外圍濃度上升阻礙進(jìn)一步擴(kuò)散并吸引正離子結(jié)果：電弧中帶電粒子減少并帶走部分熱量第47頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)復(fù)合定義：電弧空間的正負(fù)帶電粒子在一定條件下相遇而結(jié)合成為中性粒子的過程位置：在電弧的周邊（速度慢）影響以輻射和熱能的形式釋放出部分能量電弧復(fù)燃困難第48頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)負(fù)離子位置：電弧周邊中性粒子吸附電子形成負(fù)離子其內(nèi)能減少，以熱和輻射光的形式釋放能量，該能量稱為中性粒子的親和能。中性粒子親和能大，則表明該粒子吸附電子后系統(tǒng)內(nèi)能下降幅度大，系統(tǒng)穩(wěn)定。第49頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)大多數(shù)粒子親和能比較小，不易形成負(fù)離子F、Cl、O2、OH、NO等離子親和能比較大，易于形成負(fù)離子。放熱過程，在高溫下不易穩(wěn)定存在影響：電子數(shù)量減少，導(dǎo)電困難，電弧穩(wěn)定性降低負(fù)離子運(yùn)動(dòng)速度慢，不能很好的導(dǎo)電易于正離子復(fù)合第50頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧物理基礎(chǔ)第51頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性焊接電弧的導(dǎo)電特性是指參與電荷的運(yùn)動(dòng)并形成電流的帶電粒子在電弧中產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)和消失的過程，在焊接電弧的弧柱區(qū)、陰極區(qū)和陽極區(qū)其相應(yīng)的導(dǎo)電特性也是不同。第52頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性弧柱區(qū)導(dǎo)電特性弧柱溫度：5000~50000K弧柱呈電中性弧柱是包含大量電子、正離子等帶電粒子和中性粒子聚合在一起的氣體狀態(tài)，被稱為電弧等離子體?；≈娮栎^小第53頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性弧柱電流（主要是電子電流99.9%）負(fù)離子數(shù)量少，作用被忽略正離子在電場作用下，運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于電子但正離子的作用非常大，保證了電弧放電的低電壓大電流的特點(diǎn)。第54頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性弧柱電場強(qiáng)度（E）：弧柱單位長度上的電壓降意義：E的大小表征電弧弧柱的導(dǎo)電能力。電場強(qiáng)度E和電流I的乘積EI相當(dāng)于電源供給單位弧長的電功率，他與弧柱的熱損失相平衡。第55頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性影響弧柱電場強(qiáng)度的因素弧柱氣體介質(zhì)（H2、He；單元子、多原子）弧柱的熱損失（強(qiáng)迫氣流冷卻等）第56頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性最小電壓原理：電弧在穩(wěn)定燃燒時(shí)，有一種使其自身能量消耗最小的特性，即當(dāng)電流和電弧周圍的條件（氣體介質(zhì)、溫度、壓力）一定時(shí)，穩(wěn)定燃燒的電弧將選擇一個(gè)確定的導(dǎo)電截面，使電弧的能量消耗最少。當(dāng)電弧長度也是定值的時(shí)候，電場強(qiáng)度的大小即代表了電弧產(chǎn)熱量的大小，因此，能量消耗最小的時(shí)候電場強(qiáng)度最低，即在固定弧長上的電壓降最小，這就是最小電壓原理第57頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性電流和電弧周圍條件一定時(shí)，如果電弧截面面積大于或小于其自動(dòng)確定的截面，就會(huì)引起電場強(qiáng)度的增大，是消耗的能量增多，違反最小電壓原理。面積增大面積減小第58頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性陰極區(qū)的導(dǎo)電特性陰極區(qū)接收正離子，發(fā)射電子熱發(fā)射型和電場發(fā)射型第59頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性熱發(fā)射型（熱陰極、大電流）陰極斑點(diǎn)在電極表面十分穩(wěn)定，其面積較大且十分均勻，在此位置弧柱不呈收縮狀態(tài)，陰極區(qū)電流密度與弧柱區(qū)相近，陰極電壓降較小。第60頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性電子帶走的熱量的補(bǔ)充途徑正離子的碰撞正離子的復(fù)合，放出電離能電阻熱第61頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性電場發(fā)射型（冷陰極或者熱陰極小電流）電荷過剩=>正電場=>場致發(fā)射=>電子加速=>場致電離=>形成電流正離子的作用正電場撞擊陰極，加強(qiáng)熱發(fā)射第62頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性冷陰極中存在熱發(fā)射和場發(fā)射，其所占的份額受以下因素影響電極種類（沸點(diǎn)高或逸出功小，熱發(fā)射主導(dǎo)，陰極壓降?。╇娏鞔笮。娏鞔?，熱發(fā)射主導(dǎo)，陰極壓降?。怏w介質(zhì)（不易于電離，熱發(fā)射主導(dǎo)，陰極壓降?。┑?3頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性陽極區(qū)的導(dǎo)電特性接收電子，提供正離子陽極斑點(diǎn)電流密度比陰極斑點(diǎn)小，其形態(tài)與電極材料和電流大小有關(guān)。由于金屬蒸汽的電離電壓比周圍氣體介質(zhì)的低，因而電離易在金屬蒸汽處發(fā)生，如果陽極表面某一區(qū)域產(chǎn)生均勻的金屬熔化和蒸發(fā)，或蒸發(fā)比其他區(qū)域強(qiáng)烈，則此區(qū)域?yàn)殛枠O導(dǎo)電區(qū)。第64頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性純金屬熔點(diǎn)沸點(diǎn)低于相應(yīng)氧化物，所以純金屬容易蒸發(fā)，陽極斑點(diǎn)自動(dòng)尋找純金屬而避開氧化物。因而出現(xiàn)陽極斑點(diǎn)的跳躍現(xiàn)象。第65頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性陽極不能發(fā)射正離子，弧柱所需要的正離子是通過陽極區(qū)電離提供的。陽極區(qū)導(dǎo)電形式（場致電離、熱電離）場致電離（電弧電流?。╇娮訑?shù)大于正離子數(shù)，形成負(fù)的空間電場，從而電子加速，碰撞到中性粒子產(chǎn)生電離。第66頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧導(dǎo)電特性熱電離（大電流）陽極過熱程度劇烈，金屬發(fā)生蒸發(fā)，陽極區(qū)也有很高的溫度，陽極區(qū)的電離方式由金屬蒸汽的熱電離取代高能量電子的碰撞產(chǎn)生的場致電離，完成陽極區(qū)向弧柱提供正離子流的作用。這種情況下，陽極區(qū)的壓降較低。第67頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊接電弧與熱能及機(jī)械能有關(guān)的工藝特性，主要包括電弧的熱能特性、電弧的力學(xué)特性和電弧的穩(wěn)定性等。第68頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧的熱能特性電弧的溫度分布熔點(diǎn)限制導(dǎo)熱條件各個(gè)區(qū)域的產(chǎn)熱機(jī)制？第69頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧熱的形成機(jī)構(gòu)弧柱產(chǎn)熱陰極區(qū)產(chǎn)熱陽極區(qū)產(chǎn)熱第70頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性弧柱產(chǎn)熱：帶電粒子在電場的作用下，將電能轉(zhuǎn)化成為熱能。電子的運(yùn)動(dòng)速度比正離子運(yùn)動(dòng)速度大得多，因而從電源吸取電能轉(zhuǎn)化為熱能的作用幾乎完全由電子來承擔(dān)，進(jìn)而將電能轉(zhuǎn)化為熱能。第71頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性單位弧長弧柱的電能為EI，它的大小決定了弧柱產(chǎn)熱量的大小電弧處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，弧柱的產(chǎn)熱與弧柱的熱損失處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。電流一定時(shí)，單位長度的弧柱的熱量由E決定，而E的數(shù)值由最小電壓原理自動(dòng)調(diào)節(jié)。第72頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性I一定，E升高，則弧柱的產(chǎn)熱量增加，焊件獲得的熱量也增加，可以強(qiáng)迫冷卻電弧，獲得高的能量密度。一般電弧焊，弧柱損失的熱量中，對(duì)流損失占80%以上，傳導(dǎo)與輻射損失占10%，僅有很少的一部分能量通過輻射傳遞給焊件和焊絲。第73頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性陰極區(qū)的產(chǎn)熱陰極區(qū)靠近電極或者工件，其產(chǎn)熱直接影響焊接過程中電極或者工件所受到的熱的作用。陰極區(qū)有兩種粒子：電子和正離子。這兩種粒子不斷的產(chǎn)生，運(yùn)動(dòng)和消失，同時(shí)伴隨著能量轉(zhuǎn)換與傳遞。第74頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性由于電子流占整個(gè)電流的99%以上，所以電子流對(duì)于陰極產(chǎn)熱影響很大。分析作為陰極產(chǎn)熱的主導(dǎo)的電子流的能量轉(zhuǎn)化過程，即可以分析陰極產(chǎn)熱。第75頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性陰極壓降為Uk電子電流越為I電子逸出功IUw進(jìn)入弧柱的的電子本身具有一定的能量，IUT所以陰極區(qū)產(chǎn)熱功率:Pk=IUk-IUw-IUT獲得的總能量為IUk第76頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性陽極區(qū)的產(chǎn)熱特性Pa=IUk+IUw+IUT熱量主要用于對(duì)陽極的加熱和陽極的熱量損失，這部分熱量也可以用于加熱填充材料或者焊件。第77頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊接電弧的熱效率及能量密度PQ=Pe=IUA其中PQ為電弧的熱功率

Pe為電弧的電功率

UA為電弧電壓，包括陰極、陽極及弧柱電壓第78頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性用于加熱、熔化填充金屬及焊件的電弧熱功率稱為有效熱功率，表示為：PQ’=ηPQ其中η為有效功率系數(shù)，或稱為熱效率系數(shù)，它受焊接方法、焊接工藝參數(shù)及周圍條件等因素的影響。第79頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊接方法對(duì)熱效率的影響焊接參數(shù)中電壓的影響比較大焊接方法焊條電弧埋弧焊CO2焊熔化極鎢極氬弧焊熱效率系數(shù)0.65-0.850.8-0.900.75-0.900.70-0.800.65-0.70第80頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性能量密度：采用特定的焊接方法的時(shí)候，單位面積上的有效熱功率稱為~，單位為：W/cm2.同一種方法，在不同的位置上的能量密度也是不同的第81頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性能量密度大的時(shí)候，可有效的利用熱源熔化金屬，并減少熱影響區(qū)，獲得窄而深的焊縫，有利于提高焊接生產(chǎn)率。第82頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧的力學(xué)特性電弧的機(jī)械能以電弧力的形式表現(xiàn)出來電弧力影響著熔深及熔滴的過渡，而且影響到熔池的攪拌、焊縫成形及金屬的飛濺等電弧力主要包括：電磁收縮力、等離子流力、斑點(diǎn)力等第83頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電磁收縮力電磁力：電流流經(jīng)距離不遠(yuǎn)的兩根平行導(dǎo)線時(shí)，電流同向相吸，異向相斥。他的大小與流過的電流大小成正比，與兩根導(dǎo)線之間的距離成反比。第84頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電流流過導(dǎo)體時(shí)可以看作很多距離很近的平行同向電流線組成。這些電流線將相互吸引。第85頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電磁收縮效應(yīng)：如果為可變形導(dǎo)體，電磁力將使導(dǎo)體產(chǎn)生收縮。產(chǎn)生電磁收縮效應(yīng)的力稱為電磁收縮力。第86頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧為氣態(tài)導(dǎo)體，在電流的作用下，也產(chǎn)生電磁收縮效應(yīng)。電弧被看作圓錐形氣態(tài)導(dǎo)體，電極端直徑小，焊件端直徑大。力大力小第87頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電磁靜壓力：電弧軸向推力在電弧橫截面上分布不均勻，弧柱軸線處最大，向外逐漸減小，在焊件上表現(xiàn)為對(duì)熔池形成的壓力結(jié)果：碗狀熔深焊縫形狀。電磁攪拌（細(xì)化晶粒，排出氣體及熔渣）第88頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧靜壓力作用高溫氣體推向焊件電極上方氣體補(bǔ)充新進(jìn)入氣體電離第89頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性等離子流力：高溫氣流的高速運(yùn)動(dòng)，持續(xù)的沖向焊件，對(duì)熔池形成附加壓力。也稱為電磁動(dòng)壓力。電弧中等離子氣流具有很高的速度和加速度，可達(dá)數(shù)百米/秒。電弧中心線上等離子流力最大。電流越大，中心線上的動(dòng)應(yīng)力幅值越大，分布區(qū)域越小。第90頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性鎢極氬弧焊的鎢極錐角較小，電流較大，或者熔化極電弧焊采用噴射過渡工藝時(shí)，這種電弧的動(dòng)壓力較為顯著。結(jié)果：指狀熔深。增加電弧挺度，促進(jìn)過渡，增大熔深，攪拌第91頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性斑點(diǎn)力：電極上形成斑點(diǎn)時(shí)，由于斑點(diǎn)受到帶電粒子的撞擊，或金屬蒸汽的反作用而對(duì)斑點(diǎn)產(chǎn)生的壓力，稱為~，或斑點(diǎn)壓力。第92頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性陰極斑點(diǎn)力大于陽極斑點(diǎn)力原因：正離子的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量陰極斑點(diǎn)電流密度大，蒸汽反作用力也大第93頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性斑點(diǎn)力阻礙熔滴過渡利用陽極斑點(diǎn)壓力小的特點(diǎn)，直流焊接時(shí)，采用直流反接利于熔滴過渡，減小飛濺第94頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧力的主要影響因素：焊接電流和電壓焊絲直徑電極極性氣體介質(zhì)鎢極端部幾何形狀第95頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電流和電壓的影響第96頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊絲直徑的影響焊絲越細(xì)，電流密度越大，造成電弧錐形越明顯。第97頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性極性的影響陰極收縮嚴(yán)重斑點(diǎn)力作用，熔滴尺寸不同第98頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性氣體介質(zhì)的影響導(dǎo)熱性強(qiáng)或多原子氣體消耗的熱量多，引起電弧收縮，電弧力增強(qiáng)。氣體流量及電弧空間壓力增強(qiáng)，也會(huì)引起電弧收縮。第99頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性鎢極端部幾何形狀第100頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊接電弧的穩(wěn)定性定義：電弧產(chǎn)生穩(wěn)定燃燒（不產(chǎn)生斷弧、飄移和偏吹等）的程度意義：是保證焊接質(zhì)量的一個(gè)重要因素影響因素：操作技術(shù)、焊接電源特性、焊接材料特性、焊接工藝特性及磁偏吹等第101頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊接電源的影響：電弧的靜特性：電弧燃燒時(shí)，兩極間穩(wěn)態(tài)的電壓和電流關(guān)系曲線稱為電弧靜特性曲線。電弧靜特性曲線是在某一電弧長度數(shù)值下，在穩(wěn)定的保護(hù)氣流量和電極條件下，改變電弧電流數(shù)值，在電弧達(dá)到穩(wěn)定燃燒狀態(tài)下，所對(duì)應(yīng)的電弧電壓曲線第102頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性靜特性曲線形狀負(fù)阻特性平特性上升特性熱損失小于熱輸入，提高了電弧溫度及電離度金屬蒸汽發(fā)射等離子流第103頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性負(fù)阻特性：電流較小，電弧熱量較低，其間的電子電離度低，電弧的導(dǎo)電性較差，需要有較高的電場推動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)；電弧陰極區(qū)，由于電極溫度低，電子提供能力較差，不能實(shí)現(xiàn)大量的電子發(fā)射，會(huì)形成比較強(qiáng)的陰極電壓降。第104頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電流增加時(shí)，弧柱溫度增加，電弧中的粒子的電離度增加，電弧的導(dǎo)電性增強(qiáng)，同時(shí)電極溫度提高，陰極熱發(fā)射能力增強(qiáng)，陰極電壓降低；陽極蒸發(fā)加劇，陽極電壓降低。即在電極溫度和電弧溫度較高的情況下，電弧中產(chǎn)生和運(yùn)動(dòng)等量的電荷不需要更強(qiáng)的電場。第105頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性對(duì)于弧柱區(qū)，主要從弧柱產(chǎn)熱和散熱的平衡的角度考慮：在小電流區(qū)，如果電流增加4倍，假設(shè)電流密度一定，即弧柱直徑增加2倍，弧柱向周圍的熱量損失隨之增加2倍，而弧柱內(nèi)的熱量卻增加4倍，這時(shí)如果電弧電壓仍然保持不變，那么就違背了最小電壓原理。第106頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性平特性：電流進(jìn)一步增大，電弧等離子氣流增強(qiáng)，除電弧表面積增加造成的熱損失外，等離子氣流的流動(dòng)對(duì)電弧產(chǎn)生附加的冷卻作用，因此在一定的電弧區(qū)間內(nèi)，電弧電壓自動(dòng)的維持一定的數(shù)值，保證產(chǎn)熱和散熱的平衡。第107頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性上升特性：在大電流區(qū)，電弧中的等離子氣流更加強(qiáng)烈，而由于電弧自身磁場的作用，電弧的截面不能隨電流的增加而同步增加，電弧的電導(dǎo)率減小，要保證較大的電流通過相對(duì)比較小的截面，需要更高的電場。第108頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧靜特性的3各階段，并不是各種電弧中都能夠表現(xiàn)出來，還受到電弧形態(tài)和電極的條件的影響。GTA焊接的靜特性一般可以明顯的表現(xiàn)出3個(gè)區(qū)段特性第109頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性GMA焊接由于通常采用較細(xì)的電極焊絲，可使用的電流一般在中等數(shù)值以上，電弧多呈現(xiàn)圓錐形，等離子氣流作用強(qiáng)烈，靜特性一般呈現(xiàn)上升特性。第110頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性SAW電弧埋在焊劑層的下邊，受到焊劑層的覆蓋，電弧的熱損失小，且沒有等離子氣流的存在，一般使用較粗的焊絲大電流焊接，一般為下降特性。第111頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊接電弧動(dòng)特性：焊接電流隨時(shí)間以一定的形勢變化時(shí)，電弧電壓的表現(xiàn)，反映的是電弧導(dǎo)電性能對(duì)電流變化的響應(yīng)能力。第112頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性直流電弧的動(dòng)特性：采用一定形式的變動(dòng)電流進(jìn)行焊接時(shí)，電流電壓的關(guān)系曲線。恒定直流電弧沒有動(dòng)特性問題。第113頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性交流電弧動(dòng)特性第114頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電源種類對(duì)電弧穩(wěn)定性的影響（交流、直流）空載電壓對(duì)電弧穩(wěn)定性的影響第115頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊接材料藥皮成分（穩(wěn)弧劑、電離能高的成分）藥皮偏心、局部脫落第116頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性焊接電流（越大越穩(wěn)定）電離度、熱發(fā)射能力增強(qiáng)斷弧弧長增加第117頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧的剛直性（挺直性、挺度）：電弧作為柔性導(dǎo)體抵抗外界干擾，力求保持焊接電流沿電極軸向流動(dòng)的性能，這種性能是電弧自身磁場決定的。電磁力是產(chǎn)生電弧剛直性的主要原因。第118頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性磁偏吹：實(shí)際焊接過程中，由于受到很多因素的影響，電弧周圍磁力線均勻分布的狀態(tài)被破壞，使電弧偏離焊絲（條）軸線方向，這種現(xiàn)象稱為~，或者電弧偏吹。結(jié)果：影響焊接質(zhì)量第119頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性磁偏吹影響因素導(dǎo)線連接位置電弧附近電磁鐵磁性回路焊接位置第120頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性導(dǎo)線接線位置引起的磁偏吹

第121頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性

平行電弧間的磁偏吹

第122頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧附近的鐵磁性物質(zhì)引起的磁偏吹

第123頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性電弧處于工件端部時(shí)產(chǎn)生的磁偏吹

第124頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性減少磁偏吹的措施可能時(shí)采用交流電源代替直流電源盡量采用短弧進(jìn)行焊接對(duì)于長和大的工件采用兩端接地的方法如果工件有剩磁，焊接前應(yīng)消除避免周圍鐵磁性物質(zhì)的影響用厚藥皮焊條代替薄藥皮焊條第125頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接電弧的工藝特性其他影響穩(wěn)定性的因素：表面清潔狀態(tài)氣流第126頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡熔滴過渡定義：電弧焊時(shí)，焊絲的末端在電弧的高溫作用下加熱熔化，形成熔滴通過電弧空間向熔池轉(zhuǎn)移的過程，稱為~焊絲形成的熔滴作為填充金屬與熔化的母材共同形成焊縫，因此，焊絲的加熱熔化及熔滴的過渡過程將對(duì)焊接過程和焊縫質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。第127頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡焊絲的加熱與熔化特性熔滴上的作用力熔滴過渡的主要形式及特點(diǎn)第128頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性熔化極電弧焊：焊絲的熔化主要依靠陰極區(qū)或者陽極區(qū)產(chǎn)生的熱量以及焊絲伸出長度上的電阻熱?；≈鶇^(qū)產(chǎn)生的熱量對(duì)于焊絲的加熱熔化作用比較小。非熔化極電弧焊：弧柱區(qū)產(chǎn)熱熔化焊絲熔化系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)通過單位電流時(shí)焊絲的熔化量[g/(A.h)]第129頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性電弧熱陰極區(qū)：Pk=IUk-IUw-IUT陽極區(qū)：Pa=IUa+IUw+IUTUk陰極壓降Ua陽極壓降Uw逸出電壓UT弧柱溫度等效電壓電流密度較大時(shí)：近似為0電弧溫度6000K時(shí)：小于1V第130頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性陰極區(qū)：Pk≈IUk-IUw=I（Uk-Uw）焊絲接負(fù)時(shí)：焊絲的加熱與熔化取決于（Uk-Uw）。很多因素影響陰極電子發(fā)射，即影響的Uk大小。陽極區(qū)：Pa≈IUw焊絲接正時(shí)：主要取決于材料逸出功和電流的大小。當(dāng)電流一定時(shí)，由于逸出功為常數(shù)，此時(shí)，焊絲熔化系數(shù)為定值第131頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性熔化極氣體保護(hù)焊時(shí)，焊絲材料為冷陰極材料，Uk>>Uw

，則Pk>Pw。所以，同種材料，在相同的電流的作用下，焊絲作為陰極的產(chǎn)熱將比焊絲作為陽極時(shí)產(chǎn)熱多。因?yàn)樯釛l件相近，所以焊絲接負(fù)時(shí)比焊絲接正時(shí)熔化快。第132頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性電阻熱在自動(dòng)和半自動(dòng)焊時(shí)，從焊絲與導(dǎo)電嘴接觸點(diǎn)到焊絲端頭的一段焊絲（即焊絲伸出長度，用Ls表示）有焊接電流通過，所產(chǎn)生的電阻熱對(duì)焊絲有預(yù)熱作用，從而影響焊絲的熔化速度。特別是焊絲比較細(xì)和焊絲的電阻系數(shù)比較大時(shí)（如不銹鋼），這種影響更加明顯。第133頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性Rs=ρLs/SPR=I2Rs電阻熱與伸出長度部分的電阻以及通過的電流有關(guān)材料不同，則電阻率不同，相應(yīng)的電阻就會(huì)不同。相同伸出長度，相同電流條件下，電阻熱也不同。第134頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性熔化極其體保護(hù)焊時(shí)，通常伸出長度Ls=10~30mm，對(duì)于導(dǎo)電良好的鋁和銅等金屬，PR與PA或PK相比很小，可以忽略不計(jì)；而對(duì)于鋼和鈦等材料，電阻率高。PR與PA或PK相比很大。用于加熱和熔化焊絲得總熱量Pm是單位時(shí)間內(nèi)電弧熱和電阻熱提供的能量。第135頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性焊絲的熔化特性焊絲的熔化速度：單位時(shí)間內(nèi)，熔化的焊絲的長度。焊絲的熔化特性：焊絲的熔化速度和焊接電流之間的關(guān)系。其主要與焊絲材料及焊絲直徑有關(guān)。第136頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------焊絲的加熱與熔化特性材料不同：電阻率、熔化系數(shù)不同伸出長度：電阻不同焊絲直徑：電阻不同、導(dǎo)熱能力不同第137頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力重力表面張力電弧力熔滴爆破力電弧的氣體吹力第138頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力表面張力在焊條端頭上主要保持熔滴的主要作用力。Fσ=2Rπσ表面張力系數(shù)與材料成分、溫度、氣體介質(zhì)等因素有關(guān)焊絲半徑第139頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力第140頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力平焊時(shí)，表面張力阻礙熔滴過渡，，因此只要能使Fσ減小的措施，都有利于平焊時(shí)的熔滴過渡。使用小直徑焊絲或者表面張力小的焊絲就能達(dá)到減小表面張力的目的。第141頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力第142頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力在液滴上有少量的表面活性物質(zhì)時(shí)，可以降低表面張力系數(shù)。在液態(tài)鋼中，最大的表面活化物質(zhì)是O和S，純鐵被氧飽和后，表面張力系數(shù)由1220*10-3N/m變?yōu)?030*10-3N/m。因此，影響這些雜質(zhì)含量的各種因素（金屬的脫氧程度、渣的成分等）都會(huì)影響熔滴的過渡。增加熔滴溫度會(huì)降低金屬的表面張力系數(shù)，從而減小熔滴尺寸。第143頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力重力：當(dāng)焊絲直徑較大而電流較小時(shí)，在平焊位置的情況下，使熔滴脫離焊絲的力主要是重力。Fg=mg=4/3ρgπr3重力大于表面張力時(shí)，熔滴就要脫離焊絲。立焊和氧焊時(shí)，重力阻礙熔滴過渡。第144頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力電弧力：電弧對(duì)熔滴和熔池的機(jī)械作用力，包括電磁收縮力、等離子流力、斑點(diǎn)力。電弧力只有在焊接電流較大的時(shí)候，才對(duì)熔滴過渡起主要作用；電流小時(shí)，重力表面張力其主要作用第145頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力電磁力對(duì)熔滴過渡的影響取決于電弧形態(tài)，如果弧根面積籠罩整個(gè)熔滴，此處的電磁力促進(jìn)熔滴過渡；如果弧根面積小于熔滴直徑，此處電磁力形成斑點(diǎn)壓力的一部分阻礙熔滴過渡。電流比較大的時(shí)候，高速等離子流力對(duì)熔滴產(chǎn)生很大的推力，使之沿軸線方向運(yùn)動(dòng)。第146頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力斑點(diǎn)壓力：斑點(diǎn)面積比較小的時(shí)候，斑點(diǎn)壓力常常阻礙熔滴過渡；斑點(diǎn)面積比較大的時(shí)候，籠罩整個(gè)熔滴，斑點(diǎn)壓力促進(jìn)熔滴過渡。第147頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力熔滴爆破力：當(dāng)熔滴內(nèi)部因冶金反應(yīng)而生成氣體或者含有易蒸發(fā)金屬時(shí)，在電弧高溫的作用下，使氣體體積膨脹而產(chǎn)生的內(nèi)壓力，致使熔滴爆破，這一內(nèi)壓力稱為~，它促進(jìn)熔滴過渡，但產(chǎn)生飛濺。第148頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

-------------熔滴上的作用力電弧的氣體吹力造氣劑碳元素氧化第149頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)熔滴過渡現(xiàn)象十分復(fù)雜，但規(guī)范條件變化時(shí)，過渡形態(tài)可以相互轉(zhuǎn)化，因此必須按照熔滴過渡的形態(tài)及電弧形態(tài)，對(duì)熔滴過渡加以分類。分類：自有過渡、接觸過渡和渣壁過渡第150頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)自由過渡：熔滴經(jīng)電弧空間自由飛行，焊絲的端頭和熔池不發(fā)生直接接觸。接觸過渡：焊絲端部的熔滴與熔池的表面通過接觸而過渡。熔化極氣體保護(hù)焊時(shí)，焊絲短路并重復(fù)的引燃電弧，稱為短路過渡TIG焊時(shí)，焊絲作為填充金屬，它與工件之間不引燃電弧，搭橋過渡渣壁過渡，與渣保護(hù)有關(guān)，發(fā)生在埋弧焊時(shí)，熔滴從熔渣的空腔壁上流下。第151頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)粒狀過渡噴射過渡爆破過渡短路過渡搭橋過渡渣壁過渡套筒過渡第152頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)粒狀過渡電弧電壓高，根據(jù)電流大小、極性和保護(hù)氣體種類不同，又可分為粗滴過渡和細(xì)滴過渡第153頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)粗滴過渡：電流比較小和電壓比較高時(shí)，弧長較長，使熔滴不易與熔池短路。因電流比較小，弧根面積的直徑小于熔滴直徑，熔滴與焊絲之間的電磁力不易使熔滴形成縮頸，同時(shí)斑點(diǎn)壓力又阻礙熔滴過渡。隨著焊絲熔化，顆粒長大，最后重力克服表面張力作用，而形成大的顆粒過渡。電弧穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量都比較差。第154頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)氬氣介質(zhì)中，由于電弧電場強(qiáng)度低，弧根比較擴(kuò)展，并且在熔滴下部弧根的分布是對(duì)稱于熔滴的，因而形成粗滴過渡CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，由于氣體分解吸熱對(duì)電弧的冷卻作用，使電弧的電場強(qiáng)度提高，電弧收縮，弧根面積減小，增加了斑點(diǎn)壓力而阻礙熔滴過渡，并形成大顆粒排斥過渡。直流正接，由于斑點(diǎn)壓力很大，無論氬氣還是二氧化碳保護(hù)，都有明顯的大顆粒排斥過渡第155頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)細(xì)滴過渡：電流比較大，相應(yīng)的電磁收縮力增大，表面張力減小，熔滴存在的時(shí)間短，熔滴細(xì)化，過渡頻率增加，電弧穩(wěn)定性比較高，飛濺少，焊縫質(zhì)量高氣體介質(zhì)或焊接材料不同時(shí)，細(xì)滴過渡的特點(diǎn)不同。CO2和酸性焊條電弧焊，熔滴非軸向過渡；鋁合金熔化極氬弧焊或大電流活性氣體保護(hù)焊焊鋼則軸向過渡第156頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)噴射過渡（射流過渡）易于出現(xiàn)于氬氣或者富氬氣體保護(hù)的焊接方法中。過渡時(shí)，細(xì)小的熔滴從焊絲端部連續(xù)不斷的高速?zèng)_向熔池，過渡頻率快，飛濺少，電弧穩(wěn)定，熱量集中，對(duì)焊件的穿透能力強(qiáng)，易形成指狀熔深，適合焊接較厚的板材（>3mm），不適合薄板.第157頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)在Ar或者富Ar保護(hù)氣體電流小第158頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)接觸過渡：焊絲（或焊條）端部的熔滴與熔池表面通過接觸而過渡的方式分類：短路過渡，搭橋過渡短路過渡：小滴電磁收縮力大于表面張力搭橋過渡：大滴電磁收縮力小于表面張力第159頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)短路過渡電弧引燃后隨著電弧的燃燒，焊絲或者焊條端部形成熔滴并逐漸長大。當(dāng)電流較小，電弧電壓比較低，弧長比較短，熔滴未長成大滴就與熔池接觸形成液態(tài)金屬短路，電弧隨之熄滅，金屬熔滴過渡到熔池中去。熔滴脫落后，電弧重新引燃，如此交替，這種過渡稱為~第160頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)出現(xiàn)場合：堿性焊條的焊條電弧焊細(xì)絲氣體保護(hù)電弧焊（φ≤1.6mm）短路過渡由燃弧和熄弧兩個(gè)交替的階段組成，電弧的燃燒是不連續(xù)的。第161頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)實(shí)質(zhì)：熔化速度與送絲速度不一致第162頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)短路過渡特點(diǎn)：燃弧熄弧交替進(jìn)行平均電流小，峰值電流大，適合薄板及全位置焊接小直徑焊條或焊絲，電流密度大，產(chǎn)熱集中，焊接速度快弧長短，焊件加熱區(qū)小，質(zhì)量高第163頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)搭橋過渡：非熔化極電弧焊。再表面張力、重力及電弧力的作用下，熔滴進(jìn)入熔池。第164頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月焊絲的熔化與熔滴過渡

----------熔滴過渡的主要形式和特點(diǎn)渣壁過渡：熔滴沿著熔渣壁面流入熔池的一種過渡形式出現(xiàn)場合：埋弧焊和焊條電弧焊第165頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月母材熔化與焊縫成形主要內(nèi)容：單道焊縫的形成規(guī)律與影響因素缺陷的形成原因及改善措施第166頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月母材熔化與焊縫成形

----------------------焊縫形成過程在電弧熱的作用下，焊絲與母材被熔化，在焊件上形成一個(gè)具有一定形狀和尺寸的液態(tài)熔池。隨著電弧的移動(dòng)熔池前端的焊件不斷的被熔化進(jìn)入熔池中，熔池后部則不斷的冷卻結(jié)晶形成焊縫。第167頁，課件共187頁，創(chuàng)作于2023年2月母材熔化與焊縫成形

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