焊接电弧

课程：焊接工艺课程：焊接工艺第一章：焊条手工电弧焊第二讲：焊条手工电弧焊焊接电弧(一)徐洪江胶南高职校2007年12月课程：焊接工艺学课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧预备知识通过车间参观焊接时都有哪些现象？电流产生的实质是什么？靠近高压线为什么会发生触电？课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧第二讲：焊条手工电弧焊焊接电弧本节要求知识要求能简单讲述焊接电弧的形成原理、过程、结构及特点理解识记焊接电弧、气体电离及阴极电子发射、焊接电弧的静特性的定义能叙述焊接电弧的静特性及其影响因素能力要求掌握焊接电孤的引弧过程课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧第二讲：焊条手工电弧焊焊接电弧本节内容焊接电弧的定义焊接电弧产生的条件焊接电弧的组成焊接电弧的静特性及其影响因素课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧一、焊接电弧的定义现象1、焊接时存在于焊条端部与焊件的间隙中。2、发出强烈的光。3、放出大量的热。焊接电弧焊接电源焊条焊件课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧定义：焊接电弧就是焊接焊接电源提供的具有一定电压的电极之间或电极与焊件之间的气体介质中，产生强烈而持久的气体放电现象叫做焊接电弧。实质：气体放电现象。放电位置：两电极之间，电极与焊件之间。现象：发出强烈的光、放出大量的热且时间长。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧二、焊接电弧产生的条件气体电离阴极电子发射是焊接电弧产生和维持电弧稳定.燃烧不可缺少的条件。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧焊条电弧焊引弧过程接触回抽焊接电流焊条焊件课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧焊接电弧的产生微观过程分析b:于焊条端面和焊件表面是不平整的，实际上是在个别突出点上相互接触。强大的短路电流从这些点通过，而接触点的面积又小，因此电流密度特别大，使两电极间的接触点产生大量电阻热，焊条末端和焊条迅速加热到熔化状态，如图(b)所示。d:此时，因大电流密度而产生的电阻热突然增大，使细须部分的液体金属温度猛烈高．随着焊条与焊件的迅速分开，两电极间的空气间隙，强烈地受热而发生热电离，使中性原子变成带电离子和电子。同时，被加热的阴极上有高速的电子飞出(热发射电子)，撞击空气中的分子和原子，空气发生碰撞电离．产生了正离子、负离子和电子，同时在电场的作用下带电微粒按一定的方向移动。正离子移向阴极并与阴极碰撞；负离子和电子移向阳极并与阳极碰撞，碰撞结果更加速了电子的发射，最终使两电极间的空气剧烈电离而产生电弧，如(d)所示。c:然后将焊条稍微提起，在这瞬间大量的电流由熔化的金属细颈通过，如图(c)所示。a:焊条电弧焊时，一般采用接触引弧，弧焊电源接通后，先将焊条与焊件相互接触短路，如图(a)所示。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧气体电离定义：使中性的气体分子或原子吸收外界能量(电场、热能等)释放电子，形成电子和正离子的过程就称为气体电离。分类：电弧中气体粒子的电离因外加能量的种类不同分为:光电离热电离电场作用下的电离课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧电离过程示意图气体导电粒子的产生课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧阴极电子发射定义：阴极的金属表面连续地向外发射电子的现象，称为阴极电子发射，分类：焊接时，根据阳极所吸收能量的性质不同，电子发射的方式可分为：热电子发射场致电子发射撞击电子发射课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧电弧焊焊接电弧组成电弧焊焊接电弧组成部分各组成部分的特点及能量分布电弧电压课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧电弧焊焊接电弧组成部分阴极区弧柱阳极区课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧电弧焊焊接电弧组成部分组成部分:阳极区阴极区弧柱三部分课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧阴极区及其特点阴极区：靠近阴极很薄的一层为阴极区。在阴极区的阴极表面有一个明亮部分称为阳极斑点。区域大小：该区沿弧长方向的尺寸很小，约为10-5～10-6㎝。区域温度：阴极区温度最低。温度一般为2300～3200℃。区域热量：放出的热量为电弧总热量的36％。区域作用：是向弧柱区提供电子流，接受从弧柱过来的正离子流，以组成总电流满足弧柱需要，从而维持电弧稳定放电。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧弧柱区及其特点弧柱：阴极区与阳极区之间为弧柱。区域大小：占据了电弧长度上的绝大部分，但它的电压降（即压降Uc）并不高，仅为10V左右。区域温度：弧柱区温度最高。弧柱温度一般为5000～6000℃。区域热量：放出的热量为电弧总热量的21％。弧柱区的作用：是促成中性气体粒子电离而进行导电,在电场作用下，正离子向阴极方向运动，电子向阳极方向运动，从而形成电子流和正离子流，二者组成通过弧柱的总电流。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧阳极区及其导特点阳极区：靠近阳极很薄的一层为阳极区。在阳极区的阳极表面也有一个明亮部分称为阳极斑点。区域大小：该区沿弧长方向的尺寸为10-2～10-3㎝，虽然也很小，但比阴极区要大得多（阴极区为10-5～10-6㎝）。区域热量：放出的热量为电弧总热量的43％。区域温度：阳极区温度在阳极区和弧柱之间。温度一般为3300～3900℃。阳极区的作用：是接受由弧柱流过来的99.9%的电子流和向弧柱提供0.1%的正离子流。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧焊接电弧的热量分布热量来源于阳极43％阴极36％弧柱21％热量扩散65％～85％加热熔化金属其余散失在电弧周围飞溅的金属液阳极阴极弧柱课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧电弧电压定义：电弧电压就是阴极电压降、阳极电压降以及弧柱电压降的总和。公式：U弧=U阴+u阳+u柱＝u阴+u阳+blU弧一电弧电压(伏)；u阴一阴极电压降(伏)；u阳一阳极电压降(伏)；u柱一弧柱电压降(伏)；b—常数，一般为20一40伏／厘米；l一电弧长度(厘米)。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧电弧的静特性定义：在气体介质、电极材料及弧长一定的下，当焊接电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压之间的关系称为焊接电弧的静特性。静特性图：表示电弧静特性的图。电弧的静特性Ia课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧a.曲线形状b.弧长对曲线的影响电弧静特性曲线A区电流，一般为小电流钨极氩弧焊时，电弧为负阻特性；B区电流，埋弧焊、手工电弧焊及大电流钨极氩弧焊时，电弧为平特性；C区电流，在细丝熔化极气体保护焊时，一般电流密度较大，呈上升特性。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧可将U形曲线分为A、B、C三个不同的区域，如图1-5所示，当电流较小时（A区），电弧是负阻特性，随着电流的增加电压减小；当电流增大时（B区）电压几乎不变，电弧呈平特性，当电流更大时（C区），电压随电流的增加而升高，电弧呈上升特性。对于埋弧焊、焊条电弧焊和大电流钨极氩弧焊，因电流密度不太大，电弧的静特性大体上都呈平特性。细丝MIG焊时,电弧呈上升特性.课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧焊接电弧的静特性曲线是类似于“U”形的，因此可形象地称之为“U形曲线”。课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧在电流相等的条件下，电弧长度长的电弧电压高课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧本堂小结一、几个重要定义：焊接电弧、气体电离阴极电子发射、电弧的静特性二、单讲述焊接电弧的形成原理、组成部分及其特点三、模拟讲述焊接电孤的引弧方法过程四、焊接电弧的静特性曲线五、影响焊接焊接电弧的静特性及其影响因素的因素课程：焊接工艺2007年12月焊接电弧本节结束谢谢大家