第1章 焊 接 电 弧(课件）- 《焊工工艺基础》同步教学（机械工业版）

第一章 焊 接 电 弧 第一节 焊接电弧的引燃 一、焊接电弧及其形成的基本知识 （一）焊接电弧的概念 第一节 焊接电弧的引燃 （二）气体电离 1. 电场作用下的电离 电场作用下的电离实质上就是带电质点与中性原子相互碰撞而发生电离的过程。 2. 热电离 在高温下，由于气体原子受热的作用而产生的电离称为热电离。 3. 光电离 中性原子受光辐射的作用而产生的电离，称为光电离。 第一节 焊接电弧的引燃 （三）阴极电子发射 1.热发射 焊接时，电极金属表面因受热能作用而产生的电子发射现象，称为热发射。 2.电场发射 当电极金属表面空间存在一定强度的正电场时，金属内的电子受此电场的作用，电子从金属表面发射出来，这种现象称为电场发射。 3.撞击发射 高速运动的阳离子撞击金属表面时，将能量传给金属表面的电子，使其能量增加而逸出金属表面。 二、焊接电弧的引燃过程 第二节 焊接电弧的构造及其静特性 一、焊接电弧的构造及温度 1. 阴极区 在阴极区的阴极表面有明亮的斑点，它是电弧放电时，阴极表面集中发射电子的微小区域，称为阴极斑点。 2. 阳极区 电弧中的电子受阳极的吸引向阳极移动，运动着的电子在阳极表面的空间（约 10-3~10-4 cm），相应的浓度较大，形成一个空间电场，造成电位差，这部分电位差称为阳极压降。 第二节 焊接电弧的构造及其静特性 3. 弧柱 弧柱是电弧阴极区和阳极区之间的区域，由于阴极区和阳极区的长度极小，则弧柱长度就可以认为是弧长。 4. 电弧电压 通常我们测量出的电弧电压是由阴极压降、阳极压降以及弧柱压降所组成的。 第二节 焊接电弧的构造及其静特性 二、焊接电弧的静特性 第二节 焊接电弧的构造及其静特性 三、不同焊接方法的电弧静特性曲线 （一）焊条电孤焊 （二）埋弧焊 （三）钨极氩弧焊 （四）细丝熔化极气体保护焊 四、焊接电弧燃烧的稳定性 第三节 电弧焊的熔滴过渡和焊接电弧的分类 一、电弧焊的熔滴过渡 （一）熔滴过渡的作用力 1. 熔滴的重力 任何物体都会因为本身的重力而具有下垂的倾向。 2. 表面张力 表面张力是焊条（或焊丝）端头上保持熔滴的主要作用力。 3. 电磁压缩力 由电工知识可知，两根平行的载流导体若它们通过的电流方向相同，则这两根导体彼此相吸引。 第三节 电弧焊的熔滴过渡和焊接电弧的分类 4. 斑点压力 在焊接电孤中的带电微粒主要是电子和阳离子，由于电场的作用，电子向阳极运动，阳离子向阴极运动，这些带电质点撞击在两极表面的斑点上，便产生了机械压力，这个力称为斑点压力。 5. 电弧气体的吹力 在焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化稍微落后于焊芯的熔化，在药皮的末端形成一小段尚末熔化的 “嘲叭〞 形套管，如图 1-12 所示。 6. 等离子流力 在焊接电弧中间的气体常呈等离子态。 第三节 电弧焊的熔滴过渡和焊接电弧的分类 （二）影响过渡熔滴大小的因素 1. 焊接电流的影响 焊接电流增大时，增强了焊条 （或焊丝）端面的加热作用，提高了金属的温度，减小了熔滴的表面张力，致使熔滴变小。 2. 焊丝成分的影响 焊丝中含碳量增加，在高温时生成 CO 气体，由于气化的加强，气体的压力使较大的熔滴爆破成许多细小的熔滴。 第三节 电弧焊的熔滴过渡和焊接电弧的分类 3. 药皮成分的影响 在高温时，一些活性金属元素被氧化成熔渣，包围在熔滴外围，这些氧化物能减小熔滴的表面张力，致使熔滴变细。 （三）熔滴过渡的形式 1. 短路过渡 当焊条或焊丝端部的熔滴与熔池短路接触，由于强烈的过热和电磁收缩的作用使其爆断，直接向熔池过渡的形式，称为短路过渡。 第三节 电弧焊的熔滴过渡和焊接电弧的分类 2. 粗滴过渡（颗粒状过渡） 熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式，称为粗滴过渡。 3. 喷射过渡 熔滴呈细小颗粒，并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式，称为喷射过渡。 第三节 电弧焊的熔滴过渡和焊接电弧的分类 （四）熔滴过渡时的飞溅 （五）熔滴过渡时的蒸发 二、焊接电弧的分类 （一）自由电弧 1. 直流电弧 由直流电源提供能源，电弧燃烧稳定，有极性可供工艺选择，但有电弧偏吹现象发生。 2. 交流电弧 由交流电源提供能源，电流每秒都有 100 次通过零点，由于过零点时电弧熄灭，然后再反向引燃，所以稳定性较差。 （二）压缩电弧 （三）脉冲电弧 第四节 焊接时的极性和偏吹 一、焊接时的极性及其应用 （一）焊接时的极性 （二）焊接时极性的应用 第四节 焊接时的极性和偏吹 二、焊接电弧的偏吹 （一）焊条偏心度过大 （二）电弧周围气流的干扰 第四节 焊接时的极性和偏吹 （三）磁偏吹 1. 接地线位置不适当引起的偏吹 焊接时，由于接地线的位置不适当，使电弧周围的磁场分布不均匀，从而造成电驱的偏吹，如图 1-20 所示。 2. 铁磁物质引起的磁偏吹 由于铁磁物质（钢