2.2 焊接电弧的组成及静特性（课件）-《焊工工艺学》同步精品课堂（机械工业出版社）

2.2 焊接电弧的组成及静特性 焊工工艺学 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 正确认识焊接电弧的组成及温度分布。 能力目标 掌握电弧的静特性、电弧静特性曲线的应用等内容。 情感目标 帮助学生了解相关专业和行业领域的国家战略、法律法规和相关政策，引导学生深入社会实践、关注现实问题。 三维目标 任务引入 情境引入 电弧是所有电弧焊接方法的能源，电弧焊在所有焊接方法中始终占据着 主要地位，其重要原因就是因为电弧能有效而简便地把电能转换成熔化焊接过程所需要的热 能和机械能，而弧焊电源则是为电弧提供电能并保证焊接工艺过程稳定的装置。 新知学习 一 、焊接电弧的组成及温度分布 用直流电焊机焊接时，焊接电弧由阴极区、弧柱区和阳极区组成，如图2-3所示。 1一焊条 2—阴极区 3—弧柱区 4—阳极区 5—焊件 新知学习 一 、焊接电弧的组成及温度分布 阴极区在靠近阴极的地方，与焊接电源负(-)极相连，该区很窄。在阴极上有一个非常亮的斑点，称为“阴极斑点”,是集中发射电子的地方。 1. 阴极区 新知学习 一 、焊接电弧的组成及温度分布 阳极区在靠近阳极的地方，与焊接电源正 (+)极相连，该区比阴极区宽些。在阳极区有 一个发亮的斑点，称为“阳极斑点”。它是电弧 放电时，正电极表面上接收电子的微小区域。 2. 阳极区 新知学习 一 、焊接电弧的组成及温度分布 弧柱区在电弧的中部，弧柱区较长。电弧长 度一般是指弧柱区的长度。 阴极区和阳极区的温度取决于电极材料的熔点。 3. 弧柱区 新知学习 一 、焊接电弧的组成及温度分布 当两极材料均为钢铁时，“阳极斑点”的温度为2600℃左右，产生的热量占电弧总热量的 43%。“阴极斑点”的温度为2400℃左右，产生的热量约占电弧总热量的36%。 3. 弧柱区 新知学习 一 、焊接电弧的组成及温度分布 弧柱区的温度 可达5730~7730℃,但热量约占电弧总热量的21%,其温度与气体介质的种类有关，通常中心 部分弧柱的热量大部分被辐射，因此要求焊接时应尽量压低电弧，使热量得到充分利用。 3. 弧柱区 新知学习 一 、焊接电弧的组成及温度分布 直流电弧的热量和温度分布情况，用交流电焊机时，电源的极性是周期性改变的，电极交替为阴极或阳极，所以两个电极区的温度趋于一致，近似于它们的平均值。 3. 弧柱区 新知学习 一 、焊接电弧的组成及温度分布 电弧两端(两电极)之间的电压称为电弧电压。当弧长一定时，电弧电压由阴极压降、 阳极压降和弧柱压降组成。 4. 电弧电压 新知学习 二 、电弧的静特性 在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变 化的关系称为电弧静特性，也称电弧的伏-安特性。 图为普通电阻的静特性与电弧的静特性的曲线对比。 1一普通电阻静特性曲线； 2—电弧的静特性曲线 新知学习 二 、电弧的静特性 普通电阻的电阻值是常数，遵循欧姆定律，表现为一条直线，图2-4中的曲线1。而焊接电弧是焊接回路中的负载，也相当于一个电阻性负载，但其电阻值不是常数。电弧两端的电压与通过的焊接电流不成正比关系，而呈 U 形曲线关系，图中的曲线2。 1. 电弧静特性曲线 新知学习 二 、电弧的静特性 电弧静特性曲线分为三个不同的区域，当电流较小时(图2-4中的ab 区),电弧静特性属下降特性区，即随着电流增加电压减小；当电流稍大 时(图2-4中的bc 区),电弧静特性属平特性区，即电流变化时，电压几乎不变；当电流较大 时(图2 - 4中cd 区),电弧静特性属上升特性区，电压随电流的增加而升高。 1. 电弧静特性曲线 新知学习 二 、电弧的静特性 一般情况下，电弧电压总是与电弧长度密切相关，当电弧长度增加时，电弧电压升高， 其静特性曲线的位置也随之上升，如图2-5所示。 1. 电弧静特性曲线 新知学习 二 、电弧的静特性 不同的电弧焊方法，在一定的条件下，其静特性只是曲线的某一区域。静特性的下降特性区由于电弧燃烧不稳定而很少采用。 2. 电弧静特性曲线的应用 新知学习 二 、电弧的静特性 (1)焊条电弧焊 其静特性一般工作在平特性区，即电弧电压只随弧长而变化，与焊接电流关系很小。 (2)钨极氟弧焊 在小电流区间焊接时，其静 特性一般也工作在下降特性区；在大电流区间焊接时，才工作在平特性区。 2. 电弧静特性曲线的应用 新知学习 二 、电弧的静特性 (3)细丝熔化极气体保护电弧焊 由于电流密度很大，所以其静特性基本上工作在上升特性区。 (4)埋弧焊 在正常电流密度下焊接时，其静特性为平特性区；采用大电流密度焊接 时，其静特性为上升特性区。 2. 电弧静特性曲线的应用 新知学习 知识拓展 焊条电弧焊是利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和工件熔化，从而获得牢固焊接接