第二章焊丝的熔化和熔滴的过渡.pptVIP

;2.1 焊丝的加热与熔化;1.电弧热 单位时间内阴极区和阳极区的产热量如果分别用电功率PK和PA表示，计算公式如下： （2-1） PA＝I（UA＋UW＋UT） （2-2） 在通常电弧焊的情况下，弧柱的平均温度为6000K左右，UT1V；当焊接电流密度较大时，UA近似为零，故上两式可简化为： PK＝I（UK一UW） （2-3） PA＝ IUW （2-4） 这是熔化极电弧焊熔化焊丝的主要热源。 规律：电流一定时，阴极区和阳极区的产热取决于UK和UW。 熔化极气体保护焊，为冷阴极电弧，UKUW,PKPA ; 从焊丝与导电嘴的接触点到电弧端头的一段焊丝上(即焊丝的伸出长度，用Ls表示)有焊接电流流过时，将产生电阻热。焊丝伸出长度的电阻为 Rs＝ρLs/S (2-5) 则电阻热为 PR＝ I2Rs (2-6) 式中， Rs是焊丝Ls段的电阻值，ρ是焊丝的电阻率，Ls是焊丝的伸出长度，S是焊丝的横截面积。; 熔化极电弧焊时，综合电弧热和电阻热，用于加热和熔化焊丝的总能量Pm可表示 Pm＝I（Um十IRs） （2-7） Um是电弧热的等效电压， a)一般Ls=10～30mm。对于导电性能良好的铝和铜等金属焊丝，PR与PK或PA相比是很小的，可忽略不计。对于不锈钢、钢和钛等材料，电阻率较高，特别在细丝大电流时，焊丝伸出长度越大，PR越大，这时PR与PK或PA相比才有重要的作用 b)焊丝为阳极时，Um＝UW；焊丝为阴极时，Um＝UK－UW。 这就是单位时间内由电弧热和电阻热提供的用于加热和熔化焊丝的主要能量。 ;2.1.2影响焊丝熔化速度的因素; 电弧热与电流成正比，电阻热与电流平方成正比。电流增大，熔化焊丝的电阻热和电弧热增加，焊丝熔化速度加快。 ;图2-3 不锈钢焊丝熔化速度与电流的关系;2．电弧电压的影响 等速送丝熔化极气体保炉焊时，焊丝熔化速度与电弧电压和电流的关系.; 图2-4a中的曲线是在稳定的焊接条件下的铝焊丝的电弧自身调节系统静特性曲线（即等熔化曲线): a)当电弧较长时(电弧电压较高)，曲线垂直于横轴，即电弧电压对焊丝熔化速度影响很小。此时送丝速度与熔化速度平衡，熔化速度主要决定于电流的大小(AB段)。 b)当电弧弧长为8mm到2mm区间(BC段)时，曲线向左倾斜，这说明随着电弧电压降低(弧长缩短)，熔化一定数量焊丝所要的电流减小，亦即等量的焊接电流所熔化的焊丝增加。也就是说，电弧较短时熔化系数增加了。之所以如此，是因为弧长缩短时，电弧热量向周围空间散失减少，提高了电弧的热效率，使焊丝的熔化系数增加所致。; c)BC段的这种熔化特性在电弧焊中具有重要意义。例如，电流及送丝速度不变时，在弧长较短的范围内，当弧长因受外界干扰发生变化时，使弧长缩短或增长，则因此时的熔化系数要增大或减小，导致熔化速度增大或减小，使弧长得以恢复。这种弧长受外界干扰发生变化时电弧本身具有自动恢复到原来弧长的能力，称为“电弧的固有调节作用(Intrinsic Self Regulation Characters)”。铝焊丝电弧的固有调节作用很强，钢焊丝则较弱(见图2-4b)，故铝焊丝采用这段弧长(亚射流过渡)进行焊接时,可以使用恒流电源实行等速送丝熔化极气体保护焊。;3．焊丝直径的影响 电流一定时，焊丝直径越细电阻热越大，同时电流密度也越大．从而使焊丝熔化速度增大，见图2-2。 ;4．焊丝伸出长度的影响 其它条件一定时，焊丝伸出长度越长，电阻热越大，通过焊丝传导的热损失减少，所以焊丝熔化速度越快，见图2-3。 ; 对熔化速度的影响:不锈钢电阻率较大，会加快焊丝的熔化速度，尤其是伸出长度较长时影响更为明显。 对焊丝熔化系数的影响： 铝合金因电阻率小，焊丝熔化速度与电流成线性关系。但是焊丝越细，熔化速度与电流关系曲线斜率越大，说明熔化系数随焊丝直径变小而增大，与电流无关 。 不锈钢电阻率较大，产生的电阻热较大，因而焊丝熔化速度与电流不成线性关系，随着电流增大，曲线斜率增大，说明熔化系数随电流增加而增大，并且随焊丝伸出长度增加而增加。 ;焊丝接阳极时： Vm =KIUw与气体介质无关 焊丝接阴极时： Vm =KI(Uk-Uw）Uk与气体介质有关， 因此气体介质影响熔化速度，例如在Ar中加CO2可使Vm增大 冷阴极电弧，UkUw,PkPA,正接时的熔化速度大于反