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焊接方法与设备焊丝熔化与熔滴过渡
焊接方法与设备了解焊丝的加热和熔化特性、熔滴上的作用力教学目标掌握熔滴过渡的主要形式和特点
焊接方法与设备熔滴过度的主要形式和特点重点难点掌握各种焊接方法的熔滴过度特点。
焊接方法与设备焊丝的加热及熔化一)、加热热源:(一)电弧热—极区产热?焊丝接阴极时:P=I(U-U-U)≈I(U-U)kkwTkwU很小,大概只有1V左右。T?焊丝接阳极时:P=I(U+U+U)≈IUAAwTwU很小,可忽略。A讨论:TIG焊:PAPkMIG焊:PkPAP受多种因素影响,而P则不。kA
(二)干伸长度上的电阻热?干伸长度:焊丝伸出导电嘴之外的长度LsPR=IR=?L/S2Ss?影响因素:1)钢焊丝的P大,因此干身长度的电阻热之R影响较大;铝、铜P小R2)Ls越大,d越小,则P越大SR(三)总热源P=P+P=I(U+IRs)aRm式中:焊丝接阴极时,U=(U-U)mkw焊丝接阳极时,U=Umw
焊接方法与设备送丝轮导电嘴电源LsLHla
二)、影响熔化速度、熔化系数的因素(一)基本概念熔化速度?:单位时间内焊丝的熔化量。m单位:g/scm/s熔化系数?:单位时间内,由单位电流所熔化的焊丝量(长度,重量)m单位:g/A.SCm/A.S?=?/Imm(二)影响因素1、电流电流越大,熔化速度越大。?=KI(U+IRs)mm?=?/I=K(U+IRs)mmm
显然:1)电流1)I增大,?增大m2)对于Al焊丝,?几乎与I增大,对于钢焊丝,?mm随着I的增大而增大。2、电压U(L)大时,?与U无关aamaU(L)较小时,U下降时?增大(如I不变则?↑),a使电弧具有保持弧长稳定的能力。aamm?使得电弧具有抵抗外界干扰的保持稳定不变的能力,这种能力固有自调节作用:弧长较短时,?随L下降而增大,ma被成为固有自调节作用。
1.焊接电流的影响?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。铝焊丝,可近似为:Pm=IUm焊丝直径越小,焊丝的熔化系数越大,斜率越大。图2-2铝焊丝熔化速度与电流的关系
图2-3不锈钢焊丝熔化速度与电流的关系
?aUaUaIaIa铝钢
3、焊丝的极性焊丝接负时,?较大m焊丝接正时,?较小m4、气体介质焊丝接阳极时:?=KR=KIU与气体介质无关mmw焊丝接阴极时:?=KI(U-U)U与气体介质有关,mkwk因此气体介质影响熔化速度,例如在Ar中加CO可使2?m增大5、电阻热钢焊丝:ds越长,电阻热的影响越大。铝焊丝,电阻热很小,影响不大。
熔滴过渡一)、基本概念熔滴过渡:焊丝端部的熔化金属以滴状进入熔池的过程。飞溅:熔化的焊丝金属飞到熔池之外的现象。二)、熔滴上的作用力(一)表面张力1、焊丝与熔滴间的表面张力F,阻碍过渡,将熔滴保持?在焊丝上。F=2??πRs式中:?为表面张力系数,R为焊丝半径。s
2、短路过渡时,熔滴与工件间的表面张力—促进过渡F=2??πRP影响?的因素:1)材料类型,例如,铁的表面张力系数大于铝2)温度,温度上升,表面张力系数降低3)表面活性物质,如钢液中有S或O时,表面张力系数降低。(二)重力熔滴的重力Fg=mg=r—熔滴半径,ρ—密度
表面张力Fδ=2πRσ(2-9)焊丝半径为R,熔滴半径为rσ是表面张力系数?Fδ可以分解为径向分力F以及轴向分力F,δαδr?径向分力使熔滴在焊丝末端产生缩颈,?轴向分力则使熔滴保持在焊丝末端.阻碍熔滴过渡。
F?F?FmgF?重力表面张力
作用:1)平焊时促进过渡;2)立焊,仰焊时阻碍过渡。(三)电磁收缩力电流线通过熔滴时的电磁收缩力1)当S(斑点面积)S(焊丝截面积)时,电流线在熔滴中收bs缩F向上,阻碍过渡。推2)当SS时,电磁线在熔滴中发散,F推向下,促进过渡。bs(四)斑点力其作用亦与斑点面积有关:1)S较大时,促进过渡b2)S较小时,阻碍过渡b
蒸发反力及带电粒子撞击力熔滴中的电磁收缩力熔滴斑点力
(五)爆破力熔滴爆破时,爆破力指向四面八方,即促进过渡,又导致飞溅(六)等离子流力从焊丝指向工件,总是促进过渡FP爆破力
熔滴过渡主要形式及其特点?熔滴过渡通常可分为三种基本类型:?自由过渡:是指熔滴脱离焊丝末端前不与熔池接触,它经电弧空间自由飞行进入熔池的一种过渡形式?接触过渡:通过焊丝末端的熔滴与熔池表面接触成桥而过渡的?渣壁过渡:渣保护时的一种过渡形式,埋弧焊时在一定条件下熔滴沿熔渣的空腔壁形成过渡。
(一)自由过渡熔滴脱离焊丝,由电弧空间进入
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