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* * 2—2熔滴过渡及作用力 在电弧的热作用下,焊丝与焊条端头的熔化金属形成熔滴，并在各种力的作用下向母材过渡,称之为熔滴过渡。 一 熔滴上的作用力 金属熔滴受以下几个力的作用：表面张力、 重力、电磁收缩力、斑点压力、等离子流力和 其他力。 （一）表面张力 表面张力是在焊条端头上保持熔滴的主要 作用力。如图2—10。 若焊丝半径为R，这时焊丝与熔滴间的表面张力为： F σ =2πRσ 式中： σ为表面张力系数。 1） σ与材料成分有关。 2）温度有关，温度升高， σ减小。 3）当熔滴表面有表面活性物质时， σ降低。 （二）重力 当焊丝直径较大而焊接电流较小时，在平焊位置的情况下使熔滴脱离焊丝的力主要是重力，大小为： Fg=mg=4/3（πr3ρg） 如果Fg ﹥ F σ ，熔滴脱离焊丝。假如熔滴为球形且拉断熔滴后在焊丝上不保留液体金属，那么： 2πRσ=4/3（πr3ρg） 则 R相同的情况下，ρ 、σ不同，熔滴脱离前的形态也不同， ρ/ σ越大时，过渡熔滴越细。 （三）电磁力 电流通过熔滴时，导体的截面是变化的，将产生电磁力的轴向分力，其方向总是从小截面指向大截面。电磁力对熔滴过渡的影响，可以按不同 部位加以分析。 1 在焊丝与熔滴连接的缩颈处， 这时的电磁力是由小 断面指向大断面，是促 进过渡的。如图2—12。 2 形成斑点时： 显然：dG﹥ dD促进过渡 dG＜ dD阻碍过渡 一般dG大小与气体介质，焊接电流有关。 如Ar与CO2相比，Ar弧弧根大，电流增大， dG增大 （四） 等离子流力 由于电弧截面不等，电磁力不一样造成压力差，使电弧产生轴向推力，造成从焊丝端部向工件的气体流动，形成等离子流力。 电流较大时，等离子流力对熔滴产生很大的推力，使之沿焊丝轴向方向运动。这种推力的大小与焊丝直径和电流大小密切相关。 （五） 其他力 1）斑点压力 电极上形成斑点时，此处是产热集中的地方。这样斑点处将承受电子(反接时)或正离子(正接时)的撞击力，通常情况下斑点压力 阻碍熔滴过渡(斑点面积小于熔滴直径时)；MIG焊喷射过渡的情况下,而斑点面积很大且布满整个熔滴时，斑点压力常常促进熔滴过渡。 2）爆破力 当熔滴内部含有易挥发金属或由于冶金反应而生成气体时，都会在电弧高温作用下气体积聚膨胀而造成较大的内力，从而使熔滴爆炸而过渡。短路过渡焊接时，由于电流密度较大,使缩颈处熔断爆破形成熔滴过渡,同时有飞溅产生。 二 作用力分析 1 有助于过渡的力 等离子流力 2 工艺条件不同，力的作用不同。 斑点压力：除MIG焊射流过渡情况外，总是阻碍熔滴过渡。 重力：平焊时，促进过渡，立焊、仰焊时阻碍过渡。 表面张力：长弧焊时，表面张力总是阻碍熔滴过渡。当熔滴与熔池金属短路并形成液体过桥时，由于熔池界面很大，这时表面张力有助于把液体金属拉近熔池。 电磁力： dG﹥ dD促进过渡，dG＜ dD阻碍过渡。 三 熔滴过渡形式及其特点 （一）分类： 1 自由过渡：颗粒过渡 、喷射过渡。 2 接触过渡：短路过渡、搭桥过渡。 3 渣壁过渡 （二）短路过渡 1 特点 电流小，弧长短，弧压低，焊丝较细，过渡频率较高，成型较 好，主要用于薄板及全 位置焊接过程。 2 短路过渡过程 这种过渡过程,可 分为熔滴长大短路、 细颈形成、金属液 桥破断、电弧复燃四 个阶段。其具体过程 如图2—28所示。 具体分析其过程如下： 1）燃弧阶段 电焊燃烧、焊丝熔化、熔滴长大， 图中1）——3）。 2）弧隙短路 随着熔滴长大，电弧向未熔化的焊丝传递热量减少，使焊丝熔化速度下降，焊丝等速送进，熔滴与熔池短路，如图4）。 3）细颈形成 短路后，电流迅速增大。在电磁力及表面张力的作用下，熔滴与焊丝间形成缩颈，此时，过渡力主要是表面张力及电磁收缩力，如图5）、6）。 4） 电弧复燃阶段 当短路电流增加到一定数值时，小桥迅速拉开，电弧又从新引燃，如图7）