焊接物理复习要点.doc

1.焊接的物理本质：1)利用热源加热被焊母材的连接处，使之发生熔化，利用液相之间的相溶及液、固两相间原子的紧密接触来实现原子之间的结合。2)对被焊母材的连接表面施加压力，在清除连接面上的氧化膜和污物的同时，克服两个两个连接便面上的不平度，或产生局部塑性变形，从而使两个连接表面的原子相互紧密接触，并产生足够大的结合力。如果在加力的同时加热，则使得上述过程更容易进行。3)对填充材料进行加热使之熔化，利用液态填充材料对固态母材润湿，使液、固两相间的原子紧密接触，充分扩散，从而产生足够大的结合力。 2.电弧：是在一定条件下电荷通过两电极间气体的一种导电过程，或者说是一种气体放电现象。 3.最小电压原理：对一个与轴线对称的电弧，在电流一定，周围条件一定时，处于稳定燃烧状态的电弧，其弧柱直径或温度应使弧柱的电场强度具有最小值。 应用：1)当电弧周围气体介质导热性比较差时，电弧的散热减少，热损失降低，则电弧的弧柱发散，导电半径增加，电流密度小，弧柱的电场强度Ec值也较低。2)当保持电流不变，改变电弧气氛使电弧周围气体导热性增加，或者对电弧进行强迫冷却使电弧的热损失增加时，根据最小电压原理，电弧一方面要收缩，以减小导电截面来减少散热；另一方面由于导电截面的减小使得电流密度增加，弧柱的电场强度Ec值增加来增加产热，并在新的条件下达到新的平衡。 4.焊接电弧的静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压 Uf 与电弧电流 If 之间的关系，称为焊接电弧的静态伏安特性. 5.保证交流电弧稳定燃烧的措施:1)从焊接电源的角度：应提供足够的空载电压以满足再引燃电压的要求，或者在电流过零点时加以适当的电压脉冲来帮助引弧。2)从提高电弧导电能力的角度：设法增加电弧空间气氛的电离度，在电流过零点电弧熄灭后，使电弧空间在尽可能长的延时内保留较多的带电粒子以降低再引燃电压的数值. 6粘性:在作相对运动的两流体层的接触面上，存在着一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层的相对运动，流体的这种性质称为流体的粘性，由粘性产生的作用力称为粘性阻力或内摩擦力. 产生的原因:1)分子不规则运动的动量交换形成的粘性阻力；2)两层流体之间吸引力所形成的阻力. 阴极净化作用:电弧的阴极斑点容易在有氧化膜的阴极表面产生，进而破碎并去除氧化膜的现象.机理：1)位于阴极区的正离子受到阴极压降的加速，以高速轰击阴极而破碎氧化膜;2)阴极斑点的高电流密度而导致的高能量密度和高温. 8.磁偏吹:是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏，而导致焊接电弧偏离电极轴线，偏向一侧的现象. 控制措施：①采用较短弧长进行焊接，电弧越短磁偏吹越小;②对工件采取分布式接地的办法，比如两侧接地或多点接地;③操作中调整电极角度;④避免铁磁性物质的影响;⑤考虑使用脉冲焊或高频电弧焊;⑥考虑使用交流焊接等. 9.电弧的挺度：也即电弧的刚直性，是指电弧作为一个柔性导体抵抗外界机械干扰、力求保持沿电极轴向流动的性能。 10.等离子弧产生机理：1)机械压缩效应:使电弧通过喷嘴通道，利用喷嘴限制弧柱直径，提高能量密度;2)热压缩效应:利用气流或水流的冷却作用使电弧得到压缩;3)磁压缩效应:利用弧柱自身磁场产生指向弧柱中心的力场，使能量密度提高。通过喷嘴的电弧电流越大，磁压缩作用越强. 11. 双弧现象的影响因素：A.喷嘴因素：喷嘴结构参数对双弧形成有决定性作用.1)喷嘴孔径减小，孔道长度或内缩增大时，都会使Uab增加，容易形成双弧;2)钨极与喷嘴的不同心会造成冷气膜不均匀，使局部区域冷气膜厚度和UT减小，常常是导致双弧的主要诱因;B.电流因素:喷嘴结构确定后，电流增加．Uab增大，会导致形成双弧;C.离子气体因素：1)离子气流量增加，虽然也使Uab增加，但同时也使冷气膜厚度增加，UT增加，双弧形成的可能性反而减小;2)采用切向进气，可使外围气体密度高于中心区域，既有利于提高中心区域电离度，又有利于降低外围区域温度，提高冷气膜厚度，防止双弧的形成;D.其它因素:喷嘴冷却不良，温度提高，或表面有氧化膜污染(含金属蒸气污染)，或金属飞溅附着成凸起物时．都将使Ua，Cu和Uc，Cu降低，也增加了双弧形成的可能. 12.熔滴过渡：在电弧作用下，焊丝（或焊条）末端加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝，经过电弧空间进入熔池的过程. 13.短路过渡的稳定性：短路频率大小常常用来作为短路过渡过程稳定性的标志。短路过渡频率越高，过渡过程就越稳定，飞溅也越小，并可提高生产效率. 14.焊接烟尘:焊接时，由焊接材料、母材及其冶金反应产物等的蒸发和氧化产生的在空气中浮游的烟雾状颗粒. 15.熔滴过渡：在电弧作用下，焊丝（或焊条）末端加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝，经过电弧空间进入熔池的过程. 16.熔滴上的作用