第一章焊接电弧.pptVIP

图1-26 焊接电弧模型 2. 等离子流力 (电弧动压力) 由电弧推力引起的等离子气流高速运动所形成的力称为等离子流力,也称为电弧动压力。 图1-28 电弧等离子气流的产生 影响因素: 离电弧轴心越近等离子流力越大。 电流越大中心线上的等离子流力越大。 当钨极氩弧焊的钨极锥角较小、电流较大时,或熔化极氩弧焊采用射流过渡工艺时, 等离子流力很显著,容易形成如图1-29b所示的指状熔深焊缝。 图1-29 焊缝形状示意图 a)主要由电弧静压力决定的碗状熔深 b) 主要由电弧动压力决定的指状熔深 3. 斑点压力 当电极上形成斑点时,由于斑点上导电和导热的特点，在斑点上将产生斑点压力。斑点压力包括以下几种力: （1） 正离子和电子对电极的撞击力 (2）电磁收缩力 （3） 电极材料蒸发产生的反作用力 图1-29 斑点的电磁收缩力 综上,在通常情况下阴极斑点压力大于阳极斑点压力。 1.6.2 焊接电弧力的影响因素 1 焊接电流和电弧电压 当增大焊接电流时,电弧力显著增加， 电弧电压升高时,意味着电弧长度增加,使电弧力降低 图1-30 MIG电弧的电弧力与电流的关系 图1-31 电弧力与弧长的关系 2.焊丝直径 当焊接电流相同时, 焊丝直径越小,电流密度越大,因此电弧电磁力越大。同时,造成电弧锥形越明显,等离子流力越大,使总的电弧力增大,如图1-32所示。 图1-32 电弧力F与焊丝直径的关系 3. 电极的极性 不同焊接方法对电弧力的影响不同。 熔化极气体保护焊,当采用直流正接时,电弧力较小 焊丝接负,电弧中正离子对熔滴的冲击比较大,有较大的斑点压力作用在熔滴上,不利于熔滴过渡,且熔滴容易长大,但不能形成很强的电磁力和等离子流力,因此电弧力较小,如图1-33所示。 图1-33 MIG焊电弧力与焊丝极性的关系 对于钨极氩弧焊,由于通常情况下阴极区收缩的程度比阳极区大,因此当采取正接时将形成锥度较大的锥形电弧,产生的轴向推力大,电弧压力也大,如图1-34所示。 图1-34 钨极氩弧焊电弧力与电极极性的关系 4.气体介质 导热性强的气体，或分子是由多原子组成的气体消耗的热能多,能引起电弧的收缩,因而导致电弧力的增加,如图1-35所示。 气体流量增加时，也会引起电弧收缩,导致电弧力增加。 图1-35 电弧力与气体介质的关系 5.钨极端部的几何形状 如图1-36所示,当角度为45度时具有最大的电弧压力。 图1-36 电弧力与电极端部角度的关系 6.电流的脉动 当电流以某一规律变化时,电弧压力也相应的发生变化。低频脉冲焊时,电弧压力随电流的变化而变化,如图1-37所示。对于工频交流钨极氩弧焊,其电弧压力低于直流正接时的压力,而高于直流反接时的压力。 图 1-37 脉冲电流下电弧力的变化 1.7 焊接电弧的稳定性及其影响因素 1.7.1焊接电弧的稳定性 焊接电弧的稳定性是指焊接时电弧保持稳定燃烧的程度 1.7.2 焊接电弧稳定性的影响因素 影响焊接电弧稳定性的因素很多,除了操作人员技术熟练程度以外，还有以下因素: 1.焊接电源 焊接电源的空载电压越高，越有利于场致发射和场致电离,因此电弧的稳定性越高。 2.焊接电流和电弧电压 焊接电流大时电弧更为稳定。 电弧电压增大意味着电弧的长度增大, 使电弧的稳定性下降。 3.电流的种类和极性 焊接电流可分为直流、交流和脉冲直流三种类型。其中，以直流电弧为最稳定,脉冲直流次之,交流电弧稳定性最差。 4.焊条药皮和焊剂 当焊条药皮或焊剂中含有较多电离能低的元素(如K、Na、Ca等)或它们的化合物时, 可以提高电弧的稳定性 但是当药皮或焊剂中含有较多电离能比较高的氟化物(如CaF2)、氯化物(如KCl、NaCl)时,由于能降低电弧气氛的电离程度,因而降低电弧的稳定性。 5.磁偏吹 所谓磁偏吹，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，从而导致焊接电弧偏离焊丝(或焊条)的轴线而向某一方向偏吹的现象。当采用直流电焊接时能产生严重的磁偏吹，而采用交流电焊接时要弱得多。 引起磁偏吹的情况有以下几种: （1）地线接线位置 偏向电弧一侧 如图1-39所示. 地线接线的位置在电弧移动方向的左侧,焊接时,除焊接电弧能产生磁场外,焊件上接地线一侧的母材由于流过电流，也产生磁场,因而加大了电弧左侧的磁场,使电弧向右侧偏吹。 图1-39 地线接线位置产生的磁偏吹 （2） 电弧一侧放置铁磁物质 如图1-40所示,铁磁物质放置在电弧移动方向的右侧,由于铁磁物质磁导率大,使磁力线大部分通过铁磁物