电弧焊极性选择与电弧阴阳极产热关系.docx

电弧焊极性选择与电弧阴阳极产热关系李清明1，位旭1，杜宝帅2，张磊3(1．西马克技术(北京)有限公司，北京100102；2．山东省电力研究院，山东济南250001；3．普莱克斯(中国)投资有限公司，上海201204)InvestigationonthecorrelationbetweentheselectionofpolarandheatgenerationoftheanodeandcathodeduringarcweldingLIQing-ming1，WEIXu1，DUBao-shuai2，ZHANGLei3(1．SMSSiemagTechnology(Beijing)Co．，Ltd．，Beijing100102，China；2．ShandongElectricPowerResearchInstitute，Jinan250001，China；3．Praxair(China)InvestmentCo．，Ltd．，Shanghai201204，China)Abstract：Polarselectionisoneofthemostimportantparametersofweldingtechnology，whichwillinfluencetheweldingquality．Ionizationbehaviorinanodeareaandelectronemissionofthecathodewereanalyzedbasedonarcphysicstheory．Voltagefallandheatgenerationatanodeandcathodeareawereinvestigated．ResultsshowthationizationandelectronemissionmodesvaryfordifferentweldingmethodanddifferentpolarselectionDCENorDCEP．Positiveelectricfieldandnegativeelectricfieldcanbegeneratedatcathodeandanodeareainspecialgivencondition，whichwillinfluencethevoltageandheatgenerationofcathodeandanodearea．So，inweldingindustry，polarselectionDCENorDCEPmustbechosenaccordingtoheatgenerationincathode／anodeareaandtheweldingpurpose．Keywords：ionization；electronemission；DCEN；DCEP前言电弧焊是许多工程构件主要的制造方式之一，在机械制造行业中应用广泛。一般来说，焊接电源以直流电源为主，交流电源使用场合相对较少，仅用于个别焊条电弧焊和铝合金交流TIG焊。直流接法可分为直流正接和直流反接两种。直流正接是指工件接正极，焊丝、焊条或者钨极接负极；直流反接正好相反，工件接负极，焊丝、焊条或钨极接正极。极性选择作为电弧焊最为基础的工艺参数之一，对焊接质量有着至关重要的影响。在各种广泛使用的焊接方法中，熔化极气体保护焊(GMAW)和埋弧焊(SAW)为最常用的直流反接[1]。而在不锈钢、电站用T91／T92薄板及薄壁管材的焊接中，大量采用钨极氩弧焊(TIG)，它常使用的接法为直流正接[2]。在焊条电弧焊(SMAW)领域，酸性焊条通常使用直流正接，碱性焊条使用直流反接。本研究从电弧物理基本理论出发[3－5]，对各种焊接方法的极性选择原因进行较为全面的分析，以促进广大焊接工作者对电弧焊极性选择物理本质的理解。ElectricWeldingMachine·29·0收稿日期：2010－12－20；修回日期：2011－05－16作者简介：李清明(1980—)，男，山东临沂人，硕士，主要从事焊接工艺及质量控制的研究工作。摘要：极性选择是焊接工艺中最为基础的参数之一，对焊接质量有着重要的影响。通过分析电弧阳极区中性粒子的电离及阴极(或阴极区)的电子发射过程，研究了各种焊接方法下，阴阳极区压降的变化情况和阴阳极的产热。结果表明，对于不同的焊接方法、不同的极性接法(直流正接或直流反接)，阴阳极区的电子发射和电离方式并不相同，在特殊情况下会在阴极区形成正电场，或在阳极区形成负电场。这将导致阴阳极区的电压降不同，进而影响阴阳极的产热。在焊接实际生产中，应根据阴阳极的产热，并考虑实际的焊接要求，选择合适的极性接法。关键词：电离；电子发射；直流正接；直流反接中图分类号：TG403文献标识码：A文章编号：1001－2303(2011)06－0029－04第41卷焊接工艺1