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焊接设备及焊接工艺基础知识 淮南田家庵发电厂高 2 0 19 年7 月 淮南 压焊接技术创新工作 室  焊接电弧及弧焊电源知识 焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料， 使焊件达到结合的一种加工方法。根据焊接过程中金属所处的状态不同， 可以把焊接分为熔焊、压焊和钎焊三类。    熔焊是利用局部加热使连接处的金属熔化再加入 (或不加入)填充 金属而结合的方法。熔焊的特点是焊件间产生原子的结合，焊接接头的 力学性能较高，连接厚件、大件时的生产效率高，缺点是产生的应力、 变形较大，热影响区发生组织变化。熔焊是工业生产中应用最广泛的一 种焊接方法。 在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)以完成焊接 的方法称为压焊。压焊也是使原子间结合而焊接的。但接头力学性能比 熔焊差，适宜于小型金属加工，焊后变形极小，机械化、自动化程度高。 采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高 于钎料熔点、低于母材熔点温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间 隙并与母材相互扩散实现焊件连接的方法称为钎焊。钎焊的优点是加热 温度低，接头平整、光滑，外形美观，应力及变形小；缺点是接头强度 较低，装配时对装配间隙要求高。 第一节 焊接电弧的引燃方法及直流电弧的结构和温度 一、焊接电弧的性质及引燃方法 1.焊接电弧的性质 两电极间强烈而持久的放电现象称为电弧。电弧是一种空气导 电的现象。它具有两个特性，即能放出强烈的光和大量的热。焊接电弧 是指由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与焊件间气体介 质中产生的强烈而持久的放电现象。  2.电弧引燃方法 (1)接触短路引燃法。将电极 (焊条)与焊件接触短路产生短路电流，然后 迅速将电极 (焊条)提起2-4mm,这时电极 (焊条)与焊件表面之间立即产生 一个电压，使空气电离而产生电弧。接触法引弧主要用于焊条电弧焊和 埋弧焊中。 (2)高频高压引弧法。利用高压 (2000-3000V)直接将两电极间的空气间隙 击穿电离，引发电弧。由于高压对人身有危险，所以通常将其频率提高 到150-260kHz。高频高压引弧法主要用于氩弧焊等、离子弧焊中。 二、直流电弧的结构 直流电弧由阴极区、阳极区和弧柱区组成，其构造如下图所示：   阴极区 阴极斑点 弧柱 阳极区 阳极斑点 1.阴极区 电弧紧靠负电极的区域称为阴极区。阴极区很窄，电场强 度很大。在阴极表面有一个明亮的斑，称为阴极斑点。它是电子发 射时的发源地，电流密度很大，也是阴极区温度最高的地方。 2.阳极区 电弧紧靠正电极的区域称为阳极区。阳极区比阴极区宽， 在阳极表面也有一个光亮的斑点，称为阳极斑点。它是集中接收电 子的微小区域。阳极区电场强度比阴极区小得多。 3. 弧柱区。 在阴极区和阳板区之间为弧柱区，其长度占强弧长的绝 大部分。在弧柱区充满了电子、正离子、负离子和中性的气体分子 三、 焊接电弧的温度分布   焊接电弧中三个区域的温度分布是不均匀的。如 焊条电弧焊，一般情况下， 阳极区温度高于阴极区温度， 分别占放出热量的43%和36%，但都低于该种电极材料的沸 点。弧柱区的温度最高，但沿其截面分布不均匀，其中心 部温度最高，可达5000-8000K,离开弧柱中心线温度逐渐降 低。 （0 ℃ 273.15k） 第二节 电弧静特性曲线的意义、电弧电压和弧长的关系 一、电弧静特性曲线的意义 焊接电弧静特性曲线及其意义 在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃 烧时，焊接电流和电弧电压变化的关系称为电弧的静特性。电弧静 特性曲线如图5—2所示。电弧静特性曲线呈U形，它有三个不同区域 ，当电流较小时(ab区)，电弧静特性属于下降特性区，随着电流增 加，电压减小；当电流稍大时bc)，电弧静特性属于平特性区，也就 是电流变化而电压几乎不变；当电流较大时(cd区)，电弧静特性属 于上升特性区，电压随电流的增加而升高。 2.不同焊接方法的电弧静特性曲线 不同的电弧焊