电弧焊焊接方法与设备使用.pptx

会计学 1 电弧焊焊接方法与设备使用 一、焊接电弧的物理基础 （一）电弧及其电场强度分布 电弧:一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。 电弧的实质：气体放电（导电） 气体导电必须具备两个条件： ① 两电极之间有带电粒子； ② 两电极之间有电场。 带电粒子在电场作用下运动形成电流，从而使两电极之间的气体空间成为导体，也就形成了电弧。 电弧的特点：低电压、大电流、高温度、可移动等 第一节 焊接电弧 第1页/共74页 沿电弧长度方向，电场强度分布不均匀！ 第2页/共74页 获得电弧的途径：气体电离+电子发射 （二）电弧中带电粒子的产生 1、电离的种类： 热电离　场致电离　光电离 　　　电离能及其与引弧的关系 2、（阴极）电子发射 　 热发射　场致发射　光发射　粒子碰撞发射 　　　逸出功及其与引弧的关系 第3页/共74页 （三）带电粒子的消失 带电粒子通过扩散、复合和电子结合成负离子等的过程消失。 电弧稳定“燃烧”时，带电粒子的产生和消失处于动平衡状态。 　　 负离子的存在对电弧稳定性的影响。 第4页/共74页 二、焊接电弧的导电特性 参与电荷运动并形成电流的带电粒子在电弧中产生、运动和消失的过程。 （一）区域组成 由阴极区、阳极区、弧柱区三部分组成。 Ua Uc Uk 阳极区 阴极区 弧柱区 - + 10-510-6cm 10-210-4cm 1、阴极区：长度极短、电压较大、E（电场强度）极高 2、阳极区：长度也极短、电压较大、E极高 3、弧柱区长度基本上等于电弧长度，E较小 第5页/共74页 （二）弧柱区的导电特性 IA+ Ie I 1、带电粒子的产生 （1）电离：热电离 光电离 场电离 （2）阴极区注入的电子 （3）阳极区注入的正离子 2、带电离子的运动 A+冲向阴极→正离子流IA+ e冲向阳极→电子流Ie I =IA+ + Ie 其中：IA+ = 0.1%I Ie = 99.9%I（Me》MA+） 3、特点： （1）电中性； （2）E小、Uc小 第6页/共74页 （三）阴极区的导电特性   1、阴极区在导电过程中的作用 2、热发射型 （1）产生弧柱区导电所需要电子流 Ie=0.999I （2）接收弧柱区来的正离子流IA+=0.001I （1）产生条件：W、C阴极，且电流很大 （2）带电粒子的产生方式：热发射 热阴极：弧柱导电所需要的电子可完全由热发射来产生的阴极。 冷阴极：热发射能力不足的阴极。 热阴极材料：熔点高的材料。 冷阴极材料：熔点低的材料。 （3）特点：阴极压降很小 第7页/共74页 3、电场发射型 （1） 条件：a.W、C阴极、且I较小 b.Al、Fe、Cu作阴极 （2） 带电离子产生方式 a.场发射 b.场电离 c.热发射 d.碰撞发射 （3）特点： a.阴极附近存在—正电性区—阴极区 b.阴极区断面收缩 c.阴极表面上产生阴极斑点 第8页/共74页 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - + + + + + - - - - - Uk 阴极区 弧柱区 电场发射型 阴极 热发射 场发射 碰撞发射 场电离 0.999I 第9页/共74页 （四）阳极区的导电机构 1、阳极区在导电过程中的作用 （1）接收弧柱区来的电子流 Ie=0.999I （2）产生弧柱区所需的正离子流IA+=0.001I 2、热电离 （1）产生条件：I较大 （2）带电粒子产生方式：热电离 （3）特点：a.阳极压降小，甚至为0 b.不存在阳极斑点。 3、场致电离 （1）产生条件：I较小 （2）带电粒子的产生方式：场电离 （3）特点：a.有阳极区，发生收缩 b.Ua较大 c.有阳极斑点 第10页/共74页 - - - - - - - - - - - - - - - - + + - + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - Ua 阳极区 弧柱区 阳极压降的形成 + 第11页/共74页 （五）阴极斑点与阳极斑点 1、阴极斑点：阴级上导通电流的一些灼亮的弧立点。 （1）产生条件： a.W、C阴极且I很小 b.AI、Fe、Cu作阴极 （2）某点充当阴极斑点的条件 a.电弧通过该点时耗能最小 b.该点能发射电子 （3）特点 a.电流密度大、温度高 b.跳跃性及粘着性 c.存在斑点力：蒸发反力、A+的撞击力 d.自动寻找氧化膜，对于铝