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第一章

1、解释下列名词：焊接电弧、热电离、场致电离、光电离、热发射、场致发射、光发射、

粒子碰撞发射、热阴极型电极、冷阴极型电极。

焊接电弧：由焊接电源提供能量，在具有一定电压的两电极之间或电极与母材之间的气

体介质中产生的强烈而持久的放电现象。

热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程。

场致电离：在两电极间的电场作用下，气体中的带电粒子的运动被加速，最终与中性粒

子发生非弹性碰撞而产生电离。

光电离：中性粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程。

热发射：固态或者液态物质（金属）表面受热后其中的某些电子具有大于逸出功的动能

而逸出表面的现象。

场致发射：当固态或者液态物质（金属）表面空间存在强电场时，会使阴极较多的电子

在电场的作用下获得足够的能量而克服电荷之间的静电吸引而发射出表面。

光发射：当固态或者液态物质（金属）表面接受光射线的辐射能量时，电极表面的自由

电子能量增加最后飞出电极表面的现象。

粒子碰撞发射：当高速运动的粒子（电子或正离子）会碰撞金属电极表面，将能量传给

电极表面的电子，使电子能量增加并飞出电极表面的现象。

冷阴极型电极：当使用钢，铜，铝等材料作为阴极时，其熔点和沸点都较低，阴极温度

不可能很高，热发射不能提供足够的电子，这种电弧称为“冷阴极电弧”，电极称为“冷

阴极型电极”。

热阴极型电极：当使用钨，碳等材料作阴极时，其熔点和沸点都较高，阴极可以被加热

到很高的温度，电弧阴极区的电子可以主要依靠阴极热发射来提供，这种电弧称为“热

阴极电弧”，电极称为“热阴极型电极”。

2、试述电弧中带电粒子的产生方式。

答：电弧中的带电粒子指的是电子、正离子和负离子。赖以引燃电弧和维持电弧燃烧的

带电粒子是电子和正离子，这两种带电粒子的产生主要依靠电弧中的气体介质的电离和

电极的电子发射两个过程。

气体的电离形式有：热电离，场致电离和光电离。

电子发射方式有：热发射场致发射光发射粒子碰撞发射

3、焊接电弧由哪几个区域组成？试述各区域的导电机构。

（1）焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。

（2）阴极区的导电机构有以下三类：

A热发射型——当采用W、C等热阴极型材料作为阴极，而且流过大电流时能发

生热发散性导电。

B场致发射型——当采用Cu、Fe、Al等冷阴极型材料作为阴极，或采用W、C等

热阴极型材料作为阴极但电流比较小时，主要发生场致发射型导电。

C等离子型——低气压钨极氩弧焊或使用冷阴极、小电流时容易产生的一种导电

机构。

阳极区的导电机构——阳极区主要接受来自弧柱的电子流，同时，还要向弧柱区发射

正离子流。根据电弧电流密度的大小，阳极区可以通过两种方式提供正离子。

A场致电离——电流密度较小时

B热电离——电流密度较大

4、何谓最小电压原理？

答：在电流和周围条件一定的情况下，稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面，以保

证电弧的电场强度具有最小的数值，即在固定弧长上的电压最小。这意味着电弧总是保

持最小的能量消耗。

5、什么是焊接电弧静特性？各种电弧方法的电弧静特性有什么特点？

答：指在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧

电压变化的关系，也称伏-特性。

不同焊接工艺采用的电弧静特性段

下降段水平段上升段

TIG（等离子弧焊）√√

(电流大时)

MIG/MAG√

埋弧焊√√

CO