焊丝的加热熔化及熔滴过渡土木.ppt

2.2、接触过渡：熔滴与熔池接触后，才脱离焊丝端部的过渡形式：短路过渡：形成条件：低电压（弧长小）因为电压小，所以弧长短，熔滴未来的及与焊丝脱离就与熔池短路接触，由于强烈的过热和磁收缩作用使熔滴破断，直接向熔池过渡的形式；如图所示；短路过渡短路过渡的过程：如图2-11所示：短路液柱在Fr和Fσ作用下，很快形成短路小桥，然后拉断它，之后再引燃电弧；所以短路过渡的过程为：熔滴的形成和长大－短路－小桥破断－再引燃；周而复始，频率可达50~100次／秒；01伴随着“燃弧－熄弧”的交替进行，电弧热也有一定的变化规律：02短路阶段（熄弧）－仅有电阻热（熔池温度下降，相当于冷却）；03燃弧阶段（燃弧）－主要是电弧热（熔池温度上升，相当于加热）；04所以：短路过渡是“加热－冷却”交替进行，周而复始；05为此，短路过渡适于薄板和全位置焊接；C)短路过渡过程中的热与力：短路过渡的电流与电压的波形图：如图2-29所示：为引燃的瞬间，所对应的I=Imax;为电弧燃烧，析出热量，形成熔滴，I↓;熔滴长大，电流进一步减小；随着熔滴的长大，电流减小，从而使V熔↓；所以有V熔＜V送，造成短路，此时I=Imin,电压急剧下降；I短↑→形成短路液柱；随着I短↑→电弧力↑→形成短路小桥；当I短=Imax，小桥断开，电压升至空载电压，电弧又引燃；Imin~最小电流Ia~平均焊接电流Ua~平均焊接电压T~短路周期T=t1+t2+t3Imax~最大电流，也称短路峰值电流1~燃弧时间t2~短路时间t3~拉断熔滴后的电压恢复时间第二章焊丝的加热熔化及熔滴过渡在熔化极电弧焊过程中，焊丝金属在焊缝中占相当大的份额（约30~80%），所以焊丝熔化的快、慢、多、少以及熔滴过渡状态对电弧的稳定性、焊接质量及焊接生产率起重要作用；第一节焊丝的加热与熔化焊丝的加热与熔化特性：焊丝的熔化热由两部分组成：电弧热（阴极区和阳极区的热）：占主要地位（占95~100%）；电阻热：1.1电弧热：直流正接：焊丝接电源负极作为阴极；工件接电源正极作为阳极；直流反接：焊丝—阳极；工件—阴极；①直流正接：阴极热量用于加热、熔化焊丝：PK=I（UK-UT-UW）=Ium；其中Um为焊丝熔化的等效电压；②直流反接：阳极热量用于加热、熔化焊丝：PA=I（UA+UT+UW）=Ium；当弧柱温度为6000K时，则UT＜1V；当电流密度较大，则UA≈0；以上两式可以简化为：PK’=I（UK-UW）；PA’=IUW；当反接时，PA’=IUW，热量主要取决于I和UW，当它们一定时，则焊丝的加热与熔化情况是固定的；当正接时，PK’=I（UK-UW），而UK受很多因素的影响而变化，所以此时焊丝的加热与熔化情况是变化的；在熔化极气保焊中，冷阴极居多，所以UK远远大于UW，所以PK’远远大于PA’，即阴极的热大于阳极的热，在散热条件相同的情况下，直流正接比直流反接焊丝熔化的快；结论：当ρ较大时（如：钢、钛），并且细丝、大电流时，电阻热不可忽略；电阻热：如下图所示：所以，Pm=Ium+I2RS综上所述：用于加热、熔化焊丝的总热量为：BA1单位：[g/A.h]；一般常用焊条的αm为8~13；322.1熔化系数αm：单位电流、单位时间内焊（焊丝）熔化量；焊丝熔化参数：2.2熔敷系数αf：单位电流、单位时间内，焊丝（焊芯）熔敷在焊缝上的金属量。它标志着焊接过程的生产率；单位：[g/A.h]；一般常用焊条的αf为7~12；与熔化系数的关系：αf＜αm；2.3飞溅率：焊丝（焊芯）在熔敷过程中，因飞溅损失的金属重量与熔化的焊丝（焊芯）金属重量的百分比ψ：2.4熔敷效率：熔敷金属量与熔化的填充金属量的百分比；熔敷效率=在焊条中加入30%以上的铁粉，铁粉在焊接时熔化并过渡到焊缝中去，增加了熔敷金属量，所以熔敷效率增大；普通焊条的熔敷效率为90%左右，加入铁粉后可达130%左右；第二节熔滴的受力分析及过渡形式熔滴上的作用力：在电弧热的作用下，焊丝或焊条端头的熔化金属形成熔滴，在各种力的作用下向母材过渡；表面张力：在焊条端头上保持熔滴的主要作用力，用Fσ表示；如图2-7所示；Fσ=2πRσ；其中：R：焊丝半径；σ：表面张力系数，它与材料的成分、温度、气体介质等因素有关；当金属表面有活性物质时（O、S等），则σ↓当T↑则σ↓；1.2重力：方向：始终向下；用Fg表示；如图所示平焊位置时，重力促进熔滴过渡；立、仰、横焊时，重力阻碍熔