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材料成型基础课程报告

电弧是一种气体导电（放电）现象。焊接电弧则是两个电极之间强烈而持久

的放电现象。电弧产生的条件就是气体要成为导电体。通常气体是不导电的，气

体成为导体则需要两个条件，即①阴极电子发射和②气体电离。

带电粒子的性质

中性的气体原子在受到电场或热能作用时，气体原子中电子获得足够的能量，

克服原子核对电子的引力，而成为自由电子。中性原子因失去带负电荷的电子而

成为带正电荷的正离子的过程，就叫做气体电离。当有阴极电子发射，电子高速

运动与气体原子相互碰撞，如果撞击的能量大于气体原子核与电子间的引力时，

则发生气体电离；或者在高温下，气体原子的运动速度加快，原子间相互碰撞，

也会引起气体电离。

气体电离

(1)撞击电离。是指在电场中，被加速的带电粒子(电子、离子)与中性点(原子)

碰撞后发生的电离。

(2)热电离。是指在高温下，具有高动能的气体原子(或分子)互相碰撞而引起的

电离。

(3)光电离。是指气体原子(或分子)吸收了光射线的光子能而产生的电离。阴极

电子发射

(1)热发射。物体的固体或液体表面受热后，其中某些电子具有大于逸出功的

动能而逸出到表面外的空间中去的现象称为热发射。热发射在焊接电弧中起着重

要作用，它随着温度上升而增强。

(2)光电发射。物质的固体或液体表面接受光射线的能量而释放出自由电子的现

象称为光电发射。对于各种金属和氧化物，只有当光射线波长小于能使它们发射

电子的极限波长时，才能产生光电发射。

(3)重粒子撞击发射。能量大的重粒子(如正离子)撞到阴极上，引起电子的逸出，

称为重粒子撞击发射。重粒子能量越大，电子发射越强烈。

(4)强电场作用下的自发射。物质的固体或液体表面，虽然温度不高，但当存在

强电场并在表面附近形成较大的电位差时，使阴极有较多的电子发射出来，这就

称为强电场作用下的自发射，简称自发射。电场越强，发射出的电子形成的电流

密度就越大。自发射在焊接电弧中也起着重要作用，特别是在非接触式引弧时，

其作用更加明显。

二、焊接电弧的引燃过程

当焊条与焊件接触时，由于电极表面不平整，因而在接触部分通过的电流密

度非常大，电阻热使接触部分的金属温度升高而融化。焊条轻微抬起时大量的电

流只从融化的金属细颈处通过产生更多的电阻热，是温度急剧升高，产生热电离

和碰撞电离，同时由于电场的作用，产生电子发射作用，便可引弧。

三、焊接电弧的偏吹

正常情况下焊接时，焊接电弧的周线基本上与焊条的轴线在同一中心线上。

但在焊接过程中，有时电弧左右或前后摆动，即产生了偏吹。

产生的原因：气流的影响、焊条药皮不均匀、弧柱周围磁力线分布不均匀（磁

偏吹）。

防止方法：适当改变焊件接线部位、适当调整焊条的倾斜角度、采用交流电

焊接

。

在手工造型方面浇注系统设计中浇注位置的选择

设计原则:是金属液能够有效地，平稳地流动充填型腔，并避免气体混入。浇口位

置的选择

1)根据压铸件的形状和结构选择从铸件那个位置进水，目的是得到良好的成

型。进水的位置尽可能是金属液的流程短，阻力小，压力损耗小，是填充时

间段，从而保证增压压力的有效作用。实际生产中越是复杂的铸件，可供选

择的位置越小，对浇口的形状尺寸更研究，并留有修正的余地2)分析从所选择的

位置进水，金属液进入型腔的流动方向，角度会是怎么样,

如果是多个浇口进水，就要分析多股液流汇合之处，可能会发生什么问题，

应采取什么措施，并在试模过程中验证，对浇口进行修正。3)气体从哪里排,哪

里会卷气,来考虑溢流槽，排气槽的位置。4)从铸件后的部位进水，有利于压力传递，

有利于铸件补缩，内浇口的位置能

是进入型腔的金属液先充填深腔部位，计算出每个区域所需要的金属量来设

计对应的内浇口面积已达到同时充满型腔的目的。

5)一般的按经验公式来设计浇口，为了保证浇注系统设计的科学性和准确性，

可以应用更先进的手段和方法，用计算机进行模拟分析设计，直观显示金属

液的流向，凝固中温度场的分布，并预测压铸缺陷的位置，一边提前设计改

进。

6)浇口容易切除，不影响铸件外观。

手工造型分型面的选择

一、浇注位置选择原则

铸件浇注位置对铸件质量，造型方法等有很大影响，应注意以下原则：