《焊接电弧物》ppt课件

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1、11焊接电弧2焊接电弧弧长控制3熔滴过渡控制4焊缝自动跟踪控制5焊接电弧物理研究的现状及最新发展课程内容21.1电弧物理基础1.2焊接电弧导电机理1.3焊接电弧能量转换1.4焊接电弧的电学特征、热学特征、力学特征1.5焊接电弧的引燃1.6各种实用焊接电弧的特点及比较分析第一章焊接电弧31.1.1粒子的运动1.气体粒子动能和温度关系1.1电弧物理基础4物理模型容器中的气体粒子5单个粒子碰撞:粒子碰撞器壁频率假设①器壁所受压力P①弹性碰撞②粒子垂直碰撞器壁的速度分量相等6所有粒子所有粒子压力u,v,w三个方向有单位时间内压力计算②速度与温度关系7温度定义8温度T就是从整体上观察气

2、体粒子总动能的量度。物理意义温度定义92.平均自由程自由程自由程：从一次碰撞到下一次碰撞期间能够自由地作直线运动的距离。平均自由程：连续两次发生碰撞的平均距离（MeanFreePath）102.平均自由程自由程11粒子碰撞截面图物理模型假设条件12A,B粒子速度相当并有讨论：①Ａ为电子，Ｂ为中性粒子132008-1②Ａ，Ｂ均为气体粒子③Ａ为阳离子143.扩散一维计算当气体粒子密度是不均匀分布时，粒子的移动将通过热运动相互交换位置来进行，最终达到粒子密度的均匀分布，即热扩散（ThermalDiffusion）154.气体粒子的碰撞m1,m2两球发生对心碰撞初始速度V1，V2=

3、0，碰撞后V1，V2和V1’,V2’满足能量与动量守恒定律16在电弧气氛中，碰撞----对心碰撞，偏心碰撞电子碰撞一次传递给对方的能量只占极小的比率，但是碰撞次数多，传递的能量当然也会多。弹性碰撞小结17非弹性碰撞小结181.1电弧物理基础1.1.2电离1.原子结构第一章焊接电弧原子是由带正电的原子核和Z个（原子序数）绕原子核运动的电子所组成。原子核内含有Z个质子和（M-Z）个中子。惰性气体———————稳定碱金属、碱土金属———失电子卤族原子———————得电子19电子当从外部获得能量时，将跃迁到n（能级）较大壳层。激发能其中n→∞则发生电离（Ionize）电离能：电离电位（I

4、onizepotential）Vi=Wi/e(4～25V)2.激发、电离激发(excite)在焊接电弧中，电弧电压以及焊条熔化速度均随药皮种类不同而异，这与电离电位直接有关。激发电位（Excitepotential）Vex=Wex/e电离(Ionize)20（Radiation）光量子（photon）3.辐射光谱红外线（长波）可见光紫外光电弧弧柱的光，大部分都是被激发的分子和原子发出的。214.电离种类a.碰撞电离（Ionizationbycollision）只有一定波长的光才能引起中性粒子的电离（高峰）影响因素：粒子质量电子最有效气体类型电离电压低者易碰撞电离粒子速度一定速

5、度的粒子易发生碰撞电离b.光电离（Photo--Ionization）224.电离种类c.热电离（ThermalIonization）气体一达到高温，就有一部分粒子由于碰撞而发生电离的现象。更严格地讲：所谓热电离是由中性粒子、离子、电子引起的碰撞电离，光电离等同时发生的一种状态。A+eViA++e-。Saha公式231.1电弧物理基础1.1.3电子发射1.热电子发射（ThermionicEmission）第一章焊接电弧纯金属------W，C复合电极-----Th,Zr,Cs,Sr（锶）氧化物涂层电极242.肖脱基效应（Schottkyeffect）和自发射（Autoelec

6、tricEmission）3.光电子发射4.撞击发射251.1电弧物理基础1.1.4带电粒子的运动1.电子在真空中的运动第一章焊接电弧这种运动在阴极区是很有用的。26物理模型粒子在电场中的运动27基本公式电场方程空间电荷密度为p(c/cm3)则三维电场中任意点的电位V和电场强度X，Y，Z（v/cm）为：28真空管伏安特性计算公式电子碰撞阳极产热为：IU=jV0碰撞传递，而在d空间无热量292.带电粒子在气体中的运动1)在低气压情况下电子、阳离子被电场加速获得动能。电子、阳离子与中性粒子碰撞使中性粒子获得动能，中性粒子作无规则振动，但速度低。电子、阳离子作定向运动，但速度方向

7、也是不定的。电子运动速度高，阳离子低，因此，此条件下，电子温度高（几万度）而阳离子，中性粒子则温度低（比室温略高）。2)大气中电子、阳离子、中性粒子密度大，则发生碰撞机会多，使得各粒子的运动速度相近，电子速度略高于阳离子、中性粒子的温度。运动方式与1）相似。303.迁移物理模型导电粒子沿着电场作用方向发生移动（运动）的过程叫迁移。平均飞行时间电子迁移率：314.扩散（Diffusion）粒子密度分布物理意义：单位电场强度下的电子移动速度。弧柱周边区电子变多，中心区