《焊接电弧及其特性》PPT课件

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1、1第一章焊接电弧及其特性第一节焊接电弧的物理本质和引燃第二节焊接电弧的结构和伏安特性第三节交流电弧第四节焊接电弧的分类及其特点2第一章焊接电弧及其电特性第一节焊接电弧的物理本质和引燃电弧是一段导体导体？电弧是一种气体放电现象气体放电？电弧为什么能够导电？电弧如何引燃？3第一章焊接电弧及其电特性气体原子的激发、电离和阴极电子发射气体原子的激发与电离阴极电子发射引燃电弧并维持电弧燃烧的能量来源主要是两电极间的电场及由其产生的热、光和动能。维持电弧稳定燃烧的条件是：1.气体原子不断的被激发和电离；2.阴极不断地发射电子。4第一章焊接电弧及其电特性气体原子的激发与电离激发

2、：气体原子得到外加能量，电子从一个较低的能级跳到另一个较高能级的现象叫“激发”。使原子跃迁至激发状态所需的能量叫“激发能”。电离使气体元素中的电子完全脱离原子核的束缚形成离子和自由电子的过程称为“电离”。由原子形成正离子所需的能量称为“电离能El”。5第一章焊接电弧及其电特性气体原子的电离形式撞击电离热电离光电离气体原子（或分子）吸收了光射线的光子能而产生的电离。6第一章焊接电弧及其电特性气体离子与电子的复合→中性原子正离子电子（电离）中和中性原子中性原子负离子吸附、结合电子气体原子与电子的结合→负离子各种元素与电子形成负离子的倾向决定于它于电子的亲和能Eq。Eq越

3、大，形成负离子的倾向越大。7第一章焊接电弧及其电特性电弧中常见气体元素的电离能El、逸出功Wy、亲和能Eq(ev)气体ElEq元素ElEqWy元素ElEqWyHe24.58<0Cu7.721.84.36C11.261.334.45Ar15.76<0Cr6.760.984.59K4.340.302.22N14.530.54Mo7.101.34.29Na5.140.352.33H13.600.8W7.98/4.50B8.300.34.30O13.612.0Fe7.870.854.40F17.423.62/卤族元素（F、Cl、Br、I等）的电子亲和能最大，降低电弧的电离度

4、，影响电弧的稳定性。碱性焊条药皮中含有大量CaF2，因此电弧的稳定性较差。惰性气体（Ar、He)与电子的亲和能最小，所以不可能形成负离子；金属元素介于两者之间。K、Na元素的电离能与亲和能较低，能起到稳弧作用。8第一章焊接电弧及其电特性在阴极表面的原子或分子，接受外界的能量而释放出自由电子的现象称为“电子发射”。气体ElEq元素ElEqWy元素ElEqWyHe24.58<0Cu7.721.84.36C11.261.334.45Ar15.76<0Cr6.760.984.59K4.340.302.22N14.530.54Mo7.101.34.29Na5.140.352.

5、33H13.600.8W7.98/4.50B8.300.34.30O13.612.0Fe7.870.854.40F17.423.62/固态物质表面电子发射所需的能量称为“逸出功WY”。逸出功一般只为电离能的一半。9第一章焊接电弧及其电特性热发射光电发射重粒子撞击发射强电场作用下的自发射实际焊接过程中的阴极电子发射是若干种发射形式的组合。电子发射种类10第一章焊接电弧及其电特性二.焊接电弧的引燃接触引弧：是在电源接通后，电极（焊条或焊丝）与工件直接短路接触，随后拉开，在拉开瞬间（小间隙）的强电场作用下引燃电弧。接触引弧是熔化极焊接时的基本引弧方式。非接触引弧：在电极与

6、工件间存在一定间隙，由焊接电源施以高压击穿间隙，使电弧引燃。非接触引弧是非熔化极（钨极）焊接时的基本引弧方式。11第一章焊接电弧及其电特性高频高压引弧高压脉冲引弧图1-3高频和脉冲引弧示意图12第一章焊接电弧及其电特性图1-1引弧过程的电压、电流变化U0—空载电压Uf—电弧电压if—电弧电流ttiua)接触引弧b）非接触引弧13第一章焊接电弧及其电特性第二节焊接电弧的结构和静特性结构？——电弧分区及各区域特点静特性（伏安特性）？——电弧电压与电流间的关系14第一章焊接电弧及其电特性一.焊接电弧的结构及压降分布阴极区弧柱区阳极区U=Ui+Uy+UzUi、Uy基本不变，

7、Uz与弧长成正比。15第一章焊接电弧及其电特性二.焊接电弧的电特性焊接电弧的静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf与焊接电流If之间的关系。焊接电弧的动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压uf和电流瞬时值if之间的关系。16第一章焊接电弧及其电特性第三节交流电弧（正弦波交流）一.交流电弧的特点二.交流电弧稳定燃烧的条件三.影响交流电弧稳定的因素及稳弧措施四.交流电弧的功率和功率因数17第一章焊接电弧及其电特性一.交流电弧的特点电弧周期性地熄灭和引燃电流过零—电弧熄灭—电弧空间温度下降—带电质点中和—导电能力下降—当U0>Uyh时，电