船舶焊接技术==1熔焊理论

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1、四、重点三、难点•最小电压原理•电弧、电离、气体放电、刚直性、•电弧的导电机构磁偏吹等一些基本概念。•电弧力。•电弧的产热机理。二、基本概念电弧、气体放电、电离、电子发射、•阴极斑点的特点。阴极斑点、阳极斑点、刚直性、磁偏吹、•最小电压原理。电离能、逸出功、电离电压、逸出电压一、基本要求•熟练掌握本章的基本概念。•理解并掌握最小电压原理、电弧力。•了解电弧各个区域的组成、导电机构、产热机构、交流电弧的特点以及阴极斑点的特点及其对焊接质量的影响。电弧是一种持久稳定气体放电现象，通过放电将电能转变为热能与机械能，产生高温使金属熔化。＊气体放电两极间的气体被击穿而导电的过程

2、。非自持放电自持放电放电本身不能产生导电放电本身能产生导电所需的所需的带电粒子(A+、e)。带电粒子(A+、e)；有暗放电、辉光放电、电弧放电等三种。焊接电弧的引燃1.接触引弧接触点面积小，电流密度大，发热，熔化，汽化，引起热发射以及热电离，拉开时发生强场发射，带电质点被加速，碰撞，引起撞击电离，并进一步引起光电离和热电离从而维持电弧的稳定燃烧。应用场合：焊条电弧焊熔化极气体保护焊2.非接触引弧用高电压击穿间隙使电弧引燃。引弧器有两种，高频高压引弧和高压脉冲引弧。前者是频率为150-250kHz,电压峰值2000-3000V,后者产生一个3000-5000V的高压脉冲

3、。应用场合:钨极氩弧焊和等离子弧焊。壹、电弧的产生+A+e-非自持放电自持放电UUa暗放电辉光放电电弧放电导体导电I10E-1010E-4110100Ia（一）、气体介质的电离电离：气体中性原子或分子(A)分离为一价正离+产生方式子(A)和电子(e)的过程。电子发射：金属表面逸出电子的现象。(一)电离与激励1、电离：在一定条件下中性原子分离成A+及e的现象。A→A++eA++eA电离能：原子或分子电离所需要的能量，单位为ev或J。电子伏：一个电子被1V的电压所加速得到的能量。电离电压：电离能/电子带电量。一次电离：A→A++e二次电离：A+→A+++en次电离：

4、A(n-1)+→An++e2、激励：气体原子得到的一定的能量,虽然小于W,但可使电子i从低能级跃迁到高能级,这种现象叫激励。激励能：所需的最小外加能量叫激励能We。激励能电压：激励能We/e。3、能量传递方式1)碰撞：粒子间通过相互碰撞而交换能量。•弹性碰撞：仅发生动能再分配•非弹性碰撞：交换的能量→势能，从而导致电离或激励。A+A-eAAeheUiA2)光幅射：在光的辐射下,中性粒子直接吸收光量子的能量。4、电离的分类：1)热电离：气体粒子受热的作用而产生电离。实质：中性粒子通过与电子碰撞接收电子能量而电离。电离度：电离了的粒子数量与电离前离子数量之比。热

5、解离：在热量的作用下，多原子分子分解为原子。解离能：分子热解离所需要的能量。2)电场作用下的电离：A+、e在电场作用下被加速、与A碰撞使其电离的过程。主要是e的作用：电子获得的能量是A+的4倍。3)光电离：A直接捕捉光量子并吸收其能量而电离。波长越小越易促进光电离，电弧波长包括红外线、紫外线可见光、可使AI、K、Na原子光电离。但不能使Ar、He、Fe等电离。（二）、金属的电子发射1、基本概念1)电子发射：电子从金属表面逸出的现象。(对电弧导电起作用的主要是阴极的发射)2)逸出功（W）：电子发射所需的最小能量。w3)逸出电压：W/ew①物理意义：W越小，引弧越容易，电

6、弧稳弧性越好。w②主要影响因素：材料：K、Na之W较低。w表面状态：有氧化物时，逸出功降低加入杂质：例如，钍、铈及镧等可降低Ww。2、分类1)热发射：在热量的作用下产生的发射产生条件：阴极温度足够高特点：对阴极有冷却作用，这一点对TIG焊具有重要意义。可提高W极的载流能力。2)电场发射：金属表面的电子在电场力的作用下逸出的现象。特点：对阴极的冷却作用较小。库仑力3)光发射：光幅射作用下产生的发射。实际电弧中产生光发射的可能性很小。4)粒子碰撞发射：高速运动的A+碰撞到阴极上导致的发射。负离子的产生中性离子与电子结合的过程，是一个放热过程，所放出的热被称为电子亲

7、和能。A+e→A-+WA+eA-注意：1)亲和能高的原子易形成A-，但高温下不利于放热反应。2)交流电弧过零时，易形成。3)易在电弧周边形成。4)不利于电弧稳定。扩散与复合扩散：电弧中心处A+、e较多，e易向周边运动。当周边电子浓度达到一定值后，在e吸引下，A+也向周边运动，从而在周边复合。A++e→A+W-iA+eAAA++A-→2A+Wi二、区域组成由阴极区、阳极区、弧柱区三部分组成。1、阴极区：长度极短、电压较大、E（电场强度）极高2、阳极区：长度也极短、电压较大、E极高3、弧柱区:长度基本上等于电弧长度，E较小-+UAUC10-510-6