焊接电弧79039

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1、第一章电弧焊基础知识电弧焊重要性高效本章基本内容电弧物理基础工艺特性焊丝熔化与熔滴过渡母材熔化及焊缝成型主要章节焊接电弧焊丝的熔化与熔滴过渡母材熔化与焊缝成形电弧焊基本历史电弧焊基本历史1930埋弧焊电弧焊基本历史1930美国GTAW（Gastungstenarcwelding）1940美国成功应用该方法于焊接镁及不锈钢薄板电弧焊基本历史1945交流GTAW焊接方法1945直流金属极焊接方法GMA第一节焊接电弧焊接电弧物理基础焊接电弧导电特性焊接电弧工艺特性焊接电弧物理基础电弧定义：电弧是一种特殊的气体放电现象，它是带电粒子通过两电极

2、之间气体空间的一种导电过程。实现了将电能转化为机械能、热能和光能。焊接电弧物理基础气体是良好的绝缘体带电粒子密度<10-8/m3使气体导电的条件：电场带电粒子焊接电弧物理基础焊接电弧物理基础气体电离阴极电子发射带电粒子消失焊接电弧物理基础金属导电符合欧姆定律原因：导电机制没有发生变化焊接电弧物理基础非自持放电自持放电电流最大、电压最低、温度最高、发光最强焊接电弧物理基础沿电弧方向电场强度分布不均匀分为三个区域阴极、阳极区尺寸很小，约为10-2-10-6cm电场分布的不均匀性表明电弧电阻的非线性焊接电弧物理基础金属导电机制：自由电子定向

3、移动电弧导电机制：电子、正离子、负离子都参与导电是复杂的导电过程焊接电弧物理基础带电粒子产生来源：中性气体粒子的电离金属电极发射电子负离子形成正离子形成基本物理过程焊接电弧物理基础气体的电离定义：在外加能量作用下，使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程实质：中性气体粒子吸收足够的外部能量，使分子或原子中的电子脱离原子核束缚而成为自由电子和正离子的过程。焊接电弧物理基础中性气体粒子失去第一个电子所需要的最小能量成为第一电离能失去第二个电子所需的能量称为第二电离能。……单位：电子伏（eV）为：1.6*10-19J电离电压焊接电弧物

4、理基础气体的电离电压的大小反映了带电粒子产生的难易程度。电离电压低----带电粒子容易产生有利于电弧导电电离电压高----带电粒子难以产生电弧导电困难焊接电弧物理基础焊接电弧物理基础激励定义：当中性气体粒子受外加能量作用而不足以使其电离时，但可能使其内部的电子从原来的能级跃迁到较高的能级，这种现象称为~。使中性粒子激励所需要的外加能量叫做激励能焊接电弧物理基础受激励的电子没有脱离原子的束缚=>粒子呈中性受激励的粒子处于不稳定状态=>稳定状态时间短约为：10-2-10-8s激励状态的粒子有两种出路又转变为稳定状态，伴随着这个过程能量以辐

5、射光的形式释放出来=>电弧辐射光接受外部能量电离焊接电弧物理基础当电弧空间存在电离电压（或激励电压）不同的多种气体的时候，在外加能量的作用下，电离电压（或激励电压）低的气体粒子先被电离（或激励），若这种气体的足以维持电弧的稳定燃烧，则整个电弧燃烧所需要的能量主要取决于这个较低的电压。因而电弧所要求的外加能量就比较低。意义：稳弧剂的作用焊接电弧物理基础Fe电离电压为7.8V,K电离电压为4.3V焊接电弧物理基础电弧的电离与激励同时存在电离与激励所需的最低能量为固定值焊接电弧物理基础电离的种类：热电离场致电离光电离电离度：电弧内单位体积内

6、电离的粒子数与气体电离前粒子总数的比值X=电离的粒子密度/电离前中性粒子密度碰撞电离焊接电弧物理基础热电离定义：气体粒子受热作用而产生电离的过程实质：气体粒子的热运动形成频繁而激烈的碰撞主要位置：弧柱区（温度在5000-50000K）焊接电弧物理-电离电离度与材料、温度之间的关系焊接电弧物理基础基本规律：温度压力电离电压电离度带电粒子数电弧稳定性焊接电弧物理基础场致电离定义：在两电极间的电场的作用下，气体中的带电粒子被加速，电能转化为带电粒子的动能，当带电粒子的动能达到一定数值时，则可能与中性粒子发生非弹性碰撞而使之电离，这种电离被称

7、为场致电离焊接电弧物理基础场致电离发生的位置主要是两级区，由于在这两个区域内电场强度可达105-107V/cm而弧柱区电场强度为：10V/cm左右，电场作用不明显焊接电弧物理基础由于电子质量远小于其他粒子的质量，因而在电场的作用下，速度快，动能大，其余其他粒子发生非弹性碰撞，几乎将本身的动能全部传递给相应的粒子，使中性粒子发生电离或激励。因而场致电离中电子起到主要的作用。焊接电弧物理基础焊接电弧物理基础光电离定义：中性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程范围：电弧的辐射只可能对K、Na、Ca、Al等金属蒸汽直接引起电离，而对焊接电

8、弧气氛中的其他气体则不能直接引起电离光电离是产生带电粒子的次要途径焊接电弧物理基础阴极电子发射电离和阴极电子发射是电弧产生和维持不可缺少的必要条件阴极发射出的电子，在电场的加速下碰撞电弧空间的中性粒子使之电离，从而是阴极