焊接方法与设备资料课件.ppt

《焊接方法与设备资料课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、焊接方法与设备第一章焊接电弧第一节焊接电弧第二节焊丝的熔化与熔滴过渡第三节母材熔化与焊缝成形§1-1电弧物理基础一）电弧的基本概念1、电弧：电弧是一种气体放电现象，通过放电将电能转变为热能与机械能。2、气体导电产生的条件：两电极之间有带电粒子；两电极之间有电场。3、气体导电与金属导电的区别：气体放电的形式有暗放电、辉光放电、电弧放电等三种。UaIa电弧放电辉光放电暗放电暗放电UI导体导电+-电弧4、电弧的组成阴极区Uk阳极区Ua弧柱区Uc二）带电粒子的产生过程产生方式：电离：气体中性原子或分子（A）分离为一价正离子（A+）和电子（e）的过程。金属电极发射

2、电子：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++e-Wi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：A（n-1）+→An++eA++Ae2、激励：气体原子得到的一定的能量，虽然小于Wi，但可使电子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。总结：电弧气氛中往往是电离与激励同时存在的，确定的气体粒

3、子其电离电压和激励电压都是固定数值。3、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。2）场致电离：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）阴极电子发射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（Ww）：电子发射所需

4、的最小能量。物理意义：Ww越小，引弧越容易，电弧稳弧性越好。3）阴极斑点4）主要影响因素：材料，K、Na之Ww较低。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。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。库仑力——

5、（三）带电粒子的消失扩散与复合扩散：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+WiA++A—→2A+Wi三）电弧各区域的导电机构所谓导电机构就是指带电粒子产生、运动和消失的过程。（一）区域组成由阴极区、阳极区、弧柱三部分组成。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UAUCUK阳极区阴极区弧柱-+10-510-6cm10-210-4cm（二）弧柱区的导电机构1、带电粒子的产生1）

6、电离：热电离光电离电场作用的电离2）阴极区注入的电子3）阳极区注入的正离子2、带电离子的运动A+冲向阴极→正离子流IA+e冲向阳极→电子流IeI=IA++Ie其中：IA+=0.1%IIe=99.9%I3、特点：1）电中性；2）E小、Ua小IA+IeI最小电压原理电场强度E电功率电流一定、周围条件一定时，稳定燃烧的电弧各导电区的半径（温度）应使电弧电场强度最小，即电弧电压最小。该原理的含义：电弧半径稳定值r*由E的最小值E*确定ErR*E*（三）阴极区的导电机构1、阴极区在导电过程中的作用1)产生弧柱区导电所需要电子流Ie=0.999I2)接收弧柱区来的正

7、离子流IA+=0.001I2、热发射型1）产生条件：W、C阴极，且电流很大2）带电粒子的产生方式：热发射热阴极：弧柱导电所需要的电子可完全由热发生来产生的阴极。冷阴极：热发射能力不足的阴极。热阴极材料：熔点高的材料冷阴极材料：熔点低的材料。3）热量补充：1.正离子冲击2.电阻热3、电场发射型导电机构1)      条件：（a）W、C阴极、且I较小（b）AI、Fe、Cu作阴极2)      带电离子产生方式（1）场发射（2）场电离（3）热发射（4）碰撞发射（四）阳极区的导电机构1、阳极区在导电过程中的作用1)接收弧柱区来的电子流Ie=0.999I2)产生

8、弧柱区所需要的正离子流IA+=0.001I2、热电离1）产生条件：I较大2）带电