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1、焊接工艺讲义第一章电弧焊的基础知识手工电弧焊概述：手工电弧焊最基本的焊接方法：熔焊手工电弧焊的主要设备：焊接电源手工电弧焊的焊接回路：选用合适的电焊软线将焊接电源的一端接到焊钳上，而另一端与焊件相连．焊接电源的作用：是对焊接电弧稳定燃烧提供所需要的、合适的电流和电压．手工电弧焊的焊接过程焊接过程：１）短路：开始焊接时，在焊条与焊件之间先接触短路。分：划擦引弧法直击引弧法２）引燃：短路后，立即提起焊条一定距离（２mm---4mm）将电弧引燃。3）形成熔池：a.焊条的焊芯熔化时，是以熔滴的形式向熔池过渡的。b．焊条的药皮在熔化的过程中产生一定量的气体和液态的熔渣。气体的作用：在电弧和熔池
2、的周围，起隔绝大气保护液体金属的作用。液态熔渣的作用：由于液态熔渣密度小，在熔池中不断上浮，覆盖在液体金属表面，也起着保护液体金属的作用。一．焊接电弧什么是焊接电弧？由焊接电源供给的、具有一定电压的两电极间或电极与焊件间、在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。１．电弧的特性：能放出强烈的光能放出大量的热2．焊接电弧的产生（见图）放电现象：焊接时将焊条与焊件接触后很快拉开，在焊条端部和焊件之间（气体介质中）立即会产生明亮的电弧。要使电弧产生并且稳定燃烧，必须使两极间的气体带电：气体带电的方法：气体电离阴极电子发射总之：电弧是一种气体的放电现象。气体的电离；一般情况下，气体的分子和原子
3、都是中性的，气体中没有带电的粒子，因此气体是不导电的。但是在一定的条件下：1）气体原子中的电子从外面获得足够的能量，克服原子核对它的引力而成为自由电子。2）同时原子由于失去电子而成为正离子。即：使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程为——气体电离。不同元素的电离难易程度不同，即愈活泼的元素愈易电离，也就是说比较容易引弧。气体电离的三种形式：热电离：碰撞电离光电离阴极电子发射：阴极的金属表面连续地向外发射出电子的现象，称为阴极电子发射。产生和维持焊接电弧的条件是什么？气体的电离是产生电弧的重要条件，但是，如果只有气体的电离而阴极不能发射电子，没有电流通过，那么电弧还是不能形成，
4、阴极电子发射也和气体电离一样，两者都是电弧产生的必要条件。阴极电子发射分为三种形式：热电子发射电场发射撞击发射３．焊接电弧的引燃过程：１）非接触电弧引燃法：也叫高频高压引弧法，由于此法在两电极间产生很高的电压（约1000V以上），危险性很大，不宜采用。2）．接触引弧：手工电弧焊是采用接触引弧的。阴极电子发射和气体电离，是电弧产生的必要条件。４．为什么焊接时，首先要将焊条与焊件相接触，然后很快拉开2—4mm电弧才能燃烧呢？进行分析：1）使回路电流达到最大值。2）发生电离：3）阴极发射电子：即：引燃后，钢作为阴极时，则热发射、撞击发射、电场发射都在起作用。总之，焊接电弧的燃烧过程，实质上
5、就是把电能转换成热能和光能的过程。二．焊接电弧的构造及温度分布1.焊接电弧的构造:划分三个区域:阴极区:阳极区:弧柱区:电弧焊是利用电弧的热能来达到连接金属的目的.阴极区:电弧紧靠负极电极的区域为阴极区.(见图)阴极电压降V1较大(为10~20V).所以该区内的电场强度很大,这就是阴极区产生电子强电场发射的原因.阴极斑点是电子发射的发源地,电流密度很大,也是阴极区温度最高的地方.阳极区:电弧紧靠正电极的区域为阳极区.阳极区比阴极区宽阳极区表面也有一个光亮的斑点,称阳极斑点。阳极斑点是集中接收电子的微小区域.弧柱区:在阴极区和阳极区之间为弧柱区.其长度占弧长的绝大部分,2.焊接电弧的温
6、度分布:焊接电弧中三个区域的温度分布是不均匀的.直流电弧:一般情况下,阳极不发射电子,不消耗发射电子所需要的能量,所以阳极区的温度高于阴极区.交流电弧:由于电源的正负极每秒钟变换100次,阴极和阳极不断的交替变化,所以所以两极区的温度趋于一致,取平均值.弧柱区温度不受材料沸点的限制,取决于弧柱区中的气体介质和电流大小.三.焊接电弧的极性及应用1.焊接电弧的极性:(采用直流电源见图)正极性:将焊件接电源的正极,焊条接电源的负极,这种接法为正接.这时的电弧极性称正极性.反极性:焊件接电源负极,焊条接电源正极的接法称反接.其电弧极性称反极性.2.焊接电源极性的应用:选用极性接法时,应根据焊
7、条的性质和焊件所需的热量来决定.碱性低氢钠型焊条:采用直流反接,才能使电弧稳定燃烧.焊接薄板时,为防止烧穿,采用反接.酸性焊条:均可采用直流或交流电焊接.当采用直流电焊接时,厚板焊接时采用直流正接.焊接薄板时,为了防止烧穿,采用直流反接.四．焊接电弧的静特性什么是静特性?在电极材料,气体介质和弧长一定的情况下,电弧稳定燃烧时,焊接电流和电弧电压变化的关系.也叫伏安特性.１．电弧的静特性曲线:电弧静特性曲线是呈U形,它有三个不同的区域:１）当电流较小时:(a
