第一章第二节焊丝的熔化和熔滴过渡课件.ppt

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1、第二节焊丝的熔化和熔滴过渡焊丝的熔化和熔滴过渡焊丝的加热与熔化特性2.1熔滴上的作用力2.2熔滴过渡及其特点2.3焊接飞溅2.4本章提示本章重点：①焊丝的熔化机理；②熔滴上力的作用及其对熔滴过渡的影响；③典型的熔滴过渡形式，如短路过渡、喷射过渡；④焊接飞溅。本章难点：与熔滴过渡有关的热、力的作用及其对焊接工艺的影响。学习方法建议：将焊丝熔化、熔滴过渡的物理过程与焊接电弧物理相关知识结合，帮助学习理解。学习提示：本章内容主要涉及添加焊丝的焊接方法的熔化现象，即MIG、MAG、CO2、SAW等熔化极电弧焊与T

2、IG、PAW等非熔化极电弧焊。2.1焊丝的加热与熔化特性2.1.1焊丝的熔化热——焊丝的作用：①作为电极参与导电；②作为填充材料填充焊缝。——焊丝熔化热来自于：①电弧热；②焊丝电阻热。焊丝熔化热的组成2.1焊丝的加热与熔化特性（1）电弧热焊丝作为阳极（DCRP）的产热量：PA=I(UA+UW+UT)焊丝作为阴极（DCSP）的产热量：Pk=I(Uk-UW-UT)其中，UA——阳极压降；Uk——阴极压降；UW——电极材料逸出电压；UT——弧柱电子、离子动能的等价电压。2.1焊丝的加热与熔化特性可得：焊丝端部产

3、热量与电流成正比，比例常数为熔化等价电压。∵UT<1V，j较大时，UA≈0∴PA=IUW——DCRPPk=I(Uk-UW)——DCSP熔化极电弧焊（冷阴极）：∵Uk>>UW，∴Pk>>PA2.1焊丝的加热与熔化特性∴焊丝为阴极(DCSP)时产热比焊丝为阳极(DCRP)产热高——焊丝接负时比焊丝接正时熔化快。总结：熔化极电弧焊采用DCRP的原因①焊丝接负（DCSP）比接正熔化快，产生的焊缝余高a大，不利于焊缝成形；②焊丝接负斑点力阻止熔滴过渡，易产生飞溅；③母材接负产热高，有利于母材熔化；④阴极清理作用，

4、有利于清除氧化膜。非熔化极电弧焊（热阴极）：∵Uk<

5、g/(A·s)。（2）焊丝熔化速度（vm）定义：单位时间的熔化金属量，单位m/min或kg/h。由电弧热及焊丝电阻热决定。2.1焊丝的加热与熔化特性2.1.3影响焊丝熔化速度的因素（1）焊接电流II增大，电弧热与电阻热增加——vm增大；焊丝熔化速度与焊接电流、焊丝直径的关系2.1焊丝的加热与熔化特性电阻热对焊丝熔化速度的作用：铝焊丝熔化速度与电流关系不锈钢焊丝熔化速度与电流关系2.1焊丝的加热与熔化特性（2）电弧电压（弧长）弧长较长时，U的变化对vm影响不大；弧长较短时，U减小，vm增大。原因:弧长缩短

6、时，减小了电弧与空气接触空间，热量散失减少，提高了电弧热效率。电弧的固有调节作用a.铝焊丝，b.钢焊丝2.1焊丝的加热与熔化特性（3）焊丝直径φ减小电阻R增大电阻热增加vm增大。焊丝直径与熔化速度2.1焊丝的加热与熔化特性（4）干伸长（焊丝伸出长度）ls增大R增大电阻热增加vm增大。（5）焊丝材料焊丝材料的电阻率不同，使vm不同。举例：不锈钢焊条。干伸长与焊丝熔化速度的关系2.1焊丝的加热与熔化特性（6）气体介质CO2增加，Ar减少，CO2分解使吸热增加，电弧收缩效应使UC增大，即PC增大，使

7、vm随之增加。气体介质与熔化速度2.1焊丝的加热与熔化特性焊丝极性与熔化速度的关系（7）焊丝极性DCSP，焊丝为阴极，Uk>>UW，所以Pk>PA。2.2熔滴上的作用力2.2.1熔滴上的作用力熔滴上的作用力是影响熔滴过渡及焊缝成形的主要因素。（1）表面张力（2）重力（3）电磁力（4）等离子流力（5）斑点压力（6）爆破力（7）电弧气体吹力熔滴上的作用力示意图2.2熔滴上的作用力（1）表面张力Fγ=2πRγR——焊丝半径，γ——表面张力系数R增大Fγ增大；T增大γ减小Fγ减小；表面活性物质(S、O)γ

8、减小Fγ减小。对熔滴过渡的作用：长弧焊——阻碍熔滴过渡力短弧焊——促进熔滴过渡力（短路过渡）FγFγ2.2熔滴上的作用力（2）重力Fg=ρVg平焊——促进熔滴过渡力，如果熔滴重力大于表面张力，熔滴脱离焊丝；仰焊、立焊——阻碍熔滴过渡力。（3）电磁力径向分力——促进颈缩的形成；轴向分力——方向总是从小截面指向大截面。2.2熔滴上的作用力电流流过熔滴时，导体截面是变化的（熔化极，指焊丝——熔滴——电极斑点——弧柱之间）dsdDd