第5章焊接电弧ppt课件.ppt

《第5章焊接电弧ppt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、Chep.5焊接电弧5.1电弧的物理基础5.2电弧的导电机构5.3电弧的产热机构5.4电弧力及影响因素5.5交流电弧的特点5.6磁场对电弧的影响1思考题：5.1电弧的物理基础一、气体放电Chep.5焊接电弧二、带电粒子的产生三、带电粒子的消失1、电离和激励2、外部施加能量途径3、电离的种类4、电子发射5、负离子的产生1、扩散2、复合2一、气体放电金属导电－－－欧姆定律带电粒子的定向移动电流3气体放电当气体中存在带电粒子，在电场作用下，也会产生导电现象，称气体放电辉光放电雷电电弧放电4气体放电规律在较小的电流区间，气体导电所需要的带电粒子不能通过导电过程本身产生，而需要外

2、加措施来造成带电粒子。当电流大于一定数值时，在气体放电开始时需要外加措施制造带电粒子，进行诱发，一旦放电开始，取消外加诱发措施，放电过程仍可以继续下去，放电过程自身能够产生维持放电所需要的带电粒子。非自持放电5自持放电电弧电弧是在一定条件下，电荷通过两极之间气体空间的导电过程。是一种气体放电现象。能量转换器电能图2-2电弧示意图热能机械能光能特点：低电压（几～几十V）大电流（几十～千A）高温（5000～30000K）6二、带电粒子的产生在一定的条件下，中性气体分子或原子分离成电子和正离子的现象称为电离。1、电离和激励使中性气体粒子失去第一个电子所需要的最低外加能量称为第

3、一电离能。外加能量第二电离能第三电离能。。。电离能以电子伏特来计量7Wi=eUi电离电压电离能电离电压金属电离电压低分子状态可直接电离电离电压的高低－产生带电粒子的难易一次电离电压低者，二次电离电压不一定低混合气体中，低电离电压者优先电离常见气体粒子的电离电压Cs3.9VH13.5VH13.5VH215.4VO13.5VO212.2VCsCa8激励当气体中性粒子受外来能量作用其数量不足以使电子完全脱离气体原子或分子，而可能使电子从较低的能级转移到较高的能级时，中性粒子的内部稳定状态被破坏，但对外仍呈电中性，这种状态称为激励。接受能量－－电离辐射－－回复稳定碰撞－－传递使

4、中性粒子激励所需的最低外加能量成为最低激励能。激励能小于电离能，也用电压值来表示，称为激励电压。9激励电压低于电离电压2、外部施加能量途径弹性碰撞（非破坏性碰撞）中性粒子－－中性粒子只引起能量再分配，不产生电离（1）碰撞传递非弹性碰撞（破坏性碰撞）电子－－中性粒子产生电离（2）光辐射传递激励条件电离条件碰撞是传递能量的主要途径光辐射是能量传递的次要途径103、电离的种类（1）热电离电离度：气体中单位体积内被电离的粒子数与原始气体粒子总数的比值。（忽略二次电离）Saha公式11由于热运动而引起的碰撞，从而产生电离称为热电离TPUix实效电离度如果某气体中混有其他气体成分时

5、，则电离后电子密度与电离前中性粒子密度之比称实效电离度。混合气体的电离电压称实效电离电压。理论与实践证明，混合气体的实效电离电压取决于低电离电压的物质例1（Fe（7.8V)+K(4.3V)例25000K,1atmCa(6.1)+Fe(7.8)+O2(12.2)+N2(15.5)12热解离由于弧柱温度高，电弧中多原子气体，由于热的作用，将分解为原子，称热解离。产生热解离所需要的最低能量称解离能。热解离不但影响带电粒子的产生过程，还对电弧的电性能和热性能产生影响。13电弧电离度14一般维持电弧，电子密度为1014cm-3，即实效电离度为10-4数量级（万分之一中性粒子电离）

6、。常规电弧，电离度0.1×10-3～0.12×10-2数量级。强冷电弧或大电流，电离度10-1～1数量级。由于弧柱温度在5000～3000K,所以热电离是弧柱部分产生带电粒子的最主要途径。等离子体(2)电场电离当带电粒子的动能在电场的影响下，增加到足够高的程度，则可能与中性粒子产生非弹性碰撞而使之电离，称电场作用下的电离。中性粒子、离子、电子自由行程之比：弧柱区E=10V/cm热电离为主两极区E=105～107V/cm电场电离为主15带电粒子从电场中获得能量：电子中性粒子产生电离(3)光电离中性粒子接受光辐射的作用而产生电离的现象称为光电离。可见光波长为400～700n

7、m，不会产生光电离电弧光波长为170～500nm，部分可引起K、Na等的电离光电离是电弧中产生带电粒子的次要途径。164、电子发射电极表面受到外加能量的作用，使其内部的电子冲破电极表面的束缚而飞到电弧空间的现象称为电子发射。使一个电子从金属表面飞出所需要的最低外加能量称为逸出功（Ww）逸出电压Uw=Ww/e（V）17金属表面有氧化膜时，其逸出功降低。钨合金比纯钨逸出功低。(1)热发射电子发射热发射电场发射粒子碰撞发射光发射金属表面承受热作用而产生电子发射现象称热发射。18当一个电子从金属表面飞出，从电极上带走能量eUw,对金属表面产生冷气