§2-1焊接电弧的引燃.ppt

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1、我们共同的课堂约定请将手机调到静音或关掉请勿任意走动、交谈、接听电话保持教室安静并按照座位就坐请准时到课，不要随便走出电弧的两个特性大量的热强烈的光第2章焊条电弧焊1、焊接电弧的概念由焊接电源供给的，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称为焊接电弧。具有：电压最低电流最大温度最高发光最强§2-1焊接电弧的引燃中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程。1.1气体电离§2-1焊接电弧的引燃电弧产生及稳定燃烧的两个必要条件气体电离阴极电子发射电弧中气体粒子的电离因外加能量的种类不同，通常分为热电离、场致电离和光电离三种类型。（1）热电离气体粒子因受到热的

2、作用而发生的电离称为热电离。气体的温度越高，则气体粒子的运动速度越大，动能也就越大。在相同温度下，气体粒子的质量越小，则它的运动速度越快。§2-1焊接电弧的引燃（2）电场电离带电粒子在电场的作用下，各自作定向高速运动，产生较大的动能，当不断与中性粒子相碰撞时，则不断地产生电离。如两电极间的电压越高，电场作用越大，则电离作用越强烈。（3）光电离中性粒子在光辐射的作用下产生的电离，称为光电离。§2-1焊接电弧的引燃1.2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。金属电极中的自由电子在外加能量的作用下，克服电极金属内部正电荷对它的静电引力，冲破电极表面的约束而逸出到电弧

3、空间。所加的能量越大，促使阴极产生电子发射的作用就越强烈。电子从阴极金属表面逸出所需要的能量称为电子逸出功，其大小与阴极的成分有关。§2-1焊接电弧的引燃根据外加能量的形式不同，阴极发射电子可分为以下几种：（1）热发射焊接时，阴极表面温度很高，阴极中的电子运动速度很快，当电子的动能大于阴极内部正电荷的吸引力时，电子即冲出阴极表面，产生热发射。温度越高，热发射作用越强烈。（2）电场发射在强电场的作用下，由于电场对阴极表面电子的吸引力，电子可以获得中够的动能，从阴极表面发射出来。两电极间的电压越高，金属的逸出功越小，则电场发射作用越大。（3）撞击发射当运动速度较高、能量较大的正离子撞击阴极表面时

4、，将能量传递给阴极而产生电子发射现象，叫做撞击发射。电场强度越大，在电场的作用下正离子的运动速度也越快，则产生的撞击发射作用也越强烈。以上几种电子发射作常常是同时存在、相互促进的，但在不同的条件下，它们所起的作用稍有差异。§2-1焊接电弧的引燃1.3焊接电弧的引燃过程焊接电弧从无到有的引燃过程在时间上是短暂的，物理过程却是异常激烈和复杂的，经历着导电粒子的产生、扩散、复合、负离子形成等一系列物质形态与性能的变化。焊接电弧的引燃可划分为接触、拉开和燃弧三个阶段§2-1焊接电弧的引燃§2-1焊接电弧的引燃（1）接触当焊条芯端部与工件表面相碰，即正、负两极发生了接触（亦即短路）。由于焊芯端面和工件

5、表面都不可能是绝对平整光洁的，再加上操作时也不可能使焊条与工件表面完全垂直，所以它们之间只能是个别地方的点接触，电流也就从接触点流过。在接触的一瞬间，由于接触点的面积很小，电流密度很大（短路电流约是正常焊接电流的2－2.5倍，而接触小点上的电流密度要比焊芯截面上平均的电流密度大得多），同时又具有一定的接触电阻，所以此处产生大量的电阻热。§2-1焊接电弧的引燃接触点处的温度骤然升高，使部分金属熔化和蒸发，焊条药皮中的易分解或沸点较低的物质（钾、钠等元素）变成蒸气，接触点附近小空间开始具有了高温气体介质，粒子的热运动加剧，少量电离也开始发生；同时由于阴极的小面积受电阻热的作用，自由电子获得能量，

6、阴极表面有少量电子发射。这很小范围内的热电离和电子发射已为即将发生的整个电弧空间的燃弧提供了一定的物质和能量条件。§2-1焊接电弧的引燃(2)拉开焊条与工件接触后迅速拉开，在刚刚拉开而电弧尚未形成的一瞬间，两极之间的导电粒子还很少，导电性微弱，可认为电流接近于零，这短暂的一瞬间可看作是引弧的拉开阶段。焊接电源的空载电压通常为60－80V，当焊条端部刚离开工件表面3－4mm时，在这一极短的区间由空载电压建立的电场具有足够大的电场强度，在如此强的电场作用下，电极开始强烈地发射电子，电子又受到电场作用而被加速，快速运动的电子与中性粒子碰撞又将发生电离，如此连锁式反应使产生的带电粒子数目急剧增加。§

7、2-1焊接电弧的引燃（3）燃弧经过接触和拉开两个阶段的物理过程，两电极之间带电粒子的数量、密度和整个系统的能量已达到相当高的水平，处于发生突变前的临界状态。随着发射和电离过程的剧烈进行，当焊条或焊丝被提升到一定高度时，则两极间的空间倾刻发生突变，发出强烈的光和热，同时还能体现出声和力的存在，这表明电弧已经引燃，即完成了焊接电弧引燃的全过程。§2-1焊接电弧的引燃§2-1焊接电弧的引燃影响电弧稳定性的因素：焊接