电弧焊接基本概念.ppt

电弧焊接基本概念,写给瑞凌实业研发部工程师,常用焊接方法分类,电弧焊接方法定义,严格地讲，所有用电弧做热源的焊接方法都可以称为电弧焊，它包括： 电弧熔焊（通常的电弧焊就是指电弧熔焊） 电弧钎焊 复合电弧焊,电弧焊接中的挑战与机遇,电弧焊是一种传统的焊接工艺，它在过去、现在和将来都是制造业中的使用最广泛的材料连接方法 电弧焊工艺与设备是目前焊接领域中市场竞争最为激烈的一个领域 电弧焊接也是最能发挥个人智慧和想象力的技术领域,电弧焊机与焊接电弧之间的关系,电弧焊机一种二次电源 焊接电弧电焊机的负载,电网,焊机,电弧,一次电源,二次电源,负载,焊接电弧与焊接工艺的关系,焊接电弧是焊接热源 焊接电弧用于熔化焊丝 焊接电弧用于熔化母材 焊接电弧同时产生电弧力 电弧力将影响熔滴过渡 电弧力将影响焊缝成型,焊机对焊接过程的控制,焊机通过控制焊接电弧进而对焊接过程进行控制,焊机,电弧,热,力,焊丝,母材,电弧焊接方法的分类,电弧的基本性质与应用,电弧是一种气体放电现象 电弧放电是一种大电流、低电压的气体放电现象 电弧放电产生高温和强光 电弧的主要应用有：焊接热源、冶金热源和照明光源,电弧为什么称之为电弧？,+,-,实际的电弧例子,短弧,长弧,电弧作为光源的应用,氙气灯,焊接电弧为什么能导电？,焊接电弧电压通常为10-40V 焊接电弧两极之间为2-10mm的气体间隙 如此低的电压如何能够通过数毫米气体间隙？,气体电离电弧等离子,等离子体的概念,宇宙中的99%物质是等离子体,等离子是物质的第四态 等离子又名：电浆,电弧的电特性,电弧与电阻的异同？ 电弧遵循欧姆定律？,焊接电弧导电的特点,轴向电压梯度的非线性 伏安特性的非线性,电弧的电压梯度变化,焊接电弧的伏安特性的曲线,焊接电弧的主要参数及作用,电流 熔化焊丝和母材 热、力 电压 阳极压降：决定DCEP作用 阴极压降：决定DCEN作用 弧柱电压：电弧长度,焊接电弧的动态伏安特性,Vp-,电弧焊接电源的基本要求,合适的外特性： 焊接过程稳定的必要条件 合适的动特性： 焊接过程稳定的充分条件 操作的方便性与耐用性： 提高用户接受程度的辅助条件 可靠的安全性： 通过产品认证的必要条件,CCC及CE认证,电焊机认证基于IEC60974标准； IEC60974标准主要是一种对于电焊机使用中的安全标准，同时也提供了部分最基本保证焊接使用性能的标准； 符合认证的焊机与实际焊接性能的好坏基本无关。,焊接电源外特性（伏安特性）,平特性电压源 陡特性电流源 复合特性,弧长波动引起的电流变化量 与电源外特性的关系,电源外特性与焊接方法的关系,熔化极气体保护焊的参数,输入参数：电压、送丝速度、导电嘴到工件距离 输出参数：电流、焊丝干伸长（弧长）,输入参数 电压 送丝速度 导电嘴到工间距离,输出参数 电流 焊丝干伸长 （弧长）,焊接系统 （焊机） （焊枪） （保护气体） （焊丝）,导电嘴到工间距离与干伸长、弧长的关系,Ltw = Le + La,焊接过程稳定的必要条件,焊丝送丝速度：WFS 焊丝熔化速度：WMR 稳定焊接的必要条件：La 稳定,La 稳定可以是绝对稳定：即弧长恒定不变； 也可以是相对稳定：即在一定的范围内有规律地变化。,焊接过程稳定的充分条件,焊接电流稳定 焊接电压稳定,电流、电压稳定可以是绝对稳定：即电流、电压的幅值恒定；也可以是相对稳定：即电流、电压的平均值或有效值恒定。 计算平均值、有效值的周期应小于对波动值焊接过程产生影响的最小时间。,焊接电压与电弧长度的关系,熔化极电弧焊接的电流调节,使用陡降特性电源取决于电源的电流设定 如果使用平特性电源，电流怎么调节？,送丝速度与电流的关系,焊丝熔化速度分析,Le = Lt-w La WMR = m1UdaI + m2Lek4I 2,送丝速度与电弧长度的关系,电压一定时，电弧长度与送丝速度成反比,熔滴过渡的三种基本形式及其特点,短路过渡：焊丝与工件之间有短路发生、熔滴直径略大于焊丝直径。焊接过程有飞溅，焊接电流较低，熔深较浅，可以全位置焊，适用于薄板焊接，可使用CO2气体或氩气及混合气。 颗粒过渡：焊丝与工件之间无短路发生、熔滴直径远大于焊丝直径。焊接过程有飞溅，只能水平位置焊接。 射流过渡：焊丝与工件之间无短路发生、熔滴直径小于焊丝直径。焊接过程无飞溅，焊接电流较高，熔深较大，可以全位置焊，使用氩气或混合气。使用脉冲方式可以在较低电流下实现射流过渡。,三种典型熔滴过渡形式各工作区间,短路,I,U,射流,短路,颗粒,颗粒,射流,电极熔化与焊接电弧极性的关系,正接 DCEN：GTAW 反接 DCEP：GMAW 发热量与极性的关系 电弧力与极性的关系,脉冲电流的使用,脉冲TIG 脉冲MIG 为什么要用脉冲？ 脉冲焊接的优点？,脉冲MIG的优点,射流过渡是一种理想的熔滴过渡模式，但是需要在较大的电流（大于临界电流）下才能实现，因此限制了应用范围。脉冲MIG利用脉冲电流方式，可以在较低的平均电流（低热输入）实现稳定的射流过渡，因此具有以下优点： 1、有利于薄板焊接 2、有利于全位置焊接 3、有利于使用粗丝焊接（粗丝送丝稳定性高）,脉冲焊接电流的问题,通常我们可以看到：当采用脉冲电流时（脉冲TIG或脉冲MIG），实现同样的焊接效果时，脉冲电流的指示值比直流电流低。 因此采用脉冲方式可以降低焊接热输入的说法是正确的吗？ 平均值、有效值与电流波形的关系,平均值,有效值,交流焊接电源,为什么要用交流？ 交流与直流的差异？ 交流的优点是什么？,交流电源的使用,交流TIG铝合金焊接 交流MIG高熔敷率、低热输入焊接,可变极性电源,周期，正负半波