焊工技师教案.doc

课 时 教 学 计 划课程: 焊工技师培训 任课教师: .授课题目第一章 焊接电弧及焊接冶金知识 第一节 焊接电弧教学形式讲授 共2课时，总第 1 -2 课时授课班级焊工授课日期08.23教学目的要求1、 熟悉焊接电弧形成原理2、 掌握焊接电弧的形成条件、构造及影响稳定性的因素重点焊接电弧形成条件，构造及影响因素难点焊接电弧形成条件课堂结构及时间分配一. 教学内容第一节 焊接电弧概念10分钟焊接电弧构造25分钟焊接电弧引燃20分钟焊接电弧稳定性25分钟二. 课堂小结.5 分钟三. 布置作业.5 分钟教学过程及教学内容方法手段 教学内容第一节 焊接电弧一、 焊接电弧的概念 焊接时，将焊条与焊件接触后很决拉开，在焊条端部和焊件之间立即会产生明亮的电弧（图示) ，电弧是一种气体放电现象。我们在日常生活中是经常可以看到气体放电现象。 “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。”一般情况下，由于气体的分子和原子都是呈中性的，气体中几乎没有带电质点，因此气体不能导电，电流也通不过，电弧就不能自发地产生。要使气体呈现导电性必须使气体电离。气体电离后，原来气体中的一些中性分子或原子转变为电子、正离子等带电质点这样电流才能通过气体间隙而形成电弧（图 3 一 lb ) l 气体电离气体和自然界的一切物质一样，电子是按一定的轨道环绕原子核运动，在常态下原子是呈中性的。但在一定的条件下，气体原子中的电子从外面获得足够的能量，就能脱离原子核的引力而成为自由电子，同时原子由于失去电子而成为正离子这种使中性的气体分子轰原子释放电子形成正离子的过程称为气体电离。二、焊接电弧的引燃过程 上面所讨论的气体电离及阴极电子发射，是电弧燃烧的必要条件。我们把开始造成两电极间气体发生电离及阴极电子发射而引起电弧燃烧的过程叫电弧引燃。 1、接触引弧：电弧的引燃是先将通上焊接电源的焊条末端与焊件表面相接触 然后很快地将焊条拉开至与焊件表面距离34mm的间隙 则电弧就在焊条与焊件的间隙中燃烧了。当焊条末端与焊件表面相接触时 焊接回路就发生了短路这时可使回路电流增大到最大值。由于电流的热作用，使接触部分的金属温度剧烈地升高而熔化，甚至部分发生蒸发而变成金属蒸气。当很快地提起焊条时 在焊条离开焊件的瞬间，强大的电流只能从熔儿金属的细颈通过，由大电流密度而产生的热作用突然增大，使细颈部分液体金属的温度猛烈升高，使气体电离。 2、 非接触引弧： 引弧时电极与工件之间保持一定间隙，然后在电极与工件间施以高电压击穿间隙使电弧引燃，这种引弧方法叫非接触引弧，非接触引弧需用引弧器完成。可分为高压脉冲引弧和高频高压引弧。三、电弧构造及其静特性 1、焊接电弧构造 1）阴极区 电弧紧靠负电极的区域叫阴极区。区域窄，可发射电子，一般温度为21303230。 2）阳极区 电弧紧靠正电极的区域叫阳极区。较阴极区宽温度高，可接受电子，温度为2330-3930。 3）弧柱 电弧阴极与阳极之间的区域。弧柱的长度基本上等于电弧的长度，温度为5370-7730。4 ）电弧电压 电弧两端（两电极）之间的电压降称为电弧电压。2、电弧的静特性 1、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，焊接电流与电弧电压变化的关系称为电弧海特性。一般也称伏一安特性。表示它们关系的曲线叫做电弧的静特性曲线。 电弧静特性曲线呈U形，它有三个不同的区域 当电流较小时电弧静特性是属下降特性区，即随着电流增加 电压减小； 当电流稍大时，电弧静特性属平特性区 即电流大小变化，而电压几乎不变；当电流较大时电弧菌特性属上升特性区 电压随电流的增加而升高。 2 焊接方法不同时的电弧静特性曲线不同的电弧焊方法 在一定的条件下 其静恃性只是曲线的某一区域。1）手工电弧焊 于弧焊时，由于使用电流受到限制（手弧焊设备的额定电流值不大于500A 故其静特性曲线无上升特性区。 （2）埋弧自动焊 在正常电流密度下焊接时 其静特性为平特性区；采用大电流密度焊接时，其静特性为上升特性区。 （3）钨极氩弧焊 一般在小电流区间焊接时 其静特性为下降特性区；在大电流区间焊接时，静特性为平特性区。（4）细丝熔化极气体保护焊 由于电流密度较大，所以其静特性曲线为上升特性四电弧燃烧的稳定牲 焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和磁偏吹等）的程度。电弧的稳定燃烧是保证焊接质量的一个重要因素，因此维持电弧稳定性是非常重要的。电弧不稳定的原因除焊工操作技术不熟练外，还与下列因素有关： l 焊接电源的影响1）焊接电源的特性 焊接电源的特性是焊接电源以哪种形式向电弧供电， 因此，为了保证焊接质量 在焊条生产中对焊条的偏心度有一定的限制。源的特性符合电弧燃烧的要求 则电弧燃烧稳定。反之，则电弧燃烧不稳定2）焊接电流的种类 采用直流电源焊接时 电弧燃烧比交流电源稳定。3）焊接电源的空载电压 具有较高空载电压的焊接电源不仅引弧容易，而且电弧燃烧出稳定。这是因为焊接电源的空载电压较高 电场作用强，电场作用下的电离及电场发射就强烈，所以电弧燃烧稳定。 2 焊接电流的影响焊接电流大，电弧的温度就增高 则电弧气氛中的电离程度和热发射作用就增强，电弧燃烧也就越稳定。3 焊条药皮的影响 焊条药皮或焊剂中加人电离电位比较低的物质（如 K、Na、Ca的氧化物），能增加电弧气氛中的带电粒子，这样就可以提高气体的导电性，从而提高电弧燃烧的稳定性。4 电弧长度的影响电弧长度对电弧的稳定性也有较大的影响 如果电弧太长，电弧就会发生剧烈摆动 从而破坏了焊接电弧的稳定性 而目飞溅出增九5 其它影响因素焊接处如有油以油脂、水分和锈层等存在时，也会影响电弧燃烧的稳定性 因此焊前做好焊件表面的清理工作十分重要。 焊条受潮或焊条药皮脱落也会造成电弧燃烧不稳定。此外 风大、气流、电弧偏吹等均会造成电弧燃烧不稳定。课堂小结： 本节讲授了焊接电弧的形成，影响因素。布置作业：电弧的构造及特点？ 板书图示画图说明画图说明画图说明画图说明列举说明比较法举例说明第 5 页 共 6