焊丝熔化及熔滴过渡

1，2焊丝熔化和熔滴过渡焊接焊接和熔滴过渡，材料成形和控制工程2007，第1章电弧焊接基础，2，主要内容，1。焊丝熔化的热源，2。焊丝熔化速度和熔化系数，3。液滴上的力，4。主要液滴过渡形式和特征，5。液滴过渡控制，3。首先，焊丝的热源熔化，焊丝有两种功能：电极导电填充金属作为填充金属，其熔化和过渡特性将对焊缝质量产生较大影响。焊丝熔化的热源焊丝熔化的热源可分为两种情况：自耗电极电弧焊：由阴极区产生的电弧热焊丝和由阳极区产生的电弧热焊丝电阻热电弧柱区对焊丝延伸长度的热效应相对较小非自耗电极电弧焊：电弧柱区产生热量熔化焊丝，5，(1)电弧热， 阴极区：PK=IUK-IUw-IUT阳极区：PA=IUA IUw IUTUK阴极压降UA阳极压降Uw逸出电压UT电弧柱温度等效电压，当电流密度较大时：约为0，当电弧温度为6000K时：小于1v，6，(1)电弧发热，阴极区：PK=IUK-IUw=I(UK-Uw)阳极区：PA=IUw焊丝负极：焊丝加热和熔化取决于(UK-Uw)。 许多因素影响阴极电子发射，即Uk尺寸。例如电流、温度、材料等。焊丝连接时机：主要取决于材料的功函数和电流。当电流不变时，由于功函数不变，焊丝的熔化系数也不变。7，(1)电弧加热，阴极面积：PK=1(UK-UW)阳极面积：PA=IUw，UKW，PkPw。因此，对于相同的材料，在相同电流的作用下，作为阴极的焊丝产生的热量将大于作为阳极的焊丝产生的热量。因为散热条件是相似的，焊丝在负极时熔化得比正极快。8，(2)电阻热：pr=i2rrsrs= ls/s，9，(3)总热，负连接：Pm=PK PR=I(UK-Uw) I2rs正连接：Pm=PA PR=I(Uw IRs) I2Rs组合：Pm=I(Um IRs)导线连接定时Um=Uw导线连接负Um=UK-UW，电流，影响电子发射的因素(UK，UW)和影响电阻热(Rs)的因素，因此影响发热的因素包括：10，影响发热的因素，有或无焊丝材料一般为10-30毫米，铜、铝的电阻热可以忽略，不锈钢等的电阻热也不能忽略。 11、2、焊丝熔化速度和熔化系数，焊丝熔化速度：单位时间熔化的焊丝长度。m/h焊丝熔化系数：单位时间内通过单位电流时焊丝的熔化量。熔化曲线，如g/(ah):在送丝速度等于熔化速度的条件下获得的电流和电压之间的关系。电弧固有的调节功能：当弧长因外界干扰而改变时，能自动恢复到原来的长度。12，影响焊丝熔化速度的因素，图1-24铝焊丝熔化速度与电流、焊丝直径的关系，图1-25不锈钢焊丝熔化速度与电流、延伸长度、13，影响焊丝熔化速度的因素，图1-26电压对焊丝熔化速度的影响，14影响焊丝熔化速度的因素，15影响焊丝熔化速度的因素， 电流：电流熔化速度电压：在较长的弧长范围内，电压变化在较短的弧长范围内不影响焊丝的熔化，电压熔化系数(在较短的弧长范围内的自调节功能，电压熔化系数电流极性：当焊丝为阴极时，熔化速度高，气体介质：介质在反向连接时影响很小，介质在正向连接时影响更复杂，不规则延伸长度：ls熔化速度电流重力和表面张力2。电弧力3。爆破力，17，1。重力和表面张力，F=2R细导线，当导线直径较大而电流较小时，重力和表面张力起主要作用，18。重力和表面张力，19，2。电弧力、熔滴和熔池上的电弧机械力，包括电磁收缩力、等离子流电磁收缩力和电磁力对液滴过渡的影响取决于电弧形状21、等离子体电流力和等离子体电流力：当电流较大时，高速等离子体电流力对液滴产生较大推力，使其沿轴向移动。点力，正离子或电子对液滴的轰击力，电极材料蒸发时产生的反作用力，电弧根部很小时指向液滴的电磁收缩力。点力的构成：当点面积相对较小时，点压力往往会阻碍液滴的转移；当点面积相对较大时，它覆盖整个液滴，点压力促进液滴过渡。喷丸力是在电弧高温作用下气体体积膨胀产生的内部压力，当气体产生时或金属由于熔滴中的冶金反应而容易蒸发，导致熔滴喷丸。这种内部压力被称为喷射力，它能促进液滴过渡，但会产生飞溅。主要的液滴转移形式及其特点1。液滴转移分类2。粒子转移3。喷射转移4。爆炸转移5。联系转接6。渣壁转移25。1.液滴转移分类：接触转移、自由转移、渣壁转移26。1.液滴转移分类：27。2.粒子转移、粗液滴转移(大粒子转移):高电弧电压、小电流、粗液滴转移、细液滴转移、排斥转移。高电弧压力和低电流重力克服表面张力电弧稳定性和焊接质量相对较差。高电压低电流MIG焊。粒子跃迁，排斥跃迁：弧根小电流大，点压大，高压大，点压大， CO2气体保护电弧焊直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流随着过渡频率的增加，电弧稳定性较高，飞溅较少，焊接质量较高。 CO2灯丝有较大的电流，30，3。喷雾过渡、熔滴过渡、富氩或富氩保护焊，可分为：熔滴过渡射流过渡、旋转射流过渡、亚射流过渡。当熔滴直径达到与焊丝相似的直径时，电弧力使熔滴从焊丝的端部强制分离，并迅速通过电弧空间过渡到熔池。喷射过渡、成形条件：钢丝脉冲MIG焊、铝丝MIG焊，在过渡形式从滴状过渡转变为滴状过渡之前，(主)电流必须达到一定的临界值。液滴转移的特点：点力和重力促进液滴转移。表面张力阻碍液滴转移。飞溅小，成形电流有临界值，电流间隔窄。很难将弧调整成钟形。喷射转移，喷射转移：熔滴以细小颗粒的形式，沿着焊丝的铅笔尖端以喷射状态快速穿过电弧空间到达熔池。成形条件：在钢丝的MIG焊中，电流必须达到一定的临界值。喷射过渡过程：33，3。喷射过渡，电弧跳跃：从液滴根部膨胀到颈缩根部过渡的电弧过渡机制：34，3。喷射过渡，喷射过渡：喷射过渡的特征：-电弧跳跃-等离子流力-铅笔尖-熔滴仅为焊丝直径的30% 60%-熔滴过渡频率超过200次/秒-电弧平滑、小飞溅-临界电流-锥形电弧-指状熔深-钢焊丝的富氩MIG、35、3。射流过渡，旋转射流过渡：超大电流MIG焊接，焊丝伸出长度较大，焊接电流远大于射流临界电流，液态金属长度增加，射流过渡的细小液滴高速喷出，产生电弧37，3。射流过渡，亚射流过渡：亚射流过渡的特征：短弧长，埋弧，大熔化深度-短路现象，但短路时间-短路过渡比：先颈缩，后短路，短路时间，小短路电流-与熔滴过渡的差异：存在短路现象。-电弧稳定，飞溅小，38，4。爆炸过渡、CO2焊接、熔滴形成和生长过程、强烈的冶金反应，产生大量的一氧化碳气体，使熔滴迅速膨胀爆炸。飞溅大，金属过渡少。接触过渡：电流小，电弧电压低，电弧长度短，熔滴在成长为大熔滴形成液态金属短路之前接触熔池，电弧熄灭，金属熔滴过渡到熔池。然后，电弧被重新点燃，以这种方式交替。这种转变称为短路转变。接触过渡：焊丝(或焊条)末端滴和熔池表面通过接触和过渡。可分为：短路过渡桥接过渡，40，5。接触过渡、短路过渡：形成条件：1.6mm，灯丝CO2焊短路过渡过程：由电弧燃烧和灭弧两个交替阶段组成，电弧燃烧不连续。41，5。接触过渡，本质：短路过渡特性，熔化速度和送丝速度不一致：-灯丝，短弧-灭弧交替，1.6-50Hz，0.8-130Hz-平均电流小，峰值电流大，适用于薄板和全位置焊接-小直径焊丝，电流密度大，发热集中，焊接速度快-弧长，焊件受热面积小，质量高-工艺稳定-飞溅大，短路过渡：42，5。接触过渡、桥接过渡：非熔化极电弧焊。在表面张力、重力和电弧力的作用下，熔滴进入熔池。成型条件：非熔化极焊丝填充焊，气焊焊丝填充，43，5。接触过渡，短路过渡和桥接过渡的比较：短路过渡：焊丝导电，熔滴，电磁收缩力大于表面张力桥接过渡：焊丝不导电，大熔滴，电磁收缩力小于表面张力，44，渣壁过渡：渣壁过渡：熔滴沿渣壁表面流入熔池的过渡形式。形成条件：埋弧焊和焊条电弧焊。熔滴过渡控制熔滴过渡控制技术的目的是提高过渡和焊接质量。常用的熔滴过渡控制技术包括脉冲电流控制法、脉冲送丝控制法、喷射流-短路过渡控制法、波形控制法、脉冲送丝-电流波形控制组合、46、5、熔滴过渡控制、脉冲电流控制法的适用范围：氩弧焊控制法：焊丝熔化和熔滴过渡控制是通过以一定频率改变焊接电流来实现的。这样，平均电流可以保持在小的水平，并且可以实现薄板的焊接。一般来说，有三种方式：47，1。脉冲电流控制方法。熔滴尺寸相对接近焊丝尺寸。它在基值电流间隔和轴向之间转换。它可用于高空焊接和全位置焊接。脉冲电流控制法，一个脉冲周期过渡多个熔滴：脉冲电流大，熔滴细，方向性强，可用于全位置焊接。49，1。脉冲电流控制法，多个脉冲周期过