第二章电弧焊PPT课件

第2章电弧焊2.1焊接电弧2.1.1概述(1)为什么电弧被用作热源，它能以最有效和最简单的方式将电能转化为“热能”和“机械能”。(2)如何研究电弧研究的三个方面：1)导电机理；2)生热机制；3)生产力机制。电弧的特性(1)电弧是在一定电压下两个电极之间的气体传导(放电)现象。电弧图(2)气体传导需要产生足够量的导电颗粒。(3)当气体导电时，导电粒子不仅有电子，还有离子。带电粒子的产生电离在一定条件下将中性气体分子或原子分离成正离子和电子的过程称为电离。电离能：电离中性粒子所需的最小能量称为电离能，用电离电压表示，单位为“V”。根据所施加的能量，电离类型分为：a .热电离b .电离c .电场作用下的光电离。电子发射电极中的电子脱离电极表面并进入空间的现象称为电子发射。功函数：使电子飞出电极表面所需的最低外部能量称为功函数。通常用逃逸电压来表示。电子发射的两种形式：热发射；电场发射热阴极材料：钨(W)沸点5950K；沸点为4200K的碳(碳)冷阴极材料：沸点为3008k的铁(铁)；铜(铜)沸点2868k；铝(Al)沸点2770 K、5、2.1.4阴极区电弧传导机制长度：阳极区长度10-5 10-6厘米：电弧、电弧、阳极、阴极、阳极压降区电弧柱区阳极压降区电弧柱区10-2 10-3厘米电压分布。电流由99.9%的电子流和0.1%的正离子流组成。电弧柱是导电的。的特点是电压低、电流大。(2)阴极区导电机构的作用是为弧柱区提供电子流，并接收来自弧柱区的正离子流。两种传导机制：a热发射型阴极区传导机制热阴极材料(w，c)和b电场发射型阴极区传导机制条件下的高电流条件：冷阴极材料或热阴极材料低电流阴极区空间电场示意图。8、(3)阳极区中导电机制的作用-电弧柱区提供正离子流并从电弧柱中的电子流接收正离子。a .电场作用下的电离b .阳极区热电电离阳极压降示意图，9，2.1.5电弧气氛对电弧的影响电弧产生的热量取决于电弧电流和电压(IUa)电弧热量消耗：1)熔化工件和焊丝；(2)环境散热：(1)电弧大气的热物理参数；(2)与气态介质的接触面积。*最小电压原则在给定电流条件和周围条件(大气)下，电弧稳定燃烧时，导电面积(或温度)的半径，应使电弧电场强度有最小值。以保证最低能耗为原则。电弧的静态特性(1)定义当电弧在特定的电极材料、气体介质和电弧长度下稳定燃烧时，焊接电流和电弧电压变化之间的关系通常也称为伏安特性曲线。(2)曲线的形状分为三个区域：负阻特性区域平特性区域上升特性区域电弧的静态特性，11，(3)影响因素A .电弧长度影响B .电弧周围气体介质对电弧静态特性的影响，12，2.1.7电弧机械力(1)电弧力类型(A)电磁收缩力(B)等离子流力(C)圆锥电弧模型(C)点压力(1)带电粒子冲击力(2)电磁收缩力(3)电极材料蒸发反作用力(D)短路过渡重弧冲击力(E)等离子流产生的细液滴冲击力示意图(E)气流(A)等离子流(A)电流线(A)电弧力的影响因素(A)气体介质(B)电流(A)(1)氩气保护特性1。几乎所有的金属都可以焊接，特别是活性金属和难熔金属。电弧点火很困难。然而，一旦电弧点燃，电弧稳定性良好(几种常见气体的电离电压：氩：15.7伏，铁：7.83伏，二氧化碳：13.77伏)。3.阴极清洗可以有效地去除氧化膜4。氩弧焊时需要严格的焊前清洁。15.(2)氩弧焊可以焊接几乎所有的金属材料，广泛应用于飞机制造、原子能、化工、纺织等行业。由于氩气价格较高，氩弧焊的焊接成本高于其他电弧焊方法。氩弧焊主要用于焊接活性金属如铝、镁、钛及其合金，高合金钢如不锈钢、耐热钢和铜合金，有色金属和难熔活性金属如钼、锆和铌。此外，随着经济和技术的发展，一些低碳钢和低合金钢材料也采用氩弧焊，如重要的锅炉、压力容器和其他要求较高焊接质量的结构，或要求较高外观质量的产品。16，2.2 TIG是一种非熔化极气体保护焊接方法，使用钨棒作为电极，氩气作为保护气体。钨极氩弧焊示意图1-喷嘴，2-钨极，3-电弧，4-焊缝，5-焊件6-熔池，7-填充焊丝，8-氩气，123456，87，17，2.2.1特征(1)适用于有色(活性)金属焊接(2)高焊接质量(3)弱抗气孔能力(4)适用于薄零件焊接(60 70%)；第二面应完全焊接(通常为6070%，背面应先清理干净)。内部焊剂应保持一定的间隙。第一表面焊接厚度为60%-70%；在焊接第二面之前，移除工艺垫并清洁根部。和、和、和、和、和、和、和、和、和、和63和3)角焊缝T接头。如果可能，船型焊接是一个理想的位置，要求间隙1毫米以防止溢出。无间隙1毫米(确保无溢出)；第一侧的焊接厚度为60%(以确保熔深)b。坡口焊接的间隙要求不大。主要问题是防止咬边，所以焊接角度规不能超过8毫米。焊丝与腹板之间的角度应为200300。其他埋弧焊方法(1)多丝埋弧焊旨在提高生产率和焊缝成形1)双丝焊是最广泛使用的2)焊丝纵向、横向和在线排列3)双丝焊分为单熔池和双熔池4)单电源、双电源、65、纵向横向在线双丝埋弧焊自动焊接示意图单熔池和双熔池可用于。66、(2)窄间隙埋弧焊a .优点采用工字形坡口(间隙一般为20 30 mm)，大大减少了填充金属的量，减少了焊缝的热输入b .技术特点特殊焊剂，除渣性能好横向和高度自