焊丝的加热与熔化概述(共39页).ppt

1、第四章第四章 焊丝的加热与熔化焊丝的加热与熔化 4-1 焊丝加热焊丝加热不计不计一、热源一、热源阴极、阳极区产热阴极、阳极区产热PA=IUA+UW+UT PK=IUK-UW-UT弧柱辐射弧柱辐射次要次要电阻热电阻热PS=I2RS铝铝 、铜、铜不锈钢不锈钢 一般情况下，电流密度大，一般情况下，电流密度大，UA小，小，6000K时，时，UT=1V。当当UK2UW阴极产热大。在熔化极、碱性药皮或焊剂时，阴极产热大。在熔化极、碱性药皮或焊剂时，PKPA。)(smIRUIPm较大较大综合：综合：焊丝焊丝熔化熔化热源热源start4-1 焊丝加热焊丝加热二、焊丝的熔化速度、系数及影响二、焊丝的熔化速度、系

2、数及影响 熔化速度：单位时间熔化焊丝的重量或长度熔化速度：单位时间熔化焊丝的重量或长度m/h;g/h 熔化系数：单位时间和电流熔化焊丝的重量或长度熔化系数：单位时间和电流熔化焊丝的重量或长度 影响因素影响因素焊接电流与电压焊接电流与电压焊丝外表状态焊丝外表状态保护气体介质保护气体介质熔滴过渡形式熔滴过渡形式2m/hA;g/hA4-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 熔滴过渡：焊丝条端头的金属在电弧熔滴过渡：焊丝条端头的金属在电弧热作用下被加热熔化，并在各种力的作用热作用下被加热熔化，并在各种力的作用下以滴状形式脱离焊丝条。下以滴状形式脱离焊丝条。 一、熔滴作用力一、熔滴作用力熔滴作用力熔滴作用力

3、外表张力外表张力重力重力 电磁收缩力电磁收缩力斑点压力斑点压力 等离子流力等离子流力 爆破力爆破力3 4-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅一外表张力一外表张力RF2)(21TfKK2RFK1，外表活化，钢中，外表活化，钢中O、S。K2，与材料有关。，与材料有关。外表张力是熔滴的主要维持力。外表张力是熔滴的主要维持力。 二重力二重力grmgw334作用：平焊推力、作用：平焊推力、 立、仰焊阻力立、仰焊阻力4 4-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅三电磁力三电磁力dsdDIFczln2dDdGIFczln2dSdDdG当当dGdD易过渡易过渡;dGI临临 射流过程分析：射流过程分析：baUELEL2

4、1ELLUba21L2L1ab 4-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 临界电流临界电流： 产生跳弧现象的最小电流产生跳弧现象的最小电流 影响因素影响因素： 焊丝直径、焊丝材料、保护气体等焊丝直径、焊丝材料、保护气体等 跳弧条件跳弧条件： 依据最小电压原理依据最小电压原理 熔滴呈现射流过渡时的电弧燃烧稳定，对保护熔滴呈现射流过渡时的电弧燃烧稳定，对保护气流扰动较小，金属飞溅也小，故容易获得良好的气流扰动较小，金属飞溅也小，故容易获得良好的保护效果和焊接质量。此外，射流过渡时的电弧功保护效果和焊接质量。此外，射流过渡时的电弧功率大，热量集中，对焊件的熔透能力强，生产率高，率大，热量集中，对焊件的熔

5、透能力强，生产率高，在生产中多用于平焊位置且在生产中多用于平焊位置且3mm。154-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅3.亚射流过渡亚射流过渡特点特点：圆盘状。弧长低。圆盘状。弧长低。“啪啪声。啪啪声。条件条件：低弧长低弧长28毫米，铝毫米，铝MIG焊时焊时 亚射流过渡时，电弧具有较强的固有自调节作用，可采用亚射流过渡时，电弧具有较强的固有自调节作用，可采用等速送丝、加恒流特性电源进行焊接，容易得到均匀一致的熔等速送丝、加恒流特性电源进行焊接，容易得到均匀一致的熔深。此外，亚射流过渡形式的焊缝成形美观，焊接过程稳定，深。此外，亚射流过渡形式的焊缝成形美观，焊接过程稳定，广泛应用于铝合金广泛应用于

6、铝合金MIG焊接生产中焊接生产中 。亚射流区亚射流区射滴区射滴区大大滴滴区区短路区短路区UaI164-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 三短路过渡三短路过渡 概念：采用较小电流和低电压焊接时，熔滴在未脱概念：采用较小电流和低电压焊接时，熔滴在未脱离焊丝端头前就与熔池直接接触，电弧瞬时熄灭短路，离焊丝端头前就与熔池直接接触，电弧瞬时熄灭短路，熔滴在短路电流产生的电磁收缩力及液体金属的外表张熔滴在短路电流产生的电磁收缩力及液体金属的外表张力作用下过渡到熔池中。力作用下过渡到熔池中。 1.短路过渡过程的特点短路过渡过程的特点 短路过渡形式的电弧稳定，飞溅较小，成形良好，短路过渡形式的电弧稳定，飞溅较

7、小，成形良好，是目前薄板件和全位置焊接生产中常用焊接方式是目前薄板件和全位置焊接生产中常用焊接方式 。电弧：燃烧电弧：燃烧-熄弧熄弧-燃烧燃烧-熄弧熄弧熔滴：长大熔滴：长大-短路短路-长大长大-短路短路 174-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 1.短路过渡过程的特短路过渡过程的特点点焊接电流与电压波形焊接电流与电压波形ufitt2.短路过渡的稳定性短路过渡的稳定性短路过渡焊接过程稳定进行的程度短路过渡焊接过程稳定进行的程度 影响因素影响因素di/dt Im du/dt 194-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 3.影响短路过渡的因素影响短路过渡的因素电弧电压电弧电压 Uf=20V频率最快，熔

8、滴小，焊接过程稳定，频率最快，熔滴小，焊接过程稳定，焊缝波纹细小。焊缝波纹细小。 t2t1uft送丝速度送丝速度204-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 3.影响短路过渡的因素影响短路过渡的因素焊接回路电感焊接回路电感L1Ic喷射临界电流值喷射临界电流值 274-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 1.一个脉冲过渡多滴一个脉冲过渡多滴 条件条件电弧电弧电极电极熔滴熔滴概念概念是通过调节脉冲电流宽度和脉冲电流幅值来是通过调节脉冲电流宽度和脉冲电流幅值来改变焊接过程各阶段中电弧的能量，以实现改变焊接过程各阶段中电弧的能量，以实现对熔滴过渡的控制对熔滴过渡的控制 大脉冲电流、长脉冲时间大脉冲电流、长脉

9、冲时间 棒形棒形-跳弧跳弧-锥形锥形-棒形棒形 焊丝焊丝-笔尖笔尖-球形球形 长大长大-过渡射滴过渡射滴-射流射流-多滴多滴-长大长大 284-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 2.一个脉冲过渡一滴一个脉冲过渡一滴 条件条件电弧电弧电极电极熔滴熔滴各参数减小各参数减小棒形棒形-锥形锥形-棒形棒形 跳弧收缩跳弧收缩-半球半球 有形成笔尖趋向有形成笔尖趋向 长大长大-滴状过度滴状过度-长大脉冲后期、基值前期长大脉冲后期、基值前期 应用应用过程稳定，全位置焊接过程稳定，全位置焊接 294-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 一脉冲电流控制法3.几个脉冲过渡一滴几个脉冲过渡一滴 条件条件电弧电弧电极电极

10、熔滴熔滴与上参数进一步减小与上参数进一步减小与上相似与上相似与上相似与上相似与上相似与上相似 应用应用因熔滴过渡具有偶然性，可控性差，应用因熔滴过渡具有偶然性，可控性差，应用受到限制受到限制 304-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 二波形控制法二波形控制法概念概念通过特定的焊接设备、输出所需要的焊接通过特定的焊接设备、输出所需要的焊接电流、电压波形，以实现焊接过程稳定，电流、电压波形，以实现焊接过程稳定，降低飞溅及改善焊缝成形的目的降低飞溅及改善焊缝成形的目的 思想思想控制燃弧热量控制燃弧热量-焊缝成形焊缝成形限制短路电流峰值，上升速度，减少小限制短路电流峰值，上升速度，减少小桥爆断能量桥爆

11、断能量控制熔滴尺寸，防止非轴向过渡控制熔滴尺寸，防止非轴向过渡 应用应用CO2焊方法焊方法314-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 常用方法常用方法324-2 熔滴过渡与飞溅熔滴过渡与飞溅 三脉动送丝控制法三脉动送丝控制法概念概念通过特殊的送丝机构，使送丝速度产生周通过特殊的送丝机构，使送丝速度产生周期性变化来对熔滴进行控制期性变化来对熔滴进行控制 思想思想利用送丝速度变化产生的惯性力作用推动熔利用送丝速度变化产生的惯性力作用推动熔滴过渡滴过渡 应用应用颗粒、射流过渡颗粒、射流过渡MIG 、矩路过渡、矩路过渡-CO2 33本章总结本章总结焊丝熔化热源焊丝熔化热源主主要要内内容容回回忆忆电弧力及熔滴作