电弧焊熔化现象2-第7次

1、思考题思考题哪些微量元素对熔池现象造成影哪些微量元素对熔池现象造成影响？响？热效率高的焊接方法有哪些热效率高的焊接方法有哪些?从从提高热效率的角度，焊接方法和提高热效率的角度，焊接方法和工艺做了哪些改进和改变？工艺做了哪些改进和改变？电弧焊熔化现象电弧焊熔化现象 朱军 内容概述内容概述母材熔化特征和焊缝形状尺寸母材熔化特征和焊缝形状尺寸母材的熔化热和温度分布母材的熔化断面形状焊缝形状尺寸熔池金属的对流和对流驱动力液态金属的表面张力微量元素对表面张力的影响微量元素对熔池现象的影响焊接熔池表面张力流的研究等离子流及电磁对流对熔化现象影响焊接参数与工艺对焊缝成形的影响焊接工艺因素对焊缝尺寸的影响焊缝

2、成形缺陷及形成原因焊丝熔化与熔滴过渡焊丝熔化与熔滴过渡焊丝的熔化热焊丝的熔化热焊丝的熔化速度焊丝的熔化速度影响焊丝熔化速度的因素影响焊丝熔化速度的因素熔滴上的作用力熔滴上的作用力1.熔滴过渡形态的分类熔滴过渡形态的分类焊丝熔化与熔滴过渡熔化极电弧焊中的焊丝在作为电弧一极的同时亦因电弧热和电阻热电弧热和电阻热而产生熔化，熔化的部分作为熔滴过渡到熔池后与母材熔化金属混合共同形成焊缝金属。焊丝熔化的热量供给焊丝熔化的热量供给l电弧热 焊丝熔化所需要的热量大部分来自电弧对电极前端的加热。l电阻热 实际焊接中，在焊丝通电点(导电夹和焊丝的接触点）与电弧端点之间会有一些伸出部分，称之为干伸长干伸长，对电阻

3、率大的焊丝电阻率大的焊丝不能忽略流过干伸区的电流产生的电阻热。 铝焊丝和钢焊丝的电阻率哪个大？焊丝的熔化与熔化速度焊丝的熔化与熔化速度评价焊丝熔化特性的参数 l比熔化量：单位时间单位电流下的脱落金属量，称作焊丝的比熔化量MR单位mg(A.s) 比熔化量与电流无关比熔化量与电流无关 用于评价同一材料不同直径的焊丝的熔化特性用于评价同一材料不同直径的焊丝的熔化特性l焊丝熔化速度 焊接参数: 送丝速度 焊接过程稳定的前提下，焊接过程稳定的前提下，焊丝熔化速度比熔化量焊丝熔化速度比熔化量x电流电流干伸长与焊丝熔化速度的关系从干伸长与焊丝熔化速度的关系从直线曲线的原因？直线曲线的原因？熔化熔化预热预热注

4、意：注意：铝焊丝电阻产热的效果不显著，常忽略干伸长区的电流产生的电阻热 钢焊丝电阻产热的影响非常大，必须考虑熔化速度与电流关系熔化速度与电流关系不锈钢焊丝与不锈钢焊丝与铝焊丝铝焊丝正比 比熔化量定值不锈钢：非正比 ，比熔化量是变值铝焊丝铝焊丝：比熔化量与焊丝直径无关，几乎为定值比熔化量与焊丝直径无关，几乎为定值问题：问题：熔化速度与电流关系熔化速度与电流关系观察图形的不同：l图形中所对应的斜率是什么：l曲线（不锈钢焊丝）直线（铝焊丝）？ 不锈钢焊丝熔化速度与电流关系不锈钢焊丝熔化速度与电流关系干伸长对不锈钢焊丝熔化速度影响干伸长对不锈钢焊丝熔化速度影响干伸 长为omm的熔化速度曲线观察：干伸长

5、对不锈钢焊丝熔化观察：干伸长对不锈钢焊丝熔化速度影响速度影响l电阻产热的影响非常大，不锈钢焊丝的熔化特性不再呈直线，而是随电流值的增大，熔化特性的斜率增大，而且干伸长度越大斜率也越大，显示出电阻产热的影响l不锈钢焊丝干伸长与熔化速度的关系成比例l231中示出的干伸 长为omm的熔化速度曲线是把图232中的各直线延伸到干伸长等于omm时获得的数据，实际焊接中干伸长不可能得到omm，但验证了干伸长为时熔化特性呈直线这一点，即忽略电阻热的影响。图片对比小结：图片对比小结： 铝焊丝电阻产热的效果不显著直线 钢焊丝电阻产热的影响非常大曲线图23l示：不锈钢焊丝的熔化特性-这种情况下熔化特性不再呈直线，而

6、是随电流值的增大，熔化特性的斜率增大，而且干伸长度越大斜率也越大，显示出电阻产热的影响以实验结果为基础，考虑以实验结果为基础，考虑焊丝干伸长部分的电阻热效果，有如下实验式，有如下实验式焊丝熔化递度与焊丝干伸长呈线性关系，焊丝熔化递度与焊丝干伸长呈线性关系，其斜率因电流值及材质而异其斜率因电流值及材质而异焊丝熔化速度影响焊丝熔化速度的因素影响焊丝熔化速度的因素l以上讲述的是当材质一定时，焊丝熔化速度基本上是由电流焊丝直径干伸长决定。l但是焊丝极性、保护气种类、可见弧长、熔滴过渡形态等也有很大影响。下面讲述。影响焊丝熔化速度的因素影响焊丝熔化速度的因素焊丝极性和保护气混和比结论： MIG焊焊l焊丝

7、接正，熔化速度与混合气种类无关l焊丝接负，熔化量显著提高1.混合气的比例对熔化速度也有显著影响影响焊丝熔化速度的因素影响焊丝熔化速度的因素熔滴过渡形式（现象）l短路过渡（粗滴过渡） 颗粒过渡、l喷射过渡 射流过渡l脉冲焊接的熔滴过渡 从简单复杂从简单复杂 理论现象理论现象焊接基材：焊接基材： 铝铝 钢钢共性共性电阻热电阻热 电弧热共性电弧热共性 铝的电弧热焊丝熔化速度熔滴过渡铝的电弧热焊丝熔化速度熔滴过渡影响焊丝熔化速度的因素影响焊丝熔化速度的因素熔滴过渡形式结论结论：以喷射过渡和粗滴过渡临界点处的临界电流为分界线，熔化特性曲线的斜率发生变化。在熔滴呈细小颗粒的喷射过渡区，熔化特性曲线的倾斜率

8、较大，也就是比熔化量减小。原因原因：喷射过渡区中从焊丝前端脱落的熔滴其平均温度高于粗滴过渡区的熔滴平均温度，熔化同量的焊丝需要更多的热量输人。铝铝影响焊丝熔化速度的因素影响焊丝熔化速度的因素结论： 电流增加，焊丝送进速度增加 短路过渡亚射流过渡喷射过渡，功率增大，熔滴从加热不充分加热充分。 在亚射流区，比熔化量增大，由于弧长缩短，熔滴的平均温度降低。 滴状过渡喷射过渡，由于电流增加，温度增加，熔滴表面张力增加等熔化速度曲线比熔化量在弧长比熔化量在弧长8mm下发生变化下发生变化比熔化量随可见弧长的减小而增大的特性电弧的固有的自身控制特性：电弧的固有的自身控制特性：在焊丝送进速度发生变动时，焊丝比

9、熔化量随可见弧长的减小而增大的特性，使电弧自身具有保持弧长稳定的能力，因此把这种熔化特性称之为电弧固有的自身控制特性。电弧固有的自身控制特性。这种现象只在高纯度惰性气这种现象只在高纯度惰性气体保护体保护MIG焊中出现，特别焊中出现，特别是大电流下最为显著是大电流下最为显著焊接电流稳定，焊丝送进速度突然变快，可见弧长减小，焊丝的比熔化量增大，弧长又拉长，电弧自身具有保持弧长稳定的能力。熔滴上的作用力重力和表面张力的作用力重力和表面张力单位面积的表面张力单位面积的表面张力熔滴上的作用力电磁力的作用力电磁力l熔滴从焊丝端部脱落过渡的促进力l电弧空间产生的等离子气流的作用，对熔滴产生摩擦力，等离子气流

10、起因于电弧弧柱中的电磁压力之差也可以看作是电磁力的一部分。有一点必须指出，电弧力只有在焊接电流较大时才对熔滴过渡起主要作用，焊接电流较小时起主要作用的往往是重力和表面张力熔滴上的作用力电磁力的作用力电磁力导体内部电流的流动方向熔滴过渡形态的分类（熔滴过渡形态的分类（IIW）l自由过渡：熔滴通过电弧空间的过渡熔滴通过电弧空间的过渡l接触过渡：熔滴通过与熔池表面接触后出现的 过渡l渣壁过渡：熔滴沿着熔渣壳过渡 熔滴沿着药皮套筒壁过渡熔滴过渡形态的分类熔滴过渡形态的分类研究熔滴过渡，主要研究熔滴过渡，主要是针对哪些焊接方法，是针对哪些焊接方法，为什么？这些焊接方为什么？这些焊接方法的特点如何？法的特点如何？续上页续上页作业：作业：1. 在电弧中有哪几种主要作用力在电弧中有哪几种主要作用力?说明各种力对熔池说明各种力对熔池和熔滴过渡的影响。和熔滴过渡的影响。2. 什么是焊丝的熔化特性什么是焊丝的熔化特性?试分析影响焊丝熔化特性试分析影响焊丝熔化特性的主要因素。的主要因素。3.熔滴上