焊条电弧焊电弧基础知识讲稿

1、焊条电弧焊电弧基础知识讲稿引课： （5min）从焊接与粘接、机械连接的区别入手引入：焊接作为材料永久性连接方法的本质是实现了原子间结合。一、焊接过程的物理本质 （25min） 1意义：正确认识其本质，对于保证焊接质量，提高焊接水平和提高新的焊接方法具有重要的意义。 2连接方法分类：(1)粘接 (2)铆接 (3)机械连接(4)焊接讲解： 其物理本质都不同，并分析、比较其区别 讲述1粘接是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力，将同种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。胶粘剂及其粘接点必须能传递结构应力，在设计范围内不影响其结构的完整性及对环境的适用性。 铆接使用铆钉连接两件或两件以上的工件叫铆接，

2、铆接分冷铆和热铆。 通俗的讲铆接就是指两个厚度不大的板，通过在其部位上打洞，然后将铆钉放进去，用铆钉枪将铆钉铆死，而将两个板或物体连接在一起的方法 如 剪刀，钳子。角尺、三环锁上的铭牌、桥梁建筑 机械连接是以机械单位进行的连接，机械连接包括直螺纹连接、锥螺纹连接、套管冷挤压连接等几种情况引出： 3焊接的定义：焊接焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。 特点是使被焊接工件达到原子间的结合而形成永久性连接。提问并启发学生：那么怎样才能实现焊接过程呢？首先从理论上讲：两个工件表面距离（rA）只要达到

3、原子之间连接距离，就在接触表面上进行扩散，通过再结晶等物理化学过程，从而形成金属键达到焊接过程。再从实际上讲解：事实上在没有外加能量的情况下，要是两个分开的固体表面距离达到rA是不可能的，即使是过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处。更何况在一般金属表面上存在着油污和水分等吸附层。这些都会阻碍金属表面之间的紧密结合。导出：两种措施：加压加热可见：加压和加热都可实现金属之间连接，形成焊接接头，可分用也可并用。那么对每一金属实现焊接所必须的温度和压力之间存在一定关系。必须注意：尽管根据温度与压力配合实现焊接的途径很多，在实际上，对于金属来讲都是使两个被焊接材料之间（母材与焊缝）形成共同晶粒

4、。二、焊接电弧的物理基础知识目标：1.掌握焊接的物理本质，焊接电弧的物理基础；2.焊接电弧的定义；3.带电粒子的来源；能力目标：1.能用焊接电弧基础知识解释说明生产问题；2.掌握电弧中带点粒子来源形式，以提高稳定性；3.能正确选用与使用焊接劳保用品，并能进行个人安全防护。素质目标：1.学习中知识点的串联、合并、升华以及相关知识结构的逻辑思维能力；2.理论联系实际的能力和意识。重点：电弧的物理基础 解决方法：采用挂图、图片、动画、视频等形象生动的载体讲解。难点：带电粒子的来源：气体电离、阴极电子发射解决方法：通过在黑板上画出示意图，采用思维导图法，引导学生的逻辑思维，逐步演示、推导讲解。1.电弧

5、的定义 40min解读一：（电弧是一种强烈的、刺眼的光。）讲解 电弧或弧光是气体放电的一种形式。在正常状态下，气体具有良好的电气绝缘性能，但当在气体间隙的两端加上足够大的电场时，就可以引起电流通过气体，这种现象称为放电。 一种气体放电现象：形式，弧光放电：低弧压，大电流，自持放电电弧的本质 焊接电弧是在焊条与工件之间产生的强烈、持久又稳定的气体放电现象。焊接引弧时，焊条和工件瞬间接触形成短路，强大的电流产生强烈电阻热使接触点熔化甚至蒸发，当焊条提起时，在电场作用下，热的金属发射大量电子，电子碰撞气体使之电离，正、负离子和电子构成电弧。区别：正常气体不导电。解读二：带电粒子通过两电极之间气体空间

6、的一种导电过程。(1)电弧是一种导体；注意与金属导电机理的不同。(2)电弧是一种柔性导体；可以变形（粗、细、高、低变化）(3)电弧是一种能量形式；将弧焊电源输送的电能转化为热能和机械能。(4)电弧还是一种力源：表现为对熔池金属的搅拌作用。三、带电粒子的来源（电弧带电粒子的产生 ） （25min）1.气体电离 （物理基础）(1)定义 ：气体受到电场或热能的作用，就会使中性气体原子中的电子获得足够的能量，以克服原子核对它的引力而成为自自电子，同时中性的原子或分子由于失去了带负电荷的电子而变成带正电荷的正离子。这种使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程叫做气体电离（单位）电子伏 ev问题1：

7、中性气体分、原子的来源？（焊接方法不同，结果不同） 问题2：衡量气体电离难易程度的尺度？（电离电压）(2)电离的种类 重点讲解热电离和场致电离 热电离： 是弧柱区产生带电粒子的主要途径。 电场作用下的电离： 阴极区和阳极区的电场强度非常高，高达105107V/cm，气体电离以电场作用下的电离为主。 光电离：次要途径。2.阴极电子发射逸出功：使一个电子从金属表面飞出所需的能量称为逸出功。通常用逸出电压表示。见书2-3（有氧化物时逸出功比较低，所以电子容易从氧化膜出逸出，形成阴极斑点。 ）电子发射：电极表面受到外加能量的作用，使其内部的电子冲破电极表面的束缚飞到电弧空间的现象称为电子发射。阴极电子

8、发射种类热发射 电场发射 光发射 粒子碰撞发射实际焊接中往往是多种电子发射机构共同完成电子发射的任务。 3.其他物理过程(1)激励 (2)扩散 (3)复合 (4)负离子产生等。负离子的形成主要是由中性气体粒子（原子或分子）吸附一个电子形成的，负离子所带电量与电子相同，但是质量大，不能有效参与电弧导电过程。造成电弧不稳。不希望电弧中存在大量的负离子。内容小结： （5min）两个工件表面距离（rA）只要达到原子之间连接距离，就在接触表面上进行扩散，通过再结晶等物理化学过程，从而形成金属键达到焊接过程。焊接电弧是一种通过两电极之间气体空间的一种导电现象，电弧是一种热源，可以熔化焊接材料和母材；焊接电

9、弧更是一种力源，具有挺度和刚性，可以搅拌熔池，改善焊缝力学性能。焊接电弧带电粒子的来源方式主要有气体电离和阴极发射电子。课堂训练/答疑：1结合焊接实践生产过程，讲述焊接电弧的特性？2焊接电弧的职能分析？作业布置：完成教材P32思考与练习：一、二、三题。板书设计：一、焊接过程的物理本质（重点）首先从理论上讲：再从实际上讲解：二、焊接电弧的物理基础解读一：解读二：三、带电粒子的来源 （难点）气体电离阴极电子发射引课：结合实操课堂训练：答疑： 两个问题副板区：主板区： 焊接电弧（一）内容小结： 作业布置：电弧的主要特点 1、维持电弧放电的电压较低，一般为10-50V 。     2、电弧中的电流很大，可从几A到几千A。    3、具有很高的温度。弧柱中心温度可达5000-30000K，某些情况下可达50000K以上(等离子弧)，大大超过了金属的熔点，所以可以用来熔化金属，作为各种电弧焊方法的热源。 利用电弧将工作连接在一起的焊接方法，称为电弧焊，电弧焊是焊接方法中应用最为广泛的一种。据一些工业发达国家的统计，电弧焊在焊接生产总量中所