电弧焊焊接方法与设备使用.ppt

焊接方法与设备使用
焊接教研室 王立跃
国家重点培育院校
焊接技术及自动化专业
精品课程
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任务1
焊接方法与设备的基础知识
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一、焊接电弧的物理基础
（一）电弧及其电场强度分布
电弧:一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。
电弧的实质：气体放电（导电）
气体导电必须具备两个条件：
① 两电极之间有带电粒子；
② 两电极之间有电场。
带电粒子在电场作用下运动形成电流，从而使两电极之间的气体空间成为导体，也就形成了电弧。
电弧的特点：低电压、大电流、高温度、可移动等
第一节 焊接电弧
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沿电弧长度方向，电场强度分布不均匀！
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获得电弧的途径：气体电离+电子发射
（二）电弧中带电粒子的产生
1、电离的种类：
热电离　场致电离　光电离
　　　电离能及其与引弧的关系
2、（阴极）电子发射
　 热发射　场致发射　光发射　粒子碰撞发射
　　　逸出功及其与引弧的关系
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（三）带电粒子的消失
带电粒子通过扩散、复合和电子结合成负离子等的过程消失。
电弧稳定“燃烧”时，带电粒子的产生和消失处于动平衡状态。
负离子的存在对电弧稳定性的影响。
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二、焊接电弧的导电特性
参与电荷运动并形成电流的带电粒子在电弧中产生、运动和消失的过程。
（一）区域组成
由阴极区、阳极区、弧柱区三部分组成。
Ua
Uc
Uk
阳极区
阴极区
弧柱区
-
+
10-510-6cm
10-210-4cm
1、阴极区：长度极短、电压较大、E（电场强度）极高
2、阳极区：长度也极短、电压较大、E极高
3、弧柱区长度基本上等于电弧长度，E较小
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（二）弧柱区的导电特性
IA+
Ie
I
1、带电粒子的产生
（1）电离：热电离 光电离 场电离
（2）阴极区注入的电子
（3）阳极区注入的正离子
2、带电离子的运动
A+冲向阴极→正离子流IA+
e冲向阳极→电子流Ie
I =IA+ + Ie
其中：IA+ = %I
Ie = %I（Me》MA+）
3、特点：
（1）电中性；
（2）E小、Uc小
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（三）阴极区的导电特性
1、阴极区在导电过程中的作用
2、热发射型
（1）产生弧柱区导电所需要电子流 Ie=
（2）接收弧柱区来的正离子流IA+=
（1）产生条件：W、C阴极，且电流很大
（2）带电粒子的产生方式：热发射
热阴极：弧柱导电所需要的电子可完全由热发射来产生的阴极。
冷阴极：热发射能力不足的阴极。
热阴极材料：熔点高的材料。 冷阴极材料：熔点低的材料。
（3）特点：阴极压降很小
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3、电场发射型
（1） 条件：、C阴极、且I较小
、Fe、Cu作阴极
（2） 带电离子产生方式




（3）特点：
—正电性区—阴极区


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