第二章焊丝的加热熔化及熔滴过渡土木.ppt

第二章 焊丝的加热熔化及熔滴过渡
在熔化极电弧焊过程中，焊丝金属在焊缝中占相当大的份额（约30~80%），所以焊丝熔化的快、慢、多、少以及熔滴过渡状态对电弧的稳定性、焊接质量及焊接生产率起重要作用；
第一节 焊丝的加热与熔化
1、焊丝的到的力？（画图说明）
2、熔滴过渡的主要形式及其特点：
熔滴过渡：熔焊时，在焊条（焊丝）端头形成熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程；
按照熔滴过渡的形态可将其分为：
自由过渡、接触过渡、渣壁过渡；
：熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头与熔池之间不发生直接的接触；
自由过渡又可分为：滴状（颗粒状）过渡、喷射过渡、爆炸过渡；
滴状过渡:熔滴直径≥焊丝直径，熔滴体积大，数量少；
根据熔滴的大小，又可分为大滴过渡和细颗粒过渡；
①大滴过渡：特点：熔滴直径>焊丝直径，熔滴体积大，数量少；
条件：高电压、小电流
A）大滴滴落过渡：如在Ar气介质中，由于E较小，所以弧根扩展，在熔滴下部分布是对称的，从而形成大滴滴落过渡；如图所示；
大滴滴过渡过程示意图
B）大滴排斥过渡：如在CO2介质中，由于CO2高温分解吸热，造成电弧收缩，从而使斑点压力增加，阻碍熔滴过渡，同时在此力的作用下，不但颗粒大，而且往往上扰，形成大滴排斥过渡，同时造成飞溅和电弧不稳；
大滴排斥过渡
②细颗粒过渡：
条件：高电压、当电流增大时（CO2焊）；
特点：熔滴较细（熔滴尺寸一般也大于熔滴的直径，过渡频率较高，电弧较稳定，飞溅少；如图所示；
细颗粒过渡
喷射过渡：
特点：熔滴直径小于焊丝直径，体积小，数量多；
它又包括喷滴型、射流型、旋转射流型；
①射流过渡：
射流过渡形成条件与过程：
条件：在Ar或富Ar的保护气氛中，直流反接，电流大于临界电流值；
从过程中来解释条件：如图P54图2－18；
Ⅰ当电流较小时，为大颗粒过渡，斑点在熔滴底部，如图a所示；
Ⅱ当电流增大，则斑点的尺寸增大，可以扩展到熔滴的上部，即a点，此时熔滴被拉成细颈，如图b所示，在细颈处具备了形成阳极斑点的条件，即b点，根据最小电压原理，电弧就跳到b点，形成c图；
跳弧现象：电弧的阳极斑点瞬时从熔滴的上部跳到缩颈根部的现象；
临界电流：发生跳弧现象的最小电流值，用
I临表示；
Ⅲ当第一个较大的熔滴脱落后，电弧呈现图d状态，即在焊丝端部呈“笔尖”形，在各种电弧力的作用下，尖端细小的熔滴不断的 快速进入熔池，从而形成射流过渡；
为什么在Ar或富Ar的保护气氛中，直流反接，电流大于临界电流值这三个条件下才会发生射流过渡？
，电弧容易扩展，容易产生跳弧现象。
：焊丝接电源正极，在焊丝端部产生阳极斑点，斑点压力小，容易产生跳弧现象。
：必要条件，电流大于临界电流值时，才产生跳弧现象。
C)射流过渡的特点：焊丝端部呈“笔尖”形，熔滴细小，过渡频率可达500次/秒，沿轴向过渡；如图所示：
射流过渡
②射滴型：熔滴的直径接近焊丝直径，沿轴向过渡，加速度大于重力加速度。如图所示：
③旋转射流：当电弧的电流很大，或焊丝伸长过长，会使熔滴液柱旋转，引起飞溅，成型不良；如图所示：
射滴型
旋转射流型
、接触过渡：熔滴与熔池接触后，才脱离焊丝端部的过渡形式：
：形成条件：低电压（弧长小）
　　　　因为电压小，所以弧长短，熔滴未来的及与焊丝脱离就与熔池短路接触，由于强烈的过热和磁收缩作用使熔滴破断，直接向熔池过渡的形式；如图所示；
短路过渡
A)短路过渡的过程：如图2-11所示：
短路液柱在Fr和Fσ作用下，很快形成短路小桥，然后拉断它，之后再引燃电弧；
所以短路过渡的过程为：
熔滴的形成和长大－短路－小桥破断－再引燃；
周而复始，频率可达50~100次／秒；
C)短路过渡过程中的热与力：
伴随着“燃弧－熄弧”的交替进行，电弧热也有一定的变化规律：
短路阶段（熄弧）－仅有电阻热（熔池温度下降，相当于冷却）；
燃弧阶段（燃弧）－主要是电弧热（熔池温度上升，相当于加热）；
所以：短路过渡是“加热－冷却”交替进行，周而复始；
为此，短路过渡适于薄板和全位置焊接；
D)短路过渡的电流与电压的波形图：如图2-29所示：
⑴为引燃的瞬间，所对应的I=Imax;
⑵为电弧燃烧，析出热量，形成熔滴，I↓;
⑶熔滴长大，电流进一步减小；
⑷随着熔滴的长大，电流减小，从而使V熔↓；所以有V熔＜V送，造成短路，此时I=Imin,电压急剧下降；
⑸I短↑→形成短路液柱；
⑹随着I短↑→电弧力↑→形成短