文档介绍：第一单元焊接基础知识
课题 1 焊接电弧
课题 2 焊接接头的组织和性能
课题 3 焊缝符号
课题 4 焊接检验
课题1 焊接电弧
焊条电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。
一、焊接电弧的概念
焊接时,将焊条与焊件接触后很快拉开,在焊条端部和焊件之间立即会产生明亮的电弧。电弧是一种气体放电现象。
电弧示意图
a) 电弧的产生 b) 原理
由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与焊件间的气体介质中所产生的强烈而持久的放电现象,称为焊接电弧。
1 . 气体电离
使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程称为气体电离。
使气体电离所需要的能量称为电离电位( 或电离功) 。
不同的气体或元素由于原子结构不同,其电离电位也不同。
在焊接时,使气体介质电离的方式主要有热电离、电场作用下的电离、光电离。
(1) 热电离
气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。温度越高,热电离作用越大。
(2) 电场作用下的电离
带电粒子在电场的作用下,各作定向高速运动,产生较大的动能,并不断与中性粒子相碰撞,不断地产生电离,两电极间的电压越高,电场作用越大,则电离作用越强烈。
(3) 光电离
中性粒子在光辐射的作用下产生的电离,称为光电离。
2. 阴极电子发射
阴极的金属表面连续地向外发射出电子的现象,称为阴极电子发射。
要使电子发射,必须施加一定的能量,使电子克服金属内部正电荷对它的静电引力。所加的能量越大,阴极产生电子发射作用就越强烈。电子从阴极表面逸出所需要的最低外加能量称为逸出功,单位是电子伏特(eV)。电子逸出功的大小与阴极的成分有关。
表列出了常见元素的电子逸出功。
焊接时,根据阴极吸收能量的方式不同,所产生的电子发射有以下几类:
(1) 热发射焊接时,阴极表面的温度很高,使阴极内部的电子热运动速度增加,当电子的动能大于其逸出功时,电子即冲出阴极表面而产生热电子发射。
(2) 电场发射当阴极表面外部空间存在强电场时,电子可获得足够的动能克服正电荷对它的静电引力,从阴极表面发射出来ꎮ两极间电压越高,则电场发射作用越大。
(3) 撞击发射高速运动的正离子撞击阴极表面时,将能量传递给阴极而产生电子发射的现象,称为撞击发射。电场强度越大,在电场中正离子运动速度越快,产生撞击发射的作用也越强烈。
二、焊接电弧的构造、电压及静特性
1 . 焊接电弧的构造
焊接电弧的构造可分为3个区域:
(1) 阴极区
(2) 阳极区
(3) 弧柱
焊接电弧的构造
2. 焊接电弧的电压
通常测出的焊接电弧电压就是阴极区、阳极区和弧柱区电压降之和。当弧长一定时,电弧电压的分布如图所示。
电弧电压可用公式表示:
焊接电弧各区域
的电压分布
3. 焊接电弧的静特性
在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下,电弧稳定燃烧时,焊接电流与电弧电压变化的关系称为电弧静特性。
表示它们关系的曲线叫作电弧的静特性曲线。
(1) 当电流较小(曲线ab段时的电流)时,电压随着电流的增加而降低,这是电弧的下降特性区。
(2) 在正常焊接状态时,电压不随电流变化,基本保持不变,这是电弧的平特性区。
(3) 当电流更大(曲线cd段的电流) 时,电压随电流的增加而升高,这是电弧的上升特性区。
焊接电弧的静特性