焊丝的熔化与熔滴过渡

2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 1 焊丝的加热与熔化
1，焊丝的加热与熔化特性－电弧热 • 当弧柱温度为6000K时，UT<1V, 当电流密度较大时，
UA≈0，因此，
PK =I (Uk -Uw )
PA =IU w
即阴极区与阳极区的产热量多少主要与UW和UK值有关。 焊丝接正极时产生的热量主要决定于材料溢出电压UW和 电流大小。当焊丝按负极时，其加热熔化情况则与(UK－ UW)值有关。
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• 2. 1 焊丝的加热与熔化
1，焊丝的加热与熔化特性－电阻热 • 焊丝干伸长Ls的电阻热为：
PR =I 2Rs
Rs =
Ls S
当焊丝材料为碳钢、不锈 钢和钛等电阻率较大的材 料时，电阻热的作用是明 显的，热丝TIG焊就是电 阻热的一大应用。
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• 2. 1 焊丝的加热与熔化
(反接)所产生的热量，弧柱区所产生的高温辐射热量对焊丝(条) 熔化居次要地位。 • 阴极区与阳极区的产热情况是不同的，热功率分别表示为:
PK =I (Uk -Uw -UT )
PA=I (U A+Uw +UT )
可知焊丝端部的产热量都与焊接电流成正比，它的比例常数等于式 中括号内的数值，将其称为焊丝熔化的等效电压并用Um表示。 Um 值的大小与极性、电极材料、工艺参数及气体介质等因素有关。
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• 2. 1 焊丝的加热与熔化
2，焊丝的熔化速度、熔化系数及其影响因素 • 焊丝(条)的熔化速度(vm)是以单位时间内焊丝熔化的长
度(m/h)或熔化的重量(g/h)来表示。
• 熔化系数(m)则是指单位时间内通过单位电流时所熔化
焊丝金属的重量(g/Ah)，又称之为比熔化速度。
时，自由过渡又可区分为滴状过渡、喷射过渡和爆炸过 渡等三种形式。
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 接触过渡：接触过渡是焊丝端部的熔滴通过与熔池表面 相接触而过渡到熔池中去。在熔化极气体保护焊时，这 种接触短路过渡后又重新引燃电弧的接触短路过渡形式
也称之为短路过渡。TIG焊时，焊丝作为填充金属，它 与工件之间不产生电弧，也有称为搭桥过渡的。
1，熔滴上的作用力 • 假如熔滴呈球形拉断后在焊丝上
不保留液体金属，那么
2 R = 4 r3g
3
r =3 3 R 2 gR
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
1，熔滴上的作用力 • 电磁力
Fcz
=I
2
ln
dD ds
Fcz
=I
2
ln
dG dD
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2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 短路过渡：
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 渣壁过渡：是指在涂科焊条手弧焊和埋弧焊时的熔滴过 波形式。使用涂料焊条焊接时，通常有四种过镀形式： 渣壁过渡、大颗粒过渡、细颗粒过渡和短路过渡。过渡 形式决定于涂料成分和药皮厚度、焊按工艺参数、电流 种类和极性等。
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 喷射过渡：采用氩气或富氩 气体保护焊时，熔滴以喷射 形式进行过渡。根据不同助 工艺条件，这类过渡又可分 为射滴、亚射流、射流等形 式。
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 1 焊丝的加热与熔化
2，焊丝的熔化速度、熔化系 数及其影响因素
• 焊接电流和电压的影响 随 着焊接电流的增加，电弧热 与焊丝的电阻热增多，焊丝 的熔化速度增快。焊丝越细， 斜率越大，说明焊丝的熔化 系数越大。
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• 2. 1 焊丝的加热与熔化
金属 Mg Zn Al Cu Fe Ti Mo W
10-3 650 770 900 1150 1220 1510 2250 2680 (Nm-1)
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
1，熔滴上的作用力 • 重力
W =mg= 4 r3g
3
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，焊丝的熔化速度、熔化系数及其影响因素
• 焊丝(条)端P受电弧热熔化并以滴状形式脱离焊丝过泼到 镕池中去，同时也带走一定的热量。
• 在稳定的焊接过程中，当弧长保持一定时，单位时间内 电弧提供给焊丝的热量应该等于脱离捍丝的熔墒金属所 带走的热量。为简便起见，一般常采用焊丝的熔化速度 和熔化系数来表示电弧所提供热量与熔化过渡的金属数 量多少的之间关系。
• 射流过渡：
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点 • 射流过渡：跳弧条件
U颈 E l2 -l1
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 射流过渡：临界电流
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 射流过渡：临界电流
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 短路过渡：是细焊丝(0.8-1.2mm)气体保护焊在采用小电 流和低电压规范时常见的一种熔滴过渡形式。特点是电 弧时而短路熄灭，时而引弧燃烧；焊丝端头熔滴则是时 而与熔池接触过渡，时而被电弧加热长大。
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• 2. 1 焊丝的加热与熔化
2，焊丝的熔化速度、熔化系数及其影响因素 • 熔滴过渡形式
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
1，熔滴上的作用力 • 表面张力
F =2 R
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
1，熔滴上的作用力 • 表面张力
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
3，焊丝的熔覆系数和飞溅 • 熔敷效率和熔敷系数
熔敷系数y，是指单位时间、单位焊接电统内所熔敷到
焊继上的焊丝金属质量。
损失系数：
s
=

m - m
y
100%
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
3，焊丝的熔覆系数和飞溅
• 飞溅：
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
3，焊丝的熔覆系数和飞溅
• 熔敷效率和熔敷系数
• 电弧焊接过程中，焊丝(条)悠比过渡到焊缝中的金员 重量与使用撑烽丝(条)重量之比称为熔敷效率。用焊条 焊接时，是按焊芯质量来计算。一般情况下熔敷效率可 达90％左右，熔化极员弧焊及埋弧自动焊的熔敷效串要 更高一些。CO2焊和手弧焊有时其熔敷效率只能达到80 ％左右，就是说约有l 0％－20％的焊丝金屑被飞溅、氧 化和蒸发掉。
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 渣壁过渡：渣壁过渡常常出现于埋弧焊和手弧焊的情况。 熔滴是通过熔渣的空腔壁上或沿药皮套筒过渡到熔池中 去。
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，滴过渡的主要形式和特点
• 滴状过渡：一般出现在电流较小和 电弧电压较高的情况。由于弧长较 长，熔滴不易与熔池接触短路；又 因电流较小，熔滴与焊丝之间产生 的电磁力难于形成缩颈，弧根面积 小又使得斑点压力阻碍镕滴过渡。 随着焊丝熔化，熔滴逐渐长大，最 后熔滴本身重力克服表面张力而形 成大滴滴状过渡。
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 脉冲电流控制法
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 波形控制法
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 脉动送丝法
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
1，熔滴上的作用力
• 电磁力
当dG<dD时，形成的合力向上， 构成斑点力的一部分，阻碍 熔滴过渡。 dG>dD时, 形成的 合力向下，会促进熔滴过渡。
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 自由过渡：熔滴脱离焊丝端部后，经过电弧空间自由运 动一段距离后而落入熔他的过渡形式。当焊接条件不同
2，焊丝的熔化速度、熔化系数及其影响因素 • 焊接电流和电压的影响
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 1 焊丝的加热与熔化
2，焊丝的熔化速度、熔化系数及其影响因素 • 电流极性、焊丝表面状态
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• 2. 1 焊丝的加热与熔化
2，焊丝的熔化速度、熔化系数及其影响因素 • 保护气体
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 脉冲电流控制法
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• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 脉冲电流控制法
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 脉冲电流控制法
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 1 焊丝的加热与熔化
1，焊丝的加热与熔化特性 • 用于加热焊丝的总功率为：
Pm =I (Um +IRs )
Um为等效电压
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• 2. 1 焊丝的加热与熔化
1，焊丝的加热与熔化特性－电弧热 • 熔化极电弧焊时焊丝(条)的熔化主要是靠阴极区(正接)或阳极区