直流电焊机正接和反接的意图

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直流电焊机工作原理

直流电焊机工作原理

直流电焊机工作原理

直流电焊机的工作原理是利用直流电流产生弧焊热能,将两个金属材料连接在一起。具体的工作原理如下:

1.电源:直流电焊机的电源通常为交流电源,通过一个整流器

将交流电转换成直流电。直流电流对于电焊来说更为稳定和易于控制。

2.电流调节:直流电焊机可以通过电流调节装置来控制输出电

流的大小。这通常是通过调整电位器或选择不同的焊接程序来实现的。

3.焊接电极:焊接电极是连接到电焊机电源的部件。焊接电极

的一端是固定在电焊机上的,另一端则是用于接触焊接材料的,并产生电弧。

4.电弧产生:当焊接电极与焊接材料接触时,电流通过两者之

间的接触点,产生高热的电弧。这个电弧产生的高温能够将焊接材料的表面融化,并使其与焊接材料接触点熔化。

5.焊缝形成:通过控制焊接电流的大小和持续时间,焊工能够

将两个金属材料的熔化点之间的区域逐渐融化,并形成一个焊接缝。

6.焊接保护:在焊接过程中,常常需要保护焊接材料和焊缝免

受氧气和其他不良环境因素的影响。这通常通过在焊接区域周围产生一个保护气体的方式来实现。

总之,直流电焊机利用直流电流和电弧产生高温能够将焊接材料熔化,并通过调节电流和电弧的特性来实现焊接材料的连接。

材料成型

材料成型

一、名词解释铸造:将液态金属浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中冷却后获得铸件的方法。热应力:在凝固冷却过程中,不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。收缩:铸件的液态、凝固态和固态的冷却过程中所发生的体积缩小的现象,合金的收缩一般用体收缩率和线收缩率表示。金属型铸造:用重力浇注将熔融金属注入金属铸型而获得铸件的方法。流动性:熔融金属的流动能力,近于金属本身的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关,是熔融金属本身固有的性质。粉末冶金:是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。摩擦焊:利用焊件表面相互摩擦所产生的热,使端面达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种压焊方法 。碳当量:是指钢铁中各种合金元素(包括碳)的含量,按其作用换算成碳的相对含量 Wce<0.4%钢的淬硬和冷冽倾向不大,焊接性良好。Wce=0.4%-0.6%,钢的淬硬和冷冽倾向逐渐增大,焊接性较差,Wce>0.6%钢的淬硬和冷冽倾向严重,焊接性很差。缩孔:液态金属充满铸型后,逐渐在凝固过程中由于补缩不良而产生的孔洞; 缩松:铸件断面上出现的分散而细小的缩孔,主要分布在铸体中心轴线处、厚大部位或缩孔下方,分为宏观缩松和显微缩松。显微缩松难以完全避免,对于一般铸件通常不作缺陷对待,但是对于气密性、力学性能、物理性能或化学性能要求很高的铸件,则必须设法防止或减少。焊接热影响区:是指在电弧热的作用下,焊缝两侧处于固态的母材发生组织或性能变化的区域。分为融合区、过热区、正火区、部分相变区和再结晶区。加工硬化:在金属的冷加工(塑性变形)过程中,金属的强度,硬度升高,塑性和韧性下降的现象。二、填空题1、手工造型的主要特点是:适应性强、设备简单、生产准备时间短、成本低,在成批和大量生产中采用机械造型。2、常用的特种铸造方法有:熔模铸造、金属造型铸造、压力铸造、低压铸造和离心铸造。3、铸件的凝固方式是按凝固区域宽度大小来划分的,有逐层凝固、中间凝固和糊状凝固、三种凝固方式。纯金属和共晶成分的合金是按逐层方式凝固。4、铸造合金性能差的原因主要是(熔点高、流动性差)和(收缩大)。5、铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段,其中(液态收缩和凝固收缩)是铸件生产收缩孔和缩松的根本原因,而(固态)收缩时铸件产生变形、裂纹的根本原因。6、影响合金流动性的内因有(液态合金的化学成本)

第二章 焊接方法——手工电弧焊

第二章 焊接方法——手工电弧焊

Ⅴ焊过慢
热影响区大,晶粒粗化,力学性能下降, 薄板易烧穿,变形大,生产率下降。
选择原则 应根据板厚、焊条直径、焊接电流、坡口形式、 焊缝位置及母材熔化情况等由焊工自行掌握。
一般在保证焊缝质量的基础上,采用较大的焊条直径 和焊接电流,还应适当加大焊接速度,以提高生产效率。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 5、焊接速度
3)焊接电缆线长度一般不宜超过20~30m,确
实需要加长时,可将焊接电缆线分为两节导线, 连接焊钳的一节用细电缆,另一节按长度及使 用的焊接电流选择粗一点的电缆,两节之间用 电缆快速接头连接。
3、面罩、滤光玻璃
手持式 面罩
面罩是为防止焊接时的飞溅、弧 光及其他辐射对焊工面部及颈部损伤 的一种遮盖工具,面罩有两种形式: 头盔式(戴在头顶上工作)和手持式
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
焊接时流经焊接回路的电流称为焊接电流。它直接影响 焊接质量和焊接生产力率。
选择焊接电流的总原则是在保证焊接质量的前提下,尽 量选用较大的焊接电流,以提高生产率。但要避免以下情况:
1、易形成深窄焊缝

接 2、易造成咬边和烧穿的现象
电 流
3、热影响区晶粒粗大,接头韧性下降 咬边
紧,以防过热或烧损。 3)弧焊电源接入电网后或进行焊接时,不得随意移动或打开机壳的顶盖。 4)空载运转时,首先听其声音是否正常,在检查冷却风扇是否正常鼓风,

焊接基本知识

焊接基本知识

碱性焊条 ●药皮中主要含有CaCO3、CaF2等碱性氧化物,并含有较多铁合 金作为脱氧剂和渗合金剂,使焊条有足够的脱氧能力。
●碱性渣流动性好,在冷却过程中渣的粘度增加很快(短渣),焊 缝金属中含氢量低,也叫“低氢焊条”。 ●抗裂性好,焊缝金属力学性能尤其是冲击韧性较高。
●缺点是对锈、油污、水分等较敏感,容易产生气孔缺陷;电弧稳 定性差,一般只适用于直流电。 ●多用于焊接重要结构,高压锅炉和容器、压力管道焊接中常用。 ●典型牌号为J507(E5015)。
c、硅整流式直流电焊机:将工频交流电整流变为直流电的焊条电弧焊设备。 与旋转式直流电焊机相比,具有噪声小、效率高、用料少,成本低等优点。近些 年来,这种电焊机正逐步替代了旋转式直流电焊机。
直流电源的特点是电弧燃烧稳定。直流电源分为正接、反接两种接法。正接 是指工件接正极、焊条接负极;否则就是反接。在焊接承压类特种设备受压部件 等重要结构时,常选用低氢型焊条以保证质量,这种焊条一般都要求采用直流反 接电源。
钨极(接负)
工件(接正)
钨极氩弧焊优点: ◆适合于各种钢材焊接,明弧,全位置,焊缝成形致密,美观; ◆缺点是氩气成本高,控制系统复杂,只能焊薄壁工件; 4)熔化极气体保护焊(GMAW)(以二氧化碳气保焊为例)பைடு நூலகம்
以焊丝作为熔化电极,靠焊丝和工件之间的电弧热熔化焊丝和部分工件实现焊接。 特点: ◆成本低,接头质量好,生产率高,操作性能好等; ◆飞溅大,焊接烟雾大,弧光强; ◆二氧化碳为氧化性气体,一般只用来焊接碳钢、低合金钢。

学习任务二:前纵梁焊接

学习任务二:前纵梁焊接
BX3-300型交流弧焊机 BX3-300型结构示意图
学习任务二:前纵梁的焊接
常用的交流电焊机型号有:BX3~300、BX1~330、BX1~400、BX3~500等。型号 BX3~300的含义如下: B X 3 300
额定电流的安培数 系列品种序号:3-动线圈式(1-动铁芯式) 下降特性电源 弧焊变压器
学习任务二:前纵梁的焊接
b.具有焊接电流的可调节性。 为了焊料和板厚的焊接要求,焊接电流能从几十安培到几百安培,任意调节所需的电 流值。电流的调节一般分为两级: 一级是断电粗调,常用改变输出线头的接法来改变内部线圈的圈数来实现电流大小的 调节; 另一级是空载细调,常用改变电焊机内“可动铁芯”(动铁芯式)或“可动线圈” (动圈式)的位置来达到所需电流值,细调节的操作是通过旋转手柄来实现的,当手 柄逆时针旋转时电流值增大,手柄顺时针旋转时电流减小。粗调与细调的范围可查阅 标牌上的说明。
学习任务二:前纵梁的焊接
②电极接法 直流电焊机电弧有固定的极性,两极的热量高低不相同:阳极电弧热量 约占42%;阴极为38%;弧柱为20%。因此,在使用直流电焊机时,有 两种接法: a.正接法。焊件接电焊机的正极(阳极);电焊条接电焊机的负极(阴 极)。称为正接法。正接法适用厚板焊件,电弧热量主要集中在焊件 (阳极)上,有利于加快焊件熔化,保证足够的熔深。 b.反接法。焊件接负极(阴极),电焊条接正极(阳极),称为反接法。 对堆焊、铸铁、高碳钢、有色金属以及薄板件等,或使用碱性焊条时, 均采用直流反接法,以避免烧穿焊件。

直流焊机工作原理

直流焊机工作原理

直流焊机工作原理

直流焊机是一种常见的焊接设备,它通过将交流电转换为直流电来实现焊接金属的目的。直流焊机的工作原理主要包括电源、整流器、电极和工件四个部分。

首先,电源是直流焊机的核心组成部分,它提供了所需的电能。通常情况下,直流焊机采用交流电作为电源,然后通过整流器将交流电转换为直流电。整流器的作用是将交流电中的正负半周进行整流,使得输出的电流变成单向的直流电。这样就为后续的焊接工作提供了稳定的电源。

其次,电极是直流焊机中起到导电、传热和熔化焊接材料的作用。电极一端连接电源的正极,另一端与工件接触,通过电流在电极和工件之间产生电弧,从而产生高温,使得工件表面熔化并与电极熔融,实现焊接的目的。在焊接过程中,电极材料也会随着电弧的熔化逐渐补充到工件表面,从而形成焊接接头。

最后,工件是需要焊接的金属材料,它通过与电极产生的电弧热量来实现熔化并与电极熔融,形成焊接接头。在直流焊机的工作过程中,工件的种类、厚度和形状都会对焊接效果产生影响,需要根据具体情况进行调整。

总的来说,直流焊机通过电源提供电能,整流器将交流电转换为直流电,电极产生电弧并与工件熔化焊接,从而实现金属材料的焊接。这种工作原理在实际应用中被广泛使用,可以实现对各种金属材料的焊接,具有较高的稳定性和可靠性。

通过以上对直流焊机工作原理的介绍,相信您对直流焊机的工作原理有了更深入的了解。在实际使用中,需要注意安全操作,合理调整焊接参数,以确保焊接质量和效果。希望本文能够对您有所帮助,谢谢阅读!

电焊工培训学习资料

电焊工培训学习资料

电气焊作业过程中的安全生产包括两个方面的内容:一是要预防工伤事故的发生,即预防触电、灼伤、火灾、爆炸、金属飞溅和机械伤害等事故;二是要预防职业病的危害,防尘、防毒、防射线和噪声等。

(1)弧焊设备的外壳必须接零或者接地,且接线必须牢靠。

(2)弧焊设备的初始接线、修理和检查必须由专人负责进行,焊工不可私自进行。

(3)操作控制电源开关时,应戴好干燥的皮手套,面部不要对着开关

(4)焊钳应有可靠的绝缘,中断工作时,焊钳要放在安全的地方,防止焊钳与焊件之间产生短路而烧毁弧焊机。

(5)焊工的工作服、手套、绝缘鞋应保持干燥。

(6)在容器内或者狭小的工作场所焊接时,须两人轮换操作,其中一人留守在外面监护,以防发生意外时,即将切断电源。

(7)在潮湿的地点工作时,应用干燥的木板或者橡胶片等绝缘物作垫板。

(8)在光线暗淡的地点作业时,使用照明灯的电压应不大于 36V。

(9)更换焊条时,不仅应带好手套,而且应避免身体与焊件接触。

(10)焊接电缆必须有良好的绝缘,不可将电缆放在焊接电弧的附近或者炽热的焊件金属上,以避免高温而烧坏电缆,同时要注意避免电缆的碰撞磨损。一旦电缆有破损应立即更换。

(11)遇有触电者时,应迅速切断电源,实施救护。

(1)焊工在施焊时必须穿好工作服,戴好电焊用手套和脚盖。绝对不允许卷起袖口,穿短袖以及敞开衣服等进行电焊作业,以防电焊飞溅物灼伤皮肤。

(2)电焊工在施焊过程中更换焊条时,严禁乱扔焊条头,以免灼伤别人和引起火灾事故。

(3)为防止发生电弧灼伤,合闸时应将焊钳挂起来或者放在绝缘板上,拉闸时必须先住手焊接工作。

ZX7-160 200 250 315 400 500逆变直流弧焊机使用说明书

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安全须知!

重要提示:

1焊割过程中,不能切换功能转换开关,以免损坏机器。

2进行切割前,必须先拔掉与电焊钳连接的快速插头,确保焊钳与主机断开,以防触电。

3使用该设备需加装漏电安全保护开关!

4使用国家安全监察部门认可的焊接劳动保护用品!

5操作者必须是持有效的《金属焊接(气割)作业》操作证的特种作业人员!

触电-会导致严重伤害!

6按照应用标准,安装好接地装置。

7在皮肤裸露、戴有湿手套或穿着湿衣服时,禁止接触带电部件或电焊条。

8确保您和地面及工件间是绝缘状态。

9确认您的工位是安全状态。

烟气-会有害健康!

10让头部保持在烟气之外。

11在弧焊时,使用通风或抽气装置,避免吸入烟气。

弧光辐射-会损害您的眼睛,灼伤皮肤!

使用合适的焊接面罩和滤光镜,穿上防护服,以保护您的眼睛和身体。12用适合的面罩或帘保护旁观者免受伤害。

火灾-焊接火花可能会导致火灾,确认焊接工位附近无易燃物,请注意安全防火。

噪音-过度的噪音对人的听力有害

13保护您的耳朵,使用耳朵防护罩或戴上其他听力保护物。

14警告旁观者,噪音会对其听觉造成潜在伤害。

故障-遇到困难时,寻求专业人士的帮助。

15如您在安装和操作时遇到困难,请按本手册的有关内容进行排查。

直流弧焊机简介

该焊机是采用先进的逆变技术制造的。逆变电源是采用大功率器件V-MOS场效应管,将50/60HZ的工作频率转换为高频(如100KHZ 以上),再降压整流,通过脉宽调制技术(PWM)输出大功率直流源,主变压器的重量,体积大幅度下降,效率提高30%以上。引弧系统采用高频振荡原理。其特点:稳定、可靠、轻便、节能、无电磁噪音。手弧焊机系列的特点是:高效、节能、轻便、且具有良好的动特性,电弧稳定,溶池容易控制。较高的空载电压和较好的能量推力补偿。用途广泛,可用于高空作业,野外作业,室内外装修等,与国内同类产品相比具有体积小,重量轻、安装简便,操作容易等特点。

焊接方法

焊接方法

焊接方法分类

一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。

1、熔化焊

熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。

2、压焊

压焊是通过对焊件施加压力(加热或不加热)来完成焊接的方法。它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、高频焊和电阻焊等。

3、钎焊

钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。它包括硬钎焊、软钎焊等。

焊条电弧焊

一、焊接电弧

电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。

1.电弧的形成

(1)焊条与工件接触短路

短路时,电流密集的个别接触点被电阻热Q=I2Rt所加热,极小的气隙的电场强度很高。

结果:①少量电子逸出。②个别接触点被加热、熔化,甚至蒸发、汽化。③出现很多低电离电位的金属蒸汽。

(2)提起焊条保持恰当距离

在热激发和强电场作用下,负极发射电子并作高速定向运动,撞击中性分子和原子使之激发或电离。

结果:气隙间的气体迅速电离,在撞击、激发和正负带电粒子复合中,其能量转换,发出光和热。

2.电弧的构造与温度分布

电弧由三部分构成,即阴极区(一般为焊条端面的白亮斑点)、阳极区(工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区)和弧柱区(为两电极间空气隙)。

3、电弧稳定燃烧的条件

(1)应有符合焊接电弧电特性要求的电源

a)当电流过小时,气隙间气体电离不充分,电弧电阻大,要求较高的电弧电压,方能维持必需的电离程度。

焊接的分类

焊接的分类

一、焊条电弧焊(一)、焊接电弧电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。1.电弧的形成(1)焊条与工件接触短路短路时,电流密集的个别接触点被电阻热Q=I2Rt所加热,极小的气隙的电场强度很高。结果:①少量电子逸出。②个别接触点被加热、熔化,甚至蒸发、汽化。③出现很多低电离电位的金属蒸汽。(2)提起焊条保持恰当距离在热激发和强电场作用下,负极发射电子并作高速定向运动,撞击中性分子和原子使之激发或电离。结果:气隙间的气体迅速电离,在撞击、激发和正负带电粒子复合中,其能量转换,发出光和热。2.电弧的构造与温度分布电弧由三部分构成,即阴极区(一般为焊条端面的白亮斑点)、阳极区(工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区)和弧柱区(为两电极间空气隙)。3、电弧稳定燃烧的条件(1)应有符合焊接电弧电特性要求的电源a)当电流过小时,气隙间气体电离不充分,电弧电阻大,要求较高的电弧电压,方能维持必需的电离程度。b)随着电流增大,气体电离程度增加,导电能力增加,电弧电阻减小,电弧电压降低。但当降低到一定程度后,为了维持必要的电场强度,保证电子的发射与带电粒子的运动能量,电压须不随电流增大而变化。(2)做好清理工作,选用合适药皮的焊条。(3)防止偏吹。(4)电极的极性在焊接中,采用直流电焊机时,有正接和反接两种方法。而大量使用的是交流电弧焊设备,电极的极性频繁交变,不存在极性问题,1)正接——焊件接电源正极,焊条接负极。一般焊接作业均采用正接法。2)反接——焊件接电源负极,焊条接正极。一般焊接薄板时,为了防止烧穿,采用反接法进行焊接作业。(二)、焊条电弧焊的焊接过程1.焊接过程2.焊条电弧焊加热特点(1)加热温度高,而且使局部加热。焊缝附近金属受热极不均匀,可能造成工件变形、产生残余应力以及组织转变与性能变化的不均匀。(2)加热速度快(1500度/秒),温度分布不均匀,可能出现在热处理中不应出现的组织和缺陷。(3)热源是移动的,加热和冷却的区域不断变化。(三)、电弧焊的冶金特点(1)反应区温度高,使合金元素强烈蒸发和氧化烧损。(2)金属熔池体积小,处于液态的时间很短,导致化学成分均匀,气体和杂质来不及浮出而易产生气孔和夹渣等缺陷。

直流焊机正接与反接的区别

直流焊机正接与反接的区别

正接:直流正接即工件接正极、焊条接负极,此时工件温度高、熔深较深,熔滴斑点压力大,造成飞溅较大,电弧不稳,成形较差,夹渣及氢脆增加,故较少采用。

反接:直流反接即工件接负极、焊条接正极,电弧稳定,飞溅少,成形美观,焊缝力学性能好,故多采用。

13 常用的焊接方法

13 常用的焊接方法
焊条只适用于向下立焊;第三位和第四位数字组合表示焊 接电源种类及药皮类型,如“03”为钛钙型药皮,适于交 流或直流正、反接电源,“15”为低氢钠型药皮,适于直 流反接电源,“22”为氧化铁型交流或直流正接
碳钢焊条型号中第三、四位数字的含义举例
焊条型号 E4300 E E4303 E4310 E4311 E4312 E4313 E4315 E4316 各种位置 (平、立、横、仰) 第三位数字代 表焊接位置 第三和第四位数字组合代表的 药皮类型 特殊型 钛铁矿型 钛钙型 高纤维素钠型 高纤维素钾型 高钛钠型 高钛钾型 直流反接 交流或直流反接 交流或直流正接 交流或直流正、反接 交流或直流正、反接 焊接电流种类
④ 焊剂回收输送设备
• 自动回收并输送焊接过程中的焊剂
⑸ 焊接工艺规范 ①焊接电流 ⅰ熔深与焊接电流 • 焊缝熔深H几乎与焊接电流I成正比 H=Km· I 式中: Km—系数,mm/A
ⅱ焊接电流的影响 • 随着焊接电流增加,熔深增加,余高加大,熔宽几乎不变
② 电弧电压
• 焊接电压增大,焊接电弧长度增加, 焊缝宽度显著增大; 熔深和余高稍减小
熔渣并放出气体
• 焊条向前移动,焊条和焊件继续熔化形成新的熔池
• 原先的熔池逐步冷却结晶形成焊缝,熔池表面的熔渣凝固
形成渣壳
②特点
• 简便灵活,适应性强
• 室内、外,长、短焊缝,各种焊接位置 • 对焊工的操作技术要求较高,劳动条件差,生产率低 • 焊件厚度一般在1.5mm以上,1mm以下不适用 • 适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、低温用钢、铜 及铜合金等金属材材的焊接,以及铸铁补焊和各种金属材

逆变直流电焊机的工作原理

逆变直流电焊机的工作原理

逆变直流电焊机的工作原理

首先是整流的过程。电焊过程中使用的电源通常是交流电(AC),所

以首先需要将交流电转换为直流电。整流是一个将交流电转变为直流电的

过程。通过整流电路,交流电的正半周期和负半周期被分别改变为脉冲的

正半周和负半周。整流还可以过滤电源中的高频扰动,使输出电流更加稳定。

接下来是逆变的过程。逆变是将直流电转换为高频交流电的过程。逆

变电路通过将直流电转换为高频脉冲,然后通过输入变压器来升压。逆变

的过程中,频率会增加到几十千赫兹以上。逆变使得焊接电流可以达到数

百安培或以上,并且可以控制电弧的稳定性和强度。

最后是输出的过程。逆变直流电焊机的输出是通过轮换电流

(rotating current)实现的。输出电流将高频脉冲电流转换为周期性变

化的电流,这个周期性变化的电流可以在金属焊接接头之间产生电弧。输

出电流的强度和频率可以通过焊接机上的调节器进行控制,以适应不同材

料和焊接需求。

逆变直流电焊机的主要特点是高效率、高风险、高电弧稳定性和质量

良好的焊接。逆变直流电焊机的高频脉冲可以提供更细小、更稳定的电焊

热源,从而在焊接过程中减少热影响区域。逆变直流电焊机还具有能耗低、体积小、重量轻、便于移动和操作简便等优点。

总之,逆变直流电焊机通过整流、逆变和输出三个步骤将交流电转化

为直流电,并通过高频脉冲和调节器来控制输出电流的强度和频率。这种

电焊机具有高效率、高风险、高电弧稳定性和质量良好的焊接特性。逆变

直流电焊机在现代焊接领域中广泛应用,成为许多焊接工艺的首选设备。

焊接直流正接与反接的研究

焊接直流正接与反接的研究

直流正接和直流反接的研究

一、焊接电弧的导电机构

1、阴极区的导电机构

阴极区的总电流是由电子流和正离子流共同组成的。其中电子流主要由来阴极发射,正离子来自弧柱区和阴极区自身气体的电离。电子流占总电流的比率取决于电极材料的种类、电流大小、气体介质等工作条件。一般情况下,阴极区电子流占总电流的比率为60%~80%。但是电弧种类不同时,该比率相差很大,有时可超过97.5%,有时可以认为小到接近于零。阴极区的导电机构有以下两类:

①热发射型

当采用W、C等热阴极材料作为阴极,而且流过大电流时,能发生热发射导电。在这种情况下,阴极区可以达到很高的温度,因此可以产生很强烈的电子热发射。如果电流足够大,阴极通过热发射就能够提供弧柱区所需要的电子流比率。阴极表面以为的区域将于弧柱区没有区别,其电流组成于弧柱区的相同(电子流比率约占99.9%),其空间电荷总和为零,对外呈中性。阴极表面导电区的电流密度也与弧柱区的相近(约为103A/cm2),此导电机构在阴极表面不形成阴极斑点,阴极区的电压降很小,甚至为零。在大电流钨极氩弧焊时这种导电机构占主要地位。

②场致发射型

当采用Cu、Fe、Al等冷阴极材料作为阴极,或采用W、C等热阴极型材料作为阴极但电流比较小的时,将主要发生场致发射型导电。冷阴极型电极受材料沸点的限制,其表面的温度不能升得很高,因此阴极表面不可能产生强烈的电子热发射。由于最初电子供应不足,使得靠近阴极的区域正负电荷处于非平衡状态,正离子过剩并造成堆积,形成正的空间电荷,因而在阴极表面的前面形成局部较高的电场。只要阴极不能发出足够的电子数量,正离子将继续堆积,电场强度将继续增加。当电场强度足够大时,就会使阴极表面的电子冲破束缚发射出来,即产生场致发射。而且从阴极发射出来的电子在此较强的电场强度作用下被强烈加速,向弧柱区方向运动。当其动能大于气体的电离能W i时,有一部分电子就能在阴极区的终端(接近弧柱区的部位)与中性粒子发生激烈碰撞并使其发生电离。电离出来的电子与阴极直接发射的电子一起向弧柱区方向运动,使电子流的比率最终达到弧柱区电子流的比率,电离出来的正离子与从弧柱区来的正离子一起向阴极运动,使正离子流占阴极区总电流的比率大大增加。

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使用直流正接法,工件接阳极,因阳极区的温度比阴极区的温度高,所以工件熔深大,焊条熔化慢,适用于焊接较厚的工件。
使用直流反接时,焊条接阳极,焊条熔化的较快,而工件熔深较小。这种接法电弧比较稳定,也不易产生氢气孔。适用于焊接薄钢板、有色金属、不锈钢、堆焊和碱性焊条的焊接。

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