焊接电源的极性、应用及电弧的稳定性

§6—3焊接电源的极性、应用及电弧的稳定性

一焊接电源的极性

在焊接过程中，直流弧焊发电机的两个极（正极和负极）分别接到焊件和焊钳上。从电弧的的构造及温度得知，当焊件或焊钳所接的正、负极不同，则温度也相应不同。

因此使用直流弧焊发电机时，应考虑选择电源的极性问题，以保证电弧稳定燃烧和焊接质量。

电源极性就是在直流电弧焊或电弧切割时，焊件与电源输出端正，负极的接法。

它有正接和反接两种。所谓正接就是焊件接电源正极，电极接电源负极的接线法，正接也称正极性。反接就是焊件接电源负极，电极接电源正极的接线法，反接也称反极性。

采用直流弧焊机时焊接电弧的极性

对于交流电焊机来说，由于电源的极性是交变的，所以不存在正接和反接。

二焊接电源极性的应用

在选用焊接电源的极性时，主要应根据焊条的性质和焊件所需的热量来决定的。

在手弧焊时，当阳极和阴极的材料相同时，则阳极区的温度大于阴极区的温度，因此我们在使用酸性焊条（如E4303等）利用电源的不同极性接线法，来焊接不同要求的焊件。

如果焊接厚钢板采用酸性焊条时，可采用直流正接法，以获得较大的熔深，而在焊接薄钢板时，则采用直流反接性，可防止烧穿。

若酸性焊条采用交流电焊机时，其熔深则介于直流正极性和反极性之间。

如果在焊接重要结构使用碱性低氢钠型焊条时，无论焊接厚板或薄板，均应才用直流反极性，因为这样可以减少飞溅现象和减少气孔倾向，并能使电弧稳定燃烧。这是应为：

1由于在碱性焊条药皮中，含有较多的萤石（CaF2）在电弧气氛中分解出电离电位比较高的氟，这会是电弧的稳定性大大降低，如果采用交流焊接电源，那么将不可能建立稳定的电弧，因而必须采用直流焊接电源。

2如果采用直流正极性焊接，熔滴向熔池过渡时，将受到由熔池方向射来的正离子流的撞击，由于正离子质量较电子大，因此阻碍熔滴向熔池过渡的力就大，造成飞溅和电弧不稳的现象。

3若采用直流反极性焊接时。不仅减轻上述飞溅等现象，而且由于熔池处于阴极，则由焊条方向射来的氢正离子与熔池表面的电子中和形成氢原子，可以减少氢气孔的倾向。

为此碱性焊条必须采用直流反极性焊接。若在碱性焊条药皮中再另加一些低电离电位物质，以提高电弧的稳定性后才能使用交流焊接电源，。

三电弧燃烧的稳定性

焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧，漂移和磁偏吹等）的程度。电弧的稳定燃烧是保证焊接质量的一个重要因素，因此维持电弧稳定性是非常重要的。电弧不稳定的原因除焊工操作技术不熟练外，还与下列因素有关：

1焊接电源的影响

（1）焊接电源的特性：焊接电源的特性是焊接电源以那种形式向电弧供电，如焊接电源的特性符合电弧燃烧的要求，则电弧燃烧稳定。反之，则电弧燃烧不稳定。（2）焊接电流的种类：采用直流电源焊接时。电弧燃烧比交流电源稳定。这是因为采用交流电源焊接时，电弧的极性是周期性变化的（50HZ）就是每秒钟电弧的燃烧和熄灭要重复100次，因此交流电源焊接时电弧没有直流电源时稳定。（3）焊接电源的空载电压：具有较高空载电压的焊接电源不仅引弧容易，而且电弧燃烧也稳定。这是因为焊接电源的空载电压较高，电场作用强，电场作用下的电离子及电场发射就强烈，所以电弧燃烧稳定。

2焊接电流的影响

焊接电流大，电弧的温度就增高，则电弧气氛中的电离程度和热发射作用就增强，电弧燃烧也就越稳定。通过实验测定电弧稳定性的结果表明，随着焊接电流的增大，电弧的引燃电压就降低；随着焊接电流的增大，自然断弧的最大弧长也增大。所以焊接电流越大，电弧燃烧越稳定。

3焊条药皮的影响

焊条药皮或焊剂中加入电离电位比较低的物质（如K,Na,Ca,的氧化物）能增加电弧气氛中的带电粒子，这样就可以提高气体的导电性，从而提高电弧燃烧的稳定性。

如果焊条药皮或焊剂中含有电离电位比较高的氟化物（CaF2）氯化物

（KCI,NACI）时，由于它们较难电离，因而降低了电弧气氛的电离程度，使电弧燃烧不稳定。

4电弧长度的影响

电弧长度对电弧的稳定性也有较大的影响，如果电弧太长，电弧就会发生剧烈的摆动，从而破坏了焊接电弧的稳定性，而且飞溅也增大。

5其它影响因素

焊接处如有油漆，油脂，水分和锈层等存在时，也会影响电弧燃烧的稳定性，因此焊前做好焊件表面的清理工作十分重要。

焊条受潮或焊条药皮脱落也会造成电弧燃烧不稳定，此外风大，气流，电弧偏吹等均会造成电弧燃烧不稳定。