熔滴过渡的控制(高级焊接讲义)
合集下载
12 焊丝熔化及熔滴过渡PPT课件
12
（1）电磁收缩力
电磁力对熔滴过渡的影响取决于电弧形态
在熔滴端部与弧柱间导电的 弧根面积的大小将决定该处电磁力 的方向，如果弧根直径小于熔滴直径，此处电磁力合力向上，阻 碍熔滴过渡；反之，若弧根面积笼罩整个 熔滴，此处电磁力合 力向下，促进熔滴过渡。
13
（2）等离子流力
等离子流力：电流较大时， 高速等离子流力对熔滴产 生很大的推力，使之沿轴 线方向运动。
在仰焊或其它位置（立焊、横焊）焊接时，却有利于熔滴过渡。
因为一是熔滴与熔池接触时，表面张力有将熔滴拉入熔池的作
用；二是使熔池或熔滴不易流淌。
11
2. 电弧力
电弧对熔滴和熔池的机械作用力包括：
➢ 电磁收缩力 ➢ 等离子流力 ➢ 斑点力
电弧力只有在焊接电流较大的时候，才对 熔滴过渡起主要作用；电流小时，重力表 面张力其主要作用。
根据外观形态，熔滴尺寸以及过渡频率等特
征。熔滴过渡通常可分为三种基本类型，即自由
过渡(Free Flight)、接触过渡(Contacting Transfer)
16
上述诸力，对于熔滴过渡的作
用随工艺条件、焊接位置以及熔滴
状态等的变化而异。例如，长弧焊
时，表面张力总是阻碍熔滴从焊丝
末端脱离，而成为反过渡力。但短
弧焊时．当熔滴与熔池金属短路并
形成液态金属过桥时(图30)，由于
与熔池接触界面很大，使向下的表
面张力远大于焊丝端向上的表面张
力，结果使液桥被拉进熔池而有利
焊丝熔化的热量来源分两种情况： 熔化极电弧焊：
阴极区产生的电弧热 阳极区产生的电弧热 焊丝伸出长度上的电阻热 弧柱区的热量作用比较小
非熔化极电弧焊：弧柱区产热熔化焊丝
（1）电磁收缩力
电磁力对熔滴过渡的影响取决于电弧形态
在熔滴端部与弧柱间导电的 弧根面积的大小将决定该处电磁力 的方向，如果弧根直径小于熔滴直径，此处电磁力合力向上，阻 碍熔滴过渡；反之，若弧根面积笼罩整个 熔滴，此处电磁力合 力向下，促进熔滴过渡。
13
（2）等离子流力
等离子流力：电流较大时， 高速等离子流力对熔滴产 生很大的推力，使之沿轴 线方向运动。
在仰焊或其它位置（立焊、横焊）焊接时，却有利于熔滴过渡。
因为一是熔滴与熔池接触时，表面张力有将熔滴拉入熔池的作
用；二是使熔池或熔滴不易流淌。
11
2. 电弧力
电弧对熔滴和熔池的机械作用力包括：
➢ 电磁收缩力 ➢ 等离子流力 ➢ 斑点力
电弧力只有在焊接电流较大的时候，才对 熔滴过渡起主要作用；电流小时，重力表 面张力其主要作用。
根据外观形态，熔滴尺寸以及过渡频率等特
征。熔滴过渡通常可分为三种基本类型，即自由
过渡(Free Flight)、接触过渡(Contacting Transfer)
16
上述诸力，对于熔滴过渡的作
用随工艺条件、焊接位置以及熔滴
状态等的变化而异。例如，长弧焊
时，表面张力总是阻碍熔滴从焊丝
末端脱离，而成为反过渡力。但短
弧焊时．当熔滴与熔池金属短路并
形成液态金属过桥时(图30)，由于
与熔池接触界面很大，使向下的表
面张力远大于焊丝端向上的表面张
力，结果使液桥被拉进熔池而有利
焊丝熔化的热量来源分两种情况： 熔化极电弧焊：
阴极区产生的电弧热 阳极区产生的电弧热 焊丝伸出长度上的电阻热 弧柱区的热量作用比较小
非熔化极电弧焊：弧柱区产热熔化焊丝
焊丝熔化与熔滴过渡课件
的影响。
研究焊丝熔化和熔滴过渡过程中 的冶金反应和化学反应，揭示焊 接材料与母材的相互作用机制。
深入研究焊丝熔化和熔滴过渡的 传热、传质和动力学过程，建立 完善的理论模型，为优化焊接工
艺和焊接材料提供理论支持。
焊丝熔化和熔滴过渡的实验研究
开展焊丝熔化和熔滴过渡的实验研究，观察和测量焊丝熔化和熔滴过渡的过程，获取直观、 真实的数据。
电弧长度
电弧长度的变化会影响焊丝的熔化 和熔滴过渡的稳定性。
焊接设备的选择
手工焊机
适用于各种焊接工艺，但需要较 高的操作技能。
自动焊机
适用于高效、高质量的焊接，但 设备成本较高。
脉冲焊机
适用于薄板、不锈钢等材料的焊 接，具有较好的焊接质量和稳定
性。
保护气体的选择和使用
氩气
惰性气体，适用于各种材料的焊接，可以防止氧 化和腐蚀。
通过实验研究，分析焊丝熔化和熔滴过渡过程中的物理现象和化学反应，揭示其内在规律。
通过实验研究，对焊丝熔化和熔滴过渡的过程进行参数优化，提高焊接效率和焊接质量。
焊丝熔化和熔滴过渡的技术创新
针对焊丝熔化和熔滴过渡过程中存在的问题，开展技术创新研究，开发 新型焊接装备和焊接工艺。
利用新材料、新工艺和新方法，提高焊丝熔化和熔滴过渡的效率和质量， 提升焊接生产水平。
程。
热传导方程
描述了热量在焊丝和熔滴中的 传递过程。
表面张力方程
描述了表面张力对熔滴形成和 脱离焊丝的作用。
电极力方程
描述了电流通过焊丝产生的电 阻热对焊丝熔化的影响。
焊丝熔化和熔滴过渡的控制方法
焊接参数的调整
焊接电流和电压
通过调整焊接电流和电压，可以 控制焊丝的熔化和熔滴的大小。
研究焊丝熔化和熔滴过渡过程中 的冶金反应和化学反应，揭示焊 接材料与母材的相互作用机制。
深入研究焊丝熔化和熔滴过渡的 传热、传质和动力学过程，建立 完善的理论模型，为优化焊接工
艺和焊接材料提供理论支持。
焊丝熔化和熔滴过渡的实验研究
开展焊丝熔化和熔滴过渡的实验研究，观察和测量焊丝熔化和熔滴过渡的过程，获取直观、 真实的数据。
电弧长度
电弧长度的变化会影响焊丝的熔化 和熔滴过渡的稳定性。
焊接设备的选择
手工焊机
适用于各种焊接工艺，但需要较 高的操作技能。
自动焊机
适用于高效、高质量的焊接，但 设备成本较高。
脉冲焊机
适用于薄板、不锈钢等材料的焊 接，具有较好的焊接质量和稳定
性。
保护气体的选择和使用
氩气
惰性气体，适用于各种材料的焊接，可以防止氧 化和腐蚀。
通过实验研究，分析焊丝熔化和熔滴过渡过程中的物理现象和化学反应，揭示其内在规律。
通过实验研究，对焊丝熔化和熔滴过渡的过程进行参数优化，提高焊接效率和焊接质量。
焊丝熔化和熔滴过渡的技术创新
针对焊丝熔化和熔滴过渡过程中存在的问题，开展技术创新研究，开发 新型焊接装备和焊接工艺。
利用新材料、新工艺和新方法，提高焊丝熔化和熔滴过渡的效率和质量， 提升焊接生产水平。
程。
热传导方程
描述了热量在焊丝和熔滴中的 传递过程。
表面张力方程
描述了表面张力对熔滴形成和 脱离焊丝的作用。
电极力方程
描述了电流通过焊丝产生的电 阻热对焊丝熔化的影响。
焊丝熔化和熔滴过渡的控制方法
焊接参数的调整
焊接电流和电压
通过调整焊接电流和电压，可以 控制焊丝的熔化和熔滴的大小。
焊丝的熔化和熔滴的过渡课件
感谢您的观看。
焊丝伸出长度主要影响热传导和电阻热。
坡口形状主要影响传热和流场。
窄而深的坡口有利于集中热量，促进熔滴过渡。
宽而浅的坡口可能会导致热量分散，影响熔滴过渡的稳定性。
坡口形状的不一致也可能导致焊接过程中的飞溅和驼峰缺陷。
01
02
03
04
04
CHAPTER
焊丝熔化和熔滴过渡过程中的问题及措施
焊缝成形不良主要是由于焊接参数不匹配、焊丝与工件表面不清洁或焊接电弧不稳定等原因引起的。
ISO 3834、EN 1090 等标准体系，以及相应的材料、工艺和焊缝质量要求。
焊接质量控制标准
气孔、夹渣、未熔合、裂纹等。
常见的焊接缺陷
针对不同缺陷产生的原因，采取相应的工艺和操作措施进行预防和纠正。
防止措施
以某钢结构焊接为例，分析其焊接缺陷产生的原因，提出相应的防止措施。
案例分析
THANKS
解决方法
可以通过调整焊接参数、确保熔滴过渡稳定以及保持焊丝和工件表面清洁等方式来解决未熔合的问题。
05
CHAPTER
实际应用及案例分析
激光焊接、电子束焊接、搅拌摩擦焊接等。
高效焊接工艺
以激光焊接为例，介绍其原理、特点、应用范围及优势。
案例介绍
了解熔滴过渡的形式和特点，掌握熔滴过渡的控制方法。
熔滴过渡控制
随着焊接速度的增加，热输入降低，焊丝熔化速度减慢，熔滴体积减小，过渡频率也会降低。
焊接速度过快可能会导致熔滴未完全熔化就已过渡，造成焊接缺陷。
随着焊丝伸出长度的增加，电阻热增加，焊丝熔化速度加快，熔滴体积增大，过渡频率也会增加。
焊丝伸出长度过短可能会造成顶吹现象，过长的焊丝伸出长度可能会增加飞溅。
焊丝伸出长度主要影响热传导和电阻热。
坡口形状主要影响传热和流场。
窄而深的坡口有利于集中热量，促进熔滴过渡。
宽而浅的坡口可能会导致热量分散，影响熔滴过渡的稳定性。
坡口形状的不一致也可能导致焊接过程中的飞溅和驼峰缺陷。
01
02
03
04
04
CHAPTER
焊丝熔化和熔滴过渡过程中的问题及措施
焊缝成形不良主要是由于焊接参数不匹配、焊丝与工件表面不清洁或焊接电弧不稳定等原因引起的。
ISO 3834、EN 1090 等标准体系，以及相应的材料、工艺和焊缝质量要求。
焊接质量控制标准
气孔、夹渣、未熔合、裂纹等。
常见的焊接缺陷
针对不同缺陷产生的原因，采取相应的工艺和操作措施进行预防和纠正。
防止措施
以某钢结构焊接为例，分析其焊接缺陷产生的原因，提出相应的防止措施。
案例分析
THANKS
解决方法
可以通过调整焊接参数、确保熔滴过渡稳定以及保持焊丝和工件表面清洁等方式来解决未熔合的问题。
05
CHAPTER
实际应用及案例分析
激光焊接、电子束焊接、搅拌摩擦焊接等。
高效焊接工艺
以激光焊接为例，介绍其原理、特点、应用范围及优势。
案例介绍
了解熔滴过渡的形式和特点，掌握熔滴过渡的控制方法。
熔滴过渡控制
随着焊接速度的增加，热输入降低，焊丝熔化速度减慢，熔滴体积减小，过渡频率也会降低。
焊接速度过快可能会导致熔滴未完全熔化就已过渡，造成焊接缺陷。
随着焊丝伸出长度的增加，电阻热增加，焊丝熔化速度加快，熔滴体积增大，过渡频率也会增加。
焊丝伸出长度过短可能会造成顶吹现象，过长的焊丝伸出长度可能会增加飞溅。
高级焊工技术培训(熔滴过度)
2）搭桥过渡 条件：填丝TIG焊中
质量管理部
U
t I
3 2
4 1
t
1
2
3
4
短路过渡过程及电流、电压波形
质量管理部
四.飞溅
1.飞溅 1）飞溅的原因： ① 爆破力 ② 斑点力不对称 ③ 气体从熔滴或熔池中析出
2）影响飞溅的因素 ① 焊接方法，CO2焊大，MIG小 ② 规范，例如CO2焊 ③ 形式
质量管理部
。
质量管理部
谢谢
质量管理部
征； ● 掌握各种焊接方法的熔滴过度特点。 ● 了解固有自调节作用。
质量管理部
一.焊丝的熔化
1.焊丝的加热及熔化 1）加热热源： （1）电弧热—极区产热
焊丝接阴极时：Pk=I（Uk-Uw-UT）≈I（Uk-Uw） UT很小，大概只有1V左右。
焊丝接阳极时：PA=I（UA+Uw+UT）≈IUw UA很小，可忽略。
质量管理部
（2）重力
熔滴的重力 Fg=mg=
r—熔滴半径 ，ρ—密度 作用：
① 平焊时促进过渡； ② 立焊，仰焊时阻碍过渡。
质量管理部
F F
表面张力
Fmg F
重力
质量管理部
（3）电磁收缩力 电流线通过熔滴时的电磁收缩力
①当Sb（斑点面积）<Ss（焊丝截面积）时， 电流 线在熔滴中收缩F推向上，阻碍过渡。
9）电阻热 钢焊丝：ds越小，电阻热的影响越大。 铝焊丝，电阻热很小，影响不大。
质量管理部
二.熔滴过渡
1.基本概念 熔滴过渡： 焊丝端部的熔化金属以滴状进入熔池的过程。 飞溅： 熔化的焊丝金属飞到熔池之外的现象。
质量管理部
2）熔滴上的作用力 （1）表面张力
质量管理部
U
t I
3 2
4 1
t
1
2
3
4
短路过渡过程及电流、电压波形
质量管理部
四.飞溅
1.飞溅 1）飞溅的原因： ① 爆破力 ② 斑点力不对称 ③ 气体从熔滴或熔池中析出
2）影响飞溅的因素 ① 焊接方法，CO2焊大，MIG小 ② 规范，例如CO2焊 ③ 形式
质量管理部
。
质量管理部
谢谢
质量管理部
征； ● 掌握各种焊接方法的熔滴过度特点。 ● 了解固有自调节作用。
质量管理部
一.焊丝的熔化
1.焊丝的加热及熔化 1）加热热源： （1）电弧热—极区产热
焊丝接阴极时：Pk=I（Uk-Uw-UT）≈I（Uk-Uw） UT很小，大概只有1V左右。
焊丝接阳极时：PA=I（UA+Uw+UT）≈IUw UA很小，可忽略。
质量管理部
（2）重力
熔滴的重力 Fg=mg=
r—熔滴半径 ，ρ—密度 作用：
① 平焊时促进过渡； ② 立焊，仰焊时阻碍过渡。
质量管理部
F F
表面张力
Fmg F
重力
质量管理部
（3）电磁收缩力 电流线通过熔滴时的电磁收缩力
①当Sb（斑点面积）<Ss（焊丝截面积）时， 电流 线在熔滴中收缩F推向上，阻碍过渡。
9）电阻热 钢焊丝：ds越小，电阻热的影响越大。 铝焊丝，电阻热很小，影响不大。
质量管理部
二.熔滴过渡
1.基本概念 熔滴过渡： 焊丝端部的熔化金属以滴状进入熔池的过程。 飞溅： 熔化的焊丝金属飞到熔池之外的现象。
质量管理部
2）熔滴上的作用力 （1）表面张力
溶滴过渡(一)(高级焊接讲义)
射流过渡
2.2.3旋转射流过渡
产生条件： 电压较高，电流大于 旋转射流过渡的临界 值。 特点： 过程不稳定，飞溅大。
三、渣壁过渡
渣渣渣渣
沿熔渣壳过渡
沿套筒过渡
沿渣柱过渡
药芯焊丝沿渣壁过渡
特点： 大电流 高电压 小飞溅 改变冶金成分
双丝脉冲焊接（TIME TWIN）
特点： 双丝脉冲焊接 两路脉冲相位差 180 度 电弧互不干涉
渣壁过渡
熔滴过渡形式与规范的关系
电弧形态与焊接规范
Rotary arc Pulsed arc Spray arc
Short arc
一、 接触过渡
接触过渡
短路过渡
搭桥过渡
短路过渡
1）短路过渡
条件： 低电压，小电流 特点： 电弧稳定，焊缝成 型好。适用于全位置 焊接。 缺点：飞溅大
1.1短路过渡过程
2.2喷射过渡
喷射过渡
射滴过渡
射流过渡
旋转射流过渡
2.2.1射滴过渡
产生条件： 电压较高，电流大于 射滴过渡的临界值。 特点： 过程稳定，飞溅小， 效率高。
I
改变脉冲形状
2 3 2
3
Ic rit Im ean
1
4
1
4
t
1
2
3
4
1
2
3
4
2.2.2射流过渡
产生条件： 电压较高，电流大于射流过渡的临界值。 特点： 过程稳定，飞溅小，易出现指状熔深。
短路过渡动特性指标示意图 di s dt 可用 ∆U ∆t 2 表示
du a dt 可用 ∆U ∆t1 表示
1.4短路过渡电流电压波形
1.4短路过渡电流电压波形
新第二章焊丝的熔化和熔滴的过渡
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
图2-1 焊丝伸出长度的电阻热示意图
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
=10～30mm。 一般Ls=10～30mm。对于导电性能良好的铝 和铜等金属焊丝， 相比是很小的， 和铜等金属焊丝，PR与PK或PA相比是很小的，可 忽略不计。对于不锈钢、钢和钛等材料， 忽略不计。对于不锈钢、钢和钛等材料，电阻率 较高，特别在细丝大电流时，焊丝伸出长度越大， 较高，特别在细丝大电流时，焊丝伸出长度越大， PR越大，这时PR与PK或PA相比才有重要的作用。 越大， 相比才有重要的作用。 • 熔化极电弧焊时，综合电弧热和电阻热， 熔化极电弧焊时，综合电弧热和电阻热， 用于加热和熔化焊丝的总能量Pm可表示 • Pm＝I（Um十IRs） （ 2- 7） • 式中， 是电弧热的等效电压，焊丝为阳极时， 式中，Um是电弧热的等效电压，焊丝为阳极时， Um＝UW；焊丝为阴极时，Um＝UK－UW。这就是单 焊丝为阴极时， UK－ 位时间内由电弧热和电阻热提供的用于加热和熔 化焊丝的主要能量。 化焊丝的主要能量。 •
•
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
2.1 焊丝的加热与熔化
2.1.1焊丝的熔化热源 2.1.1焊丝的熔化热源 • 熔化极电弧焊时，焊丝具有两方面的作用， 熔化极电弧焊时，焊丝具有两方面的作用， 即一方面作为电弧的一极导电并传输能量； 即一方面作为电弧的一极导电并传输能量；另一 方面作为填充材料向熔池提供熔化金属并和熔化 的母材一起冷却结晶而形成焊缝。 的母材一起冷却结晶而形成焊缝。焊丝的加热熔 化主要靠单位时间内阴极区(直流正接时) 化主要靠单位时间内阴极区(直流正接时)或阳极 直流反接时) 区(直流反接时)所产生的热量及焊丝自身的电阻 弧柱的辐射热则是次要的。 热，弧柱的辐射热则是次要的。 • 非熔化极电弧焊（ 非熔化极电弧焊（如钨极氩弧焊或等离子 弧焊）填充焊丝时，主要靠弧柱热来熔化焊丝。 弧焊）填充焊丝时，主要靠弧柱热来熔化焊丝。
【精选】第三章焊丝的熔化及熔滴过渡介绍PPT课件
爆炸飞溅
Spatter owing to explosive
喷洒飞溅
Spatter owing to
spray
▲
▲
▲
▲
▲
▲
飘离飞溅
Slow dropping spatter
▲
电弧力
飞溅
Spatter owing to arc force
气体逸出飞溅
Spatter owing to the gas diverts
太原科技大学
熔化极气体保护焊时，焊丝均为冷阴极材料， UK＞＞ UW ， 所以 PK＞PA 。 焊丝为阴极时的产热量比焊丝为阳极时的 产热量多，焊丝接负时熔化更快。
太原科技大学
（2）电阻热 焊丝伸出部分有电流流过时所产生的电阻热对焊丝有预热 作用，因而也影响焊丝的熔化速度。
焊丝伸出长度的电阻热示意图
Uw ；焊丝为阴极时，Um=UK-UW
太原科技大学
3.2.2 焊丝的熔滴过渡
在电弧作用下，焊丝末端加热熔化形成熔滴，并在各 种力的作用下脱离焊丝进入熔池，称之为熔滴过渡。
三种过渡类型：
自由过渡是指熔滴脱离焊丝末端前不与熔池接触，它 经电弧空间自由飞行进入熔池的一种过渡形式。
接触过渡是通过焊丝末端的熔滴与熔池表面接触成过 桥而过渡的。
太原科技大学
（1） 粗熔滴过渡的熔滴行为（短路过渡）
Droplet behavior of globular transfer
特点:
➢熔滴尺寸大，自由 熔滴可以长大到 超过焊芯直径； ➢熔滴过渡时与熔池短路，并出 现爆炸飞溅； ➢过渡频率低，一般f =1.5～5 s-1。
太原科技大学
Short circuit behavior of globular transfer
1-4焊丝熔化与熔滴过渡
焊丝熔化与熔滴过渡 焊丝加热与熔化特性
• Rs=ρLs/S
PR=I2Rs
• 电阻热与伸出长度部分的电阻以及通过的电流有关 • 材料不同，则电阻率不同，相应的电阻就会不同。相
同伸出长度，相同电流条件下，电阻热也不同。
焊丝熔化与熔滴过渡 焊丝加热与熔化特性
• 熔化极其体保护焊时，通常伸出长度 Ls=10~30mm， 对于导电良好的铝和铜等金属，PR与PA或PK相比很小， 可以忽略不计；而对于钢和钛等材料，电阻率高。
焊丝熔化与熔滴过渡 熔滴作用力
• 斑点压力：斑点面积比较小的时候，斑点压力常常 阻碍熔滴过渡；斑点面积比较大的时候，笼罩整个 熔滴，斑点压力促进熔滴过渡。
焊丝熔化与熔滴过渡 熔滴作用力
4.熔滴爆破力：
当熔滴内部因冶金反应而生成气体或者含有易蒸 发金属时，在电弧高温的作用下，使气体体积膨胀 而产生的内压力，致使熔滴爆破，这一内压力称为 ~，它促进熔滴过渡，但产生飞溅。
心晶粒交角越大，杂质偏析严重，产生裂纹的可能性
越大，焊接速度过大易出现这种情况
焊丝熔化与熔滴过渡 焊缝成形与质量
焊缝宽度 焊缝的有效厚度 焊缝余高
焊缝余高系数：焊缝宽度/焊缝余高
焊丝熔化与熔滴过渡 焊缝成形与质量
• 焊缝形状与焊接质量关系：
1. 焊缝厚度
焊缝质量优劣的主要指标，焊缝余高和宽度则应与焊缝厚度有
极氩弧焊或大电流活性气体保护焊焊钢则轴向过渡
焊丝熔化与熔滴过渡 形式特点
c.喷射过渡（射流过渡）
• 易于出现于氩气或者富氩气体保护的焊接方法中。
• 过渡时，细小的熔滴从焊丝端部连续不断的高速冲向 熔池，过渡频率快，飞溅少，电弧稳定，热量集中，
对焊件的穿透能力强，易形成指状熔深，适合焊接较
高级焊工技术培训(熔滴过度).pptx
质量管理部
结论：
TIG焊：PA>Pk MIG焊：Pk>PA Pk受多种因素影响，而PA则不。
质量管理部
送丝轮 导电嘴
电
Ls
LH源la Nhomakorabea质量管理部
2）伸出长度上的电阻热 • 伸出长度：焊丝伸出导电嘴之外的长度Ls 电功率PR=I2 RS • 影响因素： （1）钢焊丝的PR大，因此伸出长度的电阻热之 影响较大；铝、铜PR小 （2）Ls越大，dS越小，则PR越大
高级焊工技术培训
（熔滴过度）
张明录
质量管理部
目录
一.焊丝的熔化过程 二.熔滴过渡形式 三.熔滴的飞溅
2
质量管理部
● 熟练掌握焊丝熔化速度、熔化系数、熔敷速度、熔 敷效率、熔敷系数、熔滴过渡及飞溅等基本概念。
● 掌握熔滴上受到的各种力及其对过渡的影响； ● 了解熔滴过渡的基本分类，各类熔滴过渡的基本特
进过渡
等离子流力
质量管理部
质量管理部
三.熔滴过渡的主要形式及特点
1.自由过渡
熔滴脱离焊丝，由电弧空间进入熔池。
1）滴状过渡
（1）大滴过渡
特点：
① aD=g ② 轴向
（2）大滴排斥
③ dD>ds
特点：
① aD=g ② 非轴向，有飞溅
③ dD >ds
质量管理部
2）细颗粒过渡，出现在CO2焊中
特点：
射滴
射流
质量管理部
2.渣壁过渡 1）沿熔渣壁过渡埋弧焊 DCSP：熔滴尺寸大，过渡频率低 DCRP：尺寸小，f大。 I↑ f↑
2）沿套筒过渡 产生于SMAW 条件： （1）厚药皮 （2）酸性药皮
质量管理部
3.接触过渡 1）短路过渡 条件：CO2细丝焊，且Ua小，Ia小 特点：电弧稳定，稍有飞溅
结论：
TIG焊：PA>Pk MIG焊：Pk>PA Pk受多种因素影响，而PA则不。
质量管理部
送丝轮 导电嘴
电
Ls
LH源la Nhomakorabea质量管理部
2）伸出长度上的电阻热 • 伸出长度：焊丝伸出导电嘴之外的长度Ls 电功率PR=I2 RS • 影响因素： （1）钢焊丝的PR大，因此伸出长度的电阻热之 影响较大；铝、铜PR小 （2）Ls越大，dS越小，则PR越大
高级焊工技术培训
（熔滴过度）
张明录
质量管理部
目录
一.焊丝的熔化过程 二.熔滴过渡形式 三.熔滴的飞溅
2
质量管理部
● 熟练掌握焊丝熔化速度、熔化系数、熔敷速度、熔 敷效率、熔敷系数、熔滴过渡及飞溅等基本概念。
● 掌握熔滴上受到的各种力及其对过渡的影响； ● 了解熔滴过渡的基本分类，各类熔滴过渡的基本特
进过渡
等离子流力
质量管理部
质量管理部
三.熔滴过渡的主要形式及特点
1.自由过渡
熔滴脱离焊丝，由电弧空间进入熔池。
1）滴状过渡
（1）大滴过渡
特点：
① aD=g ② 轴向
（2）大滴排斥
③ dD>ds
特点：
① aD=g ② 非轴向，有飞溅
③ dD >ds
质量管理部
2）细颗粒过渡，出现在CO2焊中
特点：
射滴
射流
质量管理部
2.渣壁过渡 1）沿熔渣壁过渡埋弧焊 DCSP：熔滴尺寸大，过渡频率低 DCRP：尺寸小，f大。 I↑ f↑
2）沿套筒过渡 产生于SMAW 条件： （1）厚药皮 （2）酸性药皮
质量管理部
3.接触过渡 1）短路过渡 条件：CO2细丝焊，且Ua小，Ia小 特点：电弧稳定，稍有飞溅
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
短路 GMA 焊 填充丝焊
MAG焊的熔滴过渡形式 Rotary arc
Tandem arc
Pulsed arc Spray arc
Short arc
SHORT ARC
TRANSITIONAL ARC
SPRAY ARC
PULSED ARC
MIG/MAG焊射流过渡与电流的关系
MIG/MAG焊中熔滴自由过渡形式的 转变与临界电流
B
A
l 2r0 lc
驼峰焊道的形成过程
咬边形成示意图
CO2焊高速焊的电流波形
电压U/V
电流I/A
脉冲法高速焊的电流波形
电压U/V
电流I/A
结构示意图
双丝高速焊
Twin Arc 系统结构图
焊枪
焊接中
Tandem焊枪及焊接图
双丝高速焊铁水流动示意图
Tandem熔滴过渡特点
谢谢各位！
225 270
射流过渡临界电流与气体成分 的关系
Ar+ CO2气体
Ar+O2气体
不同金属焊丝临界电流
临界电流
直径
射滴过渡及其定义
• 射滴过渡是指熔滴直径达到与焊丝直径 相近时，电弧力使之强制脱离焊丝端头， 并快速通过电弧空间，向熔池过渡的形 式。
射滴过渡
射滴过渡的特点
* 熔滴尺寸与焊丝直径接近，呈钟罩状； * 飞溅少，电弧稳定； b * 烟雾少； c * 焊丝熔化系数高； * 呈圆弧状熔深。 250 I * 扩大MIG/MAG的 规范区间
励磁线圈与电弧位置示意图
1
4
3
2 5
6
1导电嘴2焊丝3水冷喷嘴4励磁线圈5电弧6工件
高速焊接的典型缺陷
驼峰
高速焊的典型缺陷
咬边
驼峰焊道的形成机理
l/2 RA
rB
rA
RB 0
1 1 RA ( ) r A RA
r0
1 1 RB ( ) r R B B
b c
250
I
1.Ar+5%O2 2.Ar+20%CO2 1 2
250
I
250
I
PMIG/PMAG焊的电流范围
焊接电流（A）
焊丝直径（mm）
脉冲焊电流波形
I
2
3
2
3
Icrit Im ean
1
4
1
4
t
1
2
3
4
1
2
3
4
脉冲电弧高速摄像
脉冲射滴过渡1/1的实现
• TpIpn=C
脉冲射滴过渡应用
• • • • 锅炉水冷壁 铝合金容器 铝、不锈钢的PMIG焊 ACPMIG焊
未受拘束的旋转射流过渡
T.I.M.E.焊锥形旋转射流过渡
T.I.M.E气体成分： 65%Ar 26.5%He 8%CO2 0.5%O2
传统MAG焊与T.I.M.E.焊
表 1-1 传统 MAG 焊与 T.I.M.E.焊不同点 焊接方法 传统 MAG 焊 T.I.M.E.焊 保护气体 Ar，CO2/O2 0.5%O2，8%CO2，26.5%He，65%Ar 焊丝干伸长 10-15mm 20-35mm 送丝速度 5-16m/min 0.5-50m/min
焊接方法与飞溅的关系
不同焊接方法的飞溅量
飞溅生成率
解决飞溅的途径
• 降低短路峰值电流Imax和在短路瞬时维持较小 的电流，为的是避免瞬时短路。通常采用电流 波形控制法进行控制。 • 正确选择工艺参数，保证电压与电流合理匹配、 合适的焊丝干伸长。 • 采用Ar+CO2混合气体代替纯CO2气。 • 正确选择焊丝成分。 • 采用药芯焊丝。
熔滴过渡研究方法
高速摄像示意图
电弧焊方法分类及名称
焊条电弧焊
熔化极
埋弧焊
电弧焊
GMAW（CO2、MIG/MAG) TIG(GTAW) 非熔化极 Plasma(等离子弧焊）
熔滴过渡的分类
熔滴过渡类型 中文名称 1.自由过渡 1.1 大滴过渡 1.1.1 下垂滴状过渡 1.1.2 排斥滴状过渡 1.2 喷射过渡 1.2.1 射滴过渡 1.2.2 射流过渡 1.2.3 旋转射流过渡 Globular Drop transfer Repelled transfer Spray transfer Projected transfer Streaming transfer Rotating transfer
表 1-2 传统 MAG 焊与 T.I.M.E.焊性能比较 焊接方法 传统 MAG 焊 T.I.M.E.焊 焊丝直径 1.2mm 1.2mm 许用最大电流 400A 700A 最高送丝速度 16m/min 50m/min 最大熔敷率 144g/min 450g/min
磁控无He MAG焊旋转射流过渡
跳弧过程
1.跳弧前
2.跳弧
3.跳弧后
跳弧现象机理
跳弧条件： 1能量条件 2焊丝金属蒸发 3电弧的电位梯度
V颈
>=X
L2-L1 X---电弧的电位梯度 L1---MK距离 L2---NK距离 V颈---MN间的电压
跳弧后熔滴过渡转变为 射流过渡
跳弧是熔滴过渡转变的必由 之路，跳弧前后，熔滴受力 特点发生了本质变化。
第四章 熔滴过渡及其控制
北京工业大学机电学院
殷树言 教授
第一节熔滴过渡的分类及名称
熔滴过渡的定义
在电弧热作用下，焊丝或焊条端头的金属熔 化并形成熔滴，在各种力的作用下，通过电弧空 间向熔池过渡的过程，称为熔滴过渡。
研究熔滴过渡的意义
• 研究熔滴过渡是为了控制熔滴过渡，从 而得到稳定的焊接过程。尤其在气体保 护焊时，熔滴不受熔渣的拘束，在力的 作用下，易造成飞溅而破坏电弧的稳定 性。
CO2焊的短路过渡的飞溅形式
a.小电流短路过渡飞溅
b.瞬时短路时的飞溅
c. 大电流短路引起的飞溅
d.潜弧时短路引起的飞溅 e.固体短路引起的飞溅 f.熔池析出气体引起的飞溅 g.熔滴析出气体引起的飞溅 h. 电弧排斥作用引起的飞溅
k.熔滴细颈过电流爆炸引起的飞溅
l. 熔滴充气爆破引起的飞溅
飞溅与电流的关系
CO2焊的特点
• • • • • • 生产率高。 焊接成本低。 能耗低。 适用范围广。 抗锈能力强。 焊后不需清渣。
CO2焊的熔滴过渡形式
CO2焊的短路过渡过程
短路过渡动画
短路过渡
CO2焊的短路过渡主要问题
• 主要问题：飞溅、焊缝成形差。 • 影响规律：焊接飞溅大小∆M主要决定于 短路峰值电流Imax，而焊缝成形决定于 燃弧能量与短路能量比Q燃/Q短。 • 即∆M∝Imax • 焊缝成形质量∝Q燃/Q短
射流过渡的形成
跳弧后： P电+P等+P气> P表
射流过渡临界电流与de和Le的 关系
与de的关系 与Le的关系
焊丝成分对临界电流的影响
焊丝牌号 H08Mn H08Mn H08 H08 2Si Mn 2Si表面 A 保护气体 发黑 Ar Ar+2%O2 Ar+20%CO2 240 230 320 255 255 210 190 230 170 220 H18-8
V 下垂滴 状过渡 射滴过渡 射流过渡 旋转射流过渡
喷射过渡
I1
I2
I3
I
正转变和逆转变的临界电流
I
I
第二节 跳弧现象与射流过渡
•
熔滴过渡与电弧形态紧密相关，如射 滴过渡是钟罩状电弧形态，而射流过渡 是锥状电弧形态。由射滴过渡向射流过 渡转变，是因为电弧形态由钟罩状向锥 状变化，而这一转变是突然发生的，也 称为跳弧。因此发生跳弧时的电流，即 跳弧电流，也就是射流过渡的临界电流。CO2焊的短路过渡波形控制法波控法STT法
CO2焊的潜弧焊射滴过渡
350A 35V 515A 40V
430A 37V
潜弧焊射滴过渡的条件
• 粗丝 大电流 低电压
• 形成凹坑后，其中的金属蒸汽改变了电 弧气氛，从而也改变了电弧形态，并形 成喷射过渡。
旋转射流过渡的不同形态
a
b
c
a)未受拘束的旋转射流过渡 b）T.I.M.E.焊锥形旋转射流过渡 c）磁控无He MAG焊旋转射流过渡
气 体
形态
焊接条件
英文名称 Free flight transfer
小电流 GMA 焊 CO2 气体保护焊
中等电流 GMA 焊 较大电流 GMA 焊 过大电流 GMA 焊
1.3 爆炸过渡 2.接触过渡 2.1 短路过渡 2.2 搭桥过渡
Explosive transfer Bridging transfer Short circuiting transfer Bridging transfer without interruption
射流过渡特点
• • • • 锥形电弧 铅笔状的端头 小熔滴（1/3，1/5de）沿焊丝轴向 均匀的电弧声
射流过渡的机理
• 1 力的观点 • 2 金属蒸汽的观点 • 这两种观点是不全面的，不能解释许多 现象 • 跳弧观点
跳弧现象
• 定义： 所谓跳弧现象是指电弧烁亮区突然由熔 滴根部跳到缩颈上部的过程。