最近看了些熔滴过渡方面的资料
熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式完整版
滴状过渡时电弧电压较高，由于焊接参数及材料的不同又分为粗滴过渡（大颗粒过渡）及细滴过渡（细颗粒过渡）。
1、粗滴过渡 电流较小而电弧电压较高时，因弧长较长，熔滴与熔池不发生短路，焊丝末端便形成较大的熔滴。当熔滴长大到一定程度后，重力克服表面张力使熔滴脱落。这种过渡方式由于熔滴大，形成的时间长，影响电弧的稳定性，焊缝成型粗糙，飞溅较大，在生产中基本不采用。粗滴过渡形式如图1所示：
气体介质对射流过渡的影响:不同的气体介质对电弧电场强度的影响不同。在Ar气保护下弧柱电场强度较低，电弧弧根容易扩展，易形成射流过渡，临界电流值较低。当Ar气中加入CO2时，随着CO2比例增加临界电流值增大。若CO2的比例超过30%时，则不能形成射流过渡，这是由于CO2气体解离吸热对电弧的冷却作用较强，使电弧收缩，电场强度提高，电弧不易扩展所致。
2、细滴过渡 电流比较大时，电磁收缩力较大，熔滴表面张力减小，熔滴细化，这些都促使熔滴过渡，并使熔滴过渡频率增加。这种过渡形式称为细滴过渡，因为飞溅少，电弧稳定，焊缝成型良好，在生产中被广泛应用。细滴过渡形式如图2所示：
3、射流过渡?
射流过渡是喷射过渡中最富有代表性的且用途广泛的一种过渡形式。获得射流过渡的条件是采用纯氩气或富氩气体保护，大电压，还必须使焊接电流大于临界值。射流过渡电弧稳定，飞溅极少，焊缝成形质量好。由于电弧稳定，对保护气流的扰动作用小，故保护效果好。射流过渡电弧功率大，热流集中，对焊件的熔透能力强。而且过渡的熔滴沿电弧轴线高速流向熔池，使焊缝中心部位熔深明显增大而呈指状熔深。射流过渡形式如图3所示：
熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式
熔化极短路过渡主要用于直径小于的细丝CO2气体保护焊或混合气体保护焊，采用低电压，小电流的焊接工艺。由于电压低，电弧较短，熔滴尚未长大成熔滴时即与熔池接触而形成短路液体过桥，在向熔池方向的表面张力及电磁收缩力的作用下，熔滴金属过渡到熔池中去，这样的过渡形式称为短路过渡。这种过渡电弧稳定，飞溅较小，熔滴过渡频率高，焊缝成形良好，广泛用于薄板结构、根部打底焊及全位置焊接。
2.焊丝熔化及熔滴过渡资料
三、熔滴上的作用力
1. 重力及表面张力 2. 电弧力 3. 爆破力
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1. 重力及表面张力
焊丝直径较大而电流较小时重力及表面张力起主要作用
Fδ=2Rπσ 细焊丝
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重力及表面张力
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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。
熔滴过渡录像
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1．熔滴过渡分类：
接触过渡
自由过
渣壁过
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(a) E5003熔滴直径变化 (b) E5015熔滴直径变化 (c) E5015焊条短路过渡
不同焊条焊接时的熔滴过渡过程高速摄影
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1．熔滴过渡分类：
大颗粒过渡
颗粒过渡排斥过渡
细滴过渡
(1)自由过渡喷射过渡射 射流 滴过 过渡 渡
电弧焊基础知识
焊丝熔化及熔滴过渡
Welding wire Melting and droplet transfer
材料成型及控制工程 2011
1ห้องสมุดไป่ตู้
主要内容
一、焊丝熔化的热量来源 二、焊丝熔化速度及熔化系数 三、熔滴上的作用力 四、主要熔滴过渡形式及其特点 五、熔滴过渡的控制
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一、焊丝熔化的热量来源
焊丝接正时 Um=UW 焊丝接负时 Um=UK- UW
所以影响产热的因素包括：
电流、 影响电子发射的因素（ UK、 UW ）、 影响电阻热的因素（Rs）
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影响产热的因素
焊丝材料 有无氧化膜 焊丝熔点 焊丝直径 焊丝伸出长度 焊丝电阻率
焊接电弧焊的熔滴过渡详解
焊接电弧焊的熔滴过渡详解熔滴是电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的和向熔池过渡的液态金属滴。
熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程称为熔滴过渡。
熔滴过渡对焊接过程的稳定性，焊缝形成，飞溅及焊接接头的质量有很大的影响，因此了解这个问题对于掌握熔化极焊接工艺是很重要的。
金属熔滴向熔池过程的形式，大致可分为三种即：短路过渡、滴状过渡（颗粒过渡）、喷射过渡（射流过渡）为什么熔滴过渡会有上述这些不同的形式呢？这是由于作用于液体金属熔滴上的外力不同的缘故。
在焊接时，采取一定的工艺措施。
就可以改变熔滴上的作用力，也就使熔滴按人们所需要的过渡形式自焊条向熔池过渡。
1一熔滴过度的作用力01熔滴的重力任何物体都会因为本身的重力而具有下垂的倾向。
平焊时，金属熔滴的重力起促进熔滴过渡作用。
但是在立焊及仰焊时，熔滴的重力阻碍了熔滴向熔池过渡，成为阻碍力。
02表面张力液体金属象其它液体一样具有表面张力，即液体在没有外力作用时，其表面积会尽量减小，缩成圆形，对液体金属来说，表面张力使熔化金属成为球形。
焊条金属熔化后，其液体金属并不会马上掉下来，而是在表面张力的作用下形成球滴状悬挂在焊条末端。
随着焊条不断熔化，熔滴体积不断增大，直到作用在熔滴上的作用力超过熔滴与焊芯界面间的张力时，熔滴才脱离焊芯过渡到熔池中去。
因此表面张力对平焊时的熔滴过渡并不利。
但表面张力在仰焊等其它位置的焊接时，却有利于熔滴过渡，其一是熔池金属在表面张力作用下，倒悬在焊缝上而不易滴落；其二当焊条末端熔滴与熔池金属接触时，会由于熔池表面张力的作用，而将熔滴拉入熔池。
表面张力越大焊芯末端的熔滴越大。
表面张力的大小与多种因素有关，如焊条直径越大焊条末端熔滴的表面张力也越大；液体金属温度越高，其表面张力越小，在保护气体中加入氧化性气体（Ar—O2 Ar—CO2）可以显著降低液金属的表面张力，有利于形成细颗粒熔滴向熔池过渡。
03电磁力（电磁收缩力）异性相吸，则这两根导体彼此相吸，使这两根导体相吸的力叫做电磁力，方向是从外向内，电磁力的大小与两根导体的电流的乘积成正比，即通过导体的电流越大，电磁力越大。
焊丝熔化与熔滴过渡课件
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。
熔滴过渡
对不同熔滴过度形式比较，包括形成条件，熔滴过度过程的不同特点，应用等内容。
一、熔滴过渡的分类：①自由过渡（Free Flight），是指熔滴脱离焊丝末端前不与熔池接触，脱离焊丝后经电弧空间自由飞行进入熔池的一种过渡形式。
包括：颗粒过渡（包括大颗粒过渡、排斥过渡和细滴过渡）、喷射过渡（包括射滴过渡、亚射流过渡、射流过渡和旋转射流过渡）和爆炸过渡。
②接触过渡（Bridging Transfer），是通过焊丝末端的熔滴与熔池表面接触成桥而过渡的。
包括：短路过渡和搭桥过渡。
③渣壁过渡（Slag Guiding Transfer），包括：沿渣壳过渡和沿药皮筒过渡。
二、形成条件、特点和应用①大颗粒过渡：高弧压、小电流，重力克服表面张力作用，电弧稳定性和焊接质量比较差，可用于高电压、小电流MIG焊。
②排斥过渡：弧根小，电流较大，斑点压力大，高电压较大电流CO2气体保护焊，直流正接时，斑点压力很大，CO2、MIG都有明显的大颗粒排斥过渡③细滴过度：高弧压，更大电流，电流比较大，电磁收缩力增大，表面张力作用减小，熔滴存在的时间短，熔滴细化，过渡频率增加，电弧稳定性比较高，飞溅少，焊缝质量高；CO2细丝较大电流。
④射滴过度：熔滴直径达到与焊丝直径相近时，电弧力使之脱离焊丝端头，并快速通过电弧空间，向熔池过渡的形式。
形成条件：钢焊丝脉冲MIG焊、铝焊丝MIG焊，电流必须达到一定的临界值，过渡形式才会从滴状过渡变为射滴过渡。
射滴过渡特点：斑点力和重力促进熔滴过渡；表面张力阻碍熔滴过渡；飞溅小，成型好；电流有临界值，且电流区间窄；电弧成钟罩型。
⑤射流过度：熔滴呈细小颗粒，沿焊丝的铅笔尖状的端部以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。
获得射流过渡的条件是采用纯氩或富氩保护气氛，直流反极性接法，除了保持高弧压（长弧）外，还必须使焊接电流大于某临界值。
电弧从熔滴的根部扩张到颈缩的根部射流过渡特点：跳弧；铅笔尖状；锥形电弧；等离子流力；指状熔深；电弧平稳,飞溅小；电流有临界值。
熔滴过渡的控制(高级焊接讲义)PPT课件
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 H18-8
保护气体
2Si 2Si表面 A Mn
发黑
Ar Ar+2%O2 Ar+20%CO2
240 255 210 230 225
V 下垂滴 射滴过渡 状过渡
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。
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
非熔化极
GMAW（CO2、MIG/MAG) TIG(GTAW)
Plasma(等离子弧焊）
熔滴过渡的分类
中文名称 1.自由过渡 1.1 大滴过渡
熔滴过渡类型 英文名称
Free flight transfer Globular
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。
熔滴过渡主要形式及其特点
熔滴过渡主要形式及其特点熔滴过渡主要形式及其特点2012-02-20 14:20焊丝（条）端头的金属在电弧热作用下被加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝（条）进入熔池，称之为熔滴过渡。
种类介绍：熔滴过渡状态是指焊条熔化后滴入熔池的状态。
对熔滴过渡产生影响的因素包括保护气体的种类和成分，焊接电流和电压，焊条的成分和直径等。
1. 粒状熔滴过渡(Globular transfer)：指熔滴直径比所使用的wire直径大时的过渡状态。
可以细分为低电流和中间程度的焊接电流范围内所产生的drop transfer和较高电流co2焊接时产生的repelled transfer。
2.短路熔滴过渡(Short circuiting transfer)：Wire端部产生的熔滴与熔池直接接触过渡。
在低电流电压co2焊接时，或在惰性气体成分高的焊接条件下，即MAG或MIG焊接时会出现。
3.旋转熔滴Rotatingtransfer :在GMAW的大电流领域产生的现象。
由于电流越高熔合效率越高，因此从效率方面考虑时电流越高越好。
但是与其相对应缺点是很难控制熔池，易产生焊接不良。
目前对提高焊接效率的研究主要集中在rotating mode的control方面。
4.射流过渡Spraytransfer :是指比焊接wire小的熔滴的过渡状态。
在较高电流中Ar主成份的保护气体焊接时产生。
喷雾过渡时熔滴一滴一滴有规律的过渡，因此称为projectedtransfer。
熔化后滴落的wire前端形成小的粒状，熔滴以流淌的状态过渡，称为streaming transfer 。
另外熔化的wire前端拉长并高速旋转的过渡称为rotating transfer。
5.球状体过渡前端熔化金属变大形成球状，继而发展为比表面张力还重的大粒熔滴，向母材侧落下过渡的形态叫球状体过渡。
这种形式在CO2焊接的电流区更明显。
因熔滴过渡时不是直落而下，所以焊缝略显不规则，飞溅也多。
熔滴的过渡形式
熔滴的过渡形式熔滴的过渡形式一、熔滴的定义和特点熔滴是指物质在高温条件下融化成液态，并通过重力或其他外力作用产生的液滴。
熔滴在自然界和许多工业过程中都起着重要作用，其形成和变化过程值得研究。
熔滴具有以下特点：1. 形状多样：熔滴的形状可以是球形、椭圆形、长条形等，形状由表面张力和外力共同决定。
2. 尺寸变化：熔滴的尺寸可以通过外力的作用进行调控，比如拉伸、压缩、碰撞等。
3. 液态性质：熔滴处于液态状态，具有流动性和黏性，能够逐渐融合或分裂为更小的滴状物。
4. 可溶性：熔滴可以在液态状态下与其他物质发生溶解反应，形成新的化合物或混合物。
二、熔滴的形成机制熔滴的形成机制是多种因素共同作用的结果，主要包括以下几个方面：1. 温度变化：物质受热后温度升高，达到熔点时开始融化成液态，形成熔滴。
2. 表面张力：液态物质表面有一定的张力，使得物质尽可能减小总表面积，形成球形或类似球形的熔滴。
3. 重力作用：在自由状态下，熔滴受到重力影响，会下落或滴落，形成各种形状的熔滴。
4. 外力作用：外力的施加会改变熔滴的形态，如拉伸、压缩、碰撞等。
5. 化学反应：物质在熔滴状态下可以与其他物质发生化学反应，形成新的物质。
三、熔滴的应用领域熔滴在众多领域中都有广泛的应用，以下列举几个比较有代表性的应用领域：1. 材料加工：熔滴在材料加工过程中起着重要作用，如金属熔滴喷射成形、激光熔滴沉积等。
2. 涂料领域：熔滴可以作为涂料的基础结构，通过改变熔滴的尺寸和形态，可以调控涂层的性能。
3. 药物制剂：熔滴技术可以用于药物的微胶囊化制备，提高药物的稳定性和可控释放性。
4. 燃烧流体力学：熔滴在燃烧过程中会产生细小的燃烧滴油，对燃烧的反应速率及产品分布有关键影响。
5. 生物医学领域：熔滴可以用于生物材料筛选、细胞培养和组织工程的构建等方面。
四、熔滴的研究进展与挑战目前，熔滴的研究已取得了一些进展，但仍存在一些挑战：1. 理论模型：由于液滴形态的多样性和复杂性，发展简化且准确的数学模型仍然具有挑战性。
焊接工艺问答—熔滴过渡方式
焊接工艺问答—熔滴过渡方式焊接过程中，消耗电极（焊丝，焊条）熔滴过渡方式1、短路过渡使受电弧热熔化的消耗电极（焊条）前端与母材熔池短路，边重复进行燃弧，短路熔滴边过渡的形态叫短路过渡式，这种形式在CO2焊接与MIG 焊接的小电流，低电压区焊接时尤为显著，被应用于熔深较浅的薄板焊接。
电极前端的熔融部分逐渐变成球状并增大形成熔滴，与母材熔池里的熔融金属相接触，借助于表面张力向母材过渡。
短路过渡在采用低电流装置和较小焊丝直径的条件下产生，短路过渡易形成一个较小的、迅速冷却的熔池，适合于焊接留较大根部间隙的横梁结构，适合于全位置焊接。
焊丝通过电弧间隙时没有熔滴过渡发生，当接触到焊接熔池时才会发生熔滴过渡。
以下对一个完整的焊接工艺过程进行分析，短路过渡工艺过程的示意见下图。
（1）当电弧正常工作时，母材和焊丝都处于高温状态，送丝机构稳定的送进焊丝。
当焊丝接触到熔池时，同时伴随着如下3个过程发生。
①较大的焊接电流通过焊丝进入焊缝和母材，使焊丝末端开始熔化。
②在图中短弧区，焊接电流迅速提高。
③当初始焊接电弧较短时，电弧电压值降低，电弧熄灭。
（2）采用平特性焊接电源可以使电流持续增加，主要是为了保持焊接电压稳定并提高电弧电压。
此时电弧保持稳定，熔化的焊丝继续向焊接熔池熔敷金属。
（3）当焊接电流与电压继续增加时，焊丝在焊缝上形成一个圆锥形区域，通过持续的送丝过程，将更多的焊丝送进该圆锥形区域中。
（4）随着焊接电压和电流继续增加，更多焊丝的送进，锥形区域不断扩大，接着焊丝在锥形顶部开始产生缩颈，为下一步的剪切作准备。
电磁剪切力主要是焊接电流通过焊丝与焊缝熔敷金属之间的短路过渡产生的，电磁剪切力沿着焊丝的方向向内辐射。
（5）从D开始，焊丝与焊缝上部形成的锥形区域分离，电弧再引燃，电流开始降低，电压从短路过渡电压升高到电弧电压，熔滴停止向焊缝中过渡。
（6）电弧对焊丝和焊缝进行加热。
（7）在电弧区，利用电弧热清除锥形区域，使之熔入焊缝中，增加焊缝和焊丝的热量，为下一个焊接周期作准备。
高级焊工技术培训(熔滴过度)课件
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• 6）电压
•
Ua（La）大时， m与Ua无关
•
Ua（La）较小时，Ua下降时m 增大（如I不变
则m ↑），使电弧具有保持弧长稳定的能力。
• • 固有自调节作用：弧长较短时， m随La下降
而增大，使得电弧具有抵抗外界干扰的保持稳定不
变的能力，这种能力被称为固有自调节作用。
•C
•A
•I
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• 2.熔敷效率，熔敷系数
•
1）基本概念
•
熔敷效率：过渡到焊缝中的焊丝金属重量与熔
化的焊丝重量之比。
•
熔敷系数：单位时间内由单位电流熔敷到焊缝
中焊丝金属重量m •
•
损失系数：
•
•
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• 2）影响的因素：
•
（1）焊接方法
•
（1）厚药皮
•
（2）酸性药皮
•
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•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
•
• 2）搭桥过渡
• 条件：填丝TIG焊中
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•1
•2
•3
•4
•短路过渡过程及电流、电压波形
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。
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高级焊工技术培训(熔滴过度)
焊丝熔化及熔滴过渡总结
3. 接触过渡
短路过渡:
– 形成条件：φ≤1.6mm，细丝CO2焊 – 短路过渡过程：由燃弧和熄弧两个交替的阶段组成，电弧的燃烧是
不连续的。 – 实质：熔化速度与送丝速度不一致 – 短路过渡特点：
--细丝，短弧 --燃弧熄弧交替进行，Φ1.6-50Hz， Φ0.8-130Hz --平均电流小，峰值电流大，适合薄板及全位置焊接 --小直径焊丝，电流密度大，产热集中，焊接速度快 --弧长短，焊件加热区小，质量高 --过程稳定 --飞溅大
复习思考题
• 1.熔化极电弧焊中，焊丝熔化的热源有哪些？ • 2.影响焊丝熔化速度的因素有哪些?是如何影响的? • 3.熔滴在形成与过渡过程中受到哪些力的作用? • 4.熔滴过渡有哪些常见过渡形式?各有什么特点? • 5.焊缝成形缺陷的种类、产生原因及防止措施？
2．喷射过渡
富氩或氩气保护焊，可分为： 射滴过渡 射流过渡 旋转射流过渡 亚射流过渡
• 射滴过渡：
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。
2．喷射过渡
• 射滴过渡：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。 – 形成条件：钢焊丝脉冲MIG焊、铝焊丝MIG焊，电流必 须达到一定的临界值，过渡形式才会从滴状过渡变为 射滴过渡 – 射滴过渡特点： ➢斑点力和重力促进熔滴过渡 ➢表面张力阻碍熔滴过渡 ➢飞溅小，成型好 ➢电流有临界值，且电流区间窄，难调 ➢电弧成钟罩型
3. 接触过渡
接触过渡:焊丝（或焊条）端部的熔滴与熔池表面通过接触而 过渡的方式。可分为：短路过渡
搭桥过渡
• 短路过渡:电流较小，电弧电 压较低，弧长比较短，熔滴 未长成大滴就与熔池接触形 成液态金属短路，电弧熄灭， 金属熔滴过渡到熔池中去。 随后，电弧重新引燃，如此 交替，这种过渡称为短路过 渡。
2—2熔滴过渡及作用力资料
二 作用力分析 1 有助于过渡的力 等离子流力 2 工艺条件不同，力的作用不同。 斑点压力：除MIG焊射流过渡情况外，总是阻碍熔滴过渡。 重力：平焊时，促进过渡，立焊、仰焊时阻碍过渡。 表面张力：长弧焊时，表面张力总是阻碍熔滴过渡。当熔滴与熔 池金属短路并形成液体过桥时，由于熔池界面很大，这时表面张力 有助于把液体金属拉近熔池。 电磁力： dG﹥ dD促进过渡，dG＜ dD阻碍过渡。 三 熔滴过渡形式及其特点 （一）分类： 1 自由过渡：颗粒过渡 、喷射过渡。 2 接触过渡：短路过渡、搭桥过渡。 3 渣壁过渡 （二）短路过渡
（四）喷射过渡 1 射流过渡形成的条件与特点 1）形成条件 钢焊丝TIG焊,电流较 小时，电弧与熔滴状态； 如图2--19a所示，熔滴在 重力作用下呈大滴状过渡。 随着电流的增加，电磁力 等离子流力增,轴向电磁力 由原来的阻碍过渡变为促 进过渡这时熔滴长大将受 到限制,在熔滴和焊丝之间 形成缩颈,此处在高电流密 度下,产生大量金属蒸气 ,细颈表面具备产生阳极斑点的有利条件,此 时,按最小电压原理,如果 :
若焊丝半径为R，这时焊丝与熔滴间的表面张力为： F σ =2πRσ 式中： σ为表面张力系数。 1） σ与材料成分有关。 2）温度有关，温度升高， σ减小。 3）当熔滴表面有表面活性物质时， σ降低。 （二）重力 当焊丝直径较大而焊接电流较小时，在平焊位置的情况下使熔 滴脱离焊丝的力主要是重力，大小为： Fg=mg=4/3（πr3ρg） 如果Fg ﹥ F σ ，熔滴脱离焊丝。假如熔滴为球形且拉断熔滴后 在焊丝上不保留液体金属，那么： 2πRσ=4/3（πr3ρg） 则
3 短路过程的稳定性 为保证短路过渡过程稳定进行，不但要求电源有合适的静特性， 而且要求有合适的动特性，主要包括以下三个方面。 ① 对不同的焊丝直径和规范，要保证合适的短路电流上升速度， 保证短路小桥柔顺断开，以减小飞溅。 ② 要有合适的短路电流峰值Im ，一般Im=（2～ 3）Ia。 ③ 短路结束后，要求空载电压恢复速度要快，保证及时引燃， 避免熄弧。 稳定性评价：通常用短路频率f作为评价稳定性的重要标志，f 越高，熔滴越小，过程越稳定，成型也越好。 4 影响短路过渡的稳定性因素 1）电弧电压及电流 弧压过高时，熔滴长得很大，会产生大颗粒飞溅，f显著降低。 弧压过小时，可能熔滴未脱离焊丝时，焊丝未熔化部分就插入熔池， 造成焊丝固体短路，产生大的爆断，甚至出现断弧，使焊接过程无 法顺利进行。
高级焊工技术培训(熔滴过度).pptx
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
熔滴过渡方式
熔滴过渡方式焊接过程中，消耗电极（焊丝，焊条）熔滴过渡方式1）短路过渡使受电弧热熔化的消耗电极（焊条）前端与母材熔池短路，边重复进行燃弧，短路熔滴边过渡的形态叫短路过渡式，这种形式在CO2焊接与MIG 焊接的小电流，低电压区焊接时尤为显著，被应用于熔深较浅的薄板焊接。
电极前端的熔融部分逐渐变成球状并增大形成熔滴，与母材熔池里的熔融金属相接触，借助于表面张力向母材过渡。
短路过渡在采用低电流装置和较小焊丝直径的条件下产生，短路过渡易形成一个较小的、迅速冷却的熔池，适合于焊接留较大根部间隙的横梁结构，适合于全位置焊接。
焊丝通过电弧间隙时没有熔滴过渡发生，当接触到焊接熔池时才会发生熔滴过渡。
以下对一个完整的焊接工艺过程进行分析，短路过渡工艺过程的示意见下图A 当电弧正常工作时，母材和焊丝都处于高温状态，送丝机构稳定的送进焊丝。
当焊丝接触到熔池时，同时伴随着如下3个过程发生。
①较大的焊接电流通过焊丝进入焊缝和母材，使焊丝末端开始熔化。
②在图中短弧区，焊接电流迅速提高。
③当初始焊接电弧较短时，电弧电压值降低，电弧熄灭。
B 采用平特性焊接电源可以使电流持续增加，主要是为了保持焊接电压稳定并提高电弧电压。
此时电弧保持稳定，熔化的焊丝继续向焊接熔池熔敷金属。
C 当焊接电流与电压继续增加时，焊丝在焊缝上形成一个圆锥形区域，通过持续的送丝过程，将更多的焊丝送进该圆锥形区域中。
D 随着焊接电压和电流继续增加，更多焊丝的送进，锥形区域不断扩大，接着焊丝在锥形顶部开始产生缩颈，为下一步的剪切作准备。
电磁剪切力主要是焊接电流通过焊丝与焊缝熔敷金属之间的短路过渡产生的，电磁剪切力沿着焊丝的方向向内辐射。
E 从D开始，焊丝与焊缝上部形成的锥形区域分离，电弧再引燃，电流开始降低，电压从短路过渡电压升高到电弧电压，熔滴停止向焊缝中过渡。
F 电弧对焊丝和焊缝进行加热。
G 在电弧区，利用电弧热清除锥形区域，使之熔入焊缝中，增加焊缝和焊丝的热量，为下一个焊接周期作准备。
2.2熔滴的过渡
第二节 熔滴过渡
熔滴过渡的形式：
国际焊接学会（IIW）对熔滴过渡形式分类：
大颗粒过渡 颗粒过渡 排斥过渡 细滴过渡 射滴过渡 (1)自由过渡 喷射过渡 射流过渡 旋转射流过渡 爆炸过渡
短路过渡 (2)接触过渡 搭桥过渡 渣壁过渡 (3)渣壁过渡 套筒过渡
第二节 熔滴过渡
• • •
1.短路过渡过程
正常的短路过渡过程，一般要经历电 弧燃烧形成熔滴——熔滴长大并与熔池短 路熄弧——液桥缩颈而断开过渡——电弧 再引燃等四个阶段。图2-6为短路过渡过程 的电弧电压和电流动态波形图。
第二节 熔滴过渡
图2-6为短路过渡过程的电弧电压和电流动态波形图 t1-燃弧时间 t2-短路时间 t3-拉断熔滴后的电压恢复时间 T-短路周期 T=t1+t2+t3 Imax-最大电流，也称短路峰值电流 Imin-最小电流 Ia-平均焊接电流 Ua-平均电弧电压
第二节 熔滴过渡
3、熔滴过渡特性对焊接过程的影响
１）熔滴过渡的速度和熔滴的尺寸影响焊接过程的稳 定性、飞溅程度以及焊缝成形的好坏； ２ ）熔滴的尺寸大小和长大情况决定了熔滴反应的作 用时间和比表面积（指熔滴的表面积与其体积或质 量之比）的大小,从而决定了熔滴反应速度和完全程 度； ３ ）熔滴过渡的形式与频率直接影响焊接生产率； ４ ）熔滴过渡的特性对焊接热输入有一定的影响，改 变熔滴过渡的特性可以在一定程度上调节焊接热输 入，从而改变焊缝的结晶过程和热影响区的尺寸及 性能。
熔化极电弧焊（焊条电弧焊、CO2焊、MIG、MAG、埋 弧焊）
第二节 熔滴过渡
一、熔滴的过渡特性 １、熔滴的比表面积和相互作用时间 熔滴比表面积，即熔滴的表面积与其体积或质量之比。 在熔滴长大的过程中其比表面积也应当是变化的，熔滴的 比表面积取决于它的形状和尺寸 。 比表面积（S）：熔滴表面积（A）与其质量（ρV）之比， 即 S Ag / Vg 。 设熔滴是半径为R的球体，则 S 4R 2 /( 4 R 3 ) 3 / R 。
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[收藏]•自由过渡滴状过渡：这其中又可以分为大滴状过渡和细颗粒过渡两种形式。
大滴状过渡当电弧电流较小和电弧电压较高时，弧长较长，熔滴不易与熔池接触，也就是说这时很难发生短路过渡。
由于电流较小，弧根面积较小，焊丝和熔滴之间的电磁推力以及熔滴和弧根之间的电磁推力很难使熔滴形成缩颈，而斑点压力对熔滴过渡起阻碍作用，因此这时只有依靠重力来抵消表面张力使得熔滴过渡到熔池。
以上为大滴状过渡的描述，具体到各种焊接方法：（1）熔化极气体保护焊DCSP时，无论是用的氩气还是二氧化碳气体，由于阴极斑点压力较大，都会出现大滴状过渡。
（2）二氧化碳气体保护焊时（电流较小时），由于二氧化碳气体高温解离吸热以及很高的导热系数，对电弧有很强的冷却作用。
因而电弧收缩，弧根面积难于扩展，斑点压力较大而有碍熔滴过渡最终形成大滴状过渡。
（DCRP）（3）高电压小电流的MIG和MAG中也是会出现这种过渡形式。
细颗粒过渡这种过渡形式主要出现在二氧化碳气体保护焊中。
随着焊接电流的增加，斑点面积增加，电磁推力增加，斑点压力逐渐有利于熔滴过渡。
这时熔滴过渡的频率增加，熔滴直径相对较小。
这种过渡形式就是细颗粒过渡。
（这时的熔滴直径仍然大于焊丝直径）这种过渡形式在二氧化碳气体保护焊中应用非常广泛，主要针对于中厚板。
注：二氧化碳气体保护焊中存在大滴状过渡，短路过渡以及细颗粒过渡。
但是大滴状过渡很少用。
喷射过渡这种过渡形式又可以分为射滴过渡、射流过渡以及亚射流过渡。
喷射过渡主要出现在氩气或者是富氩气体保护焊中。
射滴过渡这种过渡形式主要出现在钢和铝的MIG焊中。
由于电流较大，弧根面积可以笼罩整个熔滴，熔滴直径接近于焊丝直径。
这时电磁推力和斑点压力都有利于熔滴过渡，阻碍熔滴过渡的只有表面张力。
值得说明的是，这种过渡形式的电流区间是比较窄的，在焊接过程中并没有可以采用这种形式。
射流过渡射流过渡主要出现在钢的大电流的MIG焊中。
其实钢的氩气保护焊或者富氩保护焊中出现的过渡形式有：大滴状过渡、射滴过渡（甚至有学者认为钢的M IG焊中不存在这种形式）、射流过渡。
电流依次增大，过渡形式依次出现。
射流过渡中比较关键的是存在一个射流过渡临界电流值，与焊丝材料、焊丝直径、伸出长度以及保护气体都是有关的。
（1）焊丝直径细和焊丝材料的熔点较低时，射流过渡临界电流值比较小。
（2）由于钢的电阻比较大，适当的焊丝伸出长度将会产生较大的电阻热，这起到了预热作用，有利于形成射流过渡。
（3）氩气中加入二氧化碳气体时，由于二氧化碳气体存在高温解离吸热以及导热系数高，电弧收缩，电弧电场强度高，因此随着二氧化碳气体的增加，射流过渡临界电流值增加。
当二氧化碳气体增加到30％时，就不存在射流过渡了。
这时为二氧化碳气体保护焊中的细颗粒过渡。
氩气中加入氧气，当氧气的比例低于5％时，由于氧气可以降低钢的表面张力，减少了熔滴过渡的阻力，而有利于形成射流过渡。
但是氧气比例高时，由于解离吸热而升高了临界值。
亚射流过渡通常认为铝的MIG焊中存在大滴状过渡、短路过渡、亚射流过渡以及射滴过渡（或者说是射流过渡）。
而亚射流过渡就是介于短路过渡和射滴过渡之间的一种形式。
亚射流过渡的电弧较短，通常为2～8mm。
可以这样描述：在电弧热作用下形成熔滴并且熔滴长大，在形成缩颈即将以射滴过渡到熔池之前而与熔池短路，在电磁力和表面张力的共同作用下，完成过渡。
因此，这种过渡形式在电弧较长时就是射滴过渡或者射流过渡，电弧较短时就可能为短路过渡。
它与短路过渡的区别在于：亚射流过渡的缩颈在短路之前形成，而短路过渡的缩颈在短路之后形成。
因此，亚射流过渡的短路时间较短，短路电流上升也不是很大。
这种过渡形式在铝合金的MIG焊中广泛应用。
亚射流过渡有很好的自调节作用，等速送丝匹配恒流外特性电源。
注：亚射流过渡是依靠熔化系数的变化来调节焊丝熔化速度，而MIG焊和二氧化碳气体保护焊中的等速送丝匹配的是恒压外特性殿宇，是依靠电流的变化来调节焊丝熔化速度。
短路过渡短路过渡研究的比较多的是在二氧化碳气体保护焊中，小电流低电压规范时采用这种形式，特别适合于焊接薄板和全位置焊接。
短路过渡就是说在形成熔滴后，熔滴还为长大就与熔池接触，接着形成缩颈，在电磁推力和表面张力下破断，完成过渡。
这种过渡形式中的电流电压波形很重要，值得掌握。
短路过渡的稳定性取决于3方面：合适的短路电流上升速度、短路电流峰值以及空载电压回复要迅速。
通过以上可以看出，过渡形式主要取决于焊接规范、保护气体以及熔滴上各种作用力。
•本帖奖 18 威望积分 by原因：•haoyunfei威望:17焊机币:783级别：焊接人焊接术语： dioxidizer 脱氧剂查看详细解释[回复1] [引用此贴内容] 2008-3-15 22:09:42•希望有熔滴过渡方面的照片或者动画的朋友给上传点，谢谢了。
••haoyunfei威望:17焊机币:783级别：焊接人[回复2] [引用此贴内容] 2008-3-16 10:22:36•实际操作中好像不好把握耶••0673111[防灾科技学院焊接教学园]威望:15焊机币:64级别：焊接人[回复3] [引用此贴内容] 2008-3-16 11:06:30•可不可以上传一些熔滴过渡的图片，那样图文并茂。
理解起来会很容易些。
谢谢楼主的资料。
••风过无痕威望:15焊机币:28级别：焊接人[回复4] [引用此贴内容] 2008-3-16 13:58:38••onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0>onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0>onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0>onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0>onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0>••鹞儿威望:17焊机币:265级别：焊接人[回复5] [引用此贴内容] 2008-3-16 18:46:02•非常感谢上面这位朋友的大力支持啊。
不知道还有其他的没，多多益善啊。
••haoyunfei威望:17焊机币:783级别：焊接人[回复6] [引用此贴内容] 2008-3-17 7:38:55•太好了,非常感谢••xyyang0821威望:15焊机币:37级别：焊接人[回复7] [引用此贴内容] 2008-3-18 21:54:09•受教了••289745548威望:15焊机币:18级别：焊接人[回复8] [引用此贴内容] 2008-3-25 19:22:52•太感谢了••yt8005[汽车焊接院]威望:14焊机币:85级别：焊接人[回复9] [引用此贴内容] 2008-3-26 15:29:17•每个图片个属于什么过渡呢？••ghh77威望:9焊机币:-131级别：焊接人[回复10] [引用此贴内容] 2008-3-26 21:00:41•Pulsed arc in fillet weld带极电弧onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0>Pulsed arc脉冲电弧onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen. width-333" border=0>Rotating arc旋转电弧onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen. width-333" border=0>Short arc短路电弧onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen. width-333" border=0>Spray arc喷射电弧onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen. width-333" border=0>Tandem arc TIME Twin双丝电弧onload="java script:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen. width-333" border=0>••鹞儿威望:17焊机币:265级别：焊接人。