电弧焊基础知识
电弧焊基础知识
电弧焊基础知识焊接工程基础一、对不同熔滴过渡形式进行比较，包括形成条件、熔滴过渡过程的不同特点、应用等内容。
答：电弧焊的熔滴过渡形式可以分为自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。
1、自由过渡熔滴从焊丝端部脱落后，经电弧空间自由地的飞行二落入熔池，熔滴脱离焊丝末端一、前不与熔池接触。
按过渡形态不同分为滴状过渡、喷射过渡和爆炸过渡。
1）滴状过渡：（1）大滴过渡a、滴落过渡：高电压、小电流、MIG焊b、排斥过渡：高电压、小电流、CO2焊（2）细颗粒过渡：较大电流的CO2焊当电流较小时，在电弧作用力下，随着焊丝融化，熔滴逐渐长大，当熔滴的重力能够克服其表面张力的作用时，就以较大的颗粒脱离焊丝，落入熔池实现熔滴过渡。
电流较大，电磁收缩力增大，表面张力作用减小，熔滴在脱离焊丝之前就偏离了焊丝轴线，甚至上翘，脱离之后不能沿焊丝轴向过渡时，成为排斥过渡。
这两种过渡的熔滴都较大，一般大于焊丝直径，属于大滴过渡。
大滴过渡的熔滴大，行成时间长，影响电弧稳定性，焊缝成型粗糙，飞溅较多，生产中很少采用。
当电流较大时，电磁收缩力大，熔滴的表面张力减小，熔滴细化，其直径一般等于或略小于焊丝直径，熔滴向熔池过渡频率增加，飞溅少，电弧稳定，焊缝成形较好，这种过渡形式称为细颗粒过渡，在生产中广泛应用。
2）喷射过渡：（1）射滴过渡铝MIG焊及钢焊丝脉冲焊（2）亚射流过渡铝、镁及其合金的熔化极气体保护焊（3）射滴过渡钢焊丝MIG焊（4）旋转射流过渡特大电流MIG焊电流增加时，熔滴的尺寸变得更小，过渡频率也急剧提高，在电弧力的的强制作用下，熔滴脱离焊丝沿焊丝轴向飞速的射向熔池，这种过渡形式称为喷射过渡。
射滴过渡是介于滴状过渡与连续射流过度之间的一种熔滴过渡形式，熔滴直径与焊丝直径相近，过渡时有明显的熔滴分离。
其工艺条件与连续射流过渡有相似之处，主要适用于钢焊丝脉冲焊及铝合金焊丝融化及气体保护焊。
亚射流过渡是介于短路过渡与舍滴过渡之间的一种过渡形式，形成条件：大电流，低电压，反极性，CO2气氛和粗焊丝。
手工电弧焊的安全基础知识
手工电弧焊的安全基础知识手工电弧焊是利用焊条与焊件之间的电弧热，使焊条金属与母材熔化形成缝的一种焊接方法。
焊接时，母材为一电极，焊条为另一电极。
电弧是在焊条—母材之间的空隙内通过外加电压引燃。
由于开头产生电弧时，两电极及其间的气隙尚未充分加热电离，为了加强气体的电离作用，电极之间应有较高的电压，这个电压称为空载电压。
一般直流电焊机的空载电压为40~90V，沟通电焊机为50～80V。
当电弧稳定燃烧后，维持电弧燃烧所需要的电压较低，一般为16—35V，这个电压称为工作电压。
一、手工电弧焊机常用的手工电弧焊机有沟通弧焊机、旋转式直流弧焊机和整流式直流弧焊机三种。
沟通弧焊机是一个特别的降压变压器，具有陡降的外特性。
焊接电源的调整主要是通过调整焊机感抗值来实现的，其基本方式为变动铁芯或动绕组的位置或调整芯的饱和程度等。
沟通弧焊机主要有动铁芯式、同体式和动圈式三种。
旋转式直流弧焊机是一种专供电弧焊用的特别型式的发电设备，由发电机和原动机两部分组成。
原动机可以是电动机或内燃机，在工厂中常见的是用电动机驱动。
直流弧焊机除了具有产生直流电的功能外，还具有满意焊接工艺所要求的性能。
整流式直流弧焊机由主变压器、整流器组、调整装置和冷却风扇等装置组成。
这类焊机由于多采纳硅整流元件进行整流，又称为硅整流焊机。
全部使用的电焊机必需符合焊机标准规定的平安要求。
1、假如手工电弧焊机的空载电压高于焊机标准规定的限值，而又在有触电危急的场所作业，则焊机必需采纳空载自动断电装置等防触电的平安措施。
2、电焊机的工作环境应与焊机技术说明书上的规定相符。
如在气温过低或过高、湿度过大、气压过低以及在腐蚀性或爆炸性等特别环境中作业，应使用适合特别环境条件性能的电焊机，或实行防护措施。
3、应防止电焊机受到碰撞或猛烈震惊，特殊是整流式电焊机。
室外使用的电焊机必需有防雨雪的防护设施。
为防止触电，电焊机外露的带电部分应设有完好的防护(隔离)装置，电焊暴露的接线柱必需设有防护罩。
电弧焊-基础知识
27
（二）电子的发射
（2）场致发射
当阴极表面空间有强电场存在时，金属 电极内的电子在电场静电库仑力的作用下， 从电极表面飞出的现象称为场致发射。
冷阴极电弧正是主要依靠这种方式获得足 够的电子以维持电弧稳定燃烧的。
28
（二）电子的发射
（3）光发射
当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的 自由电子能量增加，当电子的能量达到一定值时 能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。
9
（一）气体的电离
（1）电离与激励
电离能通常以电子伏（eV）为单位， 1电子伏就是1个电子通过1V电位差的空间所 获得的能量，其数值为1.6×10-19J。为了便 于计算，常把以电子伏为单位的能量转换为 数值上相等的电压来处理，单位为伏（V）， 此电压称为电离电压。电弧气氛中常见气体 的电离电压如表1-1所示。
（1）热发射 金表面承受热作用而产生电子发射的现象称 为热发射。金属电极内部的自由电子受到热作用 以后，热运动加剧，动能增加，当自由电子的动 能大于该金属的电子逸出功时，就会从金属电极 表面飞出，参加电弧的导电过程。电子发射时从 金属电极表面带走能量，故能对金属产生冷却作 用。当电子被另外的同种金属表面接受时，将释 放能量，使金属表面加热。
二、焊接电弧的导电特性
其中，暗放电和辉光放电的电流较小，电 压较高，发热发光较弱，而电弧放电的电流最 大，电压最低，温度最高、发光最强。正是因 为电弧具有这样的特点，因此在工业中广泛用 来作为热源和光源，在焊接技术中成为一种不 可缺少的能源。 综上所述，从电弧的物理本质来看，它是一种 在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所 产生的电流最大、电压最低、温度最高、发光 最强的自持放电现象。
第一章电弧焊基础知识
手工电弧焊的安全基础知识
手工电弧焊的安全基础知识手工电弧焊是一种常见的焊接方法，也是一项高风险的工作。
为了确保焊工和周围人员的安全，必须掌握一些基本的安全知识。
以下是手工电弧焊的安全基础知识。
1. 物理安全知识- 确保工作区域干燥，避免在潮湿或多雨的环境中焊接。
- 检查和确保工作区域没有易燃物品或可燃气体，以减少火灾的风险。
- 清理工作区域，确保没有杂物，尤其是易燃杂物，以避免触电或火灾事故。
- 使用焊接面罩、防火面罩、手套、防护服和耳塞等个人防护装备，以保护自己免受火花、热辐射、紫外线辐射和噪音的伤害。
2. 电气安全知识- 在进行任何维护或检修操作之前，确保电源已经关闭并断开连接，以避免触电。
- 使用绝缘电缆，并确保电源线路和插头的绝缘性能良好，以减少触电的风险。
- 使用与电焊工作相匹配的标准和规范的电缆、插头和插座，以确保正常工作和良好的电气连接。
- 定期检查电缆和插头的外观，确保没有裂纹、磨损或暴露的导线，以避免电击事故。
- 确保工作区域有地检测装置，以检测是否有电流通过焊接设备或焊工，以及确保接地线和电源线之间有良好的接地连接。
- 在使用多次接插头时，确保每个插头的接地线连接良好，以避免接地失效。
3. 气体安全知识- 对于使用气体作为焊接介质的焊接过程，必须掌握相关的气体安全知识。
- 使用气瓶时，确保气瓶安全且处于稳固的位置。
避免气瓶倒塌或破裂导致的意外事故。
- 检查气瓶上的压力表，确保气瓶中有足够的气体供应，以避免在焊接过程中气体不足而导致的问题。
- 气瓶上的阀门应保持关闭状态，除非气瓶正在使用中。
在工作完成后，立即关闭气瓶，并确保气瓶阀门处于关闭状态。
- 在连接和更换气瓶时，使用正确的工具，确保连接牢固且无泄漏。
4. 焊接环境安全知识- 在进行焊接工作时，确保工作区域通风良好，以减少焊接产生的有害气体和烟雾对焊工和周围人员的危害。
- 使用消防器材和灭火器，并确保灭火器的有效期限内。
在焊接过程中，随时保持灭火器的可用状态以应对火灾风险。
电弧焊基础知识
第一章电弧焊基础知识一、教学目的：能正确认识焊接电弧中带电粒子的产生原理了解焊接电弧的工艺特性及电弧力的种类了解阴极斑点及阳极斑点的定义了解熔滴上的作用力掌握熔滴过渡的主要形式及其特点能正确认识焊缝形成过程了解焊接工艺参数对焊缝成形的影响了解焊缝成形缺陷的产生及防止二、教学重点：焊接电弧中带电粒子的产生原理熔滴过渡的主要形式及其特点焊接工艺参数对焊缝成形的影响三、教学难点：电离和激励极斑点及阳极斑点最小电压原理焊缝成形缺陷的产生及防止四、参考学时数：4～6学时五、主要教学内容：第一节焊接电弧一、焊接电弧的物理基础（一）电弧及其电场强度分布电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。
电弧有三个部分构成：阴极区、阳极区、弧柱区。
（二）电弧中带电粒子的产生1、气体的电离在外加能量作用下，使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程称为气体电离。
其本质是中性气体粒子吸收足够的能量，使电子脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子的过程。
电离种类：（1）热电离气体粒子受热的作用而产生电离的过程称为热电离。
其本质为粒子热运动激烈，相互碰撞产生的电离。
（2）场致电离带电粒子在电场中加速，和其中的中性粒子发生非弹性膨胀而产生的电离。
电离程度：电离度：单位体积内电离的粒子数浴气体电离前粒子总数的比值称为电离度。
（3）光电离中性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程称为光电离。
2、阴极电子发射（1）电子发射：阴极中的自由电子受到外加能量时从阴极表面逸出的过程称为电子发射。
其发射能力的大小用逸出功A w表示。
（2）阴极斑点阴极表面光亮的区域称为阴极斑点。
阴极斑点具有“阴极清理”（“阴极破碎”）作用，原因：由于氧化物的逸出功比纯金属低，因为阴极斑点会移向有氧化物的地方，将该氧化物清除。
（3）电子发射类型1）热发射阴极表面受热引起部分电子动能达到或超过逸出功时产生的电子发射。
热阴极以热发射为主要的发射形式。
手工电弧焊的安全基础知识（三篇）
手工电弧焊的安全基础知识手工电弧焊是常见的金属焊接方法之一，但由于其涉及高温、高电压和高强度的工作环境，存在着一定的安全风险。
为了确保焊接操作的安全性，以下是手工电弧焊的基础安全知识。
1. 环境安全- 在进行手工电弧焊接之前，需要确保工作区域干燥，无明火、易燃或爆炸性气体，并保持通风良好，防止有害气体积聚。
- 确保工作区域没有可燃物或易燃物，如木材、纸张等物品。
- 确保焊接区域周围没有可导电的物体，以防电流通过其他路径流过人体或其他设备。
2. 个人防护装备- 焊工必须佩戴适当的个人防护装备，包括焊接面罩、耳塞/耳罩、可抗炫目眼镜、耐热手套、耐热服装和耐热鞋。
- 焊接面罩应符合国家安全标准，能够有效保护眼睛和脸部免受弧光的伤害。
- 防护服装和鞋具应使用阻燃材料制作，以防止灼伤和火焰蔓延。
3. 电源安全- 使用电焊机之前，需要确保电焊机的电源线路及插头没有损坏，接地良好，以防止漏电和触电危险。
- 在使用电焊机时，应将焊机置于平稳的工作台上，以防止焊机倾倒或受到外力干扰。
- 焊机工作时产生的高温和明火可能会引起火灾，因此应设置灭火器和其他消防设备，并保持焊接区域的清洁。
4. 操作安全- 在进行焊接操作前，应对焊接材料进行初步清洁和处理，以去除油脂、涂料、锈蚀等可能影响焊接质量和安全的物质。
- 在进行高温焊接前，应提前阅读使用说明书，了解焊接材料的最佳参数、焊接位置和焊接顺序。
- 在开始焊接之前，确保工件接触良好，焊枪与工件的接触面要充分清洁。
- 焊接时应保持集中注意力，避免分心或疲劳操作。
- 在操作过程中，禁止将焊条触碰皮肤、衣物或其他可导电物体，以免发生触电事故。
- 在焊接完成后，关闭电焊机的电源并等待其完全冷却，以避免电焊机过热引起火灾。
5. 废弃物处理- 废弃的焊接材料、焊渣和焊丝应妥善处理，避免直接丢弃在工作区域。
- 废弃的焊接材料和废渣应进行分类处理，并存放在指定的储存容器中，以便后续安全处理。
电弧焊基础知识
电弧焊基础知识电弧焊是一种常用的金属连接方式，通过电流的通入使金属加热并熔化，然后让熔化的金属在电弧的作用下连接在一起。
它在工业生产中应用广泛，适用于各种金属材料的连接，是制造业中非常重要的焊接方法。
本文将介绍电弧焊的基础知识，包括其原理、设备和操作技巧。
1. 电弧焊的原理电弧焊的原理是利用电流通过两个相互接触的导电电极时，产生的电弧和热量将金属表面加热至熔点，以实现金属材料的连接。
电流通入导电电极形成电弧，同时使导电电极和工件之间形成可引燃的电弧空气。
2. 电弧焊的设备电弧焊的设备主要包括焊机、电极和接地夹。
焊机是产生和控制电弧焊所需电流的设备，通常采用直流或交流焊机。
电极是传递电流到工件的导电材料，常见的电极有炭化钨电极和钨钨极电极。
接地夹用于将接地电缆夹住，以确保工作地点的安全电接地。
3. 电弧焊的操作技巧3.1 准备工作：在进行电弧焊前，需要确认焊接材料的种类，选择适当的电极和焊接电流。
另外，还需要为焊接区域清洁，并将工件固定在合适的位置上。
3.2 焊接电流的选择：电弧焊时，焊接电流的选择是非常重要的。
一般来说，电流过小会导致焊缝不够牢固，电流过大则会引起焊接材料的过热。
3.3 焊接技巧：在焊接时，应保持稳定的手持姿势，使焊锡均匀地覆盖在焊缝上。
焊接要均匀、有节奏地进行，以保证焊接质量。
3.4 焊接安全：在进行电弧焊时，应注意避免电弧和烟雾对人体的伤害。
焊接时需要佩戴防护设备，如防护眼镜、手套、护目镜等，确保人身安全。
电弧焊具有焊接速度快、连接牢固等优点，广泛应用于建筑、汽车制造、船舶制造等行业。
但在实际应用中，电弧焊也存在一些问题，如焊接变形、裂纹等。
为了提高焊接质量，还需要加强焊接工艺的研究和改进。
总之，电弧焊作为一种重要的金属连接方法，具有广泛的应用前景。
掌握电弧焊的基础知识，对于工程师和焊工来说是非常重要的。
通过了解电弧焊的原理、设备和操作技巧，可以更好地应用电弧焊技术，提高焊接质量，为制造业的发展做出贡献。
焊条电弧焊的基础知识
焊条电弧焊的基础知识一、焊接基础知识焊接是指通过加热或加压两种方式，将两个或多个金属材料连接在一起的方法。
焊接过程中，金属材料通过原子间的扩散和结合，形成牢固的接头。
二、焊接设备介绍焊条电弧焊是一种常用的焊接方法，其设备主要包括电源、焊机、焊条和工具等。
1.电源：提供焊接所需的电能，一般分为交流电源和直流电源两种。
2.焊机：将电源输出的电能转化为焊接所需的电流和电压，并控制焊接过程的设备。
3.焊条：用于形成焊接接头的金属电极，一般由金属芯和药皮组成。
4.工具：包括焊钳、焊嘴、夹具等，用于夹持和操作焊条。
三、焊条的选用与处理1.焊条的选用：应根据被焊接材料的材质、焊接要求和接头强度要求等因素来选择合适的焊条。
2.焊条的处理：使用前应检查焊条的质量，去除焊条表面的油污和锈蚀，以保证焊接质量。
四、电弧焊的工艺参数电弧焊的工艺参数主要包括电流、电压、焊接速度、焊条角度等。
1.电流：电流的大小直接影响焊接质量和效率，应根据被焊接材料的材质、厚度和焊接要求等因素来选择合适的电流。
2.电压：电压的高低影响电弧的稳定性和熔池的形成，应根据焊接电流和焊条类型等因素来选择合适的电压。
3.焊接速度：焊接速度是指单位时间内完成的焊缝长度，应根据被焊接材料的材质、厚度和焊接要求等因素来选择合适的焊接速度。
4.焊条角度：焊条的角度直接影响焊接质量和美观度，应根据被焊接材料的材质、接头形式和焊接要求等因素来选择合适的焊条角度。
五、焊接操作技巧1.引弧：将焊条与工件表面轻轻接触，然后迅速提起，使电弧燃烧稳定。
2.运弧：控制焊条的运动轨迹，使熔池均匀分布，避免出现“驼峰”、“咬边”等现象。
3.接头：在更换焊条或中断焊接时，应将焊条与工件表面成一定角度，以形成起始熔池，便于引弧。
4.收弧：在完成一道焊缝后，应将电弧慢慢提起，使熔池逐渐凝固，避免出现“缩孔”现象。
六、焊接缺陷与预防措施1.气孔：预防措施包括选择合适的焊接电流和保护气体流量，保持工件表面清洁等。
手工电弧焊的安全基础知识
手工电弧焊的安全基础知识手工电弧焊是常见的焊接技术之一，在金属加工和修补中广泛应用。
使用电弧焊接需要注意安全问题，掌握一些基本知识以避免焊接过程中出现意外伤害。
本文将介绍手工电弧焊的安全基础知识。
焊接安全设备在进行手工电弧焊接前，应使用适当的个人防护设备以及安全设备，来保护自己免受焊接产生的危险。
下面是一些需要注意的设备：1.焊接面罩：焊接过程中会存在明亮的光芒及飞溅的金属火花，而使用焊接面罩能有效保护焊工的眼睛、面部及头部。
2.防护手套：用于保护焊工的手部不受火花溅料或热飞溅的金属伤害。
3.防护衣：用于将身体覆盖，以防止热飞溅的金属或者其他物体的伤害。
4.防护鞋和长裤：金属的飞溅物有可能会落到脚和腿上，所以需要穿带防火性能的鞋和长裤。
5.焊接手套和焊条钳：使用焊接手套和钳子，可以使焊工在取下电极时避免很多的热量。
6.焊接屏蔽墙：焊接过程中需要有一个带屏蔽的空间来保护周围的工人。
避免电击在使用手工电弧焊时，需要避免发生电击的情况。
发生电击时，人体会受到高电流的冲击而造成身体伤害。
以下是一些避免电击的方法：1.避免触碰金属或单极电源：在使用电弧焊接时，尽量避免触碰金属或者单极电源以防止产生电流。
2.注意接地：正确接地是防止电击的关键，确保焊接设备和工作件都正确接地。
3.确定焊机电压等级：应选用适当的焊机电压和电流等级，在操作过程中不要改变电压和电流等级。
4.不要接触气体瓶或压力表：气体瓶是非常危险的，连接时应遵循安全操作规程。
操作安全注意事项在进行手工电弧焊时，还需要注意以下安全注意事项：1.遵守操作规程：在操作过程中，要遵守制定的操作规程，确保操作的规范性和安全性。
2.锁定焊接装备：在进行焊接操作时，应将焊接设备锁定在工作站点上以避免设备移动。
3.检查设备：在使用焊接设备时，应检查设备的各项指标和配件是否完好。
同时还需要检查夹具、焊接点的位置等。
4.焊接过程稳定：在焊接过程中一定要保持稳定，不要产品激烈晃动等。
焊接基础知识
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
Uf
变，从而岁电流增加，电弧电压
增加，呈现上升特性。 If
影响电弧静特性的因素：
电弧长度
Ua
L2 >L1 L2 L1 电弧长度对电弧静特性的影响
影响电弧静特性的因素：
电弧长度 当弧长变化时， 静特性曲线平行 移动，即当电弧 长度增加时，电 弧电压也增加。 • 在焊条电弧焊应用的电流范围内，可以近似认为电 弧电压仅与电弧长度成正比的变化，而与电流大小 无关，其值一般为16～25V。
(2) 阴极电子发射
• 阴极表面在外加能量作用下连续向外发射出电子 的现象称阴极电子发射。 • 在一般情况下，电子是不能离开金属表面向外发 射的。要使其逸出金属电极表面而产生电子发射， 必须加给电子一定能量。 • 使一个电子由金属表面飞出所需要的最低外加能 量称为逸出功。物质的逸出功一般为电离能的 1/2～1/4。 • 逸出功不仅与元素种类有关，也与物质表面状态 有很大关系。表面有氧化物或其它杂质时，均可 使逸出功大大降低。
的两个必要条件。
•
正常状态下，气体是由中性分子或原子组成 的，不含带电粒子。它们虽然可以自由移动，但 不会受电场作用而产生定向运动，所以是不导电 的。因此，要使正常状态的气体产生电弧导电， 必须先有一个产生带电粒子的过程，即气体电离； 同时，为了使电弧维持“燃烧”，要求电弧的阴 极不断发射电子，这就必须不断地输送电能给电 弧，以补充所消耗的能量。
力大
力小
• 电磁静压力：电弧轴向推力 在电弧横截面上分布不均匀， 弧柱轴线处最大，向外逐渐 减小，在焊件上表现为对熔 池形成的压力 • 结果： 碗状熔深焊缝形状。
电弧焊基础知识
当金属表面受光能照射时，内部自由电子冲破 表面束缚而产生电子发射的现象。
当正离子撞击阴极表面时，其动能将传递给阴 极内部的电子，从而使其逸出金属表面的发射 过程。
第一节 焊接电弧
在实际焊接电弧中，当使用沸点高的材料（如 W或C）作电极时，其阴极区的带电粒子主要靠热 发射来提供，通常称为热阴极电弧。
电弧焊基础知识
第一节 焊接电弧
第一节 焊接电弧
1. 焊接电弧的导电特点
电弧示意图
电弧是一种
气体放电现象， 即当两电极之间 存在电位差时， 电荷通过两极之 间的气体空间的 一种导电现象。
第一节 焊接电弧
正常状态下，气体由中性分子或原子组成，不含 带电离子，在外电场作用下，不产生定向运动。
为使正常状态下的气体导电，必须首先产生带电 离子，气体中的带电离子在外电场的作用下，产 生定向运动，导致气体导电。
第二节
焊接电弧的能量平衡及电弧力
第二节 焊接电弧的能量平衡及电弧力
1. 焊接电弧中的能量平衡
当电弧的弧柱区、阴极区和阳极区的能量交换达到平衡 时，电弧便处于稳定的燃烧状态。
1.1 弧柱区的能量平衡
单位时间内弧柱区所产生的能量，主要为通过弧柱电场而 被加速的正离子和自由电子所获得的动能，并通过碰撞及中和 作用转变成热能，其产热和热损失保持平衡。在热损失的对流、 传导和辐射中，对流约占80％以上，传导与辐射占10％左右。
第一节 焊接电弧
使中性气体粒子失去第二个电子需要更大的电
离能，称为第二电离能。生成的正离子称为二价 正离子，这种电离称为二次电离。等等。
电弧焊基础知识PPT课件
灵活性高
电弧焊设备轻便，操作 灵活，适用于各种形状
和尺寸的工件焊接。
焊接质量稳定
通过合理的焊接工艺参 数和操作技巧，可以获 得高质量的焊接接头。
电弧焊的应用范围
01
02
03
工业制造
电弧焊广泛应用于汽车、 船舶、航空航天、石油化 工等工业制造领域。
建筑行业
在建筑行业中，钢结构、 钢筋等材料的连接常常采 用电弧焊。
焊接电压
电压是电弧能够稳定燃烧所必需的， 通常根据焊接电流和焊丝的直径进行 选择。
焊接速度
焊接速度决定了焊接效率，过快可能 导致未熔合，过慢则可能导致热影响 区过宽。
焊接层数
根据焊件的厚度和坡口的形式，选择 合适的焊接层数，以确保焊透和减少 焊接变形和焊接工艺要求，选择合适的坡口形式，以减少 填充金属量并提高焊接效率。
定义
激光焊接是一种利用高能激光束 熔化金属进行焊接的方法，具有
高精度和高效率的特点。
应用场景
适用于薄板、精密零件和异种材 料的焊接，如汽车零部件、电子
产品等。
特点
焊接速度快，变形小，对焊缝的 深宽比和焊接角度有较高要求， 同时需要高精度的激光设备和冷
却系统。
04
电弧焊材料
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
构成
电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。阴极区释放电子，阳极区吸收电子，弧柱区则是电弧能量集中区域。
电弧的静特性与动特性
静特性
指电弧在不受到任何外界扰动（如电流的突然变化或外界机械力的作用）时的特性。它反映了电弧的 伏安特性，即电流与电压之间的关系。在一定范围内，电流增大时，电压也相应增大，但当电流超过 一定值时，电压不再增加，而是略有下降。
手工电弧焊的安全基础知识
手工电弧焊的安全基础知识手工电弧焊是一种常见的焊接方式，它的过程中存在一定的安全风险。
为了保障焊工的安全，以下是手工电弧焊的安全基础知识：一、场地环境安全1、焊接区域要保证有良好的通风环境，避免有毒有害气体聚集。
如果在不良通风的环境下工作，可能会引起中毒甚至死亡。
2、要保证焊接区域没有易燃物，避免在焊接过程中引发火灾。
3、工作环境要保持整洁，避免混杂物品，如机器的电线、气管等要拣选好，避免跟气路、气瓶接触，以免漏气发生危险。
4、如果在室外焊接，要考虑到天气因素，要特别注意防雷、防水等。
二、设备安全1、使用设备时，应注意接地保护措施，以避免电击事故的发生。
2、使用电弧焊机时，应遵守使用说明书上的安全规定。
3、要经常检查仪器设备的保护措施是否完好。
例如，检查电源电线是否磨损、机器的箱体是否漏电等等。
4、使用气瓶要注意安全，如压力表指针是否稳定、瓶阀是否正常等等。
5、使用手持电弧焊机时，要避免机器与人体接触，避免发生短路。
三、个人安全1、焊接者在进行电弧焊接时，应佩戴防护服、焊帽、手套、护目镜等个人防护用品，以免发生在割弧、气焊中的光闪、火花等将会伤害眼睛、面部、手部等敏感部位。
2、在使用气瓶后，不允许把手放在瓶体上，不允许倾斜气瓶，否则有可能引起爆炸和附着性爆炸。
3、不允许未经过培训的人员进行手工电弧焊接。
4、当气瓶内的气体接近用完时，应及时更换，以免该瓶内的气体骤减后所出现的1-2秒时断时续的现象对焊工造成严重伤害。
以上就是手工电弧焊的安全基础知识，分享给大家。
在进行电弧焊时，一定要认真执行这些安全措施，以保障自己的安全。
《焊接工程基础》知识要点复习
《焊接工程基础》知识要点复习第一章电弧焊基础知识及第二章焊丝的熔化和熔滴过渡一焊接的概念：通过适当的物理化学过程（加热或者加压，或者两者同时进行，用或不用填充材料）使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。
二电弧的概念：电弧是在一定条件下电荷通过电极间气体空间的一种导电过程，或者说是一种气体放电现象。
三电弧中带电粒子的产生:电弧是由两个电极和它们之间的气体空间组成。
电弧中的带电粒子主要依靠两电极之间的气体电离和电极发射电子两个物理过程所产生的，同时也伴随着解离、激励、扩散、复合、负离子的产生等过程。
四电离与激励（一)电离：在一定条件下中性气体分子或原子分离为正离子和电子的现象称为电离.电离的种类： 1 .热电离：高温下气体粒子受热的作用相互碰撞而产生的电离称为热电离。
2. 电场电离：带电粒子从电场中获得能量，通过碰撞而产生的电离过程称为电场作用下的电离。
3.光电离: 中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。
（二）电子发射：金属表面接受一定的外加能量，自由电子冲破金属表面的约束而飞到电弧空间的现象.1、热发射金属表面承受热作用而产生的电子发射现象.热阴极：W、C 电极的最高温度不能超过沸点；冷阴极：Fe，Cu，Al,Mg等。
影响因素：温度、材质、表面形态2、电场发射：当金属表面空间存在一定强度的正电场时，金属内的自由电子受此电场静电库伦力的作用,当此力达到一定程度时，电子可飞出金属表面，这种现象称电场发射。
对低沸点材料，电场发射对阴极区提供带电粒子起重要作用。
影响因素：温度、材质、电场大小3、光发射：当金属表面接受光辐射时，也可使金属表面自由电子能量增加，冲破金属表面的约束飞到金属外面来,这种现象称为光发射。
4、粒子碰撞发射：高速运动的粒子（电子或离子)碰撞金属表面时,将能量传给金属表面的自由电子，使其能量增加而跑出金属表面，这种现象称为粒子碰撞发射。
在一定条件下，粒子碰撞发射是电弧阴极区提供导电所需电子的主要途径。
焊接电弧的基础知识和特点及应用
焊件厚度 /mm
焊条直径 /mm
2 3 4-5 6-12 ＞13 2 3.2 3.2-4 4-5 4-6
28
二、焊接设备电源种类和极性的选择
用交流电焊接时，电弧稳定性差。
采用直流电焊接，电弧稳定、柔顺、 飞
溅少。但电弧磁偏吹较交流严重。
低氢型焊条稳弧性差，必须采用直 流弧
焊电源。
用小电流焊接薄板时，也常用直流弧 焊电
从而使两电极之间的气体空间成为导体，也就形成 了电弧。
4
5
二、电弧的构成 焊接电弧分为三个区：阴极区、阳极区和弧柱
区。各区温度分布情况如下： 1. 弧柱区的温度最高，但热量大部分通过对流的形
式流失了 2.阴极区的热量用于对阴极加热，这部分热量可用
于加热填充材料或工件 3. 阳极区的热量主要用于加热工件和焊材，阳极和
20
第三节 焊缝形式与焊缝分类
一、接头形式 焊条电弧焊用于结构工程的连接形
式是复杂多样的。 按零部件的特征分为板状连接、
管状连接、管板连接三种； 按施焊位置分为平焊、立焊、横
焊和仰焊四种；
21
焊工位置
22
二、坡口 坡口是根据设计或工艺需要，在工
件待 焊部位加工成一定的几何形状并经装配后构 成的沟槽。
➢操作灵活； ➢对接头的装配要求较低； ➢可焊材料广； ➢生产率低、劳动强度大； ➢焊接质量对焊工的依赖性强；
12
二.焊条电弧焊接过程
13
第二节 焊条电弧焊的焊接材料
一、焊条 焊条是由焊芯与药皮两部分组成。
焊 条直径共有φ1.6mm-φ8mm八种规格；焊条 长度200-600mm之间。
常用的是φ3.2mm 、φ4mm、 φ5mm 三 种；长度分别为350mm、400mm、450mm。
- 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)。
阴极表面光亮的区域称为阴极斑点。
阴极斑点具有“阴极清理”（“阴极破碎”）作用，原因：由于氧化物的逸出功比纯金属低，因为阴极斑点会移向有氧化物的地方，将该氧化物清除。
（3）电子发射类型
1）热发射
阴极表面受热引起部分电子动能达到或超过逸出功时产生的电子发射。
热阴极以热发射为主要的发射形式。
电弧力（电磁收缩力、等离子流力、斑点力等）中，电磁收缩力及等离子流力对熔滴过渡有促进作用，斑点力阻碍熔滴过渡的顺利进行。
4、熔滴爆破力
熔滴内部由于冶金反应而生成气体或气体蒸气时，在电弧高温下可能会聚集致使熔滴爆破，这中内压力称为熔滴爆破力，他是产生飞溅的原因之一。
5、电弧的气体吹力
焊条电弧焊是焊条端部形成套筒，药皮中的造气剂产生的气体及CO气体在高温下膨胀并从套筒中喷出，形成一股促进熔滴过渡的推力。
PR＝I2RS
（二）焊丝的熔化特性
焊丝在电弧热和电阻热的共同作用下加热熔化，焊丝的熔化速度即指在单位时间内熔化的焊丝长度。
焊丝的熔化特性则是指焊丝的熔化速度vm和焊接电流I之间的关系。
一般焊丝的电阻率和熔化系数越大，焊丝熔化速度越快。
当然，并不是焊丝熔化速度越快越好，焊丝的熔化速度必须等于送丝速度，才能建立稳定的焊接过程。
第三节 母材熔化与焊缝成形
一、焊缝形成过程
在电弧热的作用下焊丝与母材被熔化，在焊件上形成一个具有一定形状和尺寸的液态熔池。随着电弧的移动熔池前端的焊件不断被熔化进入熔池中，熔池后部则不断冷却结晶形成焊缝。
熔池的体积由电弧的热作用决定，而熔池的形状则取决于电弧对熔池的作用力。
焊缝的结晶总是从熔池边缘处母材的原始晶粒开始，沿着熔池散热的相反方向进行，直至熔池中心与从不同方向结晶而来的晶粒相遇时为止。因此，所有的结晶晶粒方向都与熔池的池壁相垂直。
（3）电极倾角（前倾、后倾）
（4）焊件倾角（上坡焊、下坡焊）
3、结构因素
（1）焊件材料和厚度
（2）坡口和间隙
四、焊缝成形缺陷的产生及防止
1、焊缝外形尺寸不符合要求
现象：焊缝表面高低不平、焊缝波纹粗劣、纵向宽度不均匀、余高过高或过低等。
可能原因：坡口角度不当、装配间隙不均匀、焊接参数选择不当、操作人员技术不熟练等。
二、熔滴上的作用力
熔滴的形成：电弧焊时，在电弧热作用下焊丝或焊条端部受热熔化形成了熔滴。
熔滴上的作用力直接影响到熔滴过渡及焊缝成形。其作用力有：
1、重力
重力在平焊时促进熔滴过渡；而在立焊及仰焊位置则阻碍熔滴过渡。
2、表面张力
表面张力在平焊是阻碍熔滴过渡，但在其他位置焊接时，表面张力对熔滴过渡有利。
3、电弧力
2）场致发射
阴极表面受到电场力的影响，当电场力达到某一程度时电子逸出阴极表面形成电子发射。
冷阴极以场致发射为主要的发射形式。
3）光发射
阴极表面受到光辐射的作用使自由电子能量达到一定程度而逸出金属表面形成发射。
4）粒子碰撞发射
电弧中高速运动的正离子碰撞阴极时使表面自由电子得到能量而逸出阴极表面的现象。
2、咬边
现象：由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。
可能原因：采用大电流焊接告诉焊接或焊角焊缝时一次焊接的焊脚尺寸过大，电压过高等都可能出现咬边现象。
3、为焊透和未熔合
现象：焊接接头根部未完全熔透的现象。
可能原因：焊接电流过小、焊速过高、坡口尺寸不合适等。
4、焊瘤
二、焊缝形状与焊缝质量的关系
焊缝形状即是焊件熔化区横截面的形状，我们通常用焊缝有效厚度S、焊缝宽度c和余高h三个参数来表示。
焊缝成形系数 φ＝c/S
余高系数 ψ＝c/h
熔合比 γ＝Am/（Am＋AH）
三、焊接工艺参数对焊缝成形的影响
通常对焊缝影响较大的焊接参数有：焊接电压、焊接电流、焊接速度、热输入等。
现象：焊接过程中，熔化的金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。
可能原因：填充金属量过多、焊接速度慢、电弧电压过低，电流过大、焊丝直径过长等都会产生焊瘤。
5、焊穿及塌陷
现象：焊缝上形成穿孔的现象称为焊穿。
现象：熔化的金属从焊缝背面漏出，使焊缝正面下凹、背面凸起的现象称为塌陷。
可能原因：焊接电流过大、焊接速度过小或坡口嫌隙过大等。
（4）气体介质
（三）焊接电弧的稳定性
概念：焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧的程度。
电弧的稳定性除了和操作人员的熟练程度有关之外，还与其他因素有关。
1、焊接电源（电源的空载电压；电源的极性；电源的接法）
2、焊条药皮或焊剂
3、焊接电流
4、磁偏吹
5、电弧长度
6、焊前清理
7、其他
第二节 焊丝的熔化与熔滴过渡
一、焊丝的加热和熔化特定
（一）焊丝的热源
电弧焊时，用于加热、熔化焊丝的热源是电弧热和电阻热。
1、电弧热
阴极区及阳极区两个区域的产热功率可表达为：
Pk＝IUk－IUw－IUT
Pa＝IUa＋IUw＋IUT
2、电阻热
在熔化极电弧焊时，焊丝伸出导电嘴的部分有电流流过，产生电阻热，电阻热的大小与电流大小及焊丝伸出长度有关。产生的电阻热对焊丝有预热作用。
作用效果：使熔池下凹；对熔池产生搅拌作用，细化晶粒；促进排除杂质气体及夹渣；促进熔滴过渡；约束电弧的扩展，使电弧挺直，能量集中。
（2）等离子流力
电磁轴向静压力推动电极附近的高温气流（等离子流）持续冲向焊件，对熔池形成附加的压力，这个压力就称为等离子流力（电磁动压力）。
作用效果：等离子流力可增大电弧的挺直性；促进熔滴过渡；增大熔深并对熔池形成搅拌作用。
熔滴过渡的主要形式及其特点
焊接工艺参数对焊缝成形的影响
三、教学难点：
电离和激励
极斑点及阳极斑点
最小电压原理
焊缝成形缺陷的产生及防止
四、参考学时数：
4～6学时
五、主要教学内容：
第一节 焊接电弧
一、焊接电弧的物理基础
（一）电弧及其电场强度分布
电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。
（3）斑点力
电极上形成斑点时，由于斑点处受到带电粒子的撞击或金属蒸发的反作用而对斑点产生的压力，称为斑点压力或斑点力。
斑点力的方向总是和熔滴过渡方向相反，因此总是阻碍熔滴过渡，产生飞溅。
一般来说，阴极斑点力比阳极斑点力大。
2、电弧力的主要影响因素
（1）焊接电流和电弧电压
（2）焊丝直径
（3）电极的极性
1、焊接参数的影响
（1）焊接电流
I↗；φ↘；
（2）电弧电压
U↗；S↘，h↘；
（3）焊接速度
V↗；c↘，h↘，S↘；
2、工艺因素的影响
（1）电流种类与极性
（2）焊丝直径和伸出长度
焊丝直径↘；电流密度越大，对焊件加热越集中；电磁收缩力越大，焊缝厚度、余高增大。
伸出长度↗；电阻增大，电阻热增大，焊丝熔化速度加快，余高增加，焊缝厚度略微减小。
最小电压原理：弧柱在稳定燃烧的时候，有一种使自身能量消耗最小的特性，即当电流和电弧周围条件一定时，稳定燃烧的电弧将自动选择一个确定的导电截面，使电弧的能量消耗最小。当电弧长度也为定值时，电场强度的大小即代表了电弧产热量的大小，因此，能量消耗最小时的电场强度最低，即在固定弧长上的电压降最小，这就是最小电压原理。
三、熔滴过渡的主要形式及特点
熔滴过渡的形式有：
（一）自由过渡：熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头与熔池不发生直接接触的过渡方式。
1、滴状过渡
（1）粗滴过渡
（2）细滴过渡
2、喷射过渡
（二）接触过渡：焊丝端部的熔滴与熔池表面搭桥过渡
（三）渣壁过渡：渣壁过渡是熔滴沿着熔渣的壁面流入熔池的一种过渡形式。
（三）带电粒子的消失
1、扩散
带电粒子从密度高的中心部位向密度低的周边迁移的现象。
2、复合
电弧周边正负粒子结合成中性粒子的现象。
3、负离子的形成
部分中性粒子吸附电子而形成负离子的过程。
二、焊接电弧的导电特性
（一）弧柱区的导电特性
弧柱是包含大量电子、正离子等带电粒子和中性粒子等聚合在一起的气体状态，这种对外呈电中性的状态称为电弧等离子体。
（二）阴极区的导电特性
作用有：接受由弧柱传来的正离子流；向弧柱区提供电弧导电所需的电子流。
其发射形式主要有：
1、热发射型
2、电场发射型
（三）阳极区的导电特性
1、阳极斑点
在阳极表面可看到的烁亮发光的区域，称为阳极斑点。
阳极斑点会自动寻找熔点比较低的纯金属表面而避开氧化物，在金属表面游走。
2、阳极区的导电形式
（1）场致电离
（2）热电离
三、焊接电弧的工艺特性
（一）电弧的热能特性
1、弧柱的产热
电流密度小，温度高，能量主要由粒子碰撞产生，热能损失严重。
2、阴极区的产热
电流密度大，温度低，能量主要用来对阴极加热和阴极区的散热损失，还可用来加热填充材料或焊件。
3、阳极区的产热
电流密度大，温度低，能量主要用于对阳极的加热和散失，也可用来加热填充材料或焊件。
第一章 电弧焊基础知识
一、教学目的：
能正确认识焊接电弧中带电粒子的产生原理
了解焊接电弧的工艺特性及电弧力的种类
了解阴极斑点及阳极斑点的定义
了解熔滴上的作用力
掌握熔滴过渡的主要形式及其特点
能正确认识焊缝形成过程
了解焊接工艺参数对焊缝成形的影响
了解焊缝成形缺陷的产生及防止
二、教学重点：
焊接电弧中带电粒子的产生原理
（二）电弧的力学特性
电弧力影响到焊件的熔深及熔滴过渡，熔池的搅拌、焊缝成形以及金属飞溅，因此电弧力直接影响着焊缝质量。
1、电弧力及其作用