熔滴的过渡
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• Fg＝mg=4πr3ρg/3
• 式中，ρ是熔滴密度，r是熔滴半径， g是重力加速度。
2 表面张力
•
表面张力Fδ作用
于焊丝末端、与熔滴相交
并且相切的圆周面上，是
焊丝端头上保持熔滴的主
要作用力。焊丝与熔滴之
间的表面张力Fδ如图2-7b
所示，Fδ可以分解为径向
分力Fδr以及轴向分力Fδα，
径向分力使熔滴在焊丝末
金属
σ×10-3 (N·m-1)
Mg Zn Al Cu Fe Ti Mo W
650 770 900 115 122 151 225 268 00000
第二节 熔滴过渡
•
只有重力和其它作用力的合力超过Fδ时，
熔滴才能脱离焊丝过渡到熔池中去。因此．一般
情况下Fδ是阻碍熔滴过渡的力。但在仰焊或其它
位置（立焊、横焊）焊接时，却有利于熔滴过渡。
• 在空间任何位置进行焊接时，电磁力
都有促进熔滴过渡的作用。在用大电
流施焊时，电磁力是熔滴过渡中的主
要作用力。
图2-5作用在熔滴上的电磁力
第二节 熔滴过渡
4 爆破力
•
若熔滴内部含有易挥发金属或由于冶金反
应而生成气体，则在电弧高温作用下气体积聚和
膨胀而造成较大的内力，从而使熔滴爆炸。在
CO2短路过渡焊接时，电磁力及表面张力的作用
熔滴相互作用时间近似等于熔滴存在时间（0.01~1.0s），是很短暂的。
第二节 熔滴过渡
2 、熔滴的温度 熔滴的温度是研究熔滴阶段
各种物理化学反应时不可缺少的 重要参数。试验表明，熔滴的平 均温度随焊接电流的增加而升高， 并随焊丝直径的增加而降低。对 焊接低碳钢而言，熔滴的平均温 度波动在2100～2700K的范围内。
导致熔滴形成缩颈，电流密度增加，急剧加热使
液态小桥爆破形成熔滴过渡，同时也造成了较大
飞溅。
5 电弧气体吹力
• 焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化 • 滞后于焊芯的熔化，在焊条的端头
形成套筒，见图2-9。药皮中造 • 气剂分解产生的CO、CO2、H2及 • O2等在高温作用下急剧膨胀，从 • 套筒中冲出，推动熔滴冲向熔池。 • 无论何种位置焊接，这种力都有 • 利于熔滴过渡。
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。
第二节 熔滴过渡
2.2熔滴上的作用力
1 重力
• 重力Fg对熔滴的影响取决于焊
缝的空间位置。平焊时，重力是促 使熔滴脱离焊丝末端的作用力；立 焊和仰焊时，重力则为阻碍熔滴从 焊丝末端脱离的作用力。重力为
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；
第二节 熔滴过渡
• 6.斑点压力
第二节 熔滴过渡
• 电弧中带电质点在电场作用下向两极移动，撞 击在两极的斑点上产生的机械压力
• 斑点压力包括:正离子和电子对熔滴的撞击力、 电极材料蒸发时产生的反作用力以及弧根面积很 小时产生的指向熔滴的电磁收缩力。
• a)在一定条件下，斑点压力将阻碍金属熔滴的过 渡。
• b)通常阳极受到的斑点压力比阴极受到的斑点压 力要小，因而焊丝为阳极时熔滴过渡的阻碍力较 小。这也是许多熔化极电弧焊采用直流反接的主 要原因之一。
第二节 熔滴过渡
•
上述诸力，除重力和表面张力之外，电弧
力、爆破力等的存在与方向都与电弧形态有关。 而对于熔滴过渡的作用则随工艺条件、焊接位置
端产生缩颈，轴向分力则
使熔滴保持在焊丝末
端．阻碍熔滴过渡。
第二节 熔滴过渡 熔滴受重力和表面张力示意图
第二节 熔滴过渡
•
如果焊丝半径为R，熔滴半径为r，则焊丝
与熔滴之间的表面张力Fδ为：
• Fδ=2πRσ 式中，σ是表面张力系数，其数值与
材料、温度、气体介质等因素有关。
表2-1 纯金属的表面张力系数
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。
• 加入表面活性物质或熔滴温度升高，可以降低表
面张力系数,如O，S
第二节 熔滴过渡
• 3.电磁收缩力
• 电流流过导体时，在导体周围产生磁 场，此磁场对导体又产生压缩力p(见 图2-5)，这种力称为电磁力。图2-5 电磁力
第二节 熔滴过渡
第二节 熔滴过渡
焊条 电弧热端部熔化 熔滴 各种力的作用下长大以滴状形式过渡到熔池
熔滴是指电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的向熔 池过渡的液态金属滴。
•熔化的液体金属达到一定程度便以一定的方式脱离 焊丝末端，过渡到熔池中去。这个过程称为熔滴过渡。
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、熔滴的百度文库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 / V。g 设熔滴是半径为R的球体，则 S 4R2 /( 4 R3 ) 3/ R。
• 电磁力的方向垂直于导体表面（更确 切的说是垂直于电流线），使导体截 面积减小。电磁力对焊条未熔化部分 无甚影响，而对熔化的金属则有显著 的压缩作用。特别是在焊条末端与熔 滴之间的细颈部分，电流密度最大， 电磁力也最大。这种沿焊条轴线分布 不均匀的电磁力又构成一种轴向推力， 促使熔滴脱离焊条，而向熔池过渡。
3
熔滴越细其熔滴比表面积越大，凡是能使熔滴变细的因素， 都能加强冶金反应。
第二节 熔滴过渡
熔滴与周围介质相互作用的时间越长，冶金反应越充分 。
熔滴平均相互作用时间表示式：
cp mcp / gcp
cp
(m0
1 2 mtr ) /(mtr
/ )
cp [(m0 / mtr ) 1/ 2]
τcp，熔滴平均相互作用时间 mcp熔滴平均质量，mcp=m0+1/2 mtr，m0 熔滴脱落后在焊条端部剩余液体量；mtr 单个熔滴质量； τ熔滴长大时间； gcp熔滴过渡一个周期内焊芯的平均熔化 速度，gcp=mtr/τ
• 式中，ρ是熔滴密度，r是熔滴半径， g是重力加速度。
2 表面张力
•
表面张力Fδ作用
于焊丝末端、与熔滴相交
并且相切的圆周面上，是
焊丝端头上保持熔滴的主
要作用力。焊丝与熔滴之
间的表面张力Fδ如图2-7b
所示，Fδ可以分解为径向
分力Fδr以及轴向分力Fδα，
径向分力使熔滴在焊丝末
金属
σ×10-3 (N·m-1)
Mg Zn Al Cu Fe Ti Mo W
650 770 900 115 122 151 225 268 00000
第二节 熔滴过渡
•
只有重力和其它作用力的合力超过Fδ时，
熔滴才能脱离焊丝过渡到熔池中去。因此．一般
情况下Fδ是阻碍熔滴过渡的力。但在仰焊或其它
位置（立焊、横焊）焊接时，却有利于熔滴过渡。
• 在空间任何位置进行焊接时，电磁力
都有促进熔滴过渡的作用。在用大电
流施焊时，电磁力是熔滴过渡中的主
要作用力。
图2-5作用在熔滴上的电磁力
第二节 熔滴过渡
4 爆破力
•
若熔滴内部含有易挥发金属或由于冶金反
应而生成气体，则在电弧高温作用下气体积聚和
膨胀而造成较大的内力，从而使熔滴爆炸。在
CO2短路过渡焊接时，电磁力及表面张力的作用
熔滴相互作用时间近似等于熔滴存在时间（0.01~1.0s），是很短暂的。
第二节 熔滴过渡
2 、熔滴的温度 熔滴的温度是研究熔滴阶段
各种物理化学反应时不可缺少的 重要参数。试验表明，熔滴的平 均温度随焊接电流的增加而升高， 并随焊丝直径的增加而降低。对 焊接低碳钢而言，熔滴的平均温 度波动在2100～2700K的范围内。
导致熔滴形成缩颈，电流密度增加，急剧加热使
液态小桥爆破形成熔滴过渡，同时也造成了较大
飞溅。
5 电弧气体吹力
• 焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化 • 滞后于焊芯的熔化，在焊条的端头
形成套筒，见图2-9。药皮中造 • 气剂分解产生的CO、CO2、H2及 • O2等在高温作用下急剧膨胀，从 • 套筒中冲出，推动熔滴冲向熔池。 • 无论何种位置焊接，这种力都有 • 利于熔滴过渡。
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。
第二节 熔滴过渡
2.2熔滴上的作用力
1 重力
• 重力Fg对熔滴的影响取决于焊
缝的空间位置。平焊时，重力是促 使熔滴脱离焊丝末端的作用力；立 焊和仰焊时，重力则为阻碍熔滴从 焊丝末端脱离的作用力。重力为
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；
第二节 熔滴过渡
• 6.斑点压力
第二节 熔滴过渡
• 电弧中带电质点在电场作用下向两极移动，撞 击在两极的斑点上产生的机械压力
• 斑点压力包括:正离子和电子对熔滴的撞击力、 电极材料蒸发时产生的反作用力以及弧根面积很 小时产生的指向熔滴的电磁收缩力。
• a)在一定条件下，斑点压力将阻碍金属熔滴的过 渡。
• b)通常阳极受到的斑点压力比阴极受到的斑点压 力要小，因而焊丝为阳极时熔滴过渡的阻碍力较 小。这也是许多熔化极电弧焊采用直流反接的主 要原因之一。
第二节 熔滴过渡
•
上述诸力，除重力和表面张力之外，电弧
力、爆破力等的存在与方向都与电弧形态有关。 而对于熔滴过渡的作用则随工艺条件、焊接位置
端产生缩颈，轴向分力则
使熔滴保持在焊丝末
端．阻碍熔滴过渡。
第二节 熔滴过渡 熔滴受重力和表面张力示意图
第二节 熔滴过渡
•
如果焊丝半径为R，熔滴半径为r，则焊丝
与熔滴之间的表面张力Fδ为：
• Fδ=2πRσ 式中，σ是表面张力系数，其数值与
材料、温度、气体介质等因素有关。
表2-1 纯金属的表面张力系数
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。
• 加入表面活性物质或熔滴温度升高，可以降低表
面张力系数,如O，S
第二节 熔滴过渡
• 3.电磁收缩力
• 电流流过导体时，在导体周围产生磁 场，此磁场对导体又产生压缩力p(见 图2-5)，这种力称为电磁力。图2-5 电磁力
第二节 熔滴过渡
第二节 熔滴过渡
焊条 电弧热端部熔化 熔滴 各种力的作用下长大以滴状形式过渡到熔池
熔滴是指电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的向熔 池过渡的液态金属滴。
•熔化的液体金属达到一定程度便以一定的方式脱离 焊丝末端，过渡到熔池中去。这个过程称为熔滴过渡。
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、熔滴的百度文库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 / V。g 设熔滴是半径为R的球体，则 S 4R2 /( 4 R3 ) 3/ R。
• 电磁力的方向垂直于导体表面（更确 切的说是垂直于电流线），使导体截 面积减小。电磁力对焊条未熔化部分 无甚影响，而对熔化的金属则有显著 的压缩作用。特别是在焊条末端与熔 滴之间的细颈部分，电流密度最大， 电磁力也最大。这种沿焊条轴线分布 不均匀的电磁力又构成一种轴向推力， 促使熔滴脱离焊条，而向熔池过渡。
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熔滴越细其熔滴比表面积越大，凡是能使熔滴变细的因素， 都能加强冶金反应。
第二节 熔滴过渡
熔滴与周围介质相互作用的时间越长，冶金反应越充分 。
熔滴平均相互作用时间表示式：
cp mcp / gcp
cp
(m0
1 2 mtr ) /(mtr
/ )
cp [(m0 / mtr ) 1/ 2]
τcp，熔滴平均相互作用时间 mcp熔滴平均质量，mcp=m0+1/2 mtr，m0 熔滴脱落后在焊条端部剩余液体量；mtr 单个熔滴质量； τ熔滴长大时间； gcp熔滴过渡一个周期内焊芯的平均熔化 速度，gcp=mtr/τ