焊条、焊丝及母材的熔化
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焊条电弧焊和埋弧焊所采用的方式。
• （2）短路过渡 熔滴与熔池短路接触，由于强烈过 热和磁收缩的作用使其爆断，直接向熔池过渡的形 式，称为短路过渡。短路过渡能在小电流、低电压 下稳定过渡，飞溅较小成型较好。二保焊就是采用 的短路过渡形式。
• 适用范围：适合于薄板或低热输入的焊接。
2020/1/26
（3）喷射过渡：
熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔 池过渡的形式。
形成条件：要有一定的电流密度外应必须具有一定的电弧 长度(电弧电压)
特。点：细颗粒、高频率、熔滴沿
焊丝的轴向高速向熔池运动、电 弧稳定、飞溅小、熔深大、成形 好、效率高。喷射过渡是熔化极 氩弧焊、富氩混合气体保护焊所 采用的熔滴过渡形式。
P87 1,2,3
作业
熔滴过渡的作用力 在熔滴成形和成长过程中， 有很多力的作用。根据其来 源的不同，可分为重力、表 面张力、电磁压缩力、斑点 压力和气体吹力。
①重力（F )
g
F =mg
g
平焊时F 促进熔滴过渡 g
立、仰焊时，则阻碍熔滴过渡
②表面张力（F ） a
表面张力是焊条或焊丝端头上保持熔滴的作用力。
金属熔化焊过程
钢熔化焊时，一般要经历以下过程：加热--熔化--冶金反应-结晶---固态相变---形成接头
几种焊接缺陷：
• 偏析：合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称
为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已 凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均， 产生偏析。 • 夹渣：焊接中残留在焊缝中的熔渣。
形状如右图，它很象一个不标准的半椭圆形球。 熔池的大小、存在时间对焊接性能有很大影响： 一般情况下，随着I↑,熔池的最大深度↑，熔 池的最大宽度相对↓，随着电弧电压的升高， 熔池的最大深度↓，熔池的最大宽度↑。
小结
1、了解常用焊接热源及特征。 2、理解焊条、焊丝的加热和熔化机理。 3、掌握焊条、焊丝金属向母材的过度形式及特点。
• 产生原因：焊接过程中的层间清渣不干净；焊接电流太小 ；焊接速度太快；焊接过程中操作不当；焊接材料与母材 化学成分匹配不当；坡口设计加工不合适等。
• 气孔：是指焊接时熔池气体未在金属凝固前逸出,残存于
焊缝所形空穴。其气体可能是从熔池外界吸收的,也可能是 焊接冶金过程中反应生成的。
危害：气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低 了接头的强度,降低塑性,还会引起泄漏。
2）电阻热过大的影响：焊条在熔化前发红变质，失去冶金和保护作用。 自动焊时，过高的电阻热将使焊丝发生崩断而影响焊接。
3）为减小电阻热而采取措施：
①限制焊条或焊丝伸出长度（课本72页） ②限制焊接电流：不锈钢焊条比同直径碳钢焊 条电流小20%
2.电弧加热：熔化焊条和焊丝的主要热量。 真正使焊条、焊丝熔化的是电弧热。尽管电弧 热只有一小部分用来熔化焊条或焊丝（大部分 热量熔化母材），但它却是熔化焊条、焊丝的 主要热量。而焊条、焊丝本身的电阻热仅起辅 助作用。
焊接时，一般焊条或焊丝上的电流密度都比较大，因此，电磁 压缩力是焊接过程中促使熔滴过渡的一个主要作用力。在气体 保护焊时，通过调节焊接电流的密度来控制熔滴尺寸，是工艺 上的一个主要方法。
④斑点压力
正常情况下，电弧中的带电粒子主要是:
电子 在电场作用下 正离子
电子→阳极运动 正离子→阴极运动
所造成的机械压力称为斑点压力。
思考与练习：
1、什么是熔滴过渡？熔滴过渡过渡的形式有哪些？各有何特点？ 2、熔滴过度的作用力有哪些？简述其在焊接过程中作用。
• 裂纹：焊件中最常见的一种严重缺陷。在焊接应力及其
他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子 结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。
5-1 焊条、焊丝及母材熔化
焊接热源所产生的热量并不是全部用来加热和 熔化焊条、焊丝及母材，而是有一部分热量损 失于周围介质和飞溅等。
2020/1/26
其一：熔池金属在表面张力作用下，倒悬在焊缝上而 不易脱落；
其二：当焊芯或焊丝末端熔滴与熔池金属接触时，在 表面张力作用下，将熔滴拉入熔池。
表面张力越大，焊芯或焊丝末端的熔滴就越大。
影响表面张力的因素：
1、焊条直径。
2、液体金属的温度。 温度越高，表面张力越小。
3、在保护气体中加入氧化性气体。如：Ar+O2,
焊条或焊丝金属熔化后，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或焊丝末端 。随着其不断熔化，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或 焊丝界面间的张力时，熔滴才脱离焊芯或焊 丝过渡到熔池去。
Fa=2π RQ Q为表面张力系数
平焊时，不利于熔滴过度；仰及其他位 置焊接时，却有利于熔滴过渡。为什么？
三、焊条、焊丝金属向母材的过渡
• 1熔滴过渡：电弧焊时，焊条或焊丝端部在电弧高温作用 下熔化成液态金属滴，通过电弧空间不断向熔池中过渡的 过程
• 2熔滴过渡的影响：焊接过程的稳定、焊缝的成形、飞溅 及焊接接头的质量
• 3熔滴过渡形式：滴状过渡、短路过渡、喷射过渡
•
2020/1/26
(1)熔滴过渡（粗熔滴过渡、细熔滴过渡） 粗熔滴过渡：熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。 特点：熔滴较大，电弧不稳，飞溅大，通常不采用。 随着I↑,熔滴变细，频率↑，电弧稳定，飞溅↓，呈细粒过渡。 特点:小颗粒，飞溅较小，较稳定
它总是阻碍熔滴过渡
正接极时
反接极时
阻碍 阻碍
因为: m < m , P > P
电子
正离子 ,
正离子
电子
所以，则反接时易产生细颗粒过渡，正接则不易。
撞击 两极斑点
P
正离子
P
电子
百度文库
⑤气体的吹力 不论空间位置如何变化，它总是有利于熔滴过渡。 焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化稍微落后于焊 芯的熔化，在药皮的末端会形成一小段被熔化 的“喇叭”形套筒,见下图。 药皮造气剂分解产生的气体及焊芯中的碳元素 氧化生成的CO2气体从套管中喷出
可降低表面张力，有利于熔滴过渡。
③电磁压缩力
两根平行的载流导体，若它们通过的电流方 向相同，则这两根导体彼此相吸，使这两根导体相 吸的力称为电磁力。
方向——从外向内
大小—— 两根导体上的电流成正比
焊接时，把焊条或焊丝末端的液体熔滴看成是由许 多载流导体组成，这样熔滴就会受到由四周向中心 的径向收缩力，称之为电磁压缩力。电磁压缩力垂 直作用在金属熔滴表面上，电流密度最大的地方是 在熔滴的细颈部分，这部分也是电磁压缩力作用力 最大的地方。因此随着颈部逐渐变细，电流密度增 大，电磁压缩力也随之增强，则促使熔滴很快地脱 落焊条或焊丝端部向熔池过渡，这样就保证了熔滴 在任何空间位置都顺利的过渡到熔池。所以电磁压 缩力在任何焊接位置都是促使熔滴过渡的力。
2020/1/26
1.电阻加热
1）公式Q=I2RT 电阻热的大小取决于焊条或焊丝伸出长度、电流强度、 焊条或焊丝金属的电阻率和直径。 焊条或焊丝伸出长度越大，通电时间增加，电阻热加大；焊接电流越 大，电阻热也越大；焊条或焊丝金属本身的电阻率越大，电阻热也越大。 例如：不锈钢焊条的电阻率比低碳钢焊条大，因此，在相同焊接电流的 情况下所产生的电阻热更大；同种材料的焊条或焊丝其直径越大，则电 阻越小，相对产生的电阻热也就减小。
气体在高温下体积急剧膨胀，沿焊条的轴线方 向，形成挺直而稳定的气流，把熔滴吹到熔池中。
四、母材的熔化
熔焊时在焊接热源作用下，在焊条、焊丝金属融化的 同时，被焊金属（母材）也发生局部的熔化。
1、焊接熔池的含义
在焊接热源的作用下，母材上由熔化的焊条、焊丝金属与母材金属所组 成的具有一定几何形状的液体金属称为焊接熔池。 焊接时，熔池随着热源的向前移动而作同步运动。 2、焊接熔池的形状和尺寸
• （2）短路过渡 熔滴与熔池短路接触，由于强烈过 热和磁收缩的作用使其爆断，直接向熔池过渡的形 式，称为短路过渡。短路过渡能在小电流、低电压 下稳定过渡，飞溅较小成型较好。二保焊就是采用 的短路过渡形式。
• 适用范围：适合于薄板或低热输入的焊接。
2020/1/26
（3）喷射过渡：
熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔 池过渡的形式。
形成条件：要有一定的电流密度外应必须具有一定的电弧 长度(电弧电压)
特。点：细颗粒、高频率、熔滴沿
焊丝的轴向高速向熔池运动、电 弧稳定、飞溅小、熔深大、成形 好、效率高。喷射过渡是熔化极 氩弧焊、富氩混合气体保护焊所 采用的熔滴过渡形式。
P87 1,2,3
作业
熔滴过渡的作用力 在熔滴成形和成长过程中， 有很多力的作用。根据其来 源的不同，可分为重力、表 面张力、电磁压缩力、斑点 压力和气体吹力。
①重力（F )
g
F =mg
g
平焊时F 促进熔滴过渡 g
立、仰焊时，则阻碍熔滴过渡
②表面张力（F ） a
表面张力是焊条或焊丝端头上保持熔滴的作用力。
金属熔化焊过程
钢熔化焊时，一般要经历以下过程：加热--熔化--冶金反应-结晶---固态相变---形成接头
几种焊接缺陷：
• 偏析：合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称
为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已 凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均， 产生偏析。 • 夹渣：焊接中残留在焊缝中的熔渣。
形状如右图，它很象一个不标准的半椭圆形球。 熔池的大小、存在时间对焊接性能有很大影响： 一般情况下，随着I↑,熔池的最大深度↑，熔 池的最大宽度相对↓，随着电弧电压的升高， 熔池的最大深度↓，熔池的最大宽度↑。
小结
1、了解常用焊接热源及特征。 2、理解焊条、焊丝的加热和熔化机理。 3、掌握焊条、焊丝金属向母材的过度形式及特点。
• 产生原因：焊接过程中的层间清渣不干净；焊接电流太小 ；焊接速度太快；焊接过程中操作不当；焊接材料与母材 化学成分匹配不当；坡口设计加工不合适等。
• 气孔：是指焊接时熔池气体未在金属凝固前逸出,残存于
焊缝所形空穴。其气体可能是从熔池外界吸收的,也可能是 焊接冶金过程中反应生成的。
危害：气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低 了接头的强度,降低塑性,还会引起泄漏。
2）电阻热过大的影响：焊条在熔化前发红变质，失去冶金和保护作用。 自动焊时，过高的电阻热将使焊丝发生崩断而影响焊接。
3）为减小电阻热而采取措施：
①限制焊条或焊丝伸出长度（课本72页） ②限制焊接电流：不锈钢焊条比同直径碳钢焊 条电流小20%
2.电弧加热：熔化焊条和焊丝的主要热量。 真正使焊条、焊丝熔化的是电弧热。尽管电弧 热只有一小部分用来熔化焊条或焊丝（大部分 热量熔化母材），但它却是熔化焊条、焊丝的 主要热量。而焊条、焊丝本身的电阻热仅起辅 助作用。
焊接时，一般焊条或焊丝上的电流密度都比较大，因此，电磁 压缩力是焊接过程中促使熔滴过渡的一个主要作用力。在气体 保护焊时，通过调节焊接电流的密度来控制熔滴尺寸，是工艺 上的一个主要方法。
④斑点压力
正常情况下，电弧中的带电粒子主要是:
电子 在电场作用下 正离子
电子→阳极运动 正离子→阴极运动
所造成的机械压力称为斑点压力。
思考与练习：
1、什么是熔滴过渡？熔滴过渡过渡的形式有哪些？各有何特点？ 2、熔滴过度的作用力有哪些？简述其在焊接过程中作用。
• 裂纹：焊件中最常见的一种严重缺陷。在焊接应力及其
他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子 结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。
5-1 焊条、焊丝及母材熔化
焊接热源所产生的热量并不是全部用来加热和 熔化焊条、焊丝及母材，而是有一部分热量损 失于周围介质和飞溅等。
2020/1/26
其一：熔池金属在表面张力作用下，倒悬在焊缝上而 不易脱落；
其二：当焊芯或焊丝末端熔滴与熔池金属接触时，在 表面张力作用下，将熔滴拉入熔池。
表面张力越大，焊芯或焊丝末端的熔滴就越大。
影响表面张力的因素：
1、焊条直径。
2、液体金属的温度。 温度越高，表面张力越小。
3、在保护气体中加入氧化性气体。如：Ar+O2,
焊条或焊丝金属熔化后，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或焊丝末端 。随着其不断熔化，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或 焊丝界面间的张力时，熔滴才脱离焊芯或焊 丝过渡到熔池去。
Fa=2π RQ Q为表面张力系数
平焊时，不利于熔滴过度；仰及其他位 置焊接时，却有利于熔滴过渡。为什么？
三、焊条、焊丝金属向母材的过渡
• 1熔滴过渡：电弧焊时，焊条或焊丝端部在电弧高温作用 下熔化成液态金属滴，通过电弧空间不断向熔池中过渡的 过程
• 2熔滴过渡的影响：焊接过程的稳定、焊缝的成形、飞溅 及焊接接头的质量
• 3熔滴过渡形式：滴状过渡、短路过渡、喷射过渡
•
2020/1/26
(1)熔滴过渡（粗熔滴过渡、细熔滴过渡） 粗熔滴过渡：熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。 特点：熔滴较大，电弧不稳，飞溅大，通常不采用。 随着I↑,熔滴变细，频率↑，电弧稳定，飞溅↓，呈细粒过渡。 特点:小颗粒，飞溅较小，较稳定
它总是阻碍熔滴过渡
正接极时
反接极时
阻碍 阻碍
因为: m < m , P > P
电子
正离子 ,
正离子
电子
所以，则反接时易产生细颗粒过渡，正接则不易。
撞击 两极斑点
P
正离子
P
电子
百度文库
⑤气体的吹力 不论空间位置如何变化，它总是有利于熔滴过渡。 焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化稍微落后于焊 芯的熔化，在药皮的末端会形成一小段被熔化 的“喇叭”形套筒,见下图。 药皮造气剂分解产生的气体及焊芯中的碳元素 氧化生成的CO2气体从套管中喷出
可降低表面张力，有利于熔滴过渡。
③电磁压缩力
两根平行的载流导体，若它们通过的电流方 向相同，则这两根导体彼此相吸，使这两根导体相 吸的力称为电磁力。
方向——从外向内
大小—— 两根导体上的电流成正比
焊接时，把焊条或焊丝末端的液体熔滴看成是由许 多载流导体组成，这样熔滴就会受到由四周向中心 的径向收缩力，称之为电磁压缩力。电磁压缩力垂 直作用在金属熔滴表面上，电流密度最大的地方是 在熔滴的细颈部分，这部分也是电磁压缩力作用力 最大的地方。因此随着颈部逐渐变细，电流密度增 大，电磁压缩力也随之增强，则促使熔滴很快地脱 落焊条或焊丝端部向熔池过渡，这样就保证了熔滴 在任何空间位置都顺利的过渡到熔池。所以电磁压 缩力在任何焊接位置都是促使熔滴过渡的力。
2020/1/26
1.电阻加热
1）公式Q=I2RT 电阻热的大小取决于焊条或焊丝伸出长度、电流强度、 焊条或焊丝金属的电阻率和直径。 焊条或焊丝伸出长度越大，通电时间增加，电阻热加大；焊接电流越 大，电阻热也越大；焊条或焊丝金属本身的电阻率越大，电阻热也越大。 例如：不锈钢焊条的电阻率比低碳钢焊条大，因此，在相同焊接电流的 情况下所产生的电阻热更大；同种材料的焊条或焊丝其直径越大，则电 阻越小，相对产生的电阻热也就减小。
气体在高温下体积急剧膨胀，沿焊条的轴线方 向，形成挺直而稳定的气流，把熔滴吹到熔池中。
四、母材的熔化
熔焊时在焊接热源作用下，在焊条、焊丝金属融化的 同时，被焊金属（母材）也发生局部的熔化。
1、焊接熔池的含义
在焊接热源的作用下，母材上由熔化的焊条、焊丝金属与母材金属所组 成的具有一定几何形状的液体金属称为焊接熔池。 焊接时，熔池随着热源的向前移动而作同步运动。 2、焊接熔池的形状和尺寸