电弧焊基础第七章演示文稿免费下载文档资料.pptx
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电弧焊操作培训ppt
第二十八页，共五十九页。
◆按简化工艺、生产率和经济性来选用
①薄板焊接或定位焊宜采用E4313焊条，焊件不 易烧穿且易引弧。
②在满足焊件使用性能和焊条操作性能的前提 下，应选用规格大、效率高的焊条。
③在使用性能基本相同时，应尽量选用价(Jia)格较 低的焊条，降低焊接生产的成本。
第二十九页，共五十九页。
第十三页，共五十九页。
2＆焊条的功能
电焊条由焊芯、涂料药皮两部分组成。目前在焊接生产中广泛 使用的基本(Ben)上都是厚药皮焊条。
第十四页，共五十九页。
1＆焊芯 焊芯：是指电焊条用的被药皮包覆的金属芯。 作用：
（1）传导电流，产生焊接电弧；
（2）焊芯本身熔化形成焊缝中的填充金属。
由于焊芯在电弧高温作用下端部熔化，形成熔滴过渡 到熔池中，因此焊芯的成分对焊缝金局的质量和性能有极 大影响。
第三十四页，共五十九页。
3＆焊条保温(Wen)筒 使用低氢型焊条焊接重要结构时，焊条必须先进烘箱烘焙，
(二)焊条的管理及使用
◆焊条的烘干
焊条在存放时会从空气中吸收水分而受潮，会影响工 艺性能和焊缝质量，因此焊条(特别是碱性焊条)在使用前必 须烘干。一般酸性焊条烘干温度为75～150℃，保温1～2h；
碱性焊条为350 ～ 400℃，保温1～2h。焊条累计烘干次数一般不 宜超(Chao)过3次。
第三十页，共五十九页。
➢ 根据在焊接过程中金属材料所处的状态，焊接方 法分熔焊、压焊和钎焊等(Deng)三大类。 熔焊：在不施加压力的情况下，将待焊处的母材金 属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。常见的有电弧
焊、气焊、电渣焊、埋弧焊及各种气体保护焊、激光焊等。 其中又分为熔化极和非熔化极。这类焊接方法的共同特点是， 利用局部热源将焊件的接合处及填充金属材料（或非金属材 料）熔化，不加压力而相互熔合，冷却凝固后形成牢固的接 头，电弧焊，电渣焊都属于这一类。
◆按简化工艺、生产率和经济性来选用
①薄板焊接或定位焊宜采用E4313焊条，焊件不 易烧穿且易引弧。
②在满足焊件使用性能和焊条操作性能的前提 下，应选用规格大、效率高的焊条。
③在使用性能基本相同时，应尽量选用价(Jia)格较 低的焊条，降低焊接生产的成本。
第二十九页，共五十九页。
第十三页，共五十九页。
2＆焊条的功能
电焊条由焊芯、涂料药皮两部分组成。目前在焊接生产中广泛 使用的基本(Ben)上都是厚药皮焊条。
第十四页，共五十九页。
1＆焊芯 焊芯：是指电焊条用的被药皮包覆的金属芯。 作用：
（1）传导电流，产生焊接电弧；
（2）焊芯本身熔化形成焊缝中的填充金属。
由于焊芯在电弧高温作用下端部熔化，形成熔滴过渡 到熔池中，因此焊芯的成分对焊缝金局的质量和性能有极 大影响。
第三十四页，共五十九页。
3＆焊条保温(Wen)筒 使用低氢型焊条焊接重要结构时，焊条必须先进烘箱烘焙，
(二)焊条的管理及使用
◆焊条的烘干
焊条在存放时会从空气中吸收水分而受潮，会影响工 艺性能和焊缝质量，因此焊条(特别是碱性焊条)在使用前必 须烘干。一般酸性焊条烘干温度为75～150℃，保温1～2h；
碱性焊条为350 ～ 400℃，保温1～2h。焊条累计烘干次数一般不 宜超(Chao)过3次。
第三十页，共五十九页。
➢ 根据在焊接过程中金属材料所处的状态，焊接方 法分熔焊、压焊和钎焊等(Deng)三大类。 熔焊：在不施加压力的情况下，将待焊处的母材金 属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。常见的有电弧
焊、气焊、电渣焊、埋弧焊及各种气体保护焊、激光焊等。 其中又分为熔化极和非熔化极。这类焊接方法的共同特点是， 利用局部热源将焊件的接合处及填充金属材料（或非金属材 料）熔化，不加压力而相互熔合，冷却凝固后形成牢固的接 头，电弧焊，电渣焊都属于这一类。
电弧焊基础-第七章埋弧焊第二部分
• Mn的反应
(MnO)＋[Fe] ＝ [Mn]＋(FeO) K’Mn＝[%Mn]·(%FeO)/(%MnO) 在一定温度下， K’Mn 也是恒定数，但受熔渣的碱性 影响不大。当熔化金属中的Mn含量较少、熔渣中的MnO 较多时，反应向右进行，促使Mn从熔渣中还原出来进 入熔化金属。
• 2. 离子理论：假设熔渣解离成离子 2(SiO2)＝(SiO44-)＋(Si4+) (Si4+)＋2[Fe]＝[Si]＋2(Fe2+)
化学成分％
SiO2 焊剂430 42.4 渣 38.5 MnO 45.0 43.0 CaO 1.9 1.7 MgO 0.5 0.45 Al2O3 1.5 1.3 FeO 0.6 4.7 CaF2 8.2 6.05
焊剂变成熔渣后化学成分起了变化，SiO2 、MnO含量都降低，FeO 增加，说明焊剂中的SiO2、MnO在焊接时被还原，并以Si、Mn形式 过渡到焊缝中去。
• 焊剂的散布方法 • 焊剂散布方式有散布到电弧的前方和与焊丝同轴散布两种， 小电流焊接、熔池较小情况下，两种散布方法都是可以的， 焊接上不会产生问题。但在厚板大电流焊接时，以把焊剂散 布到电弧的前方为好，如果采用与焊丝同轴散布方式，落下 来的焊剂直接压到熔池上面，所形成的焊缝不均匀，不能得 到良好的结果。 • 如果焊剂散布量过多，气体的放出是间断的，也容易形成不 均匀焊缝、气孔等。
的氧化反应和还原反应。
Si的反应 (SiO2)＋[Fe]＝[Si]＋2(FeO) K’SiO2＝[%Si]·(%FeO)2/(%SiO2) [..]表示熔化金属中的成分；(..)表示熔渣中的成分。 K’SiO2:平衡常数，与温度、熔渣的碱性度有关,温度越高数 值越大；碱性度越大，数值越小，在一定温度下是恒定数。 熔渣中的SiO2越多，上式的反应越向右边进行，促使一部分 SiO2被还原，Si进入熔化金属。
焊接电弧焊基础知识.ppt
（焊剂）、磁偏吹等
焊接熔滴过渡
一、焊丝的加热和熔化特性
（一）焊丝的热源 焊丝熔化的热源 电弧热（主）+电阻热（次）
（二）焊丝的熔化特性 焊丝的熔化特性——焊丝的熔化速度与焊接电流之间的关系。 区别清楚与焊丝熔化有关的几个概念：
熔化速度(mm/min & kg/h) 熔化系数(g/A·h) 熔敷系数(g/A·h) 熔敷速度(kg/h) 熔敷效率(%) 飞溅率(%) 损失系数(%)
电极材料蒸发的反作用力——阴极＞阳极／阻碍熔滴过渡 熔滴(droplet)冲击力——对熔池造成冲击 短路爆破力——短路时产生，导致飞溅
2、电弧力的主要影响因素 气体介质、焊接电流和电压、焊丝（条）直径、极性
和电极端部形状等。
三、焊接电弧的稳定性
电弧稳定性的概念（P19） 影响电弧稳定性的因素：电源、外界因素、药皮（芯）
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
电弧的实质：气体放电（导电）
电弧的特点：低电压、大电流、温度高、亮度大
（二）电弧中带电粒子的产生
获得电弧的途径：气体电离+电子发射 1、电离的种类： 热电离 场致电离 光电离 电离能及其与引弧的关系 2、（阴极）电子发射 热发射 场致发射 光发射 粒子碰撞发射 逸出功及其与引弧的关系
电弧焊基础知识
本章重点：①熔滴过渡的主要形式及特点②焊接工艺参数对焊缝成 形的影响。
本章难点： ①熔滴过渡的特点以应用
学习方法建议： ①对焊接电弧的基础知识，包括电弧的物理基础、 导电特性的内容不必追求过深、过细；②在准确把握熔滴过渡特点 的基础上去理解它们的应用，并清楚常见焊接方法所用的熔滴过渡 形式；③结合实训操作，体会并熟悉常见焊接工艺参数及因素对焊 缝成形（质量）的影响规律。
焊接熔滴过渡
一、焊丝的加热和熔化特性
（一）焊丝的热源 焊丝熔化的热源 电弧热（主）+电阻热（次）
（二）焊丝的熔化特性 焊丝的熔化特性——焊丝的熔化速度与焊接电流之间的关系。 区别清楚与焊丝熔化有关的几个概念：
熔化速度(mm/min & kg/h) 熔化系数(g/A·h) 熔敷系数(g/A·h) 熔敷速度(kg/h) 熔敷效率(%) 飞溅率(%) 损失系数(%)
电极材料蒸发的反作用力——阴极＞阳极／阻碍熔滴过渡 熔滴(droplet)冲击力——对熔池造成冲击 短路爆破力——短路时产生，导致飞溅
2、电弧力的主要影响因素 气体介质、焊接电流和电压、焊丝（条）直径、极性
和电极端部形状等。
三、焊接电弧的稳定性
电弧稳定性的概念（P19） 影响电弧稳定性的因素：电源、外界因素、药皮（芯）
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
电弧的实质：气体放电（导电）
电弧的特点：低电压、大电流、温度高、亮度大
（二）电弧中带电粒子的产生
获得电弧的途径：气体电离+电子发射 1、电离的种类： 热电离 场致电离 光电离 电离能及其与引弧的关系 2、（阴极）电子发射 热发射 场致发射 光发射 粒子碰撞发射 逸出功及其与引弧的关系
电弧焊基础知识
本章重点：①熔滴过渡的主要形式及特点②焊接工艺参数对焊缝成 形的影响。
本章难点： ①熔滴过渡的特点以应用
学习方法建议： ①对焊接电弧的基础知识，包括电弧的物理基础、 导电特性的内容不必追求过深、过细；②在准确把握熔滴过渡特点 的基础上去理解它们的应用，并清楚常见焊接方法所用的熔滴过渡 形式；③结合实训操作，体会并熟悉常见焊接工艺参数及因素对焊 缝成形（质量）的影响规律。
电弧焊基础
电弧焊基础药皮的主要作用：（1）有利于电弧放热的产生，并且能够提高电弧的稳定性，（2）产生气体和形成熔渣，隔离空气，保护电弧，熔滴及焊缝金属，（3）提高熔渣-金属反应是金属还原，精炼焊缝金属，（4）根据需要对焊缝金属添加合金元素，（5）熔渣覆在焊接金属表面，焊缝表面形状规整。
自持放电：是当放电电流达到一定程度以后，取消最初的诱发措施，气体导电过程本身亦可以再次产生维持导电所需的带电粒子，与回路电流平衡，使放电持续下去。
此后随着电流值的增加。
从暗放电形态经辉光放电向电弧放电转移，其间的各种放电形式都有各自的特征表现。
电弧放电是气体放电的最终形式。
电弧具备所有放电形式中的电压最低，电流最大，温度最高的特征。
维持电弧放电的条件：（1）放电气隙内带电粒子的生成，（2保持阴极，阳极与电弧间的联系。
电弧力主要有：电弧静压力；电弧动压力；斑点力；爆破力和熔滴冲击力。
等离子流力（电弧动压力）是指电弧中的压力差使较小截面处的高温粒子向工件方向流动，并有更小截面处的气体粒子补充到截面上，以及保护气氛不对进入电弧空间，从而形成连续不断的气流，称作等离子流，到达工件表面时形成附加的一种压力叫做等离子流力。
电弧静压力是指当电流在一个导体中流过时，整个电流可以看作油许多平行的电流线组成，这些电流线之间将产生相互吸引力，使导体截面有收缩倾向，对于固态导体，此收缩力不能改变导体外形，但对于液态或气态导体，其将产生截面收缩，所产生的力就叫做电弧静压力（电磁收缩力）斑点力分为①带电粒子对电极的冲击力②电磁收缩力③电磁材料蒸发的反作用力阴极斑点力大于阳极斑点力电弧力的影响因素：①气体介质。
由于气体的种类不同，物理性能有差异，以纯氩气保护的GTA电弧作比较，混入氦气时电弧力有很大程度降低，混入氢气时，电弧压力升高。
②电流和电压，电流增大电弧力显著增加，电弧电压升高，电弧力下降。
③电极直径。
焊丝直径越细，电流密度越大，电磁力越大，等离子流力增大。
电弧焊基础知识PPT课件
有色金属等。
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。
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。
1 焊接电弧基础全
大电流时，由于有电磁收缩效应，弧柱变成紧缩 的形状。碳极电弧的临界值为80A.
小电流电流密度：10-300A/cm2，温度低于
7000K；而大电流可达103-104 A/cm2，温度超
过10000K
45
3、阳极区和阳极斑点
⑴阳极区 ➢ 概念：指阳极外紧靠阳极表面的导电区,其
长度约为10-2～10-6cm。 ➢ 任务：接受电子流；
72
（二）阴极和阳极产热
即：阴极区和阳极区的产热主要决定于Uc和Uω。 熔化极电弧焊时： ∵ Uc>>Uω ∴ Pc> PA。 ∴熔化极电弧焊时为了保证熔深， 一般
均采用直流反接（即工件接电源负极）。
73
（三）电弧的温度和温度分布
74
1、弧柱温度测定
75
2、弧柱的温度分布
氩气保护电弧温度分布
Ua= Uc+ Up+ UA
19
（二）电弧的导电机构
1、阴极区和阴极斑点 ⑴阴极区 ①概念：指阴极外紧靠阴极表面的导电区，其
长度约为10-2～10-6cm。 ②任务：向弧柱区提供所需要的电子流。 ③阴极区导电机构的类型：
a、热发射型：阴极为C、W，大电流. 正离子流=总电流的0.1% 。
20
b、电场发射型
阴极
弧柱
●
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阳极
54
阳极压降的形成过程
阴极
弧柱
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阳极
55
阳极压降的形成过程
阴极
弧柱
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