焊接电弧基础知识

合集下载

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

焊接电弧

逸出功的大小受电极材料及表面状态的影响。
焊接电弧物理基础
金属表面存在氧化物时逸出功会减小
焊接电弧物理基础

阴极斑点定义：阴极表面经常可以看到发出闪烁的区域，这个区域称为电子发射最集中的区域电流最集中流过的区域热阴极：斑点固定 W C 冷阴极：斑点不规则移动 Cu Fe Al
焊接电弧物理基础

由于电子质量远小于其他粒子的质量，因而在电场的作用下，速度快，动能大，其余其他粒子发生非弹性碰撞，几乎将本身的动能全部传递给相应的粒子，使中性粒子发生电离或激励。因而场致电离中电子起到主要的作用。
焊接电弧物理基础
焊接电弧物理基础性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程范围：电弧的辐射只可能对K、Na、Ca、 Al等金属蒸汽直接引起电离，而对焊接电弧气氛中的其他气体则不能直接引起电离光电离是产生带电粒子的次要途径
焊接电弧导电特性

纯金属熔点沸点低于相应氧化物，所以纯金属容易蒸发，阳极斑点自动寻找纯金属而避开氧化物。因而出现阳极斑点的跳跃现象。
焊接电弧导电特性

阳极不能发射正离子，弧柱所需要的正离子是通过阳极区电离提供的。阳极区导电形式（场致电离、热电离）场致电离（电弧电流小）电子数大于正离子数，形成负的空间电场，从而电子加速，碰撞到中性粒子产生电离。
电弧焊基本历史

1945 交流GTAW焊接方法 1945 直流金属极焊接方法GMA
第一节焊接电弧

焊接电弧物理基础焊接电弧导电特性焊接电弧工艺特性
焊接电弧物理基础

电弧定义：电弧是一种特殊的气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。实现了将电能转化为机械能、热能和光能。

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。

电弧焊接基础知识总结

电弧焊接基础知识总结电弧焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于制造业、建筑业等领域。

本文将总结电弧焊接的基础知识，包括焊接原理、操作技巧、安全注意事项等方面。

一、焊接原理电弧焊接是利用热电化学效应的物理现象进行的。

当焊枪上的电极与工件之间形成电弧时，电弧的高温使工件表面瞬间熔化，并与电极熔化的金属相互混合，形成焊缝。

二、设备准备进行电弧焊接前，需要准备好以下设备：1. 电焊机：选择适合焊接材料和厚度的电焊机，并确保其正常工作。

2. 电极：根据焊接材料的类型选择合适的电极。

3. 面罩和手套：用于保护焊工的面部和手部免受电弧辐射和热量的损害。

4. 地脚线：确保焊接过程中的电流能够正常通过工件，避免触电危险。

三、操作技巧1. 清洁工件表面：使用刷子或砂纸清洁焊接区域的表面，以去除油污、氧化物等杂质，确保焊接效果良好。

2. 设置电流参数：根据焊接材料和厚度调节电焊机的电流参数，以确保电弧稳定、熔化均匀。

3. 稳定手部姿势：保持稳定的手部姿势，使焊枪与工件的距离保持恒定，避免焊缝质量不均匀。

4. 均匀移动焊枪：焊接时应均匀地移动焊枪，使电弧在焊缝上保持均匀的热输入。

5. 控制电弧长度：通过控制焊枪与工件的距离，来控制电弧的长度，以获得适当的焊接效果。

四、焊接缺陷及处理方法在电弧焊接过程中，可能会出现一些焊接缺陷，如焊缝不密实、气孔、裂纹等。

对于不同的缺陷，有以下处理方法：1. 焊缝不密实：增加电流、缩短焊枪与工件的距离，增强热输入。

2. 气孔：增加氩气保护，改变焊接速度，避免焊接过程中的氧气进入焊缝。

3. 裂纹：调整焊接速度，提前预热工件，避免过快冷却。

五、安全注意事项1. 佩戴个人防护装备：在进行电弧焊接作业时，应穿戴防护面罩、手套、防火服等防护装备，确保人身安全。

2. 保持良好通风：电弧焊接过程中会产生有害气体和烟尘，应保持良好的通风环境，减少对操作者的危害。

3. 避免电弧辐射：电弧产生的强光和紫外线辐射对眼睛和皮肤有害，应通过佩戴面罩和长袖衣物等方式进行防护。

弧焊基础必学知识点

弧焊基础必学知识点
弧焊是一种常见的金属焊接方法，其基础知识点包括以下内容：
1. 弧焊原理：弧焊是利用电弧在工件表面产生高温，使工件熔化，并通过填充材料产生强固的焊缝连接。

2. 电源选择：常见的弧焊电源有直流电源和交流电源，选择电源要考虑焊接材料、电流稳定性以及电源成本等因素。

3. 焊接电流调节：调节焊接电流可以控制焊缝的强度和质量，一般情况下，较厚的工件需要较高的电流。

4. 焊接电极选择：根据焊接材料的不同，选择合适的电极材料可以确保焊缝的质量和性能。

5. 焊接保护气体选择：对于某些焊接材料，需要使用保护气体来防止焊接区域氧化，常见的保护气体有氩气、二氧化碳等。

6. 焊接特点和缺陷分析：不同的焊接参数和工艺会导致不同的焊接特点和缺陷，了解这些可以帮助调整焊接过程，提高焊缝质量。

7. 安全措施：弧焊过程中产生的光弧和热量可能对人体和周围环境造成伤害，需采取适当的安全措施，如戴防护眼镜、手套等。

这些知识点可以帮助人们理解弧焊的原理和基本操作，从而能够进行正确的弧焊工作。

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。

焊接基础知识

上升段: 电流增加，电弧面积不 Uf 再增加，从而电流密度增加，而电离度已达饱和，电导率基本不
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

当金属表面存在一定强度的正电场时，金属内部的电子会受到电场力的作用，当电场力足够大时电子飞出金属表面的现象。
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。

电焊焊接基础知识必学知识点

电焊焊接基础知识必学知识点1. 电焊的原理和工作原理：电焊是利用电流通过导电材料产生热量，使金属材料熔化并连接的方法。

电焊的工作原理是将直流或交流电源接入电焊机，通过一个电流控制装置调节电流大小，使电流通过焊丝或焊条，产生热量并使金属材料熔化。

2. 电弧的形成和特点：电焊中产生的弧光称为电弧。

电弧是由电流经过导电材料时，由于电压高低产生的放电现象。

电弧的特点包括强烈的辐射、高温、高能量和熔化金属等。

3. 电焊的设备和工具：电焊过程中常用的设备和工具包括电焊机、电源、接地装置、焊钳、焊枪、电极、焊丝、焊条、焊接面具等。

4. 焊接技术分类：焊接技术可以分为手工焊接、自动焊接和半自动焊接等几种类型。

手工焊接是指操作人员手持焊枪进行焊接操作；自动焊接是指使用自动焊机进行焊接，如机器人焊接；半自动焊接是指焊接过程中一部分由设备自动完成，一部分由操作人员控制。

5. 焊接的基本工艺：焊接的基本工艺包括准备工作、焊接顺序、焊接位置、焊接材料和焊接参数等。

准备工作包括清洁焊接表面、调整焊接设备和选择合适的焊接材料和参数等。

焊接顺序和位置根据焊接的要求确定。

6. 焊接缺陷和质量控制：焊接过程中可能会出现焊接缺陷，如焊缝不饱满、气孔、裂纹等。

质量控制包括焊接前的检查和焊接过程的控制，以确保焊接的质量符合要求。

7. 焊接安全：电焊过程中需注意安全事项，如佩戴防护眼镜、手套和耳塞，确保工作区域通风良好，避免触电和电弧灼伤等风险。

以上是电焊焊接基础知识的一些必学知识点，掌握了这些知识可以帮助初学者了解电焊的基本原理和技术要点。

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。