焊絲熔化與熔滴過渡

1、焊絲熔化與熔滴過渡焊接方法與設備焊接方法與設備教學目標0103了解焊絲的加熱和熔化特性、熔滴上的作用力掌握熔滴過渡的主要形式和特點焊接方法與設備焊接方法與設備重點難點0102熔滴過度的主要形式和特點熔滴過度的主要形式和特點掌握各種焊接方法的熔滴過度特掌握各種焊接方法的熔滴過度特點。點。焊接方法與設備焊接方法與設備焊絲的加熱及熔化焊絲的加熱及熔化一）、加熱熱源：（一）電弧熱極區(qū)產(chǎn)熱焊絲接陰極時：Pk=I（Uk-Uw-UT）I（Uk-Uw）UT很小，大概只有1V左右。焊絲接陽極時：PA=I（UA+Uw+UT）IUwUA很小，可忽略。討論：TIG焊：PAPkMIG焊：PkPAPk受多種因素影響，而P

2、A則不。焊接方法與設備焊接方法與設備（二）干伸長度上的電阻熱干伸長度：焊絲伸出導電嘴之外的長度LsPR=I2RS=Ls/S影響因素：1）鋼焊絲的PR大，因此干身長度的電阻熱之影響較大；鋁、銅PR小2）Ls越大，dS越小，則PR越大（三）總熱源P=Pa+PR=I（Um+IRs）式中：焊絲接陰極時，Um=（Uk-Uw）焊絲接陽極時，Um=UwLHLs電源送絲輪導電嘴la焊接方法與設備焊接方法與設備二）、影響熔化速度、熔化系數(shù)的因素（一）基本概念熔化速度m：單位時間內(nèi)焊絲的熔化量。單位：g/scm/s熔化系數(shù)m：單位時間內(nèi)，由單位電流所熔化的焊絲量（長度，重量）單位：g/A.SCm/A.Sm=m/I

3、（二）影響因素1、電流電流越大，熔化速度越大。m=KI（Um+IRs）m=m/I=K（Um+IRs）顯然：1）電流1）I增大，m增大2）對于Al焊絲，m幾乎與I增大，對于鋼焊絲，m隨著I的增大而增大。2、電壓Ua（La）大時，m與Ua無關(guān)Ua（La）較小時，Ua下降時m增大（如I不變則m），使電弧具有保持弧長穩(wěn)定的能力。固有自調(diào)節(jié)作用：弧長較短時，m隨La下降而增大，使得電弧具有抵抗外界干擾的保持穩(wěn)定不變的能力，這種能力被成為固有自調(diào)節(jié)作用。 電弧熱與電流成正比，電阻熱與電流平方成正比。電弧熱與電流成正比，電阻熱與電流平方成正比。電流增大，熔化焊絲的電阻熱和電弧熱增加，焊電流增大，熔化焊絲的電

4、阻熱和電弧熱增加，焊絲熔化速度加快。絲熔化速度加快。圖2-2 鋁焊絲熔化速度與電流的關(guān)系1焊接電流的影響鋁焊絲，可近似為： PmIUm焊絲直徑越小，焊絲的熔化系數(shù)越大，斜率越大。圖2-3 不銹鋼焊絲熔化速度與電流的關(guān)系UaIaa鋁UaIa鋼3、焊絲的極性焊絲接負時，m較大焊絲接正時，m較小4、氣體介質(zhì)焊絲接陽極時：m=KRm=KIUw與氣體介質(zhì)無關(guān)焊絲接陰極時：m=KI（Uk-Uw）Uk與氣體介質(zhì)有關(guān)，因此氣體介質(zhì)影響熔化速度，例如在Ar中加CO2可使m增大5、電阻熱鋼焊絲：ds越長，電阻熱的影響越大。鋁焊絲，電阻熱很小，影響不大。熔滴過渡一）、基本概念熔滴過渡：焊絲端部的熔化金屬以滴狀進入熔

5、池的過程。飛濺：熔化的焊絲金屬飛到熔池之外的現(xiàn)象。二）、熔滴上的作用力（一）表面張力1、焊絲與熔滴間的表面張力F，阻礙過渡，將熔滴保持在焊絲上。F=2Rs式中：為表面張力系數(shù)，Rs為焊絲半徑。2、短路過渡時，熔滴與工件間的表面張力促進過渡F=2RP影響的因素：1）材料類型，例如，鐵的表面張力系數(shù)大于鋁2）溫度，溫度上升，表面張力系數(shù)降低3）表面活性物質(zhì)，如鋼液中有S或O時，表面張力系數(shù)降低。（二）重力熔滴的重力Fg=mg=gr334r熔滴半徑，密度表面張力表面張力FF可以分解為可以分解為徑向分力徑向分力F Frr以及以及軸向分力軸向分力F F， 徑向分力使熔滴在焊絲末端徑向分力使熔滴在焊絲末端

6、產(chǎn)生縮頸產(chǎn)生縮頸， 軸向分力則使熔滴保持在焊絲末端阻礙熔滴過渡軸向分力則使熔滴保持在焊絲末端阻礙熔滴過渡。F=2R (2-9)焊絲半徑為R，熔滴半徑為r是表面張力系數(shù)FmgFFF表面張力重力作用：1）平焊時促進過渡；2）立焊，仰焊時阻礙過渡。（三）電磁收縮力電流線通過熔滴時的電磁收縮力1） 當Sb（斑點面積）Ss時,電磁線在熔滴中發(fā)散,F推向下,促進過渡。（四）斑點力其作用亦與斑點面積有關(guān)：1）Sb較大時，促進過渡2）Sb較小時，阻礙過渡熔滴中的電磁收縮力熔滴斑點力蒸發(fā)反力及帶電粒子撞擊力（五）爆破力熔滴爆破時，爆破力指向四面八方，即促進過渡，又導致飛濺（六）等離子流力從焊絲指向工件，總是促進

7、過渡 FP爆破力熔滴過渡主要形式及其特點熔滴過渡主要形式及其特點 熔滴過渡通常可分為三種基本類型熔滴過渡通?？煞譃槿N基本類型: : 自由過渡自由過渡: :是指熔滴脫離焊絲末端前不與是指熔滴脫離焊絲末端前不與熔池接觸，它經(jīng)電弧空間自由飛行進入熔熔池接觸，它經(jīng)電弧空間自由飛行進入熔池的一種過渡形式池的一種過渡形式 接觸過渡接觸過渡: :通過焊絲末端的熔滴與熔池表通過焊絲末端的熔滴與熔池表面接觸成橋而過渡的面接觸成橋而過渡的 渣壁過渡渣壁過渡 : :渣保護時的一種過渡形式，埋渣保護時的一種過渡形式，埋弧焊時在一定條件下熔滴沿熔渣的空腔壁弧焊時在一定條件下熔滴沿熔渣的空腔壁形成過渡。形成過渡。 爆炸

8、過渡旋轉(zhuǎn)射流過渡射流過渡射滴過渡噴射過渡細滴過渡排斥過渡粗滴過渡滴狀過渡自由過渡) 1 (套筒過渡沿渣殼過渡渣壁過渡搭橋過渡短路過渡接觸過渡)3()2(（一）自由過渡熔滴脫離焊絲，由電弧空間進入熔池。1、滴狀過渡1）大滴過渡特點：（1）aD=g（2）軸向（3）dDds2）大滴排斥特點：（1）aD=g（2）非軸向，有飛濺（3）dDds2、細顆粒過渡，出現(xiàn)在CO2焊中特點：（1）aDg（2）非軸向（3）DDg（2）dDds（3）軸向性好（4）一次一滴2）射流特點：（1）aDg（2）dDds（3）軸向（4）連續(xù)束流FFPFgFF斑Fmg大滴射滴射流3）爆炸過渡因氣泡的爆破而過渡，通常伴隨著飛濺。（二

9、）渣壁過渡1、沿熔渣壁過渡埋弧焊DCSP：熔滴尺寸大，過渡頻率低DCRP：尺寸小，f大。If2、沿套筒過渡產(chǎn)生于SMAW條件：1）厚藥皮2）酸性藥皮（三）接觸過渡1、短路過渡條件：CO2細絲焊，且Ua小，Ia小特點：電弧穩(wěn)定，稍有飛濺2、搭橋過渡條件：填絲TIG焊中IUtt12341234短路過渡過程及電流、電壓波形 短路過渡短路過渡短路過渡短路過渡 主要用于主要用于:1.6mm:1.6mm以下的細絲以下的細絲CO2CO2氣氣體保護焊或使用堿性焊條，采用低體保護焊或使用堿性焊條，采用低電壓、小電流焊接工藝的焊條電弧電壓、小電流焊接工藝的焊條電弧焊。焊。 定義定義：由于電壓低，電弧較短，熔：由于

10、電壓低，電弧較短，熔滴尚未長成大滴時即與熔池接觸而滴尚未長成大滴時即與熔池接觸而形成短路液橋，在向熔池方向的表形成短路液橋，在向熔池方向的表面張力及電磁收縮力的作用下面張力及電磁收縮力的作用下, ,熔滴熔滴金屬過渡到熔池中去這樣的過渡形金屬過渡到熔池中去這樣的過渡形式稱為短路過渡。式稱為短路過渡。 應用應用：這種過渡電弧穩(wěn)定，飛濺較：這種過渡電弧穩(wěn)定，飛濺較小，熔滴過渡頻率高（每秒可達幾小，熔滴過渡頻率高（每秒可達幾十次至一百多次），焊縫成型良好。十次至一百多次），焊縫成型良好。廣泛用于薄板結(jié)構(gòu)及全位置焊接。廣泛用于薄板結(jié)構(gòu)及全位置焊接。圖2-12 短路過渡示意圖 1.1.短路過渡過程短路過渡

11、過程 正常的短路過渡過程，一般要經(jīng)歷電弧燃燒形成熔滴正常的短路過渡過程，一般要經(jīng)歷電弧燃燒形成熔滴熔滴長大并熔滴長大并與熔池短路熄弧與熔池短路熄弧液橋縮頸而斷開過渡液橋縮頸而斷開過渡電弧再引燃等四個階段。電弧再引燃等四個階段。圖2-13為短路過渡過程的電弧電壓和電流動態(tài)波形圖t1-燃弧時間 t2-短路時間 t3-拉斷熔滴后的電壓恢復時間 T-短路周期 T=t1+t2+t3 Imax-最大電流，也稱短路峰值電流 Imin-最小電流 Ia-平均焊接電流 Ua-平均電弧電壓三）、飛濺及熔敷系數(shù)（一）飛濺1、飛濺的原因：a）爆破力b）斑點力不對稱c）氣體從熔滴或熔池中析出2、影響飛濺的因素a）焊接方法，CO2焊大，MIG小b）規(guī)范，例如CO2焊c）過渡形式復習思考題復習思考題 1.1.熔化極電弧焊中，焊絲熔化的熱源有哪些？熔化極電弧焊中，焊絲熔化的熱源有哪些？ 2.2.影響焊絲熔化速度的因素有哪些影響焊絲熔化速度的因素有哪些? ?是