焊絲的熔化及熔滴過(guò)渡

1、焊絲的熔化及熔滴過(guò)渡第1頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四第2頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四3-1 焊絲的加熱及熔化一、加熱熱源： (一)電弧熱極區(qū)產(chǎn)熱 1、焊絲接陰極時(shí)：Pk=I(Uk-Uw-Ut)I(Uk-Uw) Ut很小，大概只有1V左右。 2、焊絲接陽(yáng)極時(shí)：PA=I(Ua+Uw+Ut)IUw Ua很小，可忽略。討論： TIG焊：PAPk MIG焊：PkPA Pk受多種因素影響，而PA則不。第3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四LHLs電源送絲輪導(dǎo)電嘴la第4頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星

2、期四（二）干伸長(zhǎng)度上的電阻熱 1、干伸長(zhǎng)度：焊絲伸出導(dǎo)電嘴之外的長(zhǎng)度LsPR=I2 RS =Ls/S 2、影響因素： (1) 鋼焊絲的PR大，因此干身長(zhǎng)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(shí)，Um=（Uk-Uw）焊絲接陽(yáng)極時(shí)，Um=Uw第5頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四二、影響熔化速度、熔化系數(shù)的因素(一) 基本概念 1、熔化速度m： 單位時(shí)間內(nèi)焊絲的熔化量。單位：g/s 或 cm/s。 2、熔化系數(shù)m： m= m /I，單位時(shí)間內(nèi)，由單位電流所熔化的焊

3、絲 量(長(zhǎng)度，重量)。單位：g/A.S或 Cm/A.S。(二) 影響因素 1、電流：電流越大，熔化速度越大。 m = K I(Um+IRs)；m = m /I= K(Um+IRs) 顯然：1)I增大，m增大 2)對(duì)于Al焊絲，m幾乎不與I增大，對(duì)于鋼焊絲，m隨著I的增大而增大。第6頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四2、電壓： Ua(La)大時(shí)， m與Ua無(wú)關(guān) Ua(La)較小時(shí)，Ua下降時(shí)m 增大(如I不變則m )，使電弧具有保持弧長(zhǎng)穩(wěn)定的能力。固有自調(diào)節(jié)作用： 弧長(zhǎng)較短時(shí)， 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

4、。 UaIaa鋁UaIa鋼第7頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四3、焊絲的極性： 焊絲接負(fù)時(shí)， m較大 焊絲接正時(shí)， m較小4、氣體介質(zhì)： 焊絲接陽(yáng)極時(shí)： m =K Rm=K I Uw與氣體介質(zhì)無(wú)關(guān) 焊絲接陰極時(shí)： m =K I(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(zhǎng)，電阻熱的影響越大。鋁焊絲，電阻熱很小，影響不大。第8頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四F=2Rs 式中：為表面張力系數(shù)，Rs為焊絲半徑。3-2 熔滴過(guò)渡和飛濺一、基本概念 1、熔滴過(guò)渡：焊絲端部的熔

5、化金屬以滴狀進(jìn)入熔池 的過(guò)程。 2、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(guò)渡，將熔滴保持在焊絲上。第9頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四2、短路過(guò)渡時(shí)，熔滴與工件間的表面張力 促進(jìn)過(guò)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(shí)，表面張力系數(shù) 降低。(二) 重力 1、熔滴的重力：Fg = mg = 式中：r熔滴半徑 ，密度。 2、作用： 1) 平焊時(shí)促進(jìn)過(guò)渡； 2) 立焊，仰焊時(shí)阻礙過(guò)渡。

6、第10頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四FmgFFF表面張力重力第11頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四（三）電磁收縮力 電流線通過(guò)熔滴時(shí)的電磁收縮力。 1) 當(dāng)Sb(斑點(diǎn)面積)Ss時(shí)，電磁線在熔滴中發(fā)散，F(xiàn)推向下，促進(jìn)過(guò)渡。（四）斑點(diǎn)力 其作用亦與斑點(diǎn)面積有關(guān)：Sb較大時(shí)，促進(jìn)過(guò)渡；Sb較小時(shí)，阻礙過(guò)渡。熔滴中的電磁收縮力熔滴斑點(diǎn)力蒸發(fā)反力及帶電粒子撞擊力第12頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四(五)爆破力 熔滴爆破時(shí)，爆破力指向四面八方，即促進(jìn)過(guò)渡，又導(dǎo)致飛濺。(六)等離子流力 從焊絲指向工件，總是促進(jìn)過(guò)渡。 FP爆破

7、力等離子流力第13頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四二、熔滴過(guò)渡的主要形式及特點(diǎn)（一）自由過(guò)渡 熔滴脫離焊絲，由電弧空間進(jìn)入熔池。 1、滴狀過(guò)渡 globular transfer 1）大滴過(guò)渡 特點(diǎn)： aD（熔滴加速度）=g （重力加速度） ； 軸向； dD（熔滴直徑）ds （焊絲直徑） 2）大滴排斥 特點(diǎn)：aD （熔滴加速度）=g （重力加速度） ； 非軸向，有飛濺； dD （熔滴直徑） ds （焊絲直徑） FF斑Fmg大滴第14頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四FFPFg射滴射流2、細(xì)顆粒過(guò)渡，出現(xiàn)在CO2焊中 特點(diǎn)： aDg； 非軸向；

8、dDg ； dDds ； 軸向性好； 一次一滴。 2）射流 特點(diǎn)： aDg； dDds； 軸向； 連續(xù)束流。 3）爆炸過(guò)渡 Explosive transfer 因氣泡的爆破而過(guò)渡，通常伴隨著飛濺。 第15頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四熔滴的爆炸過(guò)渡 爆炸過(guò)渡是熔滴在形成、長(zhǎng)大或過(guò)渡過(guò)程中，由于激烈的冶金反應(yīng)，在熔滴內(nèi)部產(chǎn)生CO氣體，使熔滴急劇膨脹發(fā)生爆裂而形成的過(guò)渡形式。 在爆炸過(guò)渡的同時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈爆炸飛濺，嚴(yán)重惡化了焊接工藝性。 熔滴爆炸過(guò)渡的頻率大約為3050 s-1 。Explosive transfer of droplet 2-7第16頁(yè)，共21頁(yè)，20

9、22年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四（二）渣壁過(guò)渡 flux-wall guided transfer 1、沿熔渣壁過(guò)渡 SAWDCRP：熔滴尺寸大，過(guò)渡頻率低。DCSP：尺寸小，f大。 I f 2、沿套筒過(guò)渡產(chǎn)生于SMAW。條件：1）厚藥皮；2）酸性藥皮。（三）接觸過(guò)渡 1、短路過(guò)渡 條件：CO2細(xì)絲焊，且Ua小，Ia小。 特點(diǎn)：電弧穩(wěn)定，稍有飛濺。 2、搭橋過(guò)渡 條件：填絲TIG焊中。第17頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四 熔滴尺寸小，一般不超過(guò)焊芯直徑，在焊條端面處，可以同時(shí)存在多個(gè)熔滴；過(guò)渡頻率較粗熔滴過(guò)渡時(shí)高，一般為59 s-1。 渣壁過(guò)渡的特征 渣壁過(guò)

10、渡是焊條端部的熔體沿藥皮套筒壁面溜向熔池的一種過(guò)渡形式，熔滴過(guò)渡時(shí)不發(fā)生短路。Characteristics of flux-wall guided transfer 2-6第18頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四1234短路過(guò)渡過(guò)程及電流、電壓波形第19頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四三、飛濺及熔敷系數(shù)（一）飛濺 1、飛濺的原因： 爆破力； 斑點(diǎn)力不對(duì)稱； 氣體從熔滴或熔池中析出。 2、影響飛濺的因素 焊接方法，CO2焊大，MIG??； 規(guī)范，例如CO2焊； 過(guò)渡形式。I飛濺率ABC第20頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)20分，星期四（二）熔敷效率，熔敷系數(shù)1、基本概念 (1) 熔敷效率：過(guò)渡到焊縫中的焊絲金屬重量與熔