熔化極氣體保護(hù)焊哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接課件完整版

熔化極氣體保護(hù)焊--GMAWTIG、PAW：氣體保護(hù)，鎢極－不熔化；熔化極焊：電極熔化－焊條、焊絲；焊條電弧焊－氣、渣聯(lián)合保護(hù)；焊絲＋氣體保護(hù)－－GMAW（MIG、MAG、CO2）

焊絲＋焊劑保護(hù)－－埋弧焊保護(hù)氣體不同：CO2氣體保護(hù)焊、惰性氣體保護(hù)焊（MIG，Ar、He）、混合活性氣體保護(hù)焊（MAG，Ar＋He、Ar＋CO2、Ar＋He＋CO2）熔化極氣體保護(hù)焊--GMAWTIG、PAW：氣體保護(hù)，鎢極－熔化極氣體保護(hù)焊基本原理TIG焊接鎢極，不熔化，氬氣保護(hù)熔化極氣體保護(hù)焊基本原理TIG焊接鎢極，不熔化，氬氣保護(hù)熔化極氣保焊設(shè)備半自動(dòng)焊接設(shè)備的基本組成：①焊接電源；②焊絲送給裝置；③焊槍?zhuān)虎苄凶吲_(tái)車(chē)（自動(dòng)焊）；⑤保護(hù)氣供給系統(tǒng)；⑥冷卻水循環(huán)系統(tǒng)

熔化極氣保焊設(shè)備半自動(dòng)焊接設(shè)備的基本組成：①焊接電源；②自動(dòng)CO2焊設(shè)備自動(dòng)CO2焊設(shè)備半自動(dòng)MIG／CO2焊接設(shè)備總成半自動(dòng)MIG／CO2焊接設(shè)備總成電源Fronius,Lincoln,ESAB,SAF,Kemppi,OTC,Panasonic……電源Fronius,Lincoln,ESAB,SAF,送絲裝置卷在焊絲盤(pán)上的焊絲被送進(jìn)到焊槍中，送絲裝置由如下幾部分基本組成：修正焊絲彎曲的矯直裝置、送進(jìn)輪、加壓輪、減速器、驅(qū)動(dòng)送進(jìn)輪的送進(jìn)馬達(dá)(通常采用電動(dòng)機(jī))。半自動(dòng)焊為了減輕焊槍重量，有利于操作，常常采用在送進(jìn)機(jī)和焊槍間通過(guò)可彎曲導(dǎo)管送進(jìn)焊絲的方法，稱(chēng)作推絲式送絲。在采用軟質(zhì)焊絲或細(xì)絲的場(chǎng)合，如果用推絲方式送絲，焊絲容易產(chǎn)生彎曲，所以采用在焊槍的手柄中加入馬達(dá)的拉絲方式送絲。此外還可以把兩者并用，以推拉方式進(jìn)行送絲。送絲裝置卷在焊絲盤(pán)上的焊絲被送進(jìn)到焊槍中，送絲裝置由如下幾部對(duì)焊縫質(zhì)量要求較高時(shí)，還要在氣路中加入干燥器。合金的成本比純銅貴約50%，但耐磨性好，Cu-Cr-Zr合金具有最好的耐磨性，是純銅的4-5倍。MIG焊和埋弧焊:在規(guī)范參數(shù)合適并且工藝配合良好時(shí)，飛濺很少，飛濺率在1%以下或不產(chǎn)生飛濺。A區(qū)，電流很小，電弧電壓較高，焊絲熔化慢，熔滴呈大塊狀（大滴），不易脫離焊絲，焊接時(shí)不能獲得連續(xù)的焊道。15%—>燒損和蒸發(fā)，使得焊縫的含C量低于母材—>導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度受損—>依靠殘留在焊縫中的Si、Mn等合金元素彌補(bǔ)C的損失，保證焊縫強(qiáng)度。6mm）、電流較小、電弧電壓較低——熱輸入低，適用于薄板焊接（0.二是不對(duì)焊接過(guò)程和焊縫構(gòu)成不良影響，比如形成氣孔、形成飛濺、形成夾渣等。TIG、PAW：氣體保護(hù)，鎢極－不熔化；焊絲等速送進(jìn)，則弧長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)送絲速度Vf等于Vm：當(dāng)回路電感較大時(shí)，熔滴短路時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間都會(huì)相應(yīng)增加，而燃弧時(shí)間增加的更多，熱輸入增加，熔深增大，適于焊接較厚板。Ti可以對(duì)金屬起到細(xì)化晶粒的作用，以及與N結(jié)合成氮化物，防止鋼的時(shí)效。焊接電流與焊絲熔化速度的關(guān)系穩(wěn)定的短路過(guò)渡過(guò)程中，頸縮小橋應(yīng)形成在焊絲端頭與液柱之間，如果短路電流上升過(guò)快或所達(dá)到的短路峰值電流過(guò)大，都會(huì)使液柱在不合適位置形成，例如在液柱與熔池之間，或者沒(méi)有產(chǎn)生明顯頸縮時(shí)就出現(xiàn)爆斷，爆斷處的飛濺量明顯。在熔池金屬表面張力和液柱中電流形成的電磁收縮力的作用下，使液柱靠近焊絲端頭的部位迅速產(chǎn)生“頸縮”，稱(chēng)作“頸縮小橋”。這種熔滴過(guò)渡方式稱(chēng)作“排斥過(guò)渡”。此外還可以把兩者并用，以推拉方式進(jìn)行送絲。(e)潛弧焊短路時(shí)；該式表示在給定送絲速度條件下，弧長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)的電流和電弧電壓之間的關(guān)系，稱(chēng)作自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性或等熔化速度曲線(xiàn)方程。電弧引燃初期，焊絲熔化，熔滴逐漸長(zhǎng)大，電弧向未熔化的焊絲中傳遞的熱量在逐漸減小，焊絲熔化速度下降，而焊絲仍然以一定的速度送進(jìn)，在熔滴積聚到某一尺寸時(shí)，發(fā)生短路電弧熄滅，電壓急劇下降。送絲裝置典型的推絲式送絲機(jī)對(duì)焊縫質(zhì)量要求較高時(shí)，還要在氣路中加入干燥器。送絲裝置典型的送絲裝置送絲裝置焊槍焊槍完成如下幾方面工作：向焊接區(qū)噴出保護(hù)氣；通過(guò)送絲裝置送進(jìn)焊絲；對(duì)焊絲通電使之產(chǎn)生電弧。半自動(dòng)焊焊槍是操作者拿在手里進(jìn)行操作，因此必須具有重量輕、易于操作的特點(diǎn)，同時(shí)要能經(jīng)受住電弧的高溫。二氧化碳電弧焊與MIG焊相比，其噴嘴的溫度上升較少，因此更多地采用空冷式焊槍?zhuān)琈IG多采用水冷焊槍。半自動(dòng)焊槍為了進(jìn)行狹窄區(qū)的焊接作業(yè)，前端常常呈彎曲型。

焊槍焊槍完成如下幾方面工作：向焊接區(qū)噴出保護(hù)氣；通過(guò)送絲裝置－－母材熔深主要由電弧熱決定。對(duì)中等直徑焊絲的混合過(guò)渡或細(xì)顆粒過(guò)渡中效果良好，在細(xì)絲短路過(guò)渡焊接中很少采用，因?yàn)榧?xì)絲短路過(guò)渡焊接的飛濺并不嚴(yán)重，反而降低了焊接熔深，并使焊接成本增加。4CO2電弧焊熔滴過(guò)渡與焊接條件的選擇該曲線(xiàn)難以數(shù)學(xué)推導(dǎo)，只能以實(shí)驗(yàn)的方法得到：在給定的保護(hù)條件、φ、Ls下，設(shè)定一種送絲速度vf，在某一電弧電壓值下，得到電弧達(dá)到穩(wěn)定燃燒狀態(tài)時(shí)的焊接電流值，即得到所設(shè)定送絲速度下的一個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)，然后改變電弧電壓值，再得到另一個(gè)電弧穩(wěn)定工作點(diǎn)，多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以繪出一條設(shè)定送絲速度vf下的等熔化速度曲線(xiàn)。由此通過(guò)多項(xiàng)措施使短路過(guò)渡焊接飛濺率降低到普通方法的1/2,，并且在高速焊中得以應(yīng)用。從保護(hù)和工藝規(guī)范兩方面解決。熔滴短路在焊絲端頭與熔池間形成短路液柱，短路電流開(kāi)始增大，由于焊機(jī)回路中串聯(lián)有電感，短路電流逐漸增加。調(diào)節(jié)過(guò)程—電弧自身調(diào)節(jié)作用半自動(dòng)MIG／CO2焊接設(shè)備總成(e)潛弧焊短路時(shí)；飛濺：CO在高溫液態(tài)金屬中聚集后體積膨如果能夠有效控制焊接過(guò)程及熔滴過(guò)渡，則可降低飛濺率：①在電弧再引燃之間或引燃瞬間減低焊接電流，抑制電弧力控制再引燃飛濺；根據(jù)焊接電流與焊絲熔化速度的關(guān)系，設(shè)計(jì)了焊接電流、送絲速度比例變化的控制方法，并且也實(shí)現(xiàn)了單旋鈕調(diào)整。焊絲直徑與電流密度的影響：焊接電源特性及電流輸出是決定CO2電弧焊短路過(guò)渡穩(wěn)定性及飛濺率的重要因素。對(duì)焊縫質(zhì)量要求較高時(shí)，還要在氣路中加入干燥器。通過(guò)回路電感使短路過(guò)渡焊接中的電流上升速率di/dt和短路峰值電流Imax有一個(gè)合適的數(shù)值。熔化極氣體保護(hù)焊基本原理斜率增大，而且干伸長(zhǎng)度越大斜率也鋁焊絲電阻熱可忽略，比熔化量焊接中H是以離子形態(tài)溶入金屬中的。當(dāng)回路電感較大時(shí)，熔滴短路時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間都會(huì)相應(yīng)增加，而燃弧時(shí)間增加的更多，熱輸入增加，熔深增大，適于焊接較厚板。焊槍普通焊槍推拉絲焊槍?zhuān)覆娜凵钪饕呻娀釠Q定。焊槍普通焊槍推拉絲焊槍導(dǎo)電嘴由銅及銅合金如Cu-Be,Cu-Zr,Cu-Cr-Zr,等制成.合金的成本比純銅貴約50%，但耐磨性好，Cu-Cr-Zr合金具有最好的耐磨性，是純銅的4-5倍。同時(shí)其軟化溫度高，壽命長(zhǎng)。直徑通常為焊絲直徑+0.2mm；直徑的變化影響干伸長(zhǎng)，從而影響電流和熔透易耗品，具有一定的使用壽命經(jīng)常檢查并更換(焊接4盤(pán)焊絲,50-60Kg，工件焊接完畢等)導(dǎo)電嘴由銅及銅合金如Cu-Be,Cu-Zr,Cu-Cr-其他設(shè)備為了防止氣瓶中流出的CO2氣體在氣化和減壓過(guò)程中由于溫度的降低而使含有的水分結(jié)冰凍結(jié)氣路，可以在氣瓶的出口處加預(yù)熱器(與流量計(jì)一體)。對(duì)焊縫質(zhì)量要求較高時(shí)，還要在氣路中加入干燥器。其他設(shè)備為了防止氣瓶中流出的CO2氣體在氣化和減壓過(guò)程中由于其他設(shè)備冷卻水箱行走支架自動(dòng)化變位機(jī)、機(jī)器人其他設(shè)備冷卻水箱行走支架自動(dòng)化變位機(jī)、機(jī)器人第五章CO2氣體保護(hù)焊熔化極氣體保護(hù)焊哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接課件完整版5.1原理與特點(diǎn)利用CO2氣體在熔化極電弧焊中對(duì)電弧及熔池進(jìn)行保護(hù)的焊接方法稱(chēng)作“CO2氣體保護(hù)電弧焊”，簡(jiǎn)稱(chēng)“CO2焊”。5.1原理與特點(diǎn)利用CO2氣體在熔化極電弧焊中對(duì)電弧及熔5.1原理與特點(diǎn)采用與母材相近材質(zhì)的焊絲作為電極。焊絲為電弧的一極，焊絲熔化后形成熔滴過(guò)渡到熔池中，與母材熔化金屬共同形成焊縫。為防止外界空氣混入到電弧、熔池所組成的焊接區(qū)，采用了CO2氣體進(jìn)行保護(hù)。CO2焊接錄像5.1原理與特點(diǎn)采用與母材相近材質(zhì)的焊絲作為電極。焊絲為5.1原理與特點(diǎn)發(fā)展歷史5.1原理與特點(diǎn)發(fā)展歷史5.1原理與特點(diǎn)特點(diǎn)：焊接成本低：焊絲和保護(hù)氣便宜生產(chǎn)效率高：粗絲大電流焊厚板，電流密度高，細(xì)顆粒過(guò)渡，焊絲熔化速度快，熔敷率高，電弧挺度大，穿透力強(qiáng)，焊接熔深大，可以不開(kāi)坡口或開(kāi)小坡口，生產(chǎn)率比焊條電弧焊提高1~3倍；細(xì)絲小電流焊薄板，短路過(guò)渡，電弧對(duì)工件間斷加熱，線(xiàn)能量小，變形小，焊后矯形工序簡(jiǎn)化；焊接能耗低：熔化效率高、焊接速度快；適用范圍廣，半自動(dòng)焊可焊接任意空間焊縫，工件的厚度尺寸適應(yīng)范圍廣，最薄可達(dá)1mm；是一種低氫型或超低氫型焊接方法，對(duì)油銹水不敏感，焊縫抗裂性能好；CO2氣體密度大，保護(hù)效果好；焊后不需清渣，明弧焊接便于監(jiān)視，有利于機(jī)械化操作。CO2高溫分解，氧化性強(qiáng)，不能用于非鐵金屬的焊接，對(duì)不銹鋼可能造成焊縫增碳，降低抗晶間腐蝕能力；過(guò)渡不如MIG焊穩(wěn)定，飛濺量較大；產(chǎn)生很大的煙塵，弧光較強(qiáng)；送絲速度快，只能自動(dòng)或半自動(dòng)焊。5.1原理與特點(diǎn)特點(diǎn)：5.1原理與特點(diǎn)5.1原理與特點(diǎn)5.2冶金特點(diǎn)2氣體的氧化性：電弧氛圍中大約40－60％CO2分解；氧氣解離：5000K，96％O2解離平衡狀態(tài)下CO2的分解與氣氛構(gòu)成

5.2冶金特點(diǎn)2氣體的氧化性：平衡狀態(tài)下CO2的分解與氣氛另外，I、U的組合應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足電源外特性曲線(xiàn)所給定的條件。顆粒過(guò)渡的主要飛濺形式熔滴顆粒過(guò)渡規(guī)范區(qū)間A區(qū)，電流很小，電弧電壓較高，焊絲熔化慢，熔滴呈大塊狀（大滴），不易脫離焊絲，焊接時(shí)不能獲得連續(xù)的焊道。(e)熔滴在電弧空間形成串聯(lián)電弧引起的飛濺TIG、PAW：氣體保護(hù)，鎢極－不熔化；A區(qū)，電流很小，電弧電壓較高，焊絲熔化慢，熔滴呈大塊狀（大滴），不易脫離焊絲，焊接時(shí)不能獲得連續(xù)的焊道。）根據(jù)最小電壓原理，電弧總是企圖保持最小弧長(zhǎng)，所以電弧只能發(fā)生在熔滴底部與熔池最小距離處——陽(yáng)極斑點(diǎn)。為防止外界空氣混入到電弧、熔池所組成的焊接區(qū)，采用了CO2氣體進(jìn)行保護(hù)。2mm）或厚大件的打底焊。CO2焊接短路過(guò)渡和顆粒過(guò)渡主要飛濺類(lèi)型在電弧靜特性呈上升特性時(shí)，采用上升特性電源可以獲得更大的系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度。MR在焊絲材料的物理常數(shù)C、H、Tf數(shù)值確定以后，只依賴(lài)于(Um＋I(xiàn)2·Re)。粗絲大電流焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間ay—熔敷系數(shù)，單位時(shí)間、單位電流所熔敷到焊縫中的焊絲金屬重量；采用這種規(guī)范焊接時(shí)飛濺最小。短路過(guò)渡焊接主要采用細(xì)焊絲，一般是φ0.電弧引燃初期，焊絲熔化，熔滴逐漸長(zhǎng)大，電弧向未熔化的焊絲中傳遞的熱量在逐漸減小，焊絲熔化速度下降，而焊絲仍然以一定的速度送進(jìn)，在熔滴積聚到某一尺寸時(shí)，發(fā)生短路電弧熄滅，電壓急劇下降。電源動(dòng)特性－回路電感的影響A區(qū)，電流很小，電弧電壓較高，焊絲熔化慢，熔滴呈大塊狀（大滴），不易脫離焊絲，焊接時(shí)不能獲得連續(xù)的焊道。MIG焊和埋弧焊:在規(guī)范參數(shù)合適并且工藝配合良好時(shí)，飛濺很少，飛濺率在1%以下或不產(chǎn)生飛濺。熔敷率高，提高生產(chǎn)率。合金元素的氧化：直接氧化發(fā)生在熔點(diǎn)溫度以下（1500K），在熔池金屬周?chē)慈刍瘏^(qū)域或凝固的焊縫表面上發(fā)生，屬于表面氧化，進(jìn)行的激烈程度較低，對(duì)電弧、熔池和焊縫沒(méi)有太大的影響另外，I、U的組合應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足電源外特性曲線(xiàn)所給定的條件。合金間接氧化：在高溫電弧所籠罩區(qū)域的熔化金屬表面（熔池金屬和熔滴金屬）主要發(fā)生的是與氧原子或氧氣分子的反應(yīng)，因兩者在電弧中有較多的分解，并且氧化性更強(qiáng)，從而對(duì)處于液態(tài)表面的Fe、Si、Mn、C等元素造成氧化間接氧化：在高溫電弧所籠罩區(qū)域的熔化金屬表面（熔池金屬和熔滴氧化反應(yīng)導(dǎo)致的不良結(jié)果：1.合金元素?zé)龘p：焊縫機(jī)械性能下降

2.CO氣孔：

3.飛濺：CO在高溫液態(tài)金屬中聚集后體積膨脹，在熔滴內(nèi)部或熔池表面層下產(chǎn)生爆破，從而形成液態(tài)金屬的飛濺，其中以熔滴中產(chǎn)生的比較劇烈。氧化反應(yīng)導(dǎo)致的不良結(jié)果：Ni、Cr、Mo的過(guò)渡系數(shù)最高，被燒損的量少。Si、Mn的過(guò)渡系數(shù)較低，Al、Ti、Nb的過(guò)渡系數(shù)更低。越是容易與電弧中的氧產(chǎn)生反應(yīng)的元素其過(guò)渡率越低，C元素過(guò)渡率因焊絲的組成而增減。元素AlZnTiSiVMnNbCrPSCoNiCu過(guò)渡率

/%3035405060707090100100100100100活性元素穩(wěn)定元素Ni、Cr、Mo的過(guò)渡系數(shù)最高，被燒損的量少。Si、Mn脫氧與焊縫合金化脫氧反應(yīng)：脫氧元素的選用原則一是與O的親和力要大于Fe與O的親和力，能把O從FeO中置換出來(lái)，并先于C與O反應(yīng)；二是不對(duì)焊接過(guò)程和焊縫構(gòu)成不良影響，比如形成氣孔、形成飛濺、形成夾渣等。脫氧劑：Al、Ti強(qiáng)脫氧劑，但Al會(huì)降低焊縫金屬的抗熱裂紋能力；Ti可以對(duì)金屬起到細(xì)化晶粒的作用，以及與N結(jié)合成氮化物，防止鋼的時(shí)效。最常用脫氧劑：Si、Mn聯(lián)合脫氧－H08Mn2SiA

脫氧與焊縫合金化Si、Mn聯(lián)合脫氧Si、Mn聯(lián)合脫氧焊縫金屬合金化

為防止氣孔、減少飛濺及降低焊縫產(chǎn)生裂紋的傾向性—>CO2焊絲含C量一般都低于0.15%—>燒損和蒸發(fā)，使得焊縫的含C量低于母材—>導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度受損—>依靠殘留在焊縫中的Si、Mn等合金元素彌補(bǔ)C的損失，保證焊縫強(qiáng)度。焊接低碳鋼和低合金鋼用的焊絲，Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%左右，經(jīng)過(guò)在電弧中的燒損、蒸發(fā)和在熔池中的脫氧后，還可在焊縫金屬中剩下約0.4－0.5%，而Mn在焊絲中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在1-2%。在焊接30CrMnSiA這類(lèi)高強(qiáng)鋼時(shí)，母材中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)0.3%，而焊絲中C質(zhì)量分?jǐn)?shù)與之相差懸殊。為了彌補(bǔ)焊縫中C的不足，焊絲中除需有足夠的Si、Mn元素外，還要再適當(dāng)填加Cr、Ni、Mo、V等其他強(qiáng)化元素。焊縫金屬合金化

2焊接氣孔問(wèn)題1.N2氣孔:在焊縫中成堆出現(xiàn)，類(lèi)似蜂窩，既有內(nèi)部的，也有外部的,多由于氣體流量不合適、側(cè)向風(fēng)、飛濺引起的氣流擾動(dòng)等保護(hù)不良引起，少數(shù)由于液態(tài)金屬中的N原子聚合來(lái)不及逸出而成。從保護(hù)和工藝規(guī)范兩方面解決。2.CO氣孔：沿結(jié)晶方向分布，呈條蟲(chóng)狀，內(nèi)表面光滑，一般在焊縫內(nèi)部分布。當(dāng)焊絲中含有足夠的脫氧元素時(shí)，并且限制焊絲中的含碳量，產(chǎn)生CO氣孔的可能性是很小的。2焊接氣孔問(wèn)題3.H2氣孔：H的來(lái)源有兩條途徑：一是焊絲、工件表面的油、銹和水分；另一是CO2氣體中的水分。電弧空間的水蒸氣發(fā)生分解：自由狀態(tài)的H原子被電離：H+溶入金屬中。在熔池冷卻過(guò)程中，H+的溶解度降低，析出并聚集成H2氣團(tuán)，如不能逸出到熔池外部，就造成H2氣孔。

3.H2氣孔：H的來(lái)源有兩條途徑：一是焊絲、工件表面的油、CO2焊焊前的準(zhǔn)備工作除了焊絲需要清理去油外，工件上如果沒(méi)有大量的鐵銹，一般不需處理。焊接中H是以離子形態(tài)溶入金屬中的。DCEP焊接時(shí)，熔池為陰極，它發(fā)射大量的電子，使熔池表面的H+又復(fù)合成原子，因而減少了進(jìn)入熔池的H+數(shù)量。所以直流反極性焊接，焊縫中含H量只是直流正極性時(shí)的1/3～1/5，產(chǎn)生H2氣孔的程度降低。

CO2焊接過(guò)程中，CO2發(fā)生分解，增加了O的分壓，使H2O的分解度降低或分解困難。同時(shí)高溫下CO2氣體及O原子與H2及自由狀態(tài)的H原子發(fā)生作用生成不溶于金屬的水蒸氣和羥基，使電弧氣氛中含H量減少，H+亦減少，H2氣孔產(chǎn)生的可能性降低。CO2焊方法本身對(duì)鐵銹、水分沒(méi)有埋弧焊或氬弧焊那么敏感，通常被稱(chēng)作低H型或超低H型焊接方法。CO2焊接過(guò)程中，CO2發(fā)生分解，增加了O的分壓，使H25.3焊絲熔化與熔滴過(guò)渡焊絲熔化熱及比熔化量焊絲熔化熱－電弧對(duì)電極前端的加熱

PA＝I·(UA＋UW＋UT)PC＝I·(UC－UW－UT)

PA、PC:等價(jià)電能;I:焊接電流；UA:陽(yáng)極壓降，數(shù)值近于0；UC:陰極壓降；UW:電極材料的功函數(shù)；UT:弧柱電子、離子動(dòng)能的等價(jià)電壓,可忽略。公式括號(hào)中的數(shù)值，稱(chēng)作熔化等價(jià)電壓Um，因極性、焊絲的材質(zhì)而變化，幾乎不受弧長(zhǎng)及弧柱電壓的影響熔化極電弧焊，焊絲都是冷陰極材料，由于UC>>UW，通常PC>>PA，即以相同材質(zhì)的焊絲作為陰極，其產(chǎn)熱量要大于作陽(yáng)極時(shí)的產(chǎn)熱5.3焊絲熔化與熔滴過(guò)渡焊絲熔化熱及比熔化量PA＝I·(UA焊絲的熔化熱－電阻熱焊絲的熔化熱－電阻熱當(dāng)回路電感較大時(shí)，熔滴短路時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間都會(huì)相應(yīng)增加，而燃弧時(shí)間增加的更多，熱輸入增加，熔深增大，適于焊接較厚板。粗焊絲熔化速度慢，熔滴過(guò)渡的周期長(zhǎng)，則要求較小的di/dt。特別在MIG焊場(chǎng)合，焊絲作為陽(yáng)極時(shí)的Um與材料的功函數(shù)UW大致相等而為一定值，于是有Um>>I·Re，即在能夠忽略電極干伸區(qū)電阻產(chǎn)熱的場(chǎng)合，比熔化量與電流值無(wú)關(guān)，是個(gè)定值。環(huán)縫焊接：環(huán)縫焊接中最需要注意的是瞄準(zhǔn)位置對(duì)環(huán)縫形狀有較大的影響。對(duì)中等直徑焊絲的混合過(guò)渡或細(xì)顆粒過(guò)渡中效果良好，在細(xì)絲短路過(guò)渡焊接中很少采用，因?yàn)榧?xì)絲短路過(guò)渡焊接的飛濺并不嚴(yán)重，反而降低了焊接熔深，并使焊接成本增加。送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)在焊接過(guò)程中起到如下作用：當(dāng)某種原因使電弧長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)焊絲送進(jìn)速度或焊絲熔化速度的調(diào)整，使電弧恢復(fù)到原有長(zhǎng)度或一個(gè)新的平衡長(zhǎng)度，從而保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定。(f)大電流焊接短路時(shí)由此通過(guò)多項(xiàng)措施使短路過(guò)渡焊接飛濺率降低到普通方法的1/2,，并且在高速焊中得以應(yīng)用。熔化極氣體保護(hù)焊基本原理公式括號(hào)中的數(shù)值，稱(chēng)作熔化等價(jià)電壓Um，因極性、焊絲的材質(zhì)而變化，幾乎不受弧長(zhǎng)及弧柱電壓的影響在熔池金屬表面張力和液柱中電流形成的電磁收縮力的作用下，使液柱靠近焊絲端頭的部位迅速產(chǎn)生“頸縮”，稱(chēng)作“頸縮小橋”。最常用脫氧劑：Si、Mn聯(lián)合脫氧－H08Mn2SiA電源動(dòng)特性－回路電感的影響通過(guò)回路電感使短路過(guò)渡焊接中的電流上升速率di/dt和短路峰值電流Imax有一個(gè)合適的數(shù)值。Ti可以對(duì)金屬起到細(xì)化晶粒的作用，以及與N結(jié)合成氮化物，防止鋼的時(shí)效。斜率增大，而且干伸長(zhǎng)度越大斜率也當(dāng)焊絲中含有足夠的脫氧元素時(shí)，并且限制焊絲中的含碳量，產(chǎn)生CO氣孔的可能性是很小的。在P點(diǎn)開(kāi)始急劇增大，在R點(diǎn)達(dá)(2)焊槍傾角不超過(guò)20°，焊槍垂直時(shí)飛濺最小。(d)熔滴內(nèi)部氣體膨脹引起的爆破飛濺；此外還可以把兩者并用，以推拉方式進(jìn)行送絲。(2)送絲速度增加，等熔化速度曲線(xiàn)向右上方移動(dòng)；總?cè)刍療酨m＝I·(Um＋I(xiàn)·Re)

熔滴脫落帶走熱量：Qm＝W·(C·Tf＋H)·JPm＝Qm

W/I＝(Um＋I(xiàn)·Re)/{(C·Tf＋H)·J}

＝MRW—單位時(shí)間內(nèi)熔化金屬的重量；C—金屬比熱；

Tf—脫落金屬的平均溫度；H—潛熱；

J—功當(dāng)量

MR：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位電流下的脫落金屬量，稱(chēng)作焊絲的比熔化量[單位mg/(A·s)]

MR在焊絲材料的物理常數(shù)C、H、Tf數(shù)值確定以后，只依賴(lài)于(Um＋I(xiàn)2·Re)。特別在MIG焊場(chǎng)合，焊絲作為陽(yáng)極時(shí)的Um與材料的功函數(shù)UW大致相等而為一定值，于是有Um>>I·Re，即在能夠忽略電極干伸區(qū)電阻產(chǎn)熱的場(chǎng)合，比熔化量與電流值無(wú)關(guān)，是個(gè)定值。

當(dāng)回路電感較大時(shí)，熔滴短路時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間都會(huì)相應(yīng)增加，而鋁焊絲電阻熱可忽略，比熔化量即斜率鋼焊絲隨電流值的增大，熔化特性的斜率增大，而且干伸長(zhǎng)度越大斜率也越大，顯示出電阻產(chǎn)熱的影響鋁焊絲電阻熱可忽略，比熔化量鋼焊絲隨電流值的增大，熔化特性的焊絲熔化速度影響因素

當(dāng)材質(zhì)一定時(shí)，焊絲熔化速度基本上是由電流、焊絲直徑、干伸長(zhǎng)決定。但焊絲極性、保護(hù)氣種類(lèi)、可見(jiàn)弧長(zhǎng)、熔滴過(guò)渡形態(tài)等也有很大影響。

例：極性影響

鋼焊絲、MAG焊

焊絲接正時(shí)，焊絲熔化速度與混合氣種類(lèi)無(wú)關(guān)，幾乎成定值，說(shuō)明陽(yáng)極的等價(jià)熱輸入PA與氣體的種類(lèi)無(wú)關(guān)。

焊絲接負(fù)時(shí)熔化量顯著提高，原因是由于PA<<PC。而且氣體混合比例對(duì)熔化量的影響也很顯著，這是由于保護(hù)氣種類(lèi)對(duì)PC構(gòu)成影響，同時(shí)PC亦隨熔滴過(guò)渡形態(tài)而變化。

焊絲熔化速度影響因素例：極性影響熔滴上的作用力等離子流力熔滴上的作用力等離子重力：平焊有利于熔滴過(guò)渡，仰焊阻力表面張力：FΥ＝2πRγ，γ表面張力系數(shù)，阻礙熔滴過(guò)渡，熔池短路促進(jìn)過(guò)渡重力：平焊有利于熔滴過(guò)渡，仰焊阻力等離子流力：電弧空間產(chǎn)生的等離子氣流的作用，對(duì)熔滴產(chǎn)生摩擦力，總是促進(jìn)熔滴過(guò)渡

電磁力：洛倫茲力，具有方向和大小的矢量，總是從小截面指向大截面，與電流的平方成正比，對(duì)熔滴過(guò)渡也有阻礙力和促進(jìn)力之分。GMAW仰焊熔滴過(guò)渡主要促動(dòng)力。

等離子流力：電弧空間產(chǎn)生的等離子氣流的作用，對(duì)熔滴產(chǎn)生摩擦力熔滴過(guò)渡分類(lèi)IIW基于熔滴形狀及大小、過(guò)渡狀況等外在特征對(duì)過(guò)渡形態(tài)進(jìn)行分類(lèi)。熔滴過(guò)渡形態(tài)因許多操作因素而變化，如焊接方法、焊接條件(I、V)、極性、保護(hù)氣、焊絲材質(zhì)、焊絲種類(lèi)(實(shí)芯、藥芯)、焊絲直徑、母材等。實(shí)芯焊絲GMAW，當(dāng)保護(hù)氣確定后，通常是焊接電流和焊接電壓決定著熔滴過(guò)渡形態(tài)。然而，過(guò)渡形態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的I、V是由什么因素決定的，保護(hù)氣及焊絲中的合金元素、藥芯焊絲的成分對(duì)熔滴過(guò)渡有怎樣的影響尚不明確。

熔滴過(guò)渡分類(lèi)IIW基于熔滴形狀及大小、過(guò)渡狀況等外在特征對(duì)過(guò)越大，顯示出電阻產(chǎn)熱的影響卷在焊絲盤(pán)上的焊絲被送進(jìn)到焊槍中，送絲裝置由如下幾部分基本組成：修正焊絲彎曲的矯直裝置、送進(jìn)輪、加壓輪、減速器、驅(qū)動(dòng)送進(jìn)輪的送進(jìn)馬達(dá)(通常采用電動(dòng)機(jī))。E區(qū)，大電流焊接，弧壓較高，熔滴呈細(xì)滴的非軸向過(guò)渡，焊接熔深大，飛濺小，稱(chēng)作細(xì)顆粒過(guò)渡，適合焊接較厚的工件。對(duì)中等直徑焊絲的混合過(guò)渡或細(xì)顆粒過(guò)渡中效果良好，在細(xì)絲短路過(guò)渡焊接中很少采用，因?yàn)榧?xì)絲短路過(guò)渡焊接的飛濺并不嚴(yán)重，反而降低了焊接熔深，并使焊接成本增加。(4)送絲速度均勻。良好，焊縫含氫量低；當(dāng)回路電感較大時(shí)，熔滴短路時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間都會(huì)相應(yīng)增加，而燃弧時(shí)間增加的更多，熱輸入增加，熔深增大，適于焊接較厚板。(2)焊槍傾角不超過(guò)20°，焊槍垂直時(shí)飛濺最小。Ti可以對(duì)金屬起到細(xì)化晶粒的作用，以及與N結(jié)合成氮化物，防止鋼的時(shí)效。調(diào)節(jié)過(guò)程—電弧自身調(diào)節(jié)作用焊絲接負(fù)時(shí)熔化量顯著提高，原因是由于PA<<PC。限制焊絲含C量，選擇有較多脫氧元素成分的焊絲；Tf—脫落金屬的平均溫度；在電弧靜特性呈上升特性時(shí)，采用上升特性電源可以獲得更大的系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度。（2）真正意義上的顆粒過(guò)渡——中絲細(xì)顆粒過(guò)渡TIG、PAW：氣體保護(hù)，鎢極－不熔化；5%，而Mn在焊絲中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在1-2%。造成系統(tǒng)穩(wěn)定工作點(diǎn)偏移的原因：采用混合氣體保護(hù)進(jìn)行焊接，降低電弧氣氛的氧化性，減少FeO進(jìn)而減少CO的產(chǎn)生數(shù)量。二是不對(duì)焊接過(guò)程和焊縫構(gòu)成不良影響，比如形成氣孔、形成飛濺、形成夾渣等。(4)送絲速度均勻。CO2電弧焊比焊條電弧焊熱輸入量更大，隨著焊接的進(jìn)行，坡口在敞開(kāi)的方向上產(chǎn)生變形更大，因此需要進(jìn)行定位點(diǎn)固。熔滴過(guò)渡分類(lèi)

自由過(guò)渡滴狀過(guò)渡－大滴過(guò)渡－大滴排斥過(guò)渡－細(xì)顆粒過(guò)渡噴射過(guò)渡－射滴過(guò)渡－射流過(guò)渡－旋轉(zhuǎn)射流過(guò)渡爆炸過(guò)渡

接觸過(guò)渡短路過(guò)渡橋絡(luò)過(guò)渡

渣壁（套筒）過(guò)渡越大，顯示出電阻產(chǎn)熱的影響熔滴過(guò)渡分類(lèi)自由過(guò)渡熔化極氣體保護(hù)焊哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接課件完整版CO2電弧焊熔滴過(guò)渡形式

CO2電弧焊的熔滴過(guò)渡很復(fù)雜，根據(jù)φ、I、L（V）及電源特點(diǎn)等條件，可以出現(xiàn)大滴狀過(guò)渡、短路過(guò)渡、排斥過(guò)渡、顆粒狀過(guò)渡、潛弧噴射過(guò)渡等。

5.4CO2電弧焊熔滴過(guò)渡與焊接條件的選擇CO2電弧焊熔滴過(guò)渡形式5.4CO2電弧焊熔滴過(guò)渡與焊接條熔滴過(guò)渡φ1.6mm焊絲熔滴過(guò)渡變化區(qū)間

A區(qū)，電流很小，電弧電壓較高，焊絲熔化慢，熔滴呈大塊狀（大滴），不易脫離焊絲，焊接時(shí)不能獲得連續(xù)的焊道。如果在該區(qū)減低電弧電壓即縮短電弧長(zhǎng)度，由于電流很小，焊絲的熔化不穩(wěn)定，將有固體短路的發(fā)生。

B區(qū)，小電流、低電壓的短路過(guò)渡規(guī)范區(qū)，短路頻率高，電弧電壓低（17－21V），熔滴過(guò)渡穩(wěn)定，飛濺較小，適合焊接薄板。

C區(qū)，較高弧壓的短路過(guò)渡、顆粒過(guò)渡混合過(guò)渡區(qū)，兩者比例因參數(shù)匹配而異，飛濺較大，但電弧加熱效率高。從提高焊接生產(chǎn)率考慮，往往被實(shí)際操作所采用，焊接中等厚度工件，熔深較大。D區(qū)，中等電流和高弧壓規(guī)范區(qū)，熔滴呈變化形態(tài)的大塊狀過(guò)渡，或稱(chēng)排斥過(guò)渡，焊接飛濺大。E區(qū)，大電流焊接，弧壓較高，熔滴呈細(xì)滴的非軸向過(guò)渡，焊接熔深大，飛濺小，稱(chēng)作細(xì)顆粒過(guò)渡，適合焊接較厚的工件。另外，在粗絲（φ3－5mm）焊接時(shí)，根據(jù)規(guī)范的選擇，可以出現(xiàn)一種潛弧噴射過(guò)渡，正常使用是在大電流、較低電壓和較高焊速下焊接厚板。

熔滴過(guò)渡φ1.6mm焊絲熔滴過(guò)渡變化區(qū)間A區(qū)，電流短路過(guò)渡的過(guò)程描述

電弧引燃初期，焊絲熔化，熔滴逐漸長(zhǎng)大，電弧向未熔化的焊絲中傳遞的熱量在逐漸減小，焊絲熔化速度下降，而焊絲仍然以一定的速度送進(jìn)，在熔滴積聚到某一尺寸時(shí)，發(fā)生短路電弧熄滅，電壓急劇下降。熔滴短路在焊絲端頭與熔池間形成短路液柱，短路電流開(kāi)始增大，由于焊機(jī)回路中串聯(lián)有電感，短路電流逐漸增加。在熔池金屬表面張力和液柱中電流形成的電磁收縮力的作用下，使液柱靠近焊絲端頭的部位迅速產(chǎn)生“頸縮”，稱(chēng)作“頸縮小橋”。當(dāng)短路電流增加到一定數(shù)值時(shí)，在熔池金屬和焊絲端部表面張力的拉伸配合下，“小橋”迅速斷開(kāi)，此時(shí)作用電壓很快恢復(fù)到電源空載電壓，并且由于斷開(kāi)的空間仍然具有較高的溫度，電弧又重新引燃，重復(fù)上述過(guò)程。

短路過(guò)渡短路過(guò)渡的過(guò)程描述電弧引燃初期，焊絲熔化，熔滴逐漸短路過(guò)渡過(guò)程短路過(guò)渡過(guò)程短路過(guò)渡特點(diǎn)焊絲較細(xì)（φ0.8－1.6mm）、電流較小、電弧電壓較低——熱輸入低，適用于薄板焊接（0.8－3.2mm）或厚大件的打底焊。過(guò)渡平穩(wěn)：在短路過(guò)渡焊接中，燃弧和短路反復(fù)而規(guī)則地進(jìn)行著，每次短路后熔滴向熔池過(guò)渡一次，即使在小電流區(qū)也能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的過(guò)渡。在合適的規(guī)范區(qū)間，飛濺較少。規(guī)范不合適容易產(chǎn)生未熔合。短路過(guò)渡特點(diǎn)影響短路過(guò)渡的因素電弧電壓對(duì)短路過(guò)渡頻率的影響

1.電弧電壓的影響短路過(guò)渡熔滴越小，短路頻率越高，焊縫波紋越細(xì)密，焊接過(guò)程越穩(wěn)定。短路頻率常常作為衡量短路過(guò)渡過(guò)程穩(wěn)定性的標(biāo)志。電壓過(guò)高熔滴體積得以長(zhǎng)大，將出現(xiàn)部分排斥過(guò)渡即混合過(guò)渡。電弧電壓低于最佳值，弧長(zhǎng)短，熔滴與熔池短路后容易保持液柱連接狀態(tài)而不易過(guò)渡，此時(shí)不斷送進(jìn)的焊絲將插入到熔池金屬中造成固體短路，被增大了的短路電流所燒斷，并形成爆破性飛濺，焊接過(guò)程無(wú)法進(jìn)行下去。

影響短路過(guò)渡的因素電弧電壓對(duì)短路過(guò)渡頻率的影響1.電弧電壓影響短路過(guò)渡的因素送絲速度對(duì)短路頻率f、短路時(shí)間Ts、最大短路電流Imax、平均焊接電流Ia的影響

2.送絲速度的影響當(dāng)焊絲送進(jìn)速度達(dá)到一定數(shù)值之后開(kāi)始出現(xiàn)短路，短路頻率在P點(diǎn)開(kāi)始急劇增大，在R點(diǎn)達(dá)到最大值。與此相對(duì)應(yīng)，Ts、Imax、Ia亦產(chǎn)生變化。連接原點(diǎn)與短路頻率f曲線(xiàn)上的點(diǎn)所構(gòu)成的直線(xiàn)的斜率，代表一次短路所過(guò)渡的熔滴的體積。其中以Q點(diǎn)處斜率最大，所過(guò)渡的熔滴的體積也就最小。這時(shí)，Ts和Imax也幾乎處于最小值，該點(diǎn)處的過(guò)渡最為穩(wěn)定。

影響短路過(guò)渡的因素送絲速度對(duì)短路頻率f、短路時(shí)間Ts、2.影響短路過(guò)渡的因素3.電源動(dòng)特性－回路電感的影響

CO2電弧焊采取短路過(guò)渡方式焊接時(shí)，焊接電源不僅需要有平的外特性，而且需要有適當(dāng)?shù)膭?dòng)特性指標(biāo)，主要是為了配合所需的短路電流上升速率（di/dt）和在適當(dāng)?shù)亩搪贩逯惦娏鳎↖max）下實(shí)現(xiàn)過(guò)渡，這兩個(gè)指標(biāo)都是由回路電感決定的。

影響短路過(guò)渡的因素3.電源動(dòng)特性－回路電感的影響影響短路過(guò)渡的因素當(dāng)回路電感較小時(shí)，熔滴短路時(shí)間縮短，所達(dá)到的短路峰值電流大，短路過(guò)后焊絲熔化速度加快，使燃弧時(shí)間也縮短。如果回路電感過(guò)小，由于短路電流上升速率過(guò)大和短路峰值電流過(guò)大，可能會(huì)使液柱在未形成頸縮就從內(nèi)部爆斷，引起大量飛濺。當(dāng)回路電感較大時(shí)，熔滴短路時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間都會(huì)相應(yīng)增加，而燃弧時(shí)間增加的更多。如果回路電感過(guò)大，短路電流上升速率過(guò)慢，所能達(dá)到的短路峰值電流較小，短路液柱上的頸縮不能及時(shí)形成，熔滴不能順利過(guò)渡到熔池中，嚴(yán)重的情況會(huì)造成固體短路。影響短路過(guò)渡的因素當(dāng)回路電感較小時(shí)，熔滴短路時(shí)間縮短，所達(dá)到短路過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)1、焊絲直徑短路過(guò)渡焊接主要采用細(xì)焊絲，一般是φ0.6－1.4mm。隨著焊絲直徑的增加，飛濺顆粒和飛濺數(shù)量都相應(yīng)增大。實(shí)際應(yīng)用中，焊絲直徑最大用到φ1.6mm。直徑大于φ1.6mm的焊絲，如再采取短路過(guò)渡焊接，飛濺相當(dāng)嚴(yán)重，所以生產(chǎn)上很少采用。短路過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)1、焊絲直徑在熔池金屬表面張力和液柱中電流形成的電磁收縮力的作用下，使液柱靠近焊絲端頭的部位迅速產(chǎn)生“頸縮”，稱(chēng)作“頸縮小橋”。只有在電弧自身調(diào)節(jié)作用很靈敏時(shí)，焊接過(guò)程的穩(wěn)定性才能得到保證。Ti可以對(duì)金屬起到細(xì)化晶粒的作用，以及與N結(jié)合成氮化物，防止鋼的時(shí)效。CO2電弧焊比焊條電弧焊熱輸入量更大，隨著焊接的進(jìn)行，坡口在敞開(kāi)的方向上產(chǎn)生變形更大，因此需要進(jìn)行定位點(diǎn)固。粗絲大電流焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間DCEP焊接時(shí)，熔池為陰極，它發(fā)射大量的電子，使熔池表面的H+又復(fù)合成原子，因而減少了進(jìn)入熔池的H+數(shù)量。系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度越高，電弧工作點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化越小，調(diào)節(jié)恢復(fù)速度越快。最大短路電流Imax、平均焊接電流Ia的影響直徑通常為焊絲直徑+0.(1)正確選擇焊接電流，匹配合適的電壓，盡可能避免排斥過(guò)渡。如果遇到精度很差的坡口，首先需要進(jìn)行1～2層的封閉焊接。CO2高溫分解，吸熱，電弧冷卻，為減少能量損失、維持最小能量消耗，弧柱自動(dòng)收縮和壓縮導(dǎo)電通道長(zhǎng)度，產(chǎn)熱量增加，使電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度提高。限制焊絲含C量，選擇有較多脫氧元素成分的焊絲；GMAW仰焊熔滴過(guò)渡主要促動(dòng)力。例：極性影響表面張力：FΥ＝2πRγ，γ表面張力系數(shù)，阻礙熔滴過(guò)渡，熔池短路促進(jìn)過(guò)渡較大的焊接電流，較低的電弧電壓，較高的焊接速度。斜率增大，而且干伸長(zhǎng)度越大斜率也CO2電弧焊熔滴過(guò)渡形式越大，顯示出電阻產(chǎn)熱的影響的直線(xiàn)的斜率，代表一次短路粗焊絲熔化速度慢，熔滴過(guò)渡的周期長(zhǎng)，則要求較小的di/dt。短路過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)2、焊接電流和電弧電壓短路過(guò)渡及中等規(guī)范焊接參數(shù)

短路過(guò)渡的一個(gè)重要特征是低電壓，并且要求與焊接電流有較好的配合。上表表示三種直徑焊絲典型的短路過(guò)渡焊接規(guī)范。采用這種規(guī)范焊接時(shí)飛濺最小。在實(shí)際焊接生產(chǎn)中選擇焊接規(guī)范時(shí)，除了考慮飛濺大小，還要考慮生產(chǎn)率等其他因素。所以焊接電流遠(yuǎn)比典型規(guī)范大得多，這時(shí)的電弧電壓也要相應(yīng)提高，即中等規(guī)范焊接。采用中等規(guī)范焊接時(shí)的熔滴過(guò)渡既有正常短路過(guò)渡，也有瞬時(shí)短路過(guò)渡和自由過(guò)渡，但焊接過(guò)程和焊接質(zhì)量相對(duì)也比較穩(wěn)定，可以滿(mǎn)足焊接生產(chǎn)要求。在熔池金屬表面張力和液柱中電流形成的電磁收縮力的作用下，使液短路過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)3、焊接回路電感限制與調(diào)節(jié)短路電流上升速率di/dt－－細(xì)焊絲熔化速度快，需要較大的di/dt；粗焊絲熔化速度慢，熔滴過(guò)渡的周期長(zhǎng)，則要求較小的di/dt。調(diào)節(jié)電弧燃燒時(shí)間，控制母材熔深

－－母材熔深主要由電弧熱決定。當(dāng)回路電感小時(shí)，本身造成熔滴短路時(shí)間縮短，另外短路峰值電流大，短路過(guò)后焊絲熔化速度加快，客觀(guān)上也使得燃弧時(shí)間縮短，熔滴短路過(guò)渡頻率高，但熱輸入量減少，焊接熔深較小，適于焊接薄板。當(dāng)回路電感較大時(shí)，熔滴短路時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間都會(huì)相應(yīng)增加，而燃弧時(shí)間增加的更多，熱輸入增加，熔深增大，適于焊接較厚板。

一般短路過(guò)渡焊接的回路電感在50-200mH之間選取。短路過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)3、焊接回路電感短路過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)4.其他規(guī)范參數(shù)：焊接速度：CO2焊電弧在熔池表面的收縮程度更大，提高焊接速度更容易形成咬邊焊絲干伸長(zhǎng)：影響電阻熱，其他規(guī)范參數(shù)不變時(shí)干伸長(zhǎng)增加，干伸區(qū)壓降增加，焊接電流減小，熔深也減小，但電阻熱使熔化效率增加。干伸長(zhǎng)過(guò)大過(guò)小都使保護(hù)效果降低，一般為焊絲直徑10－12倍。短路過(guò)渡8－15mm，顆粒過(guò)渡為15－25mm。氣體流量電源極性DCEN:飛濺小，電弧穩(wěn)定，熔深大，成形良好，焊縫含氫量低；常用DCEP:熔化系數(shù)大，約為反極性的1.6倍，熔敷率高，提高生產(chǎn)率。同時(shí)工件為正極，產(chǎn)熱量小，熔深淺，堆焊和補(bǔ)焊，注意清理干伸長(zhǎng)對(duì)電流的影響

短路過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)4.其他規(guī)范參數(shù)：干伸長(zhǎng)對(duì)電流的影響顆粒過(guò)渡定義：CO2電弧焊，對(duì)于某一直徑的焊絲，在電流增大到一定數(shù)值并配以適當(dāng)?shù)碾娀‰妷?，熔滴以一定的尺寸自由飛落進(jìn)入熔池，把這種現(xiàn)象稱(chēng)作顆粒過(guò)渡。特點(diǎn)和分類(lèi)：電流大，且電流、電弧電壓要和焊絲直徑匹配。顆粒過(guò)渡分為中絲細(xì)顆粒過(guò)渡和粗絲潛弧噴射過(guò)渡。中絲：φ1.6－3.0mm焊絲，短路過(guò)渡區(qū)間很窄，難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短路過(guò)渡焊接。細(xì)顆粒過(guò)渡在較大的電流下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的熔滴過(guò)渡，熔敷系數(shù)大，熔深大，生產(chǎn)率高。

顆粒過(guò)渡定義：CO2電弧焊，對(duì)于某一直徑的焊絲，在電流增大到CO2高溫分解，吸熱，電弧冷卻，為減少能量損失、維持最小能量消耗，弧柱自動(dòng)收縮和壓縮導(dǎo)電通道長(zhǎng)度，產(chǎn)熱量增加，使電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度提高。（CO2電弧電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)氬弧的3倍。）根據(jù)最小電壓原理，電弧總是企圖保持最小弧長(zhǎng)，所以電弧只能發(fā)生在熔滴底部與熔池最小距離處——陽(yáng)極斑點(diǎn)。此處電流密度大、產(chǎn)熱集中，所處區(qū)域內(nèi)的金屬被過(guò)熱而產(chǎn)生大量金屬蒸氣，垂直于熔滴表面向外發(fā)射，對(duì)熔滴產(chǎn)生反作用力。此外弧根部位的還有電磁收縮力和帶電粒子的撞擊力作用，共同形成斑點(diǎn)壓力，從而對(duì)熔滴過(guò)渡產(chǎn)生強(qiáng)烈的排斥作用，同時(shí)作用點(diǎn)很難保持與焊絲軸線(xiàn)一致，常常將熔滴排斥得偏離焊絲軸線(xiàn)，并且上翹，當(dāng)熔滴長(zhǎng)大到較大尺寸后，在自身重力下以旋轉(zhuǎn)方式向下飛落。這種熔滴過(guò)渡方式稱(chēng)作“排斥過(guò)渡”。（1）顆粒過(guò)渡的極端表現(xiàn)——排斥過(guò)渡熔滴排斥過(guò)渡形態(tài)CO2高溫分解，吸熱，電弧冷卻，為減少能量損失、維持最小能量熔化極氣體保護(hù)焊哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接課件完整版（2）真正意義上的顆粒過(guò)渡——中絲細(xì)顆粒過(guò)渡在排斥過(guò)渡的基礎(chǔ)上，降低電弧電壓，由于電流較大，電弧有較大的靜壓力，并且作用集中，陰極斑點(diǎn)全部集中在熔池上，對(duì)熔池產(chǎn)生很強(qiáng)的挖掘作用，排開(kāi)部分熔池金屬，電弧部分地潛入熔池的凹坑中稱(chēng)作“半潛”狀態(tài)。這時(shí)弧根面積有所擴(kuò)展，熔滴過(guò)渡一部分為自由過(guò)渡，一部分為短路過(guò)渡，即混合過(guò)渡，熔滴尺寸比排斥過(guò)渡小，但仍然較大。繼續(xù)增加電流，電弧潛入熔池深度增加，當(dāng)達(dá)到焊絲端頭與熔池表面平齊時(shí)（稱(chēng)作臨界潛弧狀態(tài)），熔滴尺寸進(jìn)一步減小，過(guò)渡以自由過(guò)渡為主，即是CO2電弧焊的“顆粒過(guò)渡”。如果再增加焊接電流，電弧對(duì)熔池金屬的挖掘作用繼續(xù)增強(qiáng)，焊絲端頭將全部潛入熔池凹坑中，這時(shí)熔滴尺寸減小到接近焊絲直徑，其過(guò)渡形式與射滴過(guò)渡接近，稱(chēng)作CO2電弧焊的“細(xì)顆粒過(guò)渡”。

(a)半潛弧狀態(tài)(b)臨界潛弧狀態(tài)(c)深潛弧狀態(tài)

（2）真正意義上的顆粒過(guò)渡——中絲細(xì)顆粒過(guò)渡在排斥過(guò)渡的基礎(chǔ)中絲細(xì)顆粒過(guò)渡φ1.6－3.0mm焊絲：短路過(guò)渡區(qū)間很窄，難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短路過(guò)渡焊接。細(xì)顆粒過(guò)渡在較大的電流下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的熔滴過(guò)渡，熔敷系數(shù)大，熔深大，生產(chǎn)率高。

MIG的顆粒過(guò)渡——CO2潛弧過(guò)渡不可見(jiàn)中絲細(xì)顆粒過(guò)渡φ1.6－3.0mm焊絲：短路過(guò)渡區(qū)間很窄，中絲細(xì)顆粒過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間熔滴顆粒過(guò)渡規(guī)范區(qū)間CO2電弧焊熔滴顆粒過(guò)渡并沒(méi)有嚴(yán)格的劃分區(qū)間，主要是通過(guò)焊接電流與電弧電壓的搭配，使焊接能有一個(gè)比較穩(wěn)定的過(guò)程。中絲細(xì)顆粒過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間熔滴顆粒過(guò)渡規(guī)范區(qū)間CO2電(f)大電流焊接短路時(shí)Q點(diǎn)處斜率最大，所過(guò)渡的熔滴從提高焊接生產(chǎn)率考慮，往往被實(shí)際操作所采用，焊接中等厚度工件，熔深較大。MIG焊和埋弧焊:在規(guī)范參數(shù)合適并且工藝配合良好時(shí)，飛濺很少，飛濺率在1%以下或不產(chǎn)生飛濺。在熔池冷卻過(guò)程中，H+的溶解度降低，析出并聚集成H2氣團(tuán)，如不能逸出到熔池外部，就造成H2氣孔。TIG、PAW：氣體保護(hù)，鎢極－不熔化；公式括號(hào)中的數(shù)值，稱(chēng)作熔化等價(jià)電壓Um，因極性、焊絲的材質(zhì)而變化，幾乎不受弧長(zhǎng)及弧柱電壓的影響焊絲＋焊劑保護(hù)－－埋弧焊焊接電流對(duì)母材熔化的影響(c)中等電流小電感時(shí)；am—熔化系數(shù)，單位時(shí)間、單位電流所熔化焊絲金屬的重量。粗絲大電流焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間實(shí)芯焊絲GMAW，當(dāng)保護(hù)氣確定后，通常是焊接電流和焊接電壓決定著熔滴過(guò)渡形態(tài)。這時(shí)弧根面積有所擴(kuò)展，熔滴過(guò)渡一部分為自由過(guò)渡，一部分為短路過(guò)渡，即混合過(guò)渡，熔滴尺寸比排斥過(guò)渡小，但仍然較大。由于焊接中的金屬蒸發(fā)量相對(duì)較少，在不去除焊縫表面渣殼的時(shí)候，可以以損失系數(shù)表示飛濺率ψ，去除渣殼后所測(cè)得的即是損失系數(shù)ψs。DCEP:熔化系數(shù)大，約為反極性的1.弧長(zhǎng)變動(dòng)時(shí)，若調(diào)節(jié)過(guò)程完成后，焊槍高度沒(méi)有發(fā)生變化，焊絲干伸長(zhǎng)也不改變，則系統(tǒng)將在初始穩(wěn)定工作點(diǎn)下工作，電流、電壓、弧長(zhǎng)都恢復(fù)到原值，不產(chǎn)生任何靜態(tài)誤差。熔化極焊：電極熔化－焊條、焊絲；能動(dòng)性電弧控制-DAC控制在電弧靜特性呈上升特性時(shí)，采用上升特性電源可以獲得更大的系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度。然而實(shí)際焊接中，電弧長(zhǎng)度的改變通常都是由于焊槍相對(duì)工件表面距離的變化所引起的，比如工件表面臺(tái)階、環(huán)縫橢圓度等，這種情況在調(diào)節(jié)過(guò)程完成后，系統(tǒng)新的穩(wěn)定工作點(diǎn)將偏離系統(tǒng)初始工作點(diǎn)，電流、電壓、弧長(zhǎng)都不能恢復(fù)到原值。焊接電流與焊絲熔化速度的關(guān)系中絲細(xì)顆粒過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間焊接電壓對(duì)母材熔化形態(tài)的影響焊接電流對(duì)母材熔化的影響

(f)大電流焊接短路時(shí)中絲細(xì)顆粒過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間焊接電中絲細(xì)顆粒過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間焊接電流與焊絲熔化速度的關(guān)系焊接電流對(duì)焊縫熔深的影響中絲細(xì)顆粒過(guò)渡焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間焊接電流與焊絲熔化速度的關(guān)系焊（3）顆粒過(guò)渡——粗絲大電流潛弧噴射過(guò)渡粗絲（φ3.0－5.0mm）較大的焊接電流，較低的電弧電壓，較高的焊接速度。焊絲的前端緊挨著熔池前部表面壁熔化，并呈尖形，以一種熔滴流的形式脫落，即以噴射過(guò)渡的形式到達(dá)熔池，幾乎不產(chǎn)生飛濺。若焊接速度較小，雖然焊絲端頭潛入熔池凹坑中，但仍有排斥過(guò)渡的特征。電弧潛入熔池凹坑中以后，熔池金屬向電弧噴出大量的金屬蒸氣，改變了電弧氣氛，使電弧容易擴(kuò)張，甚至上跳包圍整個(gè)熔滴，是熔滴細(xì)化的重要原因。粗絲焊接熔滴潛弧過(guò)渡形態(tài)（3）顆粒過(guò)渡——粗絲大電流潛弧噴射過(guò)渡粗絲（φ3.0－5.粗絲大電流焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間Ⅰ區(qū)：電弧部分潛入熔池凹坑(半潛)，熔滴呈顆粒狀過(guò)渡，焊接過(guò)程較穩(wěn)定，焊縫成形較好，飛濺稍大。Ⅱ區(qū):焊絲端頭與工件表面平齊，電弧潛入凹坑較深(臨界潛弧)，焊接過(guò)程比Ⅰ區(qū)穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成形較好。Ⅲ區(qū):焊絲端頭在工件表面下2mm左右，電弧潛入凹坑很深（深潛狀態(tài)），熔滴噴射過(guò)渡，常伴有瞬時(shí)短路。若潛入過(guò)深，熔滴過(guò)渡將轉(zhuǎn)變?yōu)檎５闹芷谛远搪泛附樱^(guò)程穩(wěn)定，飛濺很小，但焊縫成形差，產(chǎn)生梨形焊縫。Ⅳ區(qū)是不穩(wěn)定過(guò)渡區(qū)。粗絲大電流焊接規(guī)范參數(shù)區(qū)間Ⅰ區(qū)：電弧部分潛入熔池凹坑(半潛)5.5焊接飛濺焊接飛濺造成焊接材料的損失，惡化了操作環(huán)境，增加了焊接清理工序，嚴(yán)重時(shí)對(duì)電弧穩(wěn)定性及焊接過(guò)程構(gòu)成影響。通過(guò)測(cè)量焊絲損失系數(shù)（ψs）來(lái)一定程度表示焊接飛濺率（ψ）大小。焊絲損失系數(shù)包含飛濺損失和氧化、蒸發(fā)損失等，表示公式如下：ay—熔敷系數(shù)，單位時(shí)間、單位電流所熔敷到焊縫中的焊絲金屬重量；am—熔化系數(shù)，單位時(shí)間、單位電流所熔化焊絲金屬的重量。由于焊接中的金屬蒸發(fā)量相對(duì)較少，在不去除焊縫表面渣殼的時(shí)候，可以以損失系數(shù)表示飛濺率ψ，去除渣殼后所測(cè)得的即是損失系數(shù)ψs。

5.5焊接飛濺焊接飛濺造成焊接材料的損失，惡化了操作環(huán)境，MIG焊和埋弧焊:在規(guī)范參數(shù)合適并且工藝配合良好時(shí)，飛濺很少，飛濺率在1%以下或不產(chǎn)生飛濺。焊條電弧焊、MAG焊和CO2電弧焊：飛濺問(wèn)題最為突出，較為正常的情況是3%－5%，控制較好的可以降低到2%－3%，嚴(yán)重時(shí)飛濺率高達(dá)20%以上，與采用的焊接規(guī)范及電源特性有直接關(guān)系。采取波形控制和送絲控制，以及采用藥芯焊絲等，焊接飛濺量已經(jīng)可以達(dá)到1%左右的飛濺量或?qū)崿F(xiàn)了無(wú)飛濺焊接。MIG焊和埋弧焊:在規(guī)范參數(shù)合適并且工藝配合良好時(shí)，飛濺很少減少飛濺的措施焊接材料方面：限制焊絲含C量，選擇有較多脫氧元素成分的焊絲；采用混合氣體保護(hù)進(jìn)行焊接，降低電弧氣氛的氧化性，減少FeO進(jìn)而減少CO的產(chǎn)生數(shù)量。另外，Ar的加入能夠使電弧形態(tài)相對(duì)擴(kuò)展，電弧對(duì)熔滴的排斥作用減弱，對(duì)減少大顆粒飛濺有利，但Ar的混入量需要達(dá)到30%以上才有明顯效果。對(duì)中等直徑焊絲的混合過(guò)渡或細(xì)顆粒過(guò)渡中效果良好，在細(xì)絲短路過(guò)渡焊接中很少采用，因?yàn)榧?xì)絲短路過(guò)渡焊接的飛濺并不嚴(yán)重，反而降低了焊接熔深，并使焊接成本增加。工藝和規(guī)范方面：(1)正確選擇焊接電流，匹配合適的電壓，盡可能避免排斥過(guò)渡。通常小電流短路過(guò)渡飛濺量小，大電流細(xì)顆粒過(guò)渡飛濺也較小，細(xì)絲中等規(guī)范產(chǎn)生的飛濺量相對(duì)較大。(2)焊槍傾角不超過(guò)20°，焊槍垂直時(shí)飛濺最小。(3)限制焊絲干伸長(zhǎng)。(4)送絲速度均勻。(5)電源直流反接時(shí)飛濺小。電源方面：通過(guò)回路電感使短路過(guò)渡焊接中的電流上升速率di/dt和短路峰值電流Imax有一個(gè)合適的數(shù)值。穩(wěn)定的短路過(guò)渡過(guò)程中，頸縮小橋應(yīng)形成在焊絲端頭與液柱之間，如果短路電流上升過(guò)快或所達(dá)到的短路峰值電流過(guò)大，都會(huì)使液柱在不合適位置形成，例如在液柱與熔池之間，或者沒(méi)有產(chǎn)生明顯頸縮時(shí)就出現(xiàn)爆斷，爆斷處的飛濺量明顯。減少飛濺的措施焊接材料方面：CO2焊接短路過(guò)渡和顆粒過(guò)渡主要飛濺類(lèi)型短路過(guò)渡的主要飛濺形式（a）細(xì)絲小電流時(shí)；(b)中等電流大電感時(shí)；(c)中等電流小電感時(shí)；(d)焊絲固態(tài)短路時(shí)；(e)潛弧焊短路時(shí)；(f)大電流焊接短路時(shí)CO2焊接短路過(guò)渡和顆粒過(guò)渡主要飛濺類(lèi)型短路過(guò)渡的主要飛濺形顆粒過(guò)渡的主要飛濺形式（a）斑點(diǎn)力使熔滴上繞造成的飛濺；(b)焊絲通過(guò)大電流而爆斷；(c)氣體析出引起的飛濺；(d)熔滴內(nèi)部氣體膨脹引起的爆破飛濺；(e)熔滴在電弧空間形成串聯(lián)電弧引起的飛濺顆粒過(guò)渡的主要飛濺形式CO2焊接短路過(guò)渡新型控制方法焊接電源特性及電流輸出是決定CO2電弧焊短路過(guò)渡穩(wěn)定性及飛濺率的重要因素。普通焊接電源由于動(dòng)特性變化遲緩使熔滴過(guò)渡控制存在很大難度。如果能夠有效控制焊接過(guò)程及熔滴過(guò)渡，則可降低飛濺率：①在電弧再引燃之間或引燃瞬間減低焊接電流，抑制電弧力控制再引燃飛濺；②在電弧再引燃的初期保持電弧長(zhǎng)度，對(duì)電流進(jìn)行限制，防止瞬時(shí)短路造成飛濺；③在燃弧未期熔滴短路發(fā)生之前降低焊接電流，促使熔滴短路或者使短路更為切實(shí)；④輸出波形中聯(lián)合采取U、I控制，實(shí)現(xiàn)最佳規(guī)范。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，上述波形的輸出已經(jīng)可以通過(guò)電源逆變式控制來(lái)完成，多數(shù)通過(guò)微處理器實(shí)現(xiàn)人工智能型控制。

CO2焊接短路過(guò)渡新型控制方法焊接電源特性及電流輸出是決定C這種方法多用于鋁合金MIG焊。在焊接30CrMnSiA這類(lèi)高強(qiáng)鋼時(shí)，母材中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)0.普通焊接電源由于動(dòng)特性變化遲緩使熔滴過(guò)渡控制存在很大難度。繼續(xù)增加電流，電弧潛入熔池深度增加，當(dāng)達(dá)到焊絲端頭與熔池表面平齊時(shí)（稱(chēng)作臨界潛弧狀態(tài)），熔滴尺寸進(jìn)一步減小，過(guò)渡以自由過(guò)渡為主，即是CO2電弧焊的“顆粒過(guò)渡”。I增加(I1>I0)、U降低(U1<U0)，由等熔化曲線(xiàn)方程可知，電弧在Q1點(diǎn)工作的焊絲熔化速度大于在Q0點(diǎn)工作的焊絲熔化速度(V1>V0)，而焊絲是等速送進(jìn)(Vf=V1)，使得焊絲熔化速度大于焊絲送進(jìn)速度，從而使電弧長(zhǎng)度逐漸增加，電弧工作點(diǎn)從Q1點(diǎn)沿電源外特性曲線(xiàn)逐步向Q0點(diǎn)靠近，最后穩(wěn)定在Q0點(diǎn)，電弧長(zhǎng)度恢復(fù)到改變前的數(shù)值。CO2氣體密度大，保護(hù)效果好；4CO2電弧焊熔滴過(guò)渡與焊接條件的選擇焊接能耗低：熔化效率高、焊接速度快；A區(qū)，電流很小，電弧電壓較高，焊絲熔化慢，熔滴呈大塊狀（大滴），不易脫離焊絲，焊接時(shí)不能獲得連續(xù)的焊道。熔化極焊：電極熔化－焊條、焊絲；短弧焊情況下，由于Ku值較大，所以即使采用陡降特性電源，系統(tǒng)靈敏度依然較高，但這種情況只有在電弧固有的自身調(diào)節(jié)能夠發(fā)揮作用時(shí)才可以使用。調(diào)節(jié)過(guò)程—電弧自身調(diào)節(jié)作用(d)熔滴內(nèi)部氣體膨脹引起的爆破飛濺；脹，在熔滴內(nèi)部或熔池表面層下產(chǎn)生CO2焊接短路過(guò)渡和顆粒過(guò)渡主要飛濺類(lèi)型DCEN:飛濺小，電弧穩(wěn)定，熔深大，成形MIG的顆粒過(guò)渡——CO2潛弧過(guò)渡不可見(jiàn)Imax也幾乎處于最小值，該點(diǎn)公式括號(hào)中的數(shù)值，稱(chēng)作熔化等價(jià)電壓Um，因極性、焊絲的材質(zhì)而變化，幾乎不受弧長(zhǎng)及弧柱電壓的影響在P點(diǎn)開(kāi)始急劇增大，在R點(diǎn)達(dá)焊接起弧:在焊絲前端呈較大圓球形狀時(shí)，以及在圓球下面帶有熔渣時(shí)，為了可靠引燃電弧，最好用鉗子把焊絲前端剪下一段。能動(dòng)性電弧控制-DAC控制

為防止瞬時(shí)短路現(xiàn)象的發(fā)生，采取了降低電流的方式，作用是使熔滴短路更為切實(shí)，防止不可靠短路產(chǎn)生飛濺；在短路后電流上升期，對(duì)電流采取分段斜率上升方式，可以使短路液柱的過(guò)渡更為平滑，并控制了短路電流峰值。在電弧重新引燃的瞬間（通過(guò)短路電壓預(yù)測(cè)出電弧就要重新建立的時(shí)刻），為穩(wěn)定熔池免受大電流的沖擊，也對(duì)電流采取了急速下降的措施，減少再引燃時(shí)的飛濺。在電弧正常燃燒期，根據(jù)熔滴的成長(zhǎng)情況對(duì)焊接電流進(jìn)行最佳值控制。由此通過(guò)多項(xiàng)措施使短路過(guò)渡焊接飛濺率降低到普通方法的1/2,，并且在高速焊中得以應(yīng)用。這種方法多用于鋁合金MIG焊。能動(dòng)性電弧控制-DAC控制5.6等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)

CO2電弧焊直流電源根據(jù)外特性可以為3個(gè)種類(lèi)：下降特性電源、恒壓特性電源或平特性電源、恒流特性電源。5.6等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)CO2電弧焊直流電源根據(jù)外特性可以等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性

靜特性曲線(xiàn)方程Vm：焊絲的熔化速度；ki：熔化速度隨焊接電流而變化的系數(shù)，其值取決于焊絲電阻率、焊絲直徑、干伸長(zhǎng)及焊接電流數(shù)值，單位為cm/(s?A)；ku：熔化速度隨電弧電壓而變化的系數(shù)，其值取決于弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度、弧長(zhǎng)的數(shù)值，單位為cm/(s?V)。焊絲等速送進(jìn)，則弧長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)送絲速度Vf等于Vm：等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性靜特性曲線(xiàn)方程Vm：焊絲的熔化速度；什么是等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)？起什么所用？等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)是焊接過(guò)程中，焊絲等速送進(jìn)，利用焊接電源外特性的自身控制作用來(lái)調(diào)節(jié)焊絲熔化速度，保持電弧長(zhǎng)度不變，也稱(chēng)作電弧的自身調(diào)節(jié)。送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)在焊接過(guò)程中起到如下作用：當(dāng)某種原因使電弧長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)焊絲送進(jìn)速度或焊絲熔化速度的調(diào)整，使電弧恢復(fù)到原有長(zhǎng)度或一個(gè)新的平衡長(zhǎng)度，從而保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定。什么是等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)？起什么所用？等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)是焊接過(guò)該式表示在給定送絲速度條件下，弧長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)的電流和電弧電壓之間的關(guān)系，稱(chēng)作自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性或等熔化速度曲線(xiàn)方程。該曲線(xiàn)每一點(diǎn)上的I、U的組合都可以使Vf＝Vm，而當(dāng)電弧不在該曲線(xiàn)上燃燒時(shí)，Vf≠Vm，焊接過(guò)程不穩(wěn)定。另外，I、U的組合應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足電源外特性曲線(xiàn)所給定的條件。因此，電弧的穩(wěn)定工作點(diǎn)應(yīng)在自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線(xiàn)與電源外特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)上，電弧靜特性曲線(xiàn)通過(guò)該點(diǎn)，即電弧長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于該點(diǎn)的電壓值。該曲線(xiàn)難以數(shù)學(xué)推導(dǎo)，只能以實(shí)驗(yàn)的方法得到：在給定的保護(hù)條件、φ、Ls下，設(shè)定一種送絲速度vf，在某一電弧電壓值下，得到電弧達(dá)到穩(wěn)定燃燒狀態(tài)時(shí)的焊接電流值，即得到所設(shè)定送絲速度下的一個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)，然后改變電弧電壓值，再得到另一個(gè)電弧穩(wěn)定工作點(diǎn)，多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以繪出一條設(shè)定送絲速度vf下的等熔化速度曲線(xiàn)。改變送絲速度vf并重復(fù)上述過(guò)程，得到另一條設(shè)定送絲速度vf下的等熔化速度曲線(xiàn)。該式表示在給定送絲速度條件下，弧長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)的電流和電弧電壓之間試驗(yàn)得到的某種鋼焊絲的等熔化速度曲線(xiàn)試驗(yàn)得到的某種鋼焊絲的等熔化速度曲線(xiàn)試驗(yàn)得到的某種鋁焊絲的等熔化速度曲線(xiàn)（Ar保護(hù)）試驗(yàn)得到的某種鋁焊絲的等熔化速度曲線(xiàn)（Ar保護(hù)）(1)電弧較長(zhǎng)時(shí)，ku值較小，等熔化速度曲線(xiàn)隨U的變化較小，受I影響較大；電弧較逐漸變短，ku值在逐漸增加，等熔化速度曲線(xiàn)向電流降低的一側(cè)傾斜。這種變化被稱(chēng)作“電弧固有的自身調(diào)節(jié)作用”。(2)送絲速度增加，等熔化速度曲線(xiàn)向右上方移動(dòng)；送絲速度減小，等熔化速度曲線(xiàn)向左下方移動(dòng)。(3)干伸長(zhǎng)增加，ki值增大，電流影響加強(qiáng)，曲線(xiàn)向左移動(dòng)；干伸長(zhǎng)縮短，曲線(xiàn)向右移動(dòng)。(4)焊絲直徑減小或焊絲材料電阻率增大，ki值增大，等熔化曲線(xiàn)位置向左移動(dòng)；反之向右移動(dòng)。(5)等熔化速度曲線(xiàn)所處位置、變化程度受電弧氣氛影響。

(1)電弧較長(zhǎng)時(shí)，ku值較小，等熔化速度曲線(xiàn)隨U的變化較等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)制調(diào)節(jié)過(guò)程調(diào)節(jié)精度調(diào)節(jié)靈敏度

等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)制調(diào)節(jié)過(guò)程調(diào)節(jié)過(guò)程—電弧自身調(diào)節(jié)作用

Q0：穩(wěn)定工作點(diǎn)，電弧工作在該點(diǎn)同時(shí)滿(mǎn)足電源、電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定條件及焊絲送進(jìn)-焊絲熔化平衡條件。Q1：滿(mǎn)足電源-電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定條件，但不滿(mǎn)足焊絲送進(jìn)、焊絲熔化平衡條件。I增加(I1>I0)、U降低(U1<U0)，由等熔化曲線(xiàn)方程可知，電弧在Q1點(diǎn)工作的焊絲熔化速度大于在Q0點(diǎn)工作的焊絲熔化速度(V1>V0)，而焊絲是等速送進(jìn)(Vf=V1)，使得焊絲熔化速度大于焊絲送進(jìn)速度，從而使電弧長(zhǎng)度逐漸增加，電弧工作點(diǎn)從Q1點(diǎn)沿電源外特性曲線(xiàn)逐步向Q0點(diǎn)靠近，最后穩(wěn)定在Q0點(diǎn)，電弧長(zhǎng)度恢復(fù)到改變前的數(shù)值。調(diào)節(jié)過(guò)程—電弧自身調(diào)節(jié)作用

Q0：穩(wěn)定工作點(diǎn)，電弧調(diào)節(jié)精度：

調(diào)節(jié)精度指電弧受到干擾而產(chǎn)生工作點(diǎn)偏移（包括弧長(zhǎng)、電流、電壓）時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)揮作用使系統(tǒng)被調(diào)節(jié)到一個(gè)新的穩(wěn)定工作點(diǎn)，此時(shí)被調(diào)節(jié)量的穩(wěn)定值與初始穩(wěn)定值之間的偏離程度，也稱(chēng)作調(diào)節(jié)系統(tǒng)的“靜態(tài)誤差”。造成系統(tǒng)穩(wěn)定工作點(diǎn)偏移的原因：

1.送絲速度變動(dòng)

2.網(wǎng)壓變動(dòng)

3.弧長(zhǎng)變動(dòng)調(diào)節(jié)精度：

送絲速度變化的影響：

送絲速度變動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)新的穩(wěn)定工作點(diǎn)將由變化后的等熔化速度曲線(xiàn)與電源外特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)決定。此時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有向初始工作點(diǎn)調(diào)節(jié)的作用，兩工作點(diǎn)之間的偏差表現(xiàn)在電弧電壓、電弧長(zhǎng)度及焊接電流的改變上。

送絲速度變化的影響：送絲速度對(duì)短路頻率f、短路時(shí)間Ts、另一是CO2氣體中的水分。斜率增大，而且干伸長(zhǎng)度越大斜率也調(diào)節(jié)電弧燃燒時(shí)間，控制母材熔深6mm焊絲熔滴過(guò)渡變化區(qū)間Ti可以對(duì)金屬起到細(xì)化晶粒的作用，以及與N結(jié)合成氮化物，防止鋼的時(shí)效。在P點(diǎn)開(kāi)始急劇增大，在R點(diǎn)達(dá)弧長(zhǎng)變動(dòng)時(shí)，若調(diào)節(jié)過(guò)程完成后，焊槍高度沒(méi)有發(fā)生變化，焊絲干伸長(zhǎng)也不改變，則系統(tǒng)將在初始穩(wěn)定工作點(diǎn)下工作，電流、電壓、弧長(zhǎng)都恢復(fù)到原值，不產(chǎn)生任何靜態(tài)誤差。(4)送絲速度均勻。送絲速度減小，等熔化速度曲線(xiàn)向左下方移動(dòng)。熔滴短路在焊絲端頭與熔池間形成短路液柱，短路電流開(kāi)始增大，由于焊機(jī)回路中串聯(lián)有電感，短路電流逐漸增加。②焊絲直徑越細(xì)，或者材料電阻率越大，則焊絲干伸長(zhǎng)變化的影響加劇。所以直流反極性焊接，焊縫中含H量只是直流正極性時(shí)的1/3～1/5，產(chǎn)生H2氣孔的程度降低。過(guò)渡平穩(wěn)：在短路過(guò)渡焊接中，燃弧和短路反復(fù)而規(guī)則地進(jìn)行著，每次短路后熔滴向熔池過(guò)渡一次，即使在小電流區(qū)也能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的過(guò)渡。(d)熔滴內(nèi)部氣體膨脹引起的爆破飛濺；這種熔滴過(guò)渡方式稱(chēng)作“排斥過(guò)渡”。半自動(dòng)焊槍為了進(jìn)行狹窄區(qū)的焊接作業(yè)，前端常常呈彎曲型。試驗(yàn)得到的某種鋼焊絲的等熔化速度曲線(xiàn)焊接起弧:在焊絲前端呈較大圓球形狀時(shí)，以及在圓球下面帶有熔渣時(shí)，為了可靠引燃電弧，最好用鉗子把焊絲前端剪下一段。什么是等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)？起什么所用？公式括號(hào)中的數(shù)值，稱(chēng)作熔化等價(jià)電壓Um，因極性、焊絲的材質(zhì)而變化，幾乎不受弧長(zhǎng)及弧柱電壓的影響當(dāng)回路電感較大時(shí)，熔滴短路時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間都會(huì)相應(yīng)增加，而燃弧時(shí)間增加的更多。電網(wǎng)電壓變化的影響：

電弧穩(wěn)定工作點(diǎn)從Q0變化到Q1，Q1點(diǎn)是新的電弧穩(wěn)定工作點(diǎn)，滿(mǎn)足電源—電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定條件及焊絲送進(jìn)—焊絲熔化平衡條件，但與初始穩(wěn)定工作點(diǎn)Q0之間產(chǎn)生了靜態(tài)誤差，并將保持下去。等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)壓變動(dòng)沒(méi)有調(diào)節(jié)作用，只有電弧工作點(diǎn)的改變過(guò)程。

送絲速度對(duì)短路頻率f、短路時(shí)間Ts、電網(wǎng)電壓變化的影響：在長(zhǎng)弧焊情況下，為減少電弧電壓的靜態(tài)誤差，常采用緩降特性或平特性電源；在短弧焊情況下，為減少焊接電流的靜態(tài)誤差，可采用陡降特性或恒流特性電源。曲線(xiàn)1：等熔化速度曲線(xiàn)曲線(xiàn)2、3、4、5：電源外特性在長(zhǎng)弧焊情況下，為減少電弧電壓的靜態(tài)誤差，常采用緩降特性或平弧長(zhǎng)變化的影響：

弧長(zhǎng)變動(dòng)時(shí)，若調(diào)節(jié)過(guò)程完成后，焊槍高度沒(méi)有發(fā)生變化，焊絲干伸長(zhǎng)也不改變，則系統(tǒng)將在初始穩(wěn)定工作點(diǎn)下工作，電流、電壓、弧長(zhǎng)都恢復(fù)到原值，不產(chǎn)生任何靜態(tài)誤差。然而實(shí)際焊接中，電弧長(zhǎng)度的改變通常都是由于焊槍相對(duì)工件表面距離的變化所引起的，比如工件表面臺(tái)階、環(huán)縫橢圓度等，這種情況在調(diào)節(jié)過(guò)程完成后，系統(tǒng)新的穩(wěn)定工作點(diǎn)將偏離系統(tǒng)初始工作點(diǎn)，電流、電壓、弧長(zhǎng)都不能恢復(fù)到原值。Q0是初始穩(wěn)定工作點(diǎn)，由于某項(xiàng)原因使焊槍相對(duì)工件距離減小，首先弧長(zhǎng)縮短l0→l1，電弧工作點(diǎn)Q0→Q1，Q1點(diǎn)焊絲熔化速度Vm1大于Q0點(diǎn)焊絲熔化速度Vm0，而送絲速度Vf不變，則隨著焊絲的送進(jìn)使弧長(zhǎng)又逐漸拉長(zhǎng)向初始弧長(zhǎng)恢復(fù)。然而由于焊槍已經(jīng)降低，焊絲干伸長(zhǎng)減小，Vf送絲速度下的等熔化速度曲線(xiàn)右移，新的穩(wěn)定工作點(diǎn)產(chǎn)生在新的等熔化速度曲線(xiàn)與電源外特性相交的位置Q1’，由此產(chǎn)生了系統(tǒng)靜態(tài)誤差（△I=I1’-I0,△U=U1’-U0,△l=l1’-l0）。

影響弧長(zhǎng)變化系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度的因素：

①焊絲干伸長(zhǎng)變化量大，則Vm1’較Vm0變化也大，系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度降低，靜態(tài)誤差增加；②焊絲直徑越細(xì)，或者材料電阻率越大，則焊絲干伸長(zhǎng)變化的影響加劇。③采用平特性或緩降特性電源，系統(tǒng)靜態(tài)誤差小。畫(huà)圖解釋。

弧長(zhǎng)變化的影響：弧長(zhǎng)變動(dòng)時(shí)，若調(diào)節(jié)過(guò)程完成后，焊槍高度沒(méi)有發(fā)調(diào)節(jié)靈敏度調(diào)節(jié)靈敏度是指調(diào)節(jié)作用對(duì)電弧工作點(diǎn)產(chǎn)生微小變化的反應(yīng)能力。系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度越高，電弧工作點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化越小，調(diào)節(jié)恢復(fù)速度越快。只有在電弧自身調(diào)節(jié)作用很靈敏時(shí)，焊接過(guò)程的穩(wěn)定性才能得到保證。等速送絲條件下，弧長(zhǎng)變化引起的焊絲熔化速度變化越大，調(diào)節(jié)恢復(fù)越快，系統(tǒng)靈敏度越高。由下式知：影響靈敏度的因素：

1.焊絲直徑與電流密度

2.弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度

3.電源外特性調(diào)節(jié)靈敏度焊絲直徑與電流密度的影響：焊絲直徑越細(xì)或焊絲中的電流密度越大，弧長(zhǎng)變化所引起的焊絲熔化速度的變化也就越大，調(diào)節(jié)靈敏度提高。各直徑的焊絲都有一個(gè)最小使用電流值，保證一定的電流密度，使電弧自身調(diào)節(jié)具有足夠的靈敏度。電場(chǎng)強(qiáng)度的影響：弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度大，意味著電弧單位長(zhǎng)度變化所引起的電弧電壓變化量大，所以可使系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度提高。

焊絲直徑與電流密度的影響：電源外特性的影響：

弧長(zhǎng)變化時(shí)所引起的電流、電壓的變化越大，則焊絲熔化速度的變化也就越大，可以使系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度提高。長(zhǎng)弧焊情況下，在相同程度的弧長(zhǎng)變化時(shí)，采用平特性或緩降特性電源可以比采用陡降特性電源產(chǎn)生更大的電流變化量，系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度提高。在電弧靜特性呈上升特性時(shí)，采用上升特性電源可以獲得更大的系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度。短弧焊情況下，由于Ku值較大，所以即使采用陡降特性電源，系統(tǒng)靈敏度依然較高，但這種情況只有在電弧固有的自身調(diào)節(jié)能夠發(fā)揮作用時(shí)才可以使用。

電源外特性的影響：弧長(zhǎng)變化時(shí)所引起的電流、電壓的變化越大，則實(shí)際使用等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)GMAW焊（CO2、MIG焊鋼）使用細(xì)絲或中等直徑焊絲的情況較多，從系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度和調(diào)節(jié)靈敏度角度考慮，多數(shù)是采取等速送絲配備平特性（恒壓特性）或緩降特性電源進(jìn)行焊接，依據(jù)電弧靜特性曲線(xiàn)斜率，少數(shù)情況下也可以采用微升特性電源。長(zhǎng)弧焊時(shí)，焊絲熔化速度與焊接電流有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采取以調(diào)整焊絲送進(jìn)速度、根據(jù)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)特性自動(dòng)確定工作電流值的方式來(lái)設(shè)定焊接電流，或者說(shuō)調(diào)整了送絲速度也就調(diào)整了焊接電流（焊絲送進(jìn)速度－焊接電流聯(lián)動(dòng)），電流值的可調(diào)整范圍取決于送絲速度的可調(diào)整范圍。電弧電壓的調(diào)整方法是通過(guò)調(diào)整焊接電源外特性所處位置或電源輸出電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，則電弧電壓的可調(diào)整范圍取決于電源外特性的可調(diào)整范圍。實(shí)際焊接中，如果要把處于A點(diǎn)工作的電弧調(diào)整到B點(diǎn)工作，需要分別調(diào)整兩個(gè)旋鈕（送絲速度和電源外特性），工作不方便，而且要想得到電流與電壓的最佳配合也很困難，需要反復(fù)調(diào)整。因此，根據(jù)焊接實(shí)際中總結(jié)出的最佳參數(shù)規(guī)范，從電路上設(shè)計(jì)了單旋鈕調(diào)整方式，以一個(gè)旋鈕的調(diào)整使電流和電壓按最佳配合同步改變。實(shí)際使用等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)GMAW焊（CO2、MIG焊鋼）使用短弧焊時(shí)，還可以采用等速送絲配備陡降特性或恒流特性電源進(jìn)行焊接，這種情況利用了電弧固有的自身調(diào)節(jié)作用。但存在的問(wèn)題是：對(duì)于給定的電流值，送絲速度的允許范圍很窄，如果電源外特性與所設(shè)定送絲速度下的焊絲等熔化速度曲線(xiàn)配合不合適，將會(huì)產(chǎn)生焊絲短路或焊絲回?zé)龑?dǎo)電嘴的情況。但是如果電流與送絲速度配合合適的話(huà)，則電流和弧長(zhǎng)都十分穩(wěn)定，焊接過(guò)程中，電流沒(méi)有明顯的變化，焊接熔深和熔寬都很均勻，能夠得到更好的焊縫。根據(jù)焊接電流與焊絲熔化速度的關(guān)系，設(shè)計(jì)了焊接電流、送絲速度比例變化的控制方法，并且也實(shí)現(xiàn)了單旋鈕調(diào)整。這種方法多用于鋁合金MIG焊。短弧焊時(shí)，還可以采用等速送絲配備陡降特性或恒流特性電源進(jìn)行焊5.7CO2電弧焊實(shí)際焊接起弧:在焊絲前端呈較大圓球形狀時(shí)，以及在圓球下面帶有熔渣時(shí)，為了可靠引燃電弧，最好用鉗子把焊絲前端剪下一段。焊槍角度和焊絲瞄準(zhǔn)位置:

前進(jìn)角和后退角(左向焊法、右向焊法)，在使用裸焊絲時(shí)，從觀(guān)察焊縫形狀、焊接線(xiàn)的可見(jiàn)性及保護(hù)效果考慮，可采用10°~15°前進(jìn)角焊接。在采用藥芯焊絲焊接時(shí)，由于電弧力較弱，熔深較淺，前進(jìn)角和后退角都可以采用。在進(jìn)行水平角焊縫焊接及橫向焊接時(shí)，除考慮焊槍角度之外，還需要充分注意焊槍的瞄準(zhǔn)位置。比如進(jìn)行腳長(zhǎng)在5mm以上的水平角焊縫焊接時(shí)，把焊絲的瞄準(zhǔn)位置偏向水平板一側(cè)1－2mm，可以得到等腳長(zhǎng)的焊縫。

5.7CO2電弧焊實(shí)際焊接起弧:在焊絲前端呈較大圓球形狀時(shí)

弧坑處理：如果對(duì)弧坑不能進(jìn)行良好的處理，則會(huì)產(chǎn)生焊縫金屬量的不足以及裂紋和收縮孔，作為缺陷殘存下來(lái)?；】犹幚碛卸喾N方法，比如回轉(zhuǎn)焊槍、斷續(xù)燃弧、衰減熄弧、使用收弧板、快速移動(dòng)焊槍、擺動(dòng)收弧等。立向焊接：立向焊接有立向上焊和立向下焊兩種方法。6mm以下的薄板通常采用立向下焊接，而厚板采用立向上焊接。立向下焊接的焊縫外觀(guān)比較好，但容易產(chǎn)生熔透不良。環(huán)縫焊接：環(huán)縫焊接中最需要注意的是瞄準(zhǔn)位置對(duì)