焊接電弧基礎(chǔ)原理

焊接電弧基礎(chǔ)原理匯報(bào)人：XX2024-01-29目錄contents焊接電弧基本概念電弧物理特性分析電弧化學(xué)冶金過程焊接電源對電弧影響電極材料對電弧行為影響保護(hù)氣體和填充材料選擇原則焊接電弧安全操作規(guī)范焊接電弧基本概念01電弧定義電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，是電流通過某些絕緣介質(zhì)（如空氣）所產(chǎn)生的瞬間火花。形成過程當(dāng)電極與工件之間的空氣間隙被擊穿時(shí)，產(chǎn)生大量電子和離子，形成導(dǎo)電通道。隨著電流的增大，通道內(nèi)的氣體被加熱并發(fā)出強(qiáng)烈的光輝，形成電弧。電弧定義及形成過程電弧具有高溫、高亮度和強(qiáng)烈的輻射等特點(diǎn)。其溫度可高達(dá)數(shù)千攝氏度，足以熔化金屬。特點(diǎn)根據(jù)電流種類和極性，電弧可分為直流電弧、交流電弧和脈沖電弧等。此外，根據(jù)產(chǎn)生方式，還可分為自由電弧和壓縮電弧。分類電弧特點(diǎn)與分類加熱和熔化金屬保護(hù)熔池實(shí)現(xiàn)冶金反應(yīng)傳遞焊接力焊接電弧在焊接中作用焊接電弧產(chǎn)生的高溫使接觸到的金屬迅速加熱并熔化，形成熔池。在電弧的高溫作用下，金屬與熔渣之間發(fā)生冶金反應(yīng)，如脫氧、脫硫、脫磷等，從而改善焊縫質(zhì)量。電弧產(chǎn)生的氣體和熔渣對熔池起到一定的保護(hù)作用，防止空氣中有害氣體侵入和熔池氧化。焊接電弧對熔池產(chǎn)生一定的壓力和電磁力，有助于熔滴過渡和焊縫成形。電弧物理特性分析02電弧溫度極高，可達(dá)6000K以上，是焊接過程中的主要熱源。電弧熱量分布不均，陽極區(qū)溫度高于陰極區(qū)，且隨電流增大而升高。電弧熱量主要通過輻射、對流和傳導(dǎo)三種方式傳遞給工件。電弧溫度與熱量分布電弧壓力大小與焊接電流、電弧電壓、電極形狀和氣體介質(zhì)等因素有關(guān)。增加焊接電流和電弧電壓，電弧壓力增大；改變電極形狀和氣體介質(zhì)，也會(huì)影響電弧壓力分布。電弧壓力是指電弧對熔池和焊縫表面的作用力，影響焊縫成形和質(zhì)量。電弧壓力及其影響因素電弧穩(wěn)定性是焊接過程的重要參數(shù)，直接影響焊接質(zhì)量和效率。評(píng)估電弧穩(wěn)定性的方法包括：觀察電弧形態(tài)、測量電弧電壓和電流的波動(dòng)、分析焊接飛濺等。采用先進(jìn)的焊接電源和控制系統(tǒng)，以及合理的焊接工藝參數(shù)，可以提高電弧穩(wěn)定性。電弧穩(wěn)定性評(píng)估方法電弧化學(xué)冶金過程03焊接電弧中的氣體分子或原子在受到足夠的能量激發(fā)后，會(huì)發(fā)生電離成為帶電粒子，這個(gè)過程是電弧導(dǎo)電的基礎(chǔ)。在電弧高溫作用下，焊條或焊絲端部的金屬會(huì)熔化并蒸發(fā)，形成金屬蒸氣進(jìn)入電弧空間，參與電弧的導(dǎo)電和冶金反應(yīng)。氣體電離與金屬蒸發(fā)過程金屬蒸發(fā)氣體電離熔滴過渡是指焊條或焊絲端部熔化的金屬滴向熔池的過程，常見的過渡形式有自由過渡、接觸過渡和渣壁過渡等。熔滴過渡形式熔滴過渡形式受到焊接電流、電壓、焊絲直徑、保護(hù)氣體成分及流量等因素的影響，不同的過渡形式對焊縫成形和質(zhì)量有不同的影響。影響因素熔滴過渡形式及影響因素焊縫成形焊縫成形是指焊接后形成的焊縫外觀形狀和尺寸，良好的焊縫成形應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，表面平整、均勻，無裂紋、氣孔等缺陷。質(zhì)量控制為了保證焊縫質(zhì)量，需要對焊接過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，包括選擇合適的焊接參數(shù)、保持穩(wěn)定的焊接速度、控制熔池溫度等，同時(shí)還需要進(jìn)行焊后檢驗(yàn)和處理，確保焊縫質(zhì)量符合要求。焊縫成形與質(zhì)量控制焊接電源對電弧影響04直流電源與交流電源特點(diǎn)比較直流電源電流方向恒定，電弧穩(wěn)定，熱量集中，適用于薄板及有色金屬焊接。交流電源電流方向周期性變化，電弧穩(wěn)定性較差，但可通過特殊技術(shù)改善，適用于厚板及黑色金屬焊接。輸出電流恒定，不受負(fù)載變化影響，電弧穩(wěn)定性好。恒流電源恒壓電源脈沖電源輸出電壓恒定，負(fù)載變化時(shí)電流隨之變化，電弧穩(wěn)定性相對較差。輸出脈沖電流，具有高峰值電流和低平均電流特點(diǎn)，可改善電弧穩(wěn)定性并降低熱輸入。030201不同類型電源對電弧穩(wěn)定性影響脈沖電源在焊接中應(yīng)用脈沖電流的高峰值可增強(qiáng)電弧挺度，提高電弧穩(wěn)定性。脈沖電源的平均電流較低，可減小熱輸入，降低焊接變形和殘余應(yīng)力。脈沖電流的調(diào)節(jié)作用可優(yōu)化焊縫成形，提高焊縫質(zhì)量。脈沖電源可用于多種焊接方法，如MIG/MAG焊、TIG焊等，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。提高電弧穩(wěn)定性降低熱輸入改善焊縫成形擴(kuò)大應(yīng)用范圍電極材料對電弧行為影響05碳鋼是最常用的電極材料之一，具有良好的導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧。然而，碳鋼電極在高溫下容易氧化和腐蝕，需要定期維護(hù)和更換。碳鋼電極不銹鋼電極具有優(yōu)異的耐腐蝕性和高溫穩(wěn)定性，適用于高要求和高腐蝕性的焊接環(huán)境。不銹鋼電極的電弧穩(wěn)定性較好，但導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性略遜于碳鋼。不銹鋼電極碳鋼、不銹鋼等常見材料電極特性電極形狀電極的端部形狀對電弧行為有重要影響。常見的電極形狀包括圓錐形、球形和截錐形等。不同形狀的電極會(huì)影響電弧的集中度、穩(wěn)定性和熱量分布。電極尺寸電極的直徑和長度也會(huì)影響電弧行為。較細(xì)的電極可以提供更高的電弧溫度和更集中的熱量，適用于精密焊接。而較粗的電極則能夠承受更大的電流和提供更均勻的熱輸入，適用于大厚度材料的焊接。電極形狀和尺寸對電弧行為影響VS電極表面涂層可以采用多種材料，如金屬氧化物、氟化物、碳化物等。這些涂層具有不同的導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，可以根據(jù)具體需求選擇。涂層作用電極表面涂層可以改善電弧的穩(wěn)定性、提高焊接質(zhì)量和效率。涂層能夠減少電極的氧化和腐蝕，延長使用壽命。同時(shí)，涂層還可以改變電弧的形態(tài)和熱量分布，優(yōu)化焊接過程。涂層種類電極表面涂層技術(shù)及其作用保護(hù)氣體和填充材料選擇原則06如氬氣（Ar），用于提供穩(wěn)定的電弧和防止大氣中的氧氣和氮?dú)鈱θ鄢氐挠泻τ绊?。惰性氣體如二氧化碳（CO2）或氧氣（O2），通過與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變焊縫組織和性能?；钚詺怏w由惰性氣體和活性氣體按一定比例混合而成，兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)，如Ar+CO2、Ar+O2等?；旌蠚怏w保護(hù)氣體種類及作用機(jī)制類型01根據(jù)焊接方法和被焊材料的不同，填充材料可分為焊條、焊絲、焊劑等。成分02主要由金屬元素組成，如鐵、鉻、鎳等，同時(shí)含有一定量的合金元素和脫氧元素。性能要求03具有良好的焊接工藝性能，如易于引弧、穩(wěn)弧、飛濺少等；保證焊縫金屬的力學(xué)性能和耐腐蝕性；以及滿足特定的使用要求，如低溫韌性、高溫強(qiáng)度等。填充材料類型、成分和性能要求根據(jù)被焊材料的性質(zhì)選擇相應(yīng)的保護(hù)氣體和填充材料，以確保焊縫質(zhì)量和性能。考慮焊接工藝的要求，如焊接方法、電流種類和極性、焊接位置等，選擇合適的保護(hù)氣體和填充材料。在滿足焊縫質(zhì)量和性能的前提下，盡量選擇成本低、來源廣的保護(hù)氣體和填充材料，以降低焊接成本。保護(hù)氣體和填充材料匹配原則焊接電弧安全操作規(guī)范07010204操作前準(zhǔn)備工作和安全檢查確保焊接設(shè)備完好，電弧焊機(jī)接地良好，防止漏電。檢查焊槍、電纜、接頭等是否破損或老化，及時(shí)更換。穿戴好防護(hù)用品，如焊接面罩、手套、工作服、絕緣鞋等。清理焊接場地，確保無易燃易爆物品，保持通風(fēng)良好。0302030401操作過程中注意事項(xiàng)遵守焊接電弧安全操作規(guī)程，按照規(guī)定的參數(shù)進(jìn)行焊接。保持焊槍與工件間的距離適中，避免短路或飛濺。注意觀察焊接過程，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停機(jī)檢查。避免在潮濕、油污或腐蝕性環(huán)境下進(jìn)行焊