電弧焊熔化現(xiàn)象2-第7次

1、思考題思考題哪些微量元素對(duì)熔池現(xiàn)象造成影哪些微量元素對(duì)熔池現(xiàn)象造成影響？響？熱效率高的焊接方法有哪些熱效率高的焊接方法有哪些?從從提高熱效率的角度，焊接方法和提高熱效率的角度，焊接方法和工藝做了哪些改進(jìn)和改變？工藝做了哪些改進(jìn)和改變？電弧焊熔化現(xiàn)象電弧焊熔化現(xiàn)象 朱軍 內(nèi)容概述內(nèi)容概述母材熔化特征和焊縫形狀尺寸母材熔化特征和焊縫形狀尺寸母材的熔化熱和溫度分布母材的熔化斷面形狀焊縫形狀尺寸熔池金屬的對(duì)流和對(duì)流驅(qū)動(dòng)力液態(tài)金屬的表面張力微量元素對(duì)表面張力的影響微量元素對(duì)熔池現(xiàn)象的影響焊接熔池表面張力流的研究等離子流及電磁對(duì)流對(duì)熔化現(xiàn)象影響焊接參數(shù)與工藝對(duì)焊縫成形的影響焊接工藝因素對(duì)焊縫尺寸的影響焊縫

2、成形缺陷及形成原因焊絲熔化與熔滴過(guò)渡焊絲熔化與熔滴過(guò)渡焊絲的熔化熱焊絲的熔化熱焊絲的熔化速度焊絲的熔化速度影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素熔滴上的作用力熔滴上的作用力1.熔滴過(guò)渡形態(tài)的分類熔滴過(guò)渡形態(tài)的分類焊絲熔化與熔滴過(guò)渡熔化極電弧焊中的焊絲在作為電弧一極的同時(shí)亦因電弧熱和電阻熱電弧熱和電阻熱而產(chǎn)生熔化，熔化的部分作為熔滴過(guò)渡到熔池后與母材熔化金屬混合共同形成焊縫金屬。焊絲熔化的熱量供給焊絲熔化的熱量供給l電弧熱 焊絲熔化所需要的熱量大部分來(lái)自電弧對(duì)電極前端的加熱。l電阻熱 實(shí)際焊接中，在焊絲通電點(diǎn)(導(dǎo)電夾和焊絲的接觸點(diǎn)）與電弧端點(diǎn)之間會(huì)有一些伸出部分，稱之為干伸長(zhǎng)干伸長(zhǎng)，對(duì)電阻

3、率大的焊絲電阻率大的焊絲不能忽略流過(guò)干伸區(qū)的電流產(chǎn)生的電阻熱。 鋁焊絲和鋼焊絲的電阻率哪個(gè)大？焊絲的熔化與熔化速度焊絲的熔化與熔化速度評(píng)價(jià)焊絲熔化特性的參數(shù) l比熔化量：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位電流下的脫落金屬量，稱作焊絲的比熔化量MR單位mg(A.s) 比熔化量與電流無(wú)關(guān)比熔化量與電流無(wú)關(guān) 用于評(píng)價(jià)同一材料不同直徑的焊絲的熔化特性用于評(píng)價(jià)同一材料不同直徑的焊絲的熔化特性l焊絲熔化速度 焊接參數(shù): 送絲速度 焊接過(guò)程穩(wěn)定的前提下，焊接過(guò)程穩(wěn)定的前提下，焊絲熔化速度比熔化量焊絲熔化速度比熔化量x電流電流干伸長(zhǎng)與焊絲熔化速度的關(guān)系從干伸長(zhǎng)與焊絲熔化速度的關(guān)系從直線曲線的原因？直線曲線的原因？熔化熔化預(yù)熱預(yù)熱注

4、意：注意：鋁焊絲電阻產(chǎn)熱的效果不顯著，常忽略干伸長(zhǎng)區(qū)的電流產(chǎn)生的電阻熱 鋼焊絲電阻產(chǎn)熱的影響非常大，必須考慮熔化速度與電流關(guān)系熔化速度與電流關(guān)系不銹鋼焊絲與不銹鋼焊絲與鋁焊絲鋁焊絲正比 比熔化量定值不銹鋼：非正比 ，比熔化量是變值鋁焊絲鋁焊絲：比熔化量與焊絲直徑無(wú)關(guān)，幾乎為定值比熔化量與焊絲直徑無(wú)關(guān)，幾乎為定值問(wèn)題：?jiǎn)栴}：熔化速度與電流關(guān)系熔化速度與電流關(guān)系觀察圖形的不同：l圖形中所對(duì)應(yīng)的斜率是什么：l曲線（不銹鋼焊絲）直線（鋁焊絲）？ 不銹鋼焊絲熔化速度與電流關(guān)系不銹鋼焊絲熔化速度與電流關(guān)系干伸長(zhǎng)對(duì)不銹鋼焊絲熔化速度影響干伸長(zhǎng)對(duì)不銹鋼焊絲熔化速度影響干伸 長(zhǎng)為omm的熔化速度曲線觀察：干伸長(zhǎng)

5、對(duì)不銹鋼焊絲熔化觀察：干伸長(zhǎng)對(duì)不銹鋼焊絲熔化速度影響速度影響l電阻產(chǎn)熱的影響非常大，不銹鋼焊絲的熔化特性不再呈直線，而是隨電流值的增大，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l不銹鋼焊絲干伸長(zhǎng)與熔化速度的關(guān)系成比例l231中示出的干伸 長(zhǎng)為omm的熔化速度曲線是把圖232中的各直線延伸到干伸長(zhǎng)等于omm時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，實(shí)際焊接中干伸長(zhǎng)不可能得到omm，但驗(yàn)證了干伸長(zhǎng)為時(shí)熔化特性呈直線這一點(diǎn)，即忽略電阻熱的影響。圖片對(duì)比小結(jié)：圖片對(duì)比小結(jié)： 鋁焊絲電阻產(chǎn)熱的效果不顯著直線 鋼焊絲電阻產(chǎn)熱的影響非常大曲線圖23l示：不銹鋼焊絲的熔化特性-這種情況下熔化特性不再呈直線，而

6、是隨電流值的增大，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)熱的影響以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，考慮以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，考慮焊絲干伸長(zhǎng)部分的電阻熱效果，有如下實(shí)驗(yàn)式，有如下實(shí)驗(yàn)式焊絲熔化遞度與焊絲干伸長(zhǎng)呈線性關(guān)系，焊絲熔化遞度與焊絲干伸長(zhǎng)呈線性關(guān)系，其斜率因電流值及材質(zhì)而異其斜率因電流值及材質(zhì)而異焊絲熔化速度影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素l以上講述的是當(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。l但是焊絲極性、保護(hù)氣種類、可見(jiàn)弧長(zhǎng)、熔滴過(guò)渡形態(tài)等也有很大影響。下面講述。影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素焊絲極性和保護(hù)氣混和比結(jié)論： MIG焊焊l焊絲

7、接正，熔化速度與混合氣種類無(wú)關(guān)l焊絲接負(fù)，熔化量顯著提高1.混合氣的比例對(duì)熔化速度也有顯著影響影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素熔滴過(guò)渡形式（現(xiàn)象）l短路過(guò)渡（粗滴過(guò)渡） 顆粒過(guò)渡、l噴射過(guò)渡 射流過(guò)渡l脈沖焊接的熔滴過(guò)渡 從簡(jiǎn)單復(fù)雜從簡(jiǎn)單復(fù)雜 理論現(xiàn)象理論現(xiàn)象焊接基材：焊接基材： 鋁鋁 鋼鋼共性共性電阻熱電阻熱 電弧熱共性電弧熱共性 鋁的電弧熱焊絲熔化速度熔滴過(guò)渡鋁的電弧熱焊絲熔化速度熔滴過(guò)渡影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素熔滴過(guò)渡形式結(jié)論結(jié)論：以噴射過(guò)渡和粗滴過(guò)渡臨界點(diǎn)處的臨界電流為分界線，熔化特性曲線的斜率發(fā)生變化。在熔滴呈細(xì)小顆粒的噴射過(guò)渡區(qū)，熔化特性曲線的傾斜率

8、較大，也就是比熔化量減小。原因原因：噴射過(guò)渡區(qū)中從焊絲前端脫落的熔滴其平均溫度高于粗滴過(guò)渡區(qū)的熔滴平均溫度，熔化同量的焊絲需要更多的熱量輸人。鋁鋁影響焊絲熔化速度的因素影響焊絲熔化速度的因素結(jié)論： 電流增加，焊絲送進(jìn)速度增加 短路過(guò)渡亞射流過(guò)渡噴射過(guò)渡，功率增大，熔滴從加熱不充分加熱充分。 在亞射流區(qū)，比熔化量增大，由于弧長(zhǎng)縮短，熔滴的平均溫度降低。 滴狀過(guò)渡噴射過(guò)渡，由于電流增加，溫度增加，熔滴表面張力增加等熔化速度曲線比熔化量在弧長(zhǎng)比熔化量在弧長(zhǎng)8mm下發(fā)生變化下發(fā)生變化比熔化量隨可見(jiàn)弧長(zhǎng)的減小而增大的特性電弧的固有的自身控制特性：電弧的固有的自身控制特性：在焊絲送進(jìn)速度發(fā)生變動(dòng)時(shí)，焊絲比

9、熔化量隨可見(jiàn)弧長(zhǎng)的減小而增大的特性，使電弧自身具有保持弧長(zhǎng)穩(wěn)定的能力，因此把這種熔化特性稱之為電弧固有的自身控制特性。電弧固有的自身控制特性。這種現(xiàn)象只在高純度惰性氣這種現(xiàn)象只在高純度惰性氣體保護(hù)體保護(hù)MIG焊中出現(xiàn)，特別焊中出現(xiàn)，特別是大電流下最為顯著是大電流下最為顯著焊接電流穩(wěn)定，焊絲送進(jìn)速度突然變快，可見(jiàn)弧長(zhǎng)減小，焊絲的比熔化量增大，弧長(zhǎng)又拉長(zhǎng)，電弧自身具有保持弧長(zhǎng)穩(wěn)定的能力。熔滴上的作用力重力和表面張力的作用力重力和表面張力單位面積的表面張力單位面積的表面張力熔滴上的作用力電磁力的作用力電磁力l熔滴從焊絲端部脫落過(guò)渡的促進(jìn)力l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，等離子氣流

10、起因于電弧弧柱中的電磁壓力之差也可以看作是電磁力的一部分。有一點(diǎn)必須指出，電弧力只有在焊接電流較大時(shí)才對(duì)熔滴過(guò)渡起主要作用，焊接電流較小時(shí)起主要作用的往往是重力和表面張力熔滴上的作用力電磁力的作用力電磁力導(dǎo)體內(nèi)部電流的流動(dòng)方向熔滴過(guò)渡形態(tài)的分類（熔滴過(guò)渡形態(tài)的分類（IIW）l自由過(guò)渡：熔滴通過(guò)電弧空間的過(guò)渡熔滴通過(guò)電弧空間的過(guò)渡l接觸過(guò)渡：熔滴通過(guò)與熔池表面接觸后出現(xiàn)的 過(guò)渡l渣壁過(guò)渡：熔滴沿著熔渣殼過(guò)渡 熔滴沿著藥皮套筒壁過(guò)渡熔滴過(guò)渡形態(tài)的分類熔滴過(guò)渡形態(tài)的分類研究熔滴過(guò)渡，主要研究熔滴過(guò)渡，主要是針對(duì)哪些焊接方法，是針對(duì)哪些焊接方法，為什么？這些焊接方為什么？這些焊接方法的特點(diǎn)如何？法的特點(diǎn)如何？續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)作業(yè)：作業(yè)：1. 在電弧中有哪幾種主要作用力在電弧中有哪幾種主要作用力?說(shuō)明各種力對(duì)熔池說(shuō)明各種力對(duì)熔池和熔滴過(guò)渡的影響。和熔滴過(guò)渡的影響。2. 什么是焊絲的熔化特性什么是焊絲的熔化特性?試分析影響焊絲熔化特性試分析影響焊絲熔化特性的主要因素。的主要因素。3.熔滴上