焊接電工項目3 (1)

1、焊接電工焊接電工李榮雪李榮雪 李金波李金波項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識Conclusion123項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識Conclusion項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識u一、焊接電弧中帶點粒子一、焊接電弧中帶點粒子的產(chǎn)生的產(chǎn)生u1氣體電離氣體電離u氣體電離是指在外加能量氣體電離是指在外加能量作用下，中性氣體分子或作用下，中性氣體分子或原子分離成正離子和電子原子分離成正離子和電子的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。u當(dāng)氣體粒子受到外部能量當(dāng)氣體粒子受到外部能量作用時，會使核外電子獲作用時，會使核外電子獲得足夠的能量成為自由電得足夠的能量成為自由電子，同時氣體

2、原子或分子子，同時氣體原子或分子變成帶正電荷的正離子。變成帶正電荷的正離子。 u 氣體原子分離出一個外層電子所氣體原子分離出一個外層電子所需要的最小能量稱為電離能。氣需要的最小能量稱為電離能。氣體的電離能越小，說明氣體發(fā)生體的電離能越小，說明氣體發(fā)生電離時需要的外加能量越小，氣電離時需要的外加能量越小，氣體就越容易發(fā)生電離體就越容易發(fā)生電離。u 氣體電離電離的形式有三種：氣體電離電離的形式有三種：u （1）熱電離。在高溫下，氣體）熱電離。在高溫下，氣體原子（或分子）因吸收熱能而引原子（或分子）因吸收熱能而引起的電離。在焊接電弧中的氣體起的電離。在焊接電弧中的氣體電離主要是以熱電離為主。電離主要

3、是以熱電離為主。u （2）碰撞電離。氣體原子（或）碰撞電離。氣體原子（或分子）與在電場中的被加速的帶分子）與在電場中的被加速的帶點粒子碰撞而產(chǎn)生的電離。點粒子碰撞而產(chǎn)生的電離。u （3）光電離。氣體原子（或分）光電離。氣體原子（或分子）吸收光輻射的能量而產(chǎn)生的子）吸收光輻射的能量而產(chǎn)生的電離。電離。Conclusion項項目目1 焊接安全技術(shù)與防護焊接安全技術(shù)與防護項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識Conclusion項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識Conclusion項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識u任務(wù)二

4、任務(wù)二 認(rèn)識焊接電弧的認(rèn)識焊接電弧的結(jié)構(gòu)和特性結(jié)構(gòu)和特性u一、焊接電弧的結(jié)構(gòu)一、焊接電弧的結(jié)構(gòu)u1焊接電弧的結(jié)構(gòu)焊接電弧的結(jié)構(gòu)u焊接電弧由陰極區(qū)、陽極焊接電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)三部分組成。區(qū)和弧柱區(qū)三部分組成。u焊接電弧長度是指電極與焊接電弧長度是指電極與工件之間的距離，弧柱去工件之間的距離，弧柱去長度約等于焊接電弧長度長度約等于焊接電弧長度。u陰極區(qū)是電子之源，向弧陰極區(qū)是電子之源，向弧柱區(qū)提供柱區(qū)提供99.9%的帶電的帶電粒子。粒子。u陽極區(qū)主要是接受電子，陽極區(qū)主要是接受電子，向弧柱區(qū)提供向弧柱區(qū)提供0.1%的帶的帶電粒子（正離子）。電粒子（正離子）。u弧柱區(qū)呈電中性，它由分弧柱區(qū)

5、呈電中性，它由分子、原子、受激的原子、子、原子、受激的原子、正離子、負(fù)離子及電子所正離子、負(fù)離子及電子所組成。組成。 Conclusion項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識Conclusion2陰極斑點和陽極斑點電弧導(dǎo)電時在陰極和陽極表明上的電流不是均勻分布的，電流集中在幾點上流過。（1）陰極斑點在陰極表明上集中發(fā)射電子的光亮區(qū)域稱為陰極斑點。陰極斑點的跳動總是自動選擇發(fā)射電子時消耗能量最低的點。例如，采用直流反極性焊接鋁材時，陰極斑點有自動尋找氧化膜的傾向。 項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識Conclusion（2）陽極斑點 在陽極表明上集中接受電子的光亮區(qū)域稱為陰

6、極斑點。 當(dāng)采用低熔點材料（、等）作為陽極時，一旦陽極表明某處有熔化和蒸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生，由于金屬的電離能大大低于一般氣體的電離能，所以在有金屬蒸氣存在的地方，更容易產(chǎn)生熱電離而提供正離子流，電子流也更容易從這里進入陽極，陽極表明上的導(dǎo)電區(qū)將在這里集中而形成陽極斑點。 在小電流氬弧焊不銹鋼薄板時，容易發(fā)生陽極斑點跳動現(xiàn)象，這是十分不利現(xiàn)象。項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識 采用鋼焊條焊接工件時，陽極區(qū)溫度約為2600，陰極區(qū)溫度約為2400，電弧中心區(qū)溫度最高，可達50008000。項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識4電弧電壓 電弧電壓是指加在電弧兩極（陰極和陽極）之間的電

7、壓，該電壓沿電弧長度方向的分布是不均勻的，一般陰極區(qū)和陽極區(qū)壓降較大，而弧柱本身壓降較小且分布均勻。焊接電弧三個區(qū)的壓降分別稱為陰極壓降Ui、陽極壓降Uy和弧柱壓降Uz?？倝篣h降是它們?nèi)咧汀?三、電弧靜特性三、電弧靜特性 電弧靜特性是指在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系，通常稱為伏安特性。項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識u1電弧靜特性曲線電弧靜特性曲線u焊接電弧是非線性負(fù)載，焊接電弧是非線性負(fù)載，電弧導(dǎo)電不遵守歐姆定律電弧導(dǎo)電不遵守歐姆定律，即電弧電壓與通過電弧，即電弧電壓與通過電弧中的電流不是成正比例關(guān)中的電流不是成正比例

8、關(guān)系。系。 u電弧靜特性曲線分為三個電弧靜特性曲線分為三個區(qū)段：區(qū)段：ab段為電流較小時段為電流較小時，電弧靜特性為負(fù)阻特性，電弧靜特性為負(fù)阻特性，即隨著電流的增加而電，即隨著電流的增加而電壓降低，表現(xiàn)為下降特性壓降低，表現(xiàn)為下降特性；當(dāng)電流稍大時為；當(dāng)電流稍大時為bc段，段，隨著電流的增加，電壓值隨著電流的增加，電壓值基本不變，電弧靜特性為基本不變，電弧靜特性為水平特性；水平特性； u當(dāng)電流更大時為當(dāng)電流更大時為cd段，電段，電壓隨電流的增加而增加，壓隨電流的增加而增加，電弧靜特性為上升特性。電弧靜特性為上升特性。 u不同電弧焊方法的電弧靜不同電弧焊方法的電弧靜特性曲線是不同的，或者特性曲線

9、是不同的，或者說不同電弧焊方法的電弧說不同電弧焊方法的電弧工作在電弧靜特性的不同工作在電弧靜特性的不同區(qū)段。區(qū)段。 Conclusion項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識Conclusion 2影響電弧靜特性的因素影響電弧靜特性的因素影響電弧靜特性的因素很多，如電弧長度、氣體介質(zhì)種類、氣影響電弧靜特性的因素很多，如電弧長度、氣體介質(zhì)種類、氣體壓力和電極材料等。但這些因素只影響電弧靜特性曲線的體壓力和電極材料等。但這些因素只影響電弧靜特性曲線的高低位置，而不基本影響它的形狀。在這些影響因素中，電高低位置，而不基本影響它的形狀。在這些影響因素中，電弧長度的影響最明顯，電弧長度增加，電弧

10、靜特性曲線向上弧長度的影響最明顯，電弧長度增加，電弧靜特性曲線向上平移，即電弧電壓升高。平移，即電弧電壓升高。三、焊接電弧的分類與交流電弧三、焊接電弧的分類與交流電?。?）焊接電弧按電流種類分類，可分為交流電弧、直流電弧和脈沖電弧。（2）焊接電弧按電弧狀態(tài)分類，可分為自由電弧和壓縮電弧。（3）焊接電弧按電極材料分類，可分為熔化極電弧和非熔化極電弧。（4）焊接電弧按電弧周圍介質(zhì)分類，可分為氣-渣聯(lián)合保護電弧、焊劑層下燃燒電弧、氣體保護電弧等。項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識u2交流電弧交流電弧u交流電弧是指由交流電源交流電弧是指由交流電源對電弧進行供電的電弧，對電弧進行供電的電弧，

11、或者說電弧中流過的是交或者說電弧中流過的是交流電流的電弧。交流電弧流電流的電弧。交流電弧一般由頻率為一般由頻率為50Hz的交的交流電源供電，每秒內(nèi)電弧流電源供電，每秒內(nèi)電弧電流有電流有100次過零點，即次過零點，即每秒內(nèi)電弧熄滅和再引燃每秒內(nèi)電弧熄滅和再引燃100次。次。u（1）交流電弧的特點）交流電弧的特點u電弧周期性地熄滅和再電弧周期性地熄滅和再引燃。引燃。u電弧電壓和電弧電流波電弧電壓和電弧電流波形發(fā)生畸變。形發(fā)生畸變。u（2）交流電弧連續(xù)燃燒）交流電弧連續(xù)燃燒的條件的條件u由于交流電弧存在熄弧時由于交流電弧存在熄弧時間，使電弧不穩(wěn)定，且熄間，使電弧不穩(wěn)定，且熄弧時間越長，電弧越不穩(wěn)弧時

12、間越長，電弧越不穩(wěn)定。為了保證焊接質(zhì)量，定。為了保證焊接質(zhì)量，必須將熄弧時間減小到零必須將熄弧時間減小到零，即在每次電弧熄滅后能，即在每次電弧熄滅后能迅速地自行恢復(fù)燃燒，使迅速地自行恢復(fù)燃燒，使交流電弧連續(xù)。交流電弧連續(xù)。Conclusion項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識Conclusion 項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識 3弧焊電源外特性與電弧靜特性的配合 焊條電弧焊、埋弧自動焊和鎢極氬弧焊的電弧靜特性一般情況下都是水平特性，要求弧焊電源具有下降外特性，焊條電弧焊時陡降外特性更好；二氧化碳?xì)怏w保護焊和熔化極氬弧焊的電弧靜特性曲線是上升的，要求的弧焊電源外特性應(yīng)

13、試水平的。 二、合適的空載電壓二、合適的空載電壓 空載電壓是指焊接回路開路時，電源輸出端的電壓?；『鸽娫吹目蛰d電壓通常為：直流電源5590V，交流電源6080V。焊條電弧焊時空載電壓是6090V。 三、良好的動特性三、良好的動特性 弧焊電源動特性是指電?。ㄘ?fù)載）狀態(tài)發(fā)生突然變化時，弧焊電源輸出電壓和電流對電弧瞬間變化的適應(yīng)能力。簡單地說，弧焊電源動特性是弧焊電源適應(yīng)電弧變化的能力。項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識u 四、良好的調(diào)節(jié)特性四、良好的調(diào)節(jié)特性u 弧焊電源的調(diào)節(jié)性是指外特性弧焊電源的調(diào)節(jié)性是指外特性調(diào)。電弧焊時，需要根據(jù)被焊調(diào)。電弧焊時，需要根據(jù)被焊材料的種類、工件厚度、

14、接頭材料的種類、工件厚度、接頭形式、坡口形式和焊接位置等形式、坡口形式和焊接位置等選用不同的焊接電流，要求弧選用不同的焊接電流，要求弧焊電源能在較寬的范圍內(nèi)均勻焊電源能在較寬的范圍內(nèi)均勻方便地調(diào)節(jié)，滿足焊接工藝需方便地調(diào)節(jié)，滿足焊接工藝需要。要。u 對于一定弧長的電弧，每一條對于一定弧長的電弧，每一條弧焊電源外特性曲線與電弧靜弧焊電源外特性曲線與電弧靜特性曲線只有一個穩(wěn)定工作點特性曲線只有一個穩(wěn)定工作點，也就是說只能確定一組焊接，也就是說只能確定一組焊接參數(shù)（焊接電流和電弧電壓）參數(shù)（焊接電流和電弧電壓）。u要使弧焊電源能有不同的要使弧焊電源能有不同的焊接參數(shù)，以適應(yīng)不同的焊接參數(shù)，以適應(yīng)不同

15、的焊接工藝需要，就要求弧焊接工藝需要，就要求弧焊電源能輸出很多條外特焊電源能輸出很多條外特性曲線，以與電弧靜特性性曲線，以與電弧靜特性曲線相交，確定出很多穩(wěn)曲線相交，確定出很多穩(wěn)定工作點。定工作點。項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識u五、常用弧焊電源五、常用弧焊電源u常用弧焊電源有交流弧焊常用弧焊電源有交流弧焊電源、直流弧焊電源和脈電源、直流弧焊電源和脈沖弧焊電源。沖弧焊電源。u1.弧焊變壓器弧焊變壓器 u工作原理：將網(wǎng)路電壓的工作原理：將網(wǎng)路電壓的交流電變成適合弧焊的低交流電變成適合弧焊的低壓交流電。壓交流電。u優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、容易制優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、容易維修、成本低、造

16、、容易維修、成本低、效率高等。效率高等。u缺點：電弧穩(wěn)定性差，功缺點：電弧穩(wěn)定性差，功率因數(shù)低。率因數(shù)低。u應(yīng)用范圍：一般用于焊條應(yīng)用范圍：一般用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極氬電弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊?；『浮 2.弧焊整流器弧焊整流器 u工作原理：將交流電經(jīng)降工作原理：將交流電經(jīng)降壓整流后獲得直流電。壓整流后獲得直流電。u優(yōu)點：制造方便、價格低優(yōu)點：制造方便、價格低、空載損耗小、噪聲小，、空載損耗小、噪聲小，可遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)，能自動補可遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)，能自動補償電網(wǎng)電壓波動對輸出電償電網(wǎng)電壓波動對輸出電流和電壓的影響。流和電壓的影響。u應(yīng)用范圍：可用于各種焊應(yīng)用范圍：可用于各種焊接方法的弧焊電源。接方法的弧焊電源。 項目三項目三 焊接電弧基礎(chǔ)知識焊接電弧基礎(chǔ)知識u3.脈沖弧焊電源脈沖弧焊電源 u工作原理：一般由普通的工作原理：一般由普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成的電源系統(tǒng)，提供低組成的電源系統(tǒng)，提供低頻調(diào)制脈沖焊接電流。頻調(diào)制脈沖焊接電流。u優(yōu)點：可以精確控制焊接優(yōu)點：可以精確控制焊接熱輸入。熱輸入。u應(yīng)用范圍：一般用于對熱應(yīng)用范圍：一般用于對熱輸入比較敏感的金屬（或輸入比較敏感的金屬（或合金）、薄板和全位置焊合金）、薄板和全位置焊的電源。的電源。 u 4.弧焊逆變器弧焊逆變器 u 工作