熔滴過渡課件

§2焊絲熔化及熔滴過渡

WeldingwireMeltinganddroplettransfer材料成型及控制工程2007第一章電弧焊基礎(chǔ)知識1主要內(nèi)容一、焊絲熔化的熱量來源二、焊絲熔化速度及熔化系數(shù)三、熔滴上的作用力

四、主要熔滴過渡形式及其特點五、熔滴過渡的控制2一、焊絲熔化的熱量來源焊絲的作用有兩個：電極導電填充金屬作為填充金屬，其熔化和過渡的特性將會對焊縫的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。3（1）電弧熱陰極區(qū)：PK=IUK-IUw-IUT陽極區(qū)：PA=IUA+IUw+IUTUK陰極壓降UA陽極壓降Uw逸出電壓UT弧柱溫度等效電壓電流密度較大時：近似為0電弧溫度6000K時：小于1V5（1）電弧熱陰極區(qū)：PK=IUK-IUw=I(UK-Uw)陽極區(qū)：PA=IUw焊絲接負時：焊絲加熱與熔化取決于（Uk-Uw）。很多因素影響陰極電子發(fā)射，即影響的Uk大小。如電流、溫度、材料等。焊絲接正時：主要取決于材料逸出功和電流的大小。當電流一定時，由于逸出功為常數(shù)，此時，焊絲熔化系數(shù)為定值。6（1）電弧熱陰極區(qū)：PK=I(UK-Uw)陽極區(qū)：PA=IUw熔化極氣體保護焊時，Uk>>Uw，Pk>Pw

所以，同種材料，在相同的電流的作用下，焊絲作為陰極的產(chǎn)熱將比焊絲作為陽極時產(chǎn)熱多。因為散熱條件相近，所以焊絲接負時比焊絲接正時熔化快。7(2)電阻熱：PR=I2RSRs=ρLs/S8影響產(chǎn)熱的因素焊絲材料有無氧化膜焊絲熔點焊絲直徑焊絲伸出長度焊絲電阻率一般10－30mm對導電性能良好的Cu、Al，電阻熱可忽略，對于不銹鋼等不容忽略10影響焊絲熔化速度的因素圖1-24鋁焊絲熔化速度與電流、焊絲直徑的關(guān)系圖1-25不銹鋼焊絲熔化速度與電流、伸出長度的關(guān)系12影響焊絲熔化速度的因素14影響焊絲熔化速度的因素電流：電流↑→熔化速度↑電壓：較長弧長范圍內(nèi)，電壓變化→不影響焊絲的熔化在較短弧長范圍內(nèi)，電壓↓→熔化系數(shù)↑（自調(diào)節(jié)作用在更短弧長范圍內(nèi)，電壓↓→熔化系數(shù)↓電流極性：焊絲為陰極時，熔化速度大，氣體介質(zhì)：反接時介質(zhì)的影響不大，正接時介質(zhì)的影響比較復(fù)雜，無明顯規(guī)律伸出長度：Ls↑→熔化速度↑焊絲直徑：d↑→熔化速度↓15三、熔滴上的作用力1.重力及表面張力2.電弧力3.爆破力161.重力及表面張力Fδ=2Rπσ細焊絲焊絲直徑較大而電流較小時重力及表面張力起主要作用17重力及表面張力18電磁收縮力電磁力對熔滴過渡的影響取決于電弧形態(tài)20等離子流力等離子流力：電流較大時，高速等離子流力對熔滴產(chǎn)生很大的推力，使之沿軸線方向運動。213.爆破力當熔滴內(nèi)部因冶金反應(yīng)而生成氣體或者含有易蒸發(fā)金屬時，在電弧高溫的作用下，使氣體體積膨脹而產(chǎn)生的內(nèi)壓力，致使熔滴爆破，這一內(nèi)壓力稱為爆破力，它促進熔滴過渡，但產(chǎn)生飛濺。

23四、主要熔滴過渡形式及其特點1．熔滴過渡分類：2．顆粒過渡

3．噴射過渡：4．爆炸過渡5.接觸過渡6.渣壁過渡：

241．熔滴過渡分類：262．顆粒過渡粗滴過渡（大顆粒過渡）：電弧電壓高，電流小，粗滴過渡、細滴過渡、排斥過渡。高弧壓，小電流重力克服表面張力作用電弧穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量都比較差。高電壓小電流MIG焊。272．顆粒過渡排斥過渡：弧根小電流較大，斑點壓力大高電壓較大電流CO2氣體保護焊直流正接時，斑點壓力很大，CO2、MIG都有明顯的大顆粒排斥過渡283．噴射過渡射滴過渡：富氬或氬氣保護焊，可分為：射滴過渡射流過渡旋轉(zhuǎn)射流過渡亞射流過渡

熔滴直徑達到與焊絲直徑相近時，電弧力使之強制脫離焊絲端頭，并快速通過電弧空間，向熔池過渡的形式。303．噴射過渡形成條件：鋼焊絲脈沖MIG焊、鋁焊絲MIG焊，(主要）電流必須達到一定的臨界值，過渡形式才會從滴狀過渡變?yōu)樯涞芜^渡。射滴過渡特點：斑點力和重力促進熔滴過渡表面張力阻礙熔滴過渡飛濺小，成型好電流有臨界值，且電流區(qū)間窄，難調(diào)電弧成鐘罩型313．噴射過渡射流過渡：熔滴呈細小顆粒，沿焊絲的鉛筆尖狀的端頭以噴射狀態(tài)快速通過電弧空間向熔池過渡的形式。

形成條件：鋼焊絲MIG焊中，電流必須達到一定的臨界值。

射流過渡過程：323．噴射過渡跳弧：電弧從熔滴的根部擴張到頸縮的根部過渡機理：333．噴射過渡射流過渡：射流過渡特點：--跳弧--等離子流力--鉛筆尖--熔滴僅為焊絲直徑的30%～60%

--熔滴過渡頻率200個/s以上--電弧平穩(wěn),飛濺小

--電流有臨界值--錐形電弧--指狀熔深--鋼焊絲富氬MIG343．噴射過渡

旋轉(zhuǎn)射流過渡：特大電流MIG焊，焊絲伸出長度較大，焊接電流遠大于射流臨界電流，液態(tài)金屬長度增加，射流過渡的細滴高速噴出產(chǎn)生較大的反作用力，一旦偏離軸線將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)射流過渡，電弧不穩(wěn)、成型不良、飛濺嚴重。

353．噴射過渡亞射流過渡：大電流MIG焊鋁合金時，弧壓較低，電弧呈半潛狀態(tài)，熔滴尺寸約等于焊絲直徑的射滴過渡，伴隨著瞬時短路，熔滴過渡頻率達100～200個/s。介于短路與射滴之間的過渡形式，其實應(yīng)該稱亞射滴過渡。形成條件：鋁合金鋁焊絲、短弧焊亞射流過渡過程：弧長比較短，熔滴形成、長大，在形成射滴過渡之際熔滴與熔池短路，在電磁收縮力的作用下細頸破斷，完成過渡，電弧重新引燃。363．噴射過渡亞射流過渡：亞射流過渡特點：--弧長比較短，潛弧，熔深大--有短路現(xiàn)象，但短路時間短--與短路過渡比：先頸縮后短路,短路時間短,短路電流小--與射滴過渡的區(qū)別：有短路現(xiàn)象存在。--電弧穩(wěn)定,飛濺小

374．爆炸過渡CO2焊時，熔滴在形成長大過程中，發(fā)生激烈的冶金反應(yīng)，生成大量的CO氣體，使熔滴急劇膨脹爆炸。飛濺大，金屬過渡少。385.接觸過渡短路過渡:電流較小，電弧電壓較低，弧長比較短，熔滴未長成大滴就與熔池接觸形成液態(tài)金屬短路，電弧熄滅，金屬熔滴過渡到熔池中去。隨后，電弧重新引燃，如此交替，這種過渡稱為短路過渡。接觸過渡:焊絲（或焊條）端部的熔滴與熔池表面通過接觸而過渡的方式?？煞譃椋憾搪愤^渡搭橋過渡395.接觸過渡短路過渡:形成條件：φ≤1.6mm，細絲CO2焊短路過渡過程：由燃弧和熄弧兩個交替的階段組成，電弧的燃燒是不連續(xù)的。405.接觸過渡實質(zhì)：熔化速度與送絲速度不一致短路過渡特點：

--細絲，短弧--燃弧熄弧交替進行，Φ1.6-50Hz，Φ0.8-130Hz--平均電流小，峰值電流大，適合薄板及全位置焊接--小直徑焊絲，電流密度大，產(chǎn)熱集中，焊接速度快--弧長短，焊件加熱區(qū)小，質(zhì)量高--過程穩(wěn)定--飛濺大短路過渡:415.接觸過渡搭橋過渡：非熔化極電弧焊。在表面張力、重力及電弧力的作用下，熔滴進入熔池。形成條件：非熔化極填絲焊、氣焊填絲425.接觸過渡短路過渡與搭橋過渡的比較：短路過渡：焊絲導電，小滴，電磁收縮力大于表面張力搭橋過渡：焊絲不導電，大滴，電磁收縮力小于表面張力43渣壁過渡：渣壁過渡：熔滴沿著熔渣壁面流入熔池的一種過渡形式。形成條件：埋弧焊和焊條電弧焊。44五、熔滴過渡的控制熔滴過渡控制技術(shù)的目的：改善過渡品質(zhì)、提高焊接質(zhì)量。常用的熔滴過渡控制技術(shù)包括：脈沖電流控制法脈動送絲控制法射流－短路過渡控制法波形控制法脈動送絲－電流波形控制結(jié)合45五、熔滴過渡的控制脈沖電流控制法使用范圍：熔化極氬弧焊控制方法：通過對焊接電流以一定的頻率進行變化，實現(xiàn)對焊絲熔化及熔滴過渡的控制。這樣可以使得平均電流保持在較小的水平，實現(xiàn)對薄板的焊接。一般有三種方式：461.脈沖電流控制法熔滴較大接近焊絲尺寸，在基值電流區(qū)間過渡，沿軸向過渡，可用于仰焊、全位置焊接。471.脈沖電流控制法一個脈沖周期過渡多個熔滴：脈沖電流大，熔滴細小，指向性強，可用于全位置焊接。

481.脈沖電流控制法多個脈沖周期過渡一個熔滴：峰值電流小，熔滴直徑大于等于焊絲直徑。492.波形控制法使用范圍：CO2氣體焊控制方法：CO2整個焊接過程分為燃弧時期和短路時期，波形