焊接電弧ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-13 06:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 放電具有 大電流、低電壓 的特點(diǎn)。 26 *5. 弧柱中電場(chǎng)強(qiáng)度與電流的關(guān)系。 小電流區(qū)間 大電流區(qū)間 IEIE? ??? ?? ??? ?*6. 弧柱中的電場(chǎng)強(qiáng)度與氣體種類有很大關(guān)系。 圖 25 弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度與氣體種類和電流的關(guān)系 陰極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu) 陰極區(qū)的任務(wù) ie:ii=: 1) 熱發(fā)射型 *1 W、 C等高熔點(diǎn)材料做陰極。 ? 向弧柱區(qū)提供電子流 ie ? 接受弧柱區(qū)的正離子流 ii 27 *6 陰極能量補(bǔ)充途徑： *2 大電流區(qū)間。 %I 正離子流，動(dòng)能轉(zhuǎn)熱能 ，釋放電離能 c. 陰極處產(chǎn)生電阻熱 I2R *3 電子流全部靠熱發(fā)射。 *4 陰極區(qū)性質(zhì)同弧柱區(qū)，無(wú)陰極壓降，對(duì)外呈中性。 *5 熱發(fā)射使陰極得到強(qiáng)烈冷卻，帶走能量為 IUW。 *7 大電流鎢極氬弧焊即為此情況。 2)、電場(chǎng)發(fā)射型 *陰極材料為高熔點(diǎn)材料但電流小，或低熔點(diǎn)材料。 28 *熱發(fā)射不足，陰極區(qū)電平衡打破，正電荷堆積。 *陰極區(qū)呈正電性，陰極壓降 UK。 *電子在電場(chǎng)的幫助下，產(chǎn)生電離。 *陰極區(qū)長(zhǎng) 106～ 104cm， UK＝ 10V E=105～ 107V/cm 足以產(chǎn)生電場(chǎng)電離 陽(yáng)極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu) 接受電子流很容易，電子到達(dá)陰極，釋放逸出功 UW。 29 陰極區(qū)的任務(wù) ? 向弧柱區(qū)提供流正離子 ii ? 接受弧柱區(qū)的電子流 ie 1）熱電離型 *1 大電流區(qū)間。 *2 陽(yáng)極溫度高，金屬蒸發(fā)。 *3 金屬蒸汽直接熱電離。 *4 陽(yáng)極壓降很小，陽(yáng)極區(qū)呈中性。 2) 電場(chǎng)電離型 *1 小電流區(qū)間。 30 一般電弧焊，當(dāng)電流達(dá)到一定程度，陽(yáng)極區(qū)熱電離占相當(dāng)大比例，其陽(yáng)極壓降都比較小。 *2 電子在陽(yáng)極區(qū)堆積，形成 UA。 *3 電子受 UA加速 *4 當(dāng) UA Ui時(shí)，電子碰撞中性粒子產(chǎn)生電離。 陰極斑點(diǎn)和陽(yáng)極斑點(diǎn) 當(dāng)陰極材料熔點(diǎn)較低，沸點(diǎn)也較低，并導(dǎo)熱性能很強(qiáng)時(shí)，如 Fe、 Al、 Cu，即使陰極溫度達(dá)到材料的沸點(diǎn)，也不足以產(chǎn)生熱發(fā)射，陰極將進(jìn)一步縮小其導(dǎo)電面積，在陰極區(qū)前形成密度很大的正離子空間，產(chǎn)生很大的陰極壓降，產(chǎn)生較強(qiáng)的電場(chǎng)發(fā)射，以補(bǔ)充熱發(fā)射的不足，以維持電弧的燃燒，這種面積很小，電流密度很大的導(dǎo)電斑點(diǎn)稱陰極斑點(diǎn) 。 1）陰極斑點(diǎn) 特點(diǎn)： *1 陰極斑點(diǎn)面積小，溫度高，電流密度大，j=5 105～ 107A/cm2 31 *2 陰極受大量正離子沖擊，金屬蒸發(fā)，對(duì)陰極形成壓力， 斑點(diǎn)壓力 對(duì)熔滴過(guò)渡起阻礙作用（焊條為陰極時(shí)）。 特點(diǎn)： 32 *3 具有粘著特性。 *5 金屬氧化物逸出功低，陰極斑點(diǎn)自動(dòng)尋找氧化膜。 *6 陰極材料為 Fe、 Al、 Cu，或 W、C小電流時(shí)。 *7 電弧不穩(wěn)定。 *4 具有跳躍特性。 陰極斑點(diǎn)具有去除氧化膜作用。 2）陽(yáng)極斑點(diǎn) 當(dāng) Fe、 Al、 Cu等作陽(yáng)極時(shí)，由于熔點(diǎn)低，陽(yáng)極表面有熔化及蒸發(fā)現(xiàn)象，在金屬蒸汽大量存在的地方更容易形成熱電離，電流更容易從此處進(jìn)入，導(dǎo)電區(qū)在此處集中，稱 陽(yáng)極斑點(diǎn) 。 特點(diǎn)： 33 *1 電流密度小， j=102～ 103A/cm2，陽(yáng)極斑點(diǎn)力小。 *2 存在金屬蒸發(fā)。 *3 具有粘著特性和跳躍特性。 *4 若有氧化膜，斑點(diǎn)自動(dòng)尋找純金屬。 Al 熔點(diǎn) 658℃ Al2O3 2050℃ 熔化焊，一般為直流反接 直流正接－－－－工件接正（ DCSP） DC straight polarity 直流反接－－－－工件接負(fù)（ DCRP） DC reversed polarity 二、最小電壓原理 34 自由電弧為一氣體導(dǎo)電體，其斷面可以自由收縮。 在給定電流和周圍條件一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，其導(dǎo)電區(qū)的，應(yīng)使電弧電場(chǎng)強(qiáng)度具有最小的數(shù)值。即電弧具有保持最小能量消耗的特性。 假設(shè)在一定條件下，電弧確定一導(dǎo)電面積 Φ ? Φ增加－－電弧與周圍接觸增加－－散熱增加－－要求產(chǎn)熱增加－－ IE增加－－ E ? Φ減?。?j增加－－ E 不符合最小電壓原理 三、電弧靜特性 電弧靜特性的形狀 電弧靜特性 ： 電弧燃燒時(shí)，兩極間穩(wěn)定的電壓和電流的關(guān)系曲線 。 A段 負(fù)特性 B段 平特性 C段 正特性 35 電弧動(dòng)特性 ： 電弧燃燒時(shí)，兩極間變化狀態(tài)的電壓和電流的關(guān)系曲線 。 解釋： ? A段 負(fù)特性 (焊接中較少采用） ? B段 平特性 (小 I的 TIG） 36 I j E?? ??? ? ??? ? ??? ??? ?基 本 不 變 而 周 邊 散 熱 產(chǎn) 熱 多 散 熱 少22IIIE IE??22rr????左右平衡，在一段電流范圍內(nèi)，呈平特性 ? C段 正特性 (CO2焊、 MIG焊） IE? ? ? ? ?周 圍 散 熱 ＋ 金 屬 蒸 發(fā) ＋ 離 子 流 消 耗IE? ? ? ? ? ? ? ?周 圍 散 熱 ＋ 金 屬 蒸 發(fā) ＋ 離 子 流 消 耗影響電弧靜特性因素 （ 1）電弧長(zhǎng)度 37 a K C AU U U U? ? ?CaL U U? ??? ? ??? ?（ 2）周圍氣體介質(zhì)壓力 E? ??? ? ??? ? ??? ?壓 力 氣 體 粒 子 密 度 冷 卻（ 3）
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