[工學(xué)]第1章焊接電弧-資料下載頁(yè)
2024-10-16 18:43本頁(yè)面
【正文】 d. 電極端直徑小，焊件端直徑大 ,電弧呈錐狀。 由以上推出，焊接電弧電磁收縮力由小截面指向大 截面，產(chǎn)生由電極指向工件的推力（電磁靜壓力）： )(2abRRL o gKIF ?推Ra Rb 2 等離子流力 由于電弧軸向推力的作用，將把靠近電極處的高溫氣體推向焊件方向流動(dòng)。高溫氣體流動(dòng)時(shí)要求從電極上方補(bǔ)充新的氣體，形成有一定速度的連續(xù)氣流進(jìn)入電弧區(qū)。新加入的氣體被加熱和部分電離后，受軸向推力作用繼續(xù)沖向焊件，對(duì)熔池形成附加的壓力， 熔池這部分附加壓力是由高溫氣流 (等離子氣流 )的高速運(yùn)動(dòng)引起的，所以稱為等離子流力，也稱為電弧的電磁動(dòng)壓力。 電弧中等離子氣流具有很大的速度和加速度，可以達(dá)到每秒數(shù)百米 。等離子流產(chǎn)生的動(dòng)壓力分布應(yīng)與等離子流速度分布相對(duì)應(yīng)，可見(jiàn)這種動(dòng)壓力在電弧中心線上最強(qiáng)。電流越大，中心線上的動(dòng)壓力幅值越大，而分布的區(qū)間越小。熔池輪廓主要由電磁靜壓力決定時(shí)的焊縫形狀見(jiàn)圖 a；而主要由電磁動(dòng)壓力決定時(shí)的焊縫形狀見(jiàn)圖 b（指狀熔深焊縫當(dāng)鎢極氬弧焊的鎢極錐角較小，電流較大時(shí)，或熔化極氬弧焊采用射流過(guò)渡工藝時(shí)）。 圖 a 圖 b 3 斑點(diǎn)力 電極上形成斑點(diǎn)時(shí)，由于斑點(diǎn)處受到帶電粒子的撞擊或金屬蒸發(fā)的反作用而對(duì)斑點(diǎn)產(chǎn)生的壓力，稱為斑點(diǎn)壓力或斑點(diǎn)力。 注意： 1）帶電粒子的沖擊：由于陰極壓降一般大于陽(yáng)極壓降，因此，斑點(diǎn)力在陰極上表現(xiàn)較強(qiáng)； 2)電磁收縮力：由于是陰極或陽(yáng)極斑點(diǎn) 使電流線收縮而引起的，這種力陰極斑點(diǎn)力比陽(yáng)極斑點(diǎn)力強(qiáng)；３）電極材料蒸發(fā)的反作用力。 不論是陰極斑點(diǎn)力還是陽(yáng)極斑點(diǎn)力，其方向總是與熔滴過(guò)渡方向相反，因而斑點(diǎn)力總是阻礙熔滴過(guò)渡的作用力 ４ 熔滴過(guò)渡的沖擊力 與等離子流力和電磁收縮力一起形成指狀熔深。 ５ 短路爆破力 短路過(guò)渡時(shí)，電弧的燃燒與短路 (熄弧 )呈周期性地交替進(jìn)行。熄弧時(shí)，電弧空間的氣體溫度降低；電弧復(fù)燃時(shí)，電弧空間氣體突然受高溫作用而急劇膨脹，局部壓力驟然升高，對(duì)熔池和焊絲端頭的液態(tài)金屬形成較大沖擊力，導(dǎo)致產(chǎn)生飛濺。焊接過(guò)程中，應(yīng)該設(shè)法減小這種力。 三 電弧機(jī)械作用力的主要影響因素 1 氣體介質(zhì) （多原子氣體分解吸熱，收縮） 2 電弧電流： 電弧電流增大，電磁收縮力和等離子流力都增加。 3 電弧電壓： 電弧電流一定，電弧長(zhǎng)度增加引起電弧電壓升高，則電弧力減小。 力減小后果？ 4 焊絲直徑 ： 焊接電流一定時(shí)，焊絲越細(xì)，則電磁力和等離子流力越大。 5 電極 (焊條、焊絲 )的極性 ：通常情況下陰極導(dǎo)電區(qū)的收縮程度比陽(yáng)極區(qū)大，因此 鎢極氬弧焊正接時(shí) ，可形成錐度較大的電弧，產(chǎn)生 較大的電弧力 。 熔化極氣體保護(hù)焊采用直流正接 時(shí)，熔滴受到較大的斑點(diǎn)壓力，過(guò)渡時(shí)受到阻礙， 電弧力較小 ；反之，直流反接時(shí)，電弧力較大。 6 鎢極端部形狀 ： 7 電流的脈動(dòng)： 交流電弧的特點(diǎn) 一 交流電弧的燃燒過(guò)程 1 電阻負(fù)載 2 感性負(fù)載 概念：再引燃電壓和引燃電壓 注意：當(dāng)電感 L越大， θ 也越大，從而使得電流為 0時(shí)的反向空載電壓越高，電弧再引燃容易，因此， 對(duì)于一定的電流 I，電感有一個(gè)最小值。 二 交 流電弧的特點(diǎn) 1） 電壓是連續(xù)的，電流是斷續(xù)的（除非有足夠的電感） 2） 存在一個(gè)再引燃電壓，它越高，表明電弧在每一個(gè)半波引燃越晚。 I U u0 i u弧 I U u弧 u0 i θ 3） 電弧對(duì)焊絲和母材的熱作用是變化的。 4） 為了讓電弧穩(wěn)定，必須加一個(gè)合適的電感。 5） 交流電弧的電流和電壓是變化的，因此，電弧直徑時(shí)漲時(shí)縮，保護(hù)性差。 6）對(duì)熔池和熔滴的作用力是變化的。 三 交流電弧穩(wěn)定燃燒的條件 四 影響交流電弧穩(wěn)定燃燒的因素和提高電弧穩(wěn)定性的措施。 1） 空載電壓； 2） 引燃電壓 Uyh 3）電路參數(shù) R、 L； 4） 電弧電流 5） 頻率； 6） 電極的熱物理性能及尺寸。 421 2220 ???fYhf UUUU 磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用 一 電弧自身磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用 1）產(chǎn)生電磁收縮力，促進(jìn)熔滴過(guò)渡，保證一定的熔深，提高電弧的剛直性。 2） 產(chǎn)生磁偏吹現(xiàn)象。原因：在實(shí)際焊接中，由于多種因素的影響，電弧周圍磁力線均勻分布的狀況被破壞，使電弧偏離焊絲 (條 )軸線方向，這種現(xiàn)象稱為磁偏吹。 二 外加磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用 （一） 外加磁場(chǎng)的功能 控制電弧形態(tài)及運(yùn)動(dòng)：控制焊縫金屬的流動(dòng)及結(jié)晶過(guò)程，改善焊縫成形及使晶粒細(xì)化，得到性能良好的焊縫。 （二） 幾種外加磁場(chǎng) 1 外加橫向磁場(chǎng) 2 外加縱向磁場(chǎng) 3 外加尖角磁場(chǎng)
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