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1、第四章 焊丝的加热与熔化 4-1 焊丝加热 不计 一、热源 阴极、阳极区产热 PA=I（UA+UW+UT） PK=I（UK-UW-UT） 弧柱辐射次要 电阻热PS=I2RS 铝 、铜 不锈钢 一般情况下，电流密度大，UA小，6000K时，UT=1V。当 UK2UW阴极产热大。在熔化极、碱性药皮或焊剂时，PKPA。 较大 综合： 焊丝 熔化 热源 start 4-1 焊丝加热 二、焊丝的熔化速度、系数及影响 熔化速度：单位时间熔化焊丝的重量或长度m/h;g/h 熔化系数：单位时间和电流熔化焊丝的重量或长度 影响因素 焊接电流与电压 焊丝表面状态 保护气体介质 熔滴过渡形式 2 m/hA;g/hA
2、 4-2 熔滴过渡与飞溅 熔滴过渡：焊丝（条）端头的金属在电弧 热作用下被加热熔化，并在各种力的作用 下以滴状形式脱离焊丝（条）。 一、熔滴作用力 熔滴作用力 表面张力 重力 电磁收缩力 斑点压力 等离子流力 爆破力 3 4-2 熔滴过渡与飞溅 （一）表面张力 2R F K1，表面活化，钢中O、S。K2，与材料有关。 表面张力是熔滴的主要维持力。 （二）重力 作用：平焊（推力）、 立、仰焊（阻力） 4 4-2 熔滴过渡与飞溅 （三）电磁力 dS dD dG 当dGdD易过渡;dGI临 射流过程分析： L2 L1 a b 4-2 熔滴过渡与飞溅 临界电流： 产生跳弧现象的最小电流 影响因素： 焊
3、丝直径、焊丝材料、保护气体等 跳弧条件： 依据最小电压原理 熔滴呈现射流过渡时的电弧燃烧稳定，对保护 气流扰动较小，金属飞溅也小，故容易获得良好的 保护效果和焊接质量。此外，射流过渡时的电弧功 率大，热量集中，对焊件的熔透能力强，生产率高 ，在生产中多用于平焊位置且3mm。 15 4-2 熔滴过渡与飞溅 3.亚射流过渡 特点：圆盘状。弧长低。“啪啪”声。 条件：低弧长（28毫米），铝MIG焊时 亚射流过渡时，电弧具有较强的固有自调节作用，可采用 等速送丝、加恒流特性电源进行焊接，容易得到均匀一致的熔 深。此外，亚射流过渡形式的焊缝成形美观，焊接过程稳定， 广泛应用于铝合金MIG焊接生产中 。
4、亚射流区 射滴区 大 滴 区 短路区 Ua I 16 4-2 熔滴过渡与飞溅 （三）短路过渡 概念：采用较小电流和低电压焊接时，熔滴在未脱离 焊丝端头前就与熔池直接接触，电弧瞬时熄灭短路，熔 滴在短路电流产生的电磁收缩力及液体金属的表面张力 作用下过渡到熔池中。 1.短路过渡过程的特点 短路过渡形式的电弧稳定，飞溅较小，成形良好， 是目前薄板件和全位置焊接生产中常用焊接方式 。 电弧：燃烧-熄弧-燃烧-熄弧 熔滴：长大-短路-长大-短路 17 4-2 熔滴过渡与飞溅 1.短路过渡过程的特 点 焊接电流与电压波形 uf i t t 2.短路过渡的稳定性 短路过渡焊接过程稳定进行的程度 影响因素
5、di/dt Im du/dt 19 4-2 熔滴过渡与飞溅 3.影响短路过渡的因素 电弧电压 Uf=20V频率最快，熔滴小，焊接过程稳定， 焊缝波纹细小。 t2t1 uf t 送丝速度 20 4-2 熔滴过渡与飞溅 3.影响短路过渡的因素 焊接回路电感 L1Ic（喷射临界电流值） 27 4-2 熔滴过渡与飞溅 1.一个脉冲过渡多滴 条件 电弧 电极 熔滴 概念是通过调节脉冲电流宽度和脉冲电流幅值来 改变焊接过程各阶段中电弧的能量，以实现 对熔滴过渡的控制 大脉冲电流、长脉冲时间 棒形-跳弧-锥形-棒形 （焊丝）-笔尖-球形 长大-过渡射滴-射流-多滴-长大 28 4-2 熔滴过渡与飞溅 2.一
6、个脉冲过渡一滴 条件 电弧 电极 熔滴 各参数减小 棒形-锥形-棒形 跳弧收缩-半球 有形成笔尖趋向 长大-滴状过度-长大（脉冲后期、基值前期 ） 应用 过程稳定，全位置焊接 29 4-2 熔滴过渡与飞溅 （一）脉冲电流控制法 3.几个脉冲过渡一滴 条件 电弧 电极 熔滴 与上参数进一步减小 与上相似 与上相似 与上相似 应用因熔滴过渡具有偶然性，可控性差，应用 受到限制 30 4-2 熔滴过渡与飞溅 （二）波形控制法 概念 通过特定的焊接设备、输出所需要的焊接 电流、电压波形，以实现焊接过程稳定， 降低飞溅及改善焊缝成形的目的 思想控制燃弧热量-焊缝成形 限制短路电流峰值，上升速度，减少小
7、桥爆断能量 控制熔滴尺寸，防止非轴向过渡 应用 CO2焊方法 31 4-2 熔滴过渡与飞溅 常用方法 32 4-2 熔滴过渡与飞溅 （三）脉动送丝控制法 概念 通过特殊的送丝机构，使送丝速度产生周 期性变化来对熔滴进行控制 思想利用送丝速度变化产生的惯性力作用推动熔 滴过渡 应用颗粒、射流过渡MIG 、矩路过渡-CO2 33 本章总结 焊丝熔化热源 主 要 内 容 回 顾 电弧力及熔滴作用力 典型熔滴过渡 熔滴过渡控制法 The end 短路电弧示意图 SHORT ARC 过渡电弧示意图 TRANSITIONAL ARC 射流电弧示意图 SPRAY ARC 脉冲电弧示意图 PULSED ARC 电弧随电弧电流的分布 ARC RANGE Rotary arc Short arc Pulsed arc Spray arc
