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1、焊条电弧焊实作,学习情境2.1引弧实作,项 目 图 样,技术要求 1焊条电弧焊引弧堆焊实训。 2高度约为50mm，直径约13mm。 3控制熔池的温度，防止金属流淌。,学习情景2.1引弧（arc）实作,学习情景2.1引弧（striking arc）实作,教学目标,资讯,任务 利用焊条进行引弧操作,电弧基本知识,引弧准备,操作安全,引弧方法,技术要求,引弧要领,电弧的远距离图片,基础知识：电弧的认识(一),电弧是一种强烈的、刺眼的光。,电弧的认识,电弧或弧光是气体放电的一种形式。在正常状态下，气体具有良好的电气绝缘性能，但当在气体间隙的两端加上足够大的电场时，就可以引起电流通过气体，这种现象称为放
2、电。,电弧的近距离图片,焊接电弧是在焊条与工件之间产生的强烈、持久又稳定的气体放电现象。焊接引弧时，焊条和工件瞬间接触形成短路，强大的电流产生强烈电阻热使接触点熔化甚至蒸发，当焊条提起时，在电场作用下，热的金属发射大量电子，电子碰撞气体使之电离，正、负离子和电子构成电弧。,1. 电弧的本质,电弧的本质示意图,电弧带电粒子的产生,(1) 气体电离,热电离： 是弧柱区产生带电粒子的主要途径。 电场作用下的电离： 阴极区和阳极区的电场强度非常高，高达105107V/cm，气体电离以电场作用下的电离为主。 光电离：次要途径。,碰撞电离,电弧带电粒子的产生,(2) 电极发射电子,逸出功：使一个电子从金属
3、表面飞出所需的能量称为逸出功。 通常用逸出电压表示。 电子发射：电极表面受到外加能量的作用，使其内部的电子 冲破电极表面的束缚飞到电弧空间的现象称为电子发射。,常用金属逸出功,有氧化物时逸出功比较低，所以电子容易从氧化膜出逸出，形成阴极斑点。,电子发射机构分类,热发射 电场发射 光发射 粒子碰撞发射 实际焊接中往往是多种电子发射机构共同完成电子发射的任务。,热阴极和冷阴极,热阴极：当使用沸点高的材料W或C作电极时，阴极区的带电粒子主要靠热发射提供，这种阴极称为热阴极。 冷阴极：钢、铜、铝、镁等材料作阴极时，由于它们沸点很低，电极加热温度受沸点的限制不可能很高，热发射不能提供足够的带电粒子，此时
4、电场发射起主要作用，这种电极称为冷阴极。,电弧带电粒子的产生,(3) 负离子的产生,负离子的形成主要是由中性气体粒子（原子或分子）吸附一个电子形成的，负离子所带电量与电子相同，但是质量大，不能有效参与电弧导电过程。 造成电弧不稳。 不希望电弧中存在大量的负离子。,1、维持电弧放电的电压较低，一般为10-50V 。 2、电弧中的电流很大，可从几A到几千A。 3、具有很高的温度。弧柱中心温度可达5000-30000K，某些情况下可达50000K以上(等离子弧)，大大超过了金属的熔点，所以可以用来熔化金属，作为各种电弧焊方法的热源。 利用电弧将工作连接在一起的焊接方法，称为电弧焊，电弧焊是焊接方法中
5、应用最为广泛的一种。据一些工业发达国家的统计，电弧焊在焊接生产总量中所占比例一般都在60%以上。,2. 电弧的主要特点,3. 焊接电弧的导电机构,(一) 电 弧 的 伏 安 特 性,电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成，如图所示。 1）阴极区：电子发射区，热量约占36%，平均温度2400K； 2）阳极区：受电子轰击区域，热量约占43%，平均温度2600K； 3）弧柱区：阴、阳两极间区域，几乎等于电弧长度，热量21%，弧柱中心温度可达60008000K。,焊接电弧的构造,电 弧 的 导 电 特 性,焊接电弧由阴极区、阳极区、弧柱区构成。 Ua=UA+UC+UK,电 弧 的 伏 安 特 性 曲
6、线,电弧的静特性曲线: 在电极材料、气体介质和弧长一定的条件下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压的关系。（也称伏安特性曲线，显U形） 电弧成负阻特性 电弧成平特性 电弧成上升特性,电弧静特性曲线,影响焊接电弧静特性的因素: （1）电弧长度 电弧长度增加时，电弧电压增加，电弧静特性曲线上移； 电弧长度减小时，电弧电压减小，电弧静特性曲线下移； （2）气体介质种类 在纯氩中加入50%氢气，电弧电压升高，电弧静特性曲线上移； （3）气体介质压力 压力增大，电弧电压升高，电弧静特性曲线上移；,同一种焊接方法，电弧静特性曲线不止一条。,焊条电弧焊：水平区 钨极惰性气体保护焊：下降区（小电流），水平区（
7、大电流） 细丝熔化极气体保护焊：上升区,焊接电弧的极性：直流焊接时电弧的两极与电源的连接方式称为电弧的极性。,电弧的极性,4. 焊接电弧的特性,焊接电弧是一个将电能转换成热能、光能、机械能的过程，其能量特性在三个特征区是不同的。 （1）弧柱区的能量特性： 一般电弧焊中，弧柱的热量仅有少部分通过辐射传给了焊丝或工件，而是通过弧柱散热损失了；弧柱区能够产生的能量主要是弧柱中正离子和电子的动能。 （2）阴极区的能量特性： 阴极区产生的能量可以直接用来加热焊丝和工件，阴极区产热为： PK=I（UK-Uw-UT） UK-阴极压降 Uw-逸出电压 UT-与弧柱温度相当的电压 （3）阳极区的能量特性： UT
8、-与弧柱温度相当的电压阳极区产生的能量可以直接用来加热焊丝和工件，阳极区产热为： PA=I（UA+Uw+UT） UA-阴极压降 Uw-逸出电压 UT-与弧柱温度相当的电压,能量特性,1、磁收缩力 2、电磁静压力 3、等离子流力（电磁动压力） 4、斑点力 5、电弧与磁场的作用,电磁特性,钢焊条焊接工件时， 阳极区温度约为2600 K， 阴极区温度约为2400 K， 电弧中心区温度最高，可达60008000 K。,温度特性,5. 焊接电弧的稳定性,焊接过程中，电弧在不产生断弧、飘移的情况下，保持稳定燃烧的程度称为电弧稳定性。 电弧的稳定性对于保证焊接质量有至关重要作用。 影响电弧稳定性因素：人（焊
9、工）、其它。,电弧的稳定性影响因素,1.弧焊电源：直流焊接电源比交流焊接电源的电弧稳定性好； 2 .焊条药皮：焊条药皮中含有较多的易电离的元素或它们的 化合物时，电弧稳定； 3 .气流：露天大风或在气体流速较大的管道中焊接时，电弧不稳定； 4 .焊件接头处清洁程度：有氧化皮、油污、水分等杂质时，电弧不稳定； 5 .磁偏吹：有磁偏吹时，电弧不稳定；,焊接电弧的磁偏吹,焊接电弧受磁场力作用而产生飘移现象。,焊接电弧的磁偏吹产生原因,1.焊接电缆线位置不正确；,2 .铁磁物质的存在；,3 .焊条焊件位置不对称；,焊接电弧的磁偏吹,减少磁偏吹的措施： 可能时采用交流电源代替直流电源 尽量采用短弧进行焊
10、接 对于长和大的工件采用两端接地的方法 如果工件有剩磁，焊接前应消除 避免周围铁磁性物质的影响 用厚药皮焊条代替薄药皮焊条,决 策,设备、材料准备,工艺参数确定,实 施 引 弧,引弧设备工具、材料,主要设备、材料列表,计 划,选择焊机,制定实施计划,选择焊接参数,明确引弧操作要求、准备操作,安全与个人防护准备,选择焊接材料（焊条）,焊条要求,使用酸性焊条E4303前，如放置时间较长，须经100150烘干12h，使用碱性焊条E5015前须在250400烘干12h 。,焊接工艺参数选则（如下表）,实 施,操作姿势,引弧方法,操作技巧,焊前清理,一、引弧准备,将钢板铁锈、油污等去除,烘干焊条,二、操
11、作姿势,平焊时，一般采取蹲式操作，如图所示。蹲姿要自然，两脚夹角为7085，两脚距离约240260mm。持焊钳的胳臂半伸开，并抬起一定高度，以保持焊条与焊件间的正确角度，悬空无依托地操作。,三、引弧方法,1、直击法： 先将焊条垂直对准焊件，然后用焊条撞击焊件，当出现弧光后迅速提起焊条，并保护一定距离，约2-4mm，产生电弧后使电弧稳定燃烧。,2、划擦引弧法： 先将焊条末端对准焊件，然后像划火柴似的将焊条在焊件表面划擦一下，当电弧引燃后，立即提起维持23mm的高度，电弧就能稳定地燃烧，如图所示。操作时手腕顺时针方向转动，使焊条端头与焊件接触后再抬弧。,四、操作技巧,（1）无论是划擦法还是直击法引
12、弧，都应注意手腕的运动，切不可靠手臂的运动来完成引弧动作。如采用一种引弧方法连续数次都无法引燃电弧，则应改用另一种引弧方法，两种引弧方法必定有一种能够使电弧引燃。 （2）划擦法引弧比较容易，但在不允许划伤焊件表面的情况下，应采用直击法引弧，但直击法引弧容易发生短路现象。操作时焊条上拉太快或提高过快，都不易引燃电弧；相反动作太慢则可能使焊条与焊件黏结在一起，造成焊接回路短路。因此，要掌握好焊条离开焊件时的速度和距离。,四、操作技巧,（4）焊条与焊件接触后，焊条提起的时间要适当。太快，气体电离差，难以形成稳定的电弧；太慢，则焊条和焊件粘在一起造成短路，时间过长会烧坏焊机。如果焊条不能脱离焊件，应左
13、右摆动焊钳使焊条脱离焊件，如果还不能解决应该立即将焊钳从焊条上取下，待焊条冷却后，用手将焊条扳下。 （5）引弧应在焊缝内进行，避免引弧时烧伤焊件表面。 引弧质量主要是用引弧的熟练程度来衡量。在一定时间内，引燃电弧的成功次数越多，引弧位置越准确，说明越熟练。,五、注意事项,1初学引弧，要严格注意安全；如果多次被电弧光灼到眼晴应暂停一段时间再进行练习。对刚焊完的焊件和焊条头不要用手触摸，以免烫伤。 2引弧的质量主要用引弧的熟练程度来衡量，在规定时间内，引燃电弧的成功次数越多，引弧的位置越准确，说明越熟练。可先用J422焊条在低碳钢板上进行空操作，待手法熟练后再实际引弧。 3练习电弧反复交替燃烧与熄
14、灭并控制熄弧时间。 4控制熔池的温度，防止熔化金属流淌。 5找准焊接点位置，不要焊偏。,六、不同类型焊条的引弧比较,酸性焊条易于引弧，碱性焊条不易引弧； 直击法不易于引弧，划擦法易于引弧；,七、影响引弧的因素,1、焊工操作水平：弧长控制不当，会产生断弧。 2、弧焊电源：与电源种类（直流比交流电源易引弧）、空载电压（空载电压 大时，容易引弧，但对焊工人身安全不利）有关。 3、焊接电流：电流大，易引弧。 4、焊条涂层：含有易电离物质，易引弧。 5、电弧长度：过短、过长不易引弧。 6、焊件表面状况：有油脂、水分、锈迹时不易引弧。 7、气流：大风时不易引弧。 8、磁偏吹：有磁偏吹时不易引弧。,八、引弧
15、安全,职业病“电光性眼炎”的预防与治疗 电光性眼炎也称为晃眼，是由于受到紫外线过度照射所引起的眼结膜、角膜的损伤。 一、主因 是因眼睛角膜上皮细胞和结膜吸收大量而强烈的紫外线所引起的急性炎症。 二、主症 潜伏期68小时，两眼突发烧灼感和剧痛，伴畏光，流泪，眼睑痉挛，头痛，眼睑及面部皮肤潮红和灼痛感，眼裂部结膜充血，水肿。,职业病“电光性眼炎”的预防与治疗 三、急救 本病治疗关键是止痛、镇静和防感染。 1.冷敷眼部，嘱患者闭眼，再用冷水毛巾敷于眼部。 2.用新鲜牛奶滴眼，每只病眼滴35滴，滴奶后不要立即睁眼，闭目35分钟，每隔2小时滴一次。 3.局部选和氯霉素眼药水、红霉素眼膏等滴眼预防感染。,检 查,检 查,文明实习,任务的完成情况,记录资料,实施过程的检查,评 价,考核与评价,考核内容,评价方法,电弧基础知识,引弧的熟练程度,安全与个人防护意识,工作态度,团队协作能力,基础知识评价,操作评价,工作过程态度评价,评价细则,基础知识、操作、工作过程评价的比例为2：6：2。低于60分者为不及格，其中工作过程态度评价一项不合格者即为不合格。,评价细则,结 束,陕西工业职业技术学院 焊接教研室,
