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1、模块一 焊条电弧焊项目 1.2 板对接单面平焊双面成形焊接电弧的分类和特性一、焊接电弧的分类焊接电弧的性质与弧焊电源种类、焊接电弧状态、电极材料以及电弧周围的介质等有关。 焊接电弧按弧焊电源种类不同可分为交流电弧、直流电弧和脉冲电弧（含高频脉冲电弧）；按 电弧状态可分为自由电弧和压缩电弧；按电极材料可分为熔化极电弧和非熔化极电弧。二、焊接电弧的静特性以一定电弧长度稳定燃烧的电弧，其电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系，称为焊接 电弧的静态伏安特性，简称焊接电弧的静特性。表示它们关系的曲线Uf=f（If）,称为焊接电 弧的静特性曲线，见图1所示。焊接电弧作为焊接回路中的负载是非线性负载，即电弧电
2、压与电弧电流之间不成正比例关系。当电弧电流从小到大在很大范围内变化时，焊接电弧的静特性近似呈U形曲线，故也 称为U形特性。5图 1 焊接电弧的静特性曲线U形静特性曲线可看成由三段（I、II、III）组成。 在小电流的 I 段，电弧电压随电流的增加而下降，是下 降特性段；在正常焊接的 II 段，呈等压特性，即电弧电 压不随电流而变化，而取决于电弧的长度，电弧的长度 愈长则电弧电压愈大，是平特性段;在大电流的III段, 弧电压随电流增加而上升，是上升特性段。对于不同的弧焊方法，由于采用的电极材料、气体介质以及电弧燃烧条件和焊接电流的 使用范围不同，因而它们的焊接电弧静特性曲线也有所不同，而且在其正
3、常使用范围内，并 不包括电弧静特性曲线的所有段，仅工作在U形特性的某一段。如焊条电弧焊多半工作在静 特性的水平段，即电弧电压只随弧长而变化，与焊接电流关系很小。静特性的下降段由于电 弧燃烧不稳定而很少采用。三、焊接电弧的稳定性如前所述，焊接电弧的稳定性就是电弧不产生断弧、飘移、偏吹而保持稳定燃烧的程度， 电弧燃烧稳定与否，对焊接的质量影响很大，从而也影响产品质量。影响电弧稳定性的因素 有以下几方面：1. 焊接电源焊接电源种类和极性都会影响电弧的稳定性。直流电焊接的电弧要比交流电的电弧稳图 2 焊接电源的极性a）正极性b）反极性1-焊条；2-焊件；3-直流弧焊机定；空载电压较高的焊接电源其电弧燃
4、烧比空载 电压低的稳定；有良好动特性的焊机容易保证电 弧稳定燃烧。采用直流电焊接时，因焊机有正、负两极， 所以有两种不同的接法，将焊件接到电焊机的正 极，焊条接至负极，这种方法叫正接，又称正极 性（图2a）。反之将焊件接至负极，焊条接至 正极，称为反接，或称反极性（图2b）。通常应根据焊条性质和焊件厚度来选用不同的 接法。如用碱性焊条时，必须采用直流反接才能使电弧燃烧稳定。实际上一般都采反接，这 样可减少焊缝出现气孔和飞溅，噪声小，电弧燃烧稳定。2. 焊条药皮的影响当焊条药皮中含有过多氟化物时，由于氟在气体电离过程中容易获得电子而形成阴离子，这不但会使电子大量减少，并且它与阳离子结合后成为中性
5、微粒，因而降低电弧的稳定 性。一般说来，厚药皮的优质焊条要比薄药皮焊条更能获得电弧的稳定燃烧。当药皮局部剥 落或采用裸焊条焊接时，电弧是很难获得稳定燃烧的。3. 焊接处不清洁的影响焊接处如有油漆、油脂、水分和锈层等存在，也会严重影响电弧的稳定燃烧。因此，焊 前做好焊件表面清洁工作十分重要。4. 气流的影响在露天进行焊接时，气流能影响电弧的稳定性，特别是在大风中或狭小长缝处进行焊接 时，由于空气的流速快，因此会造成严重电弧偏吹而无法进行焊接。图3焊接电弧的偏吹5. 焊接电弧偏吹的影响焊接时，正常的焊接电弧其轴线基本上是与 焊条的轴线在同一中心线上，但在焊接过程中， 有时发现电弧左右或前后摆动，即
6、弧柱的 轴线与焊条的轴线不在同一中心线上，这样焊接电弧就产生了偏吹，如图3 所示焊接电弧的偏吹使焊工难以控制电弧对熔池的 集中加热及焊缝的成形，并会影响对熔池金属的保护作用， 也会使焊缝焊偏，从而降低焊接质量。严重的电弧偏吹还会 使电弧熄灭无法进行焊接。因此，在焊接过程中，应注意防 止产生电弧偏吹。产生电弧偏吹的原因有气流的影响、焊条药皮不均匀（即焊条偏心）、接头形式、接地线部位不对称以及电弧附图 4 磁偏吹的方向 近有铁磁体等。但是最常见的原因是采用直流电焊接时，由于接地线部位不对称使弧柱周围的 磁力线分布不均匀，而迫使焊接电弧向着一定方向偏吹，这种现象称为焊接电弧的磁偏吹 如图 4 所示。从图可以看出，在焊件连接焊接电缆的一侧，由于焊接电流的通过而产生了磁 力线，而焊件的另一侧不通过焊接电流，不产生磁力线。这样使电弧周围的磁力线分布不均 匀，弧柱受到磁力线分布较密一侧的作用力，产生了磁偏吹。当焊接电流越大时，电弧的磁 偏吹就越严重。磁偏吹会使焊缝产生气孔，未焊透和焊偏等缺陷，必须采取措施加以消除。
