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1、電弧焊接基本概念寫給瑞凌實(shí)業(yè)研發(fā)部工程師 常用焊接方法分類焊接方法熔化焊電阻焊釬焊其它電子束焊激光焊其它 電弧焊接方法定義 嚴(yán)格地講，所有用電弧做熱源的焊接方法都可以稱為電弧焊，它包括：n電弧熔焊（通常的電弧焊就是指電弧熔焊）n電弧釬焊n復(fù)合電弧焊 電弧焊接中的挑戰(zhàn)與機(jī)遇n電弧焊是一種傳統(tǒng)的焊接工藝，它在過去、現(xiàn)在和將來都是制造業(yè)中的使用最廣泛的材料連接方法n電弧焊工藝與設(shè)備是目前焊接領(lǐng)域中市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的一個(gè)領(lǐng)域n電弧焊接也是最能發(fā)揮個(gè)人智慧和想象力的技術(shù)領(lǐng)域 電弧焊機(jī)與焊接電弧之間的關(guān)系n電弧焊機(jī)一種二次電源n焊接電弧電焊機(jī)的負(fù)載電網(wǎng)焊機(jī)電弧 一次電源二次電源負(fù)載 焊接電弧與焊接工藝的關(guān)
2、系n焊接電弧是焊接熱源n焊接電弧用于熔化焊絲n焊接電弧用于熔化母材n焊接電弧同時(shí)產(chǎn)生電弧力n電弧力將影響熔滴過渡n電弧力將影響焊縫成型 焊機(jī)對(duì)焊接過程的控制n焊機(jī)通過控制焊接電弧進(jìn)而對(duì)焊接過程進(jìn)行控制焊機(jī)電弧熱力焊絲 母材 電弧焊接方法的分類電弧焊熔化極非熔化極混合型藥皮焊條MMA氣體保護(hù)GMAW埋弧焊MAW鎢極氬弧焊TIG等離子焊/割PAW/PAC MIG MAG CO2 電弧的基本性質(zhì)與應(yīng)用n電弧是一種氣體放電現(xiàn)象n電弧放電是一種大電流、低電壓的氣體放電現(xiàn)象n電弧放電產(chǎn)生高溫和強(qiáng)光n電弧的主要應(yīng)用有：焊接熱源、冶金熱源和照明光源 電弧為什么稱之為電??？+ -熱氣球 實(shí)際的電弧例子 短弧長(zhǎng)弧
3、 電弧作為光源的應(yīng)用 氙氣燈 焊接電弧為什么能導(dǎo)電？n焊接電弧電壓通常為10-40Vn焊接電弧兩極之間為2-10mm的氣體間隙n如此低的電壓如何能夠通過數(shù)毫米氣體間隙？氣體電離電弧等離子 等離子體的概念宇宙中的99%物質(zhì)是等離子體等離子是物質(zhì)的第四態(tài)等離子又名：電漿 電弧的電特性n電弧與電阻的異同？n電弧遵循歐姆定律？ 焊接電弧導(dǎo)電的特點(diǎn)n軸向電壓梯度的非線性n伏安特性的非線性U aUK UC UA陰極 陽極電弧的電壓梯度變化I（j） U A B C1 2 3焊接電弧的伏安特性的曲線 焊接電弧的主要參數(shù)及作用n電流 熔化焊絲和母材 熱、力 n電壓 陽極壓降：決定DCEP作用 陰極壓降：決定DC
4、EN作用 弧柱電壓：電弧長(zhǎng)度 焊接電弧的動(dòng)態(tài)伏安特性 It fa bO Pcdm nL HA VMg O IU t(b)(c) t(a) Vp- 電弧焊接電源的基本要求n合適的外特性： 焊接過程穩(wěn)定的必要條件n合適的動(dòng)特性： 焊接過程穩(wěn)定的充分條件n操作的方便性與耐用性： 提高用戶接受程度的輔助條件n可靠的安全性： 通過產(chǎn)品認(rèn)證的必要條件 CCC及CE認(rèn)證n電焊機(jī)認(rèn)證基于IEC60974標(biāo)準(zhǔn)；n IEC60974標(biāo)準(zhǔn)主要是一種對(duì)于電焊機(jī)使用中的安全標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也提供了部分最基本保證焊接使用性能的標(biāo)準(zhǔn)；n 符合認(rèn)證的焊機(jī)與實(shí)際焊接性能的好壞基本無關(guān)。 焊接電源外特性（伏安特性）n平特性電壓源n陡特
5、性電流源n復(fù)合特性 弧長(zhǎng)波動(dòng)引起的電流變化量與電源外特性的關(guān)系 AV2AV1 CV I U CC a b cIacIab 電源外特性與焊接方法的關(guān)系非熔化極陡特性熔化極粗絲細(xì)絲陡特性平特性 熔化極氣體保護(hù)焊的參數(shù)n輸入?yún)?shù)：電壓、送絲速度、導(dǎo)電嘴到工件距離n輸出參數(shù)：電流、焊絲干伸長(zhǎng)（弧長(zhǎng)）輸入?yún)?shù)電壓送絲速度導(dǎo)電嘴到工間距離輸出參數(shù)電流焊絲干伸長(zhǎng)（弧長(zhǎng)）焊接系統(tǒng)（焊機(jī)）（焊槍）（保護(hù)氣體）（焊絲） 導(dǎo)電嘴到工間距離與干伸長(zhǎng)、弧長(zhǎng)的關(guān)系LtwLa +-導(dǎo)電嘴Le 工件Ltw = Le + La 焊接過程穩(wěn)定的必要條件n焊絲送絲速度：WFSn焊絲熔化速度：WMRn穩(wěn)定焊接的必要條件：La 穩(wěn)定L
6、a 穩(wěn)定可以是絕對(duì)穩(wěn)定：即弧長(zhǎng)恒定不變；也可以是相對(duì)穩(wěn)定：即在一定的范圍內(nèi)有規(guī)律地變化。 焊接過程穩(wěn)定的充分條件n焊接電流穩(wěn)定n焊接電壓穩(wěn)定電流、電壓穩(wěn)定可以是絕對(duì)穩(wěn)定：即電流、電壓的幅值恒定；也可以是相對(duì)穩(wěn)定：即電流、電壓的平均值或有效值恒定。計(jì)算平均值、有效值的周期應(yīng)小于對(duì)波動(dòng)值焊接過程產(chǎn)生影響的最小時(shí)間。 焊接電壓與電弧長(zhǎng)度的關(guān)系 熔化極電弧焊接的電流調(diào)節(jié)n使用陡降特性電源取決于電源的電流設(shè)定n如果使用平特性電源，電流怎么調(diào)節(jié)？ 送絲速度與電流的關(guān)系 焊絲熔化速度分析 Le = Lt-w La WMR = m1UdaI + m2Lek4I 2 母材 電弧 電阻RL Le干伸長(zhǎng) 接觸點(diǎn) 導(dǎo)
7、電嘴 焊絲 焊接電流 I 電源 送絲速度與電弧長(zhǎng)度的關(guān)系n電壓一定時(shí)，電弧長(zhǎng)度與送絲速度成反比 熔滴過渡的三種基本形式及其特點(diǎn)n短路過渡：焊絲與工件之間有短路發(fā)生、熔滴直徑略大于焊絲直徑。焊接過程有飛濺，焊接電流較低，熔深較淺，可以全位置焊，適用于薄板焊接，可使用CO2氣體或氬氣及混合氣。n顆粒過渡：焊絲與工件之間無短路發(fā)生、熔滴直徑遠(yuǎn)大于焊絲直徑。焊接過程有飛濺，只能水平位置焊接。n射流過渡：焊絲與工件之間無短路發(fā)生、熔滴直徑小于焊絲直徑。焊接過程無飛濺，焊接電流較高，熔深較大，可以全位置焊，使用氬氣或混合氣。使用脈沖方式可以在較低電流下實(shí)現(xiàn)射流過渡。 三種典型熔滴過渡形式各工作區(qū)間 短路I
8、U 射流短路顆粒顆粒射流 電極熔化與焊接電弧極性的關(guān)系n正接 DCEN：GTAWn反接 DCEP：GMAWn發(fā)熱量與極性的關(guān)系n電弧力與極性的關(guān)系 脈沖電流的使用n脈沖TIGn脈沖MIGn為什么要用脈沖？n脈沖焊接的優(yōu)點(diǎn)？ 脈沖MIG的優(yōu)點(diǎn) 射流過渡是一種理想的熔滴過渡模式，但是需要在較大的電流（大于臨界電流）下才能實(shí)現(xiàn)，因此限制了應(yīng)用范圍。脈沖MIG利用脈沖電流方式，可以在較低的平均電流（低熱輸入）實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的射流過渡，因此具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、有利于薄板焊接 2、有利于全位置焊接 3、有利于使用粗絲焊接（粗絲送絲穩(wěn)定性高） 脈沖焊接電流的問題n通常我們可以看到：當(dāng)采用脈沖電流時(shí)（脈沖TIG或脈沖MIG），實(shí)現(xiàn)同樣的焊接效果時(shí)，脈沖電流的指示值比直流電流低。n因此采用脈沖方式可以降低焊接熱輸入的說法是正確的嗎？n平均值、有效值與電流波形的關(guān)系 平均值有效值 交流焊接電源n為什么要用交流？n交流與直流的差異？n交流的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 交流電源的使用n交流TIG鋁合金焊接n交流MIG高熔敷率、低熱輸入焊接 可變極性電源 周期，正負(fù)半波時(shí)間，正負(fù)半波幅值均可改變的電源。 是一種高級(jí)的交流TIG和交流MIG電源。 結(jié)束語n焊機(jī)的核心是一個(gè)特殊的電源焊接電源n焊接電源以穩(wěn)定焊接電弧和焊接過程為目的n了解和掌握焊接工藝特點(diǎn)是在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的焊接領(lǐng)域做好焊機(jī)研發(fā)和銷售的必要基礎(chǔ) 謝謝
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