熔焊方法及设备概要

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1、绪论焊接定义：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子或分子间结合的一种方法。焊接物理本质固体材料之所以能保持固定的形状是因为：1其内部原子之间的距离足够小，原子之间形成了牢固的结合力。2焊接使两种材料连接在一起，即连接的材料表面上原子接近到足够小的距离，使之产生足够的结合力。焊接方法的分类：分类(族系法）：熔焊　压焊　钎焊（1）熔焊　定义：在不是施加压力的情况下，将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。电弧焊：熔化极（焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、螺柱焊）　非熔化极（钨极氩弧焊、等离子弧焊、碳弧焊、原子氢焊、

2、气焊、氧氢、氧乙炔、空气乙炔、铝热焊、电渣焊、电子束焊、激光焊）（2）压焊定义：焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法称为压焊。电阻焊（点焊、缝焊、凸焊、对焊、高频焊）　冷压焊　（超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、摩擦焊、气压焊）（3）钎焊定义：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊（火焰、感应、炉中、浸渍、电子束、红外线等）第一章焊接电弧1.电弧的物理本质：焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两

3、级之间或者电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的气体放电现象。2．两电极间气体导电条件：①两电极之间有带电粒子；②两电极之间有电场。3.电弧中产生带电粒子的产生：①气体介质的电离②电极电子发射4.气体的电离(1)电离与激励气体电离：在外加能量作用下，使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程。激励：当中性气体粒子受外加能量作用而不足以使其电离，但可能使其内部的电子从原来的能级跃迁到较高的能级的现象。(2)电离种类（根据外加能量来源分为）1)热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程。2)场致电离：在两电极间的电场作用下，气体中的带电粒子被加速，

4、当带电粒子的动能增加到一定数值时，则可能与中性粒子发生非弹性碰撞而使之产生电离的过程。3)光电离：中性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程。5.电子发射：阴极表面接受一定外加能量作用时，使其内部的电子冲破电极表面的束缚而飞到电弧空间的现象。电子发射的类型1)热发射：阴极表面因受热的作用而使其内部的自由电子热运动速度加大，动能增加，一部分电子动能达到或超出逸出功时产生的电子发射现象。¤2)场致发射：当阴极表面中间存在一定强度的正电场时，阴极内部的电子将受到电场力的作用，当此力达到一定程度时电子便会逸出阴极表面的现象。3)光发射：当阴极表向受到光辐射作用

5、时，阴极内的自由电子能量达到一定程度而逸出阴极表面的现象。4)粒子碰撞发射：电弧中高速运动的粒子（主要是正离子)碰撞阴极时，把能量传递给阴极表面的电子，使电子能量增加而选出阴极表面的现象。6.阴极斑点：是阴极表面发出烁亮的区域，是发射电子最集中（电流最集中流过）的区域。热阴极：当采用钨或碳高溶点和高沸点材料作阴极时，电弧的阴极区电子可以主要靠阴极热发射来提供，这种电极叫热阴极。（其斑点固定不动）冷阴极：当采用钢、钢、铝等材料作阴极时，溶点和沸点较低，阴极温度不高，热发射不能提供足够的电子，这种电极通常称为冷阴极。（其斑点在阴极表面作不规则的游动，甚至几个

6、斑点同时存在）金属氧化物的逸出功比纯金属低，因而氧化物处容易发射电子。同时自身被破坏，因而阴极斑点有清除氧化物的作用。阴极表面某处氧化物被清除后另一处氧化物就成为集中发射电子的所在。阴极清理：如果电弧在惰性气体中燃烧，阴极上某处氧化物被清除后不再生成新的氧化物，阴极斑点移向有氧化物的地方将该处氧化物清除，这样就会在阴极表面的一定区域内将氧化物消除干净，显露出金属本色的现象。7．电弧的构造：阴极去、阳极区、弧柱区。阳极区的主要作用：①接受弧柱中送来的电子流②同时向弧柱提供所需要的正离子流阳极区导电形式：阳极不能发射正离子，弧柱所需要的正离子流是由阳极区的电

7、离提供的。导电机构：场致电离和热电离阴极区的作用：①向弧柱区提供电弧导电所需的电子流；②接受由弧柱传来的正离子流。导电机构：1．热发射型2．电场发射型3.等离子型弧柱区的导电特性：弧柱中的电流由向阴极运动的正离子流和向阳极运动的电子流组成。弧柱中的电流主要由电子流构成。8.最小电压原理：①当电流和电弧周围条件(如气体介质种类、温度、压力等)一定时，稳定燃烧的电弧将自动选择一个确定的导电截面,使电弧的能量消耗最小。②当电弧长度也为定值时,电场强度的大小即代表了电弧产热量的大小,因此,能量消耗最小时的电场强度最低，在固定弧长上的电压降最小。9.电弧静特性：一

8、定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压与电弧电流之间的关系，称为焊接电弧的静特性伏安