熔焊方法及设备_整理考试

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1、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

2、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，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

3、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

4、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

5、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

6、。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特性。10：电弧轴向温度：阴极区和阳极区的温度较低，弧柱温度较高。因为：电极受材料沸点的限制，加热温度一般不能超过其沸点；而弧柱中的气体或金属蒸气不受这一限制，且气体介质的导热特性也不如金属电极的导热性好，热量不易散失，故有较高的温度。11：电弧力主要包括:电磁收缩力、等离子流力、斑点力等。A:电磁收缩力:定义：由两个导

7、体电流方向相同而产生的吸引力称为电磁收缩力。作用：电磁收缩力形成的轴向推力可在熔化极电弧焊中促使熔滴过渡，并可束缚弧柱的扩展，使弧柱能量更集中，电弧更具挺直性。(电弧的挺直性：电弧作为柔性导体具有抵抗外界干扰、力求保持焊接电流沿电极轴线方向流动的性能。)B:等离子流力：电弧中由电弧推力引起高温气流高速运动所形成的力。也称为电弧的电磁动压力。作用：等离子流力可增大电弧的挺直性，在熔化极电弧焊时促进熔滴轴向过渡，增大熔深并对熔池形成搅拌作用。C:斑点力:电极上形成斑点时，由于斑点处受到带电粒子的撞击或金属蒸发的反作用而对斑点产生的压力。作用：不论

8、是阴极斑点力还是阳极斑点力，其方向总是与熔滴过渡方向相反，因而斑点力是阻碍熔滴过渡的作用力，熔化极气体保护焊采用直流反接，可以减小熔滴过渡的阻碍作用，减少飞溅。钨极