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1、電弧焊接基本概念寫(xiě)給瑞凌實(shí)業(yè)研發(fā)部工程師 常用焊接方法分類(lèi)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(chēng)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(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)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(guò)渡n電弧力將影響焊縫成型 焊機(jī)對(duì)焊接過(guò)程的控制n焊機(jī)通過(guò)控制焊接電弧進(jìn)而對(duì)焊接過(guò)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(lèi)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(chēng)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(guò)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(xiàn)性n伏安特性的非線(xiàn)性U aUK UC UA陰極 陽(yáng)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(xiàn) 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(yáng)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(guò)程穩(wěn)定的必要條件n合適的動(dòng)特性： 焊接過(guò)程穩(wěn)定的充分條件n操作的方便性與耐用性： 提高用戶(hù)接受程度的輔助條件n可靠的安全性： 通過(guò)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(wú)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?zhuān)ūＷo(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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)渡的三種基本形式及其特點(diǎn)n短路過(guò)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(guò)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(guò)渡：焊絲與工件之間無(wú)短路發(fā)生、熔滴直徑遠(yuǎn)大于焊絲直徑。焊接過(guò)程有飛濺，只能水平位置焊接。n射流過(guò)渡：焊絲與工件之間無(wú)短路發(fā)生、熔滴直徑小于焊絲直徑。焊接過(guò)程無(wú)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(guò)渡。 三種典型熔滴過(guò)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(guò)渡是一種理想的熔滴過(guò)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(guò)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(wèn)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(shuō)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(yǔ)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(guò)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(xiāo)售的必要基礎(chǔ) 謝謝
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