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焊接方法与设备-1焊接电弧 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 1-1 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理一、电弧的放电特点一、电弧的放电特点+-IaUa+1-1 电弧的导电机理电弧放电电弧放电非自持放电（暗放电）非自持放电（暗放电）自持放电自持放电辉光放电辉光放电(日光灯日光灯)电弧放电电弧放电(强光、高温、低压大电流强光、高温、低压大电流)1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理 电弧是由两个电极和它们之间的气电弧是由两个电极和它们之间的气体空间组成。体空间组成。电弧中的带电粒子主要依电弧中的带电粒子主要依靠两电极之间的气体电离和电极发射电靠两电极之间的气体电离和电极发射电子两个物理过程所产生的，子两个物理过程所产生的，同时也伴随同时也伴随着解离、激励、扩散、复合、负离子的着解离、激励、扩散、复合、负离子的产生等过程。产生等过程。二、电弧中带电粒子的产生二、电弧中带电粒子的产生（一）气体的电离（一）气体的电离 1.电离与激励电离与激励 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n电离：电离：在一定条件下中性气体分在一定条件下中性气体分子或子或 原子分离为正离子和电子的原子分离为正离子和电子的现象称为电离。现象称为电离。n主要问题：电离、电离能、多级电离、多组分电离、主要问题：电离、电离能、多级电离、多组分电离、电离与电弧稳定性关系。电离与电弧稳定性关系。1.电离与激励电离与激励+e二级电离二级电离一级电离一级电离+e 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n激励激励 当中性粒子接受外来能量的作用还当中性粒子接受外来能量的作用还不足以使电子完全脱离气体原子或分子不足以使电子完全脱离气体原子或分子时，但可能使电子从较低的能级转移到时，但可能使电子从较低的能级转移到较高的能级，这种现象称为激励。表征较高的能级，这种现象称为激励。表征激励能力用激励电压。激励能力用激励电压。主要问题：激励能、激励与电离关系、激励作用主要问题：激励能、激励与电离关系、激励作用1.电离与激励电离与激励2.能量传递方式能量传递方式 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n碰撞传递碰撞传递 粒子之间以相互碰撞传递能量的形式称为碰撞粒子之间以相互碰撞传递能量的形式称为碰撞传递。传递。弹性弹性 E1+E2=E1+E2(低动能时低动能时)非弹性非弹性 E1+E2=E1+E2+E(高动能时高动能时)EW激励激励 发生激励发生激励 EW电离电离 发生电离。发生电离。n光辐射传递光辐射传递 中性气体粒子可以接受外界以光量子形式所施中性气体粒子可以接受外界以光量子形式所施加的能量，提高其内能并改变其内部结构，使气体加的能量，提高其内能并改变其内部结构，使气体粒子被激励或电离。粒子被激励或电离。比较：在电弧燃烧过程中碰撞传递是主要形式比较：在电弧燃烧过程中碰撞传递是主要形式 碰撞 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理 高温下气体粒子受热的作用相互碰撞而高温下气体粒子受热的作用相互碰撞而产生的电离称为热电离。产生的电离称为热电离。3.电离种类电离种类电离电离T1T2T1T2fv热电离热电离电场电离电场电离光电离光电离热电离热电离 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n电离度电离度 影响因素：电离度随温度的升高、压力的减小，影响因素：电离度随温度的升高、压力的减小，电离电压的减少而增加。电离电压的减少而增加。n实效电离度实效电离度n解离解离 电弧中的多原子气体（是由两个以上原子构成的电弧中的多原子气体（是由两个以上原子构成的气体原子）在热作用下分解为原子的现象称为解气体原子）在热作用下分解为原子的现象称为解离。热解离属吸热反应。表征能力：解离能。离。热解离属吸热反应。表征能力：解离能。主要问题：概念、影响因素、与电离关系、作用。主要问题：概念、影响因素、与电离关系、作用。1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n电场电离电场电离 带电粒子从电场中获得能量，通过碰撞而产生的电离过带电粒子从电场中获得能量，通过碰撞而产生的电离过程称为电场作用下的电离。程称为电场作用下的电离。自由行程自由行程：两次碰撞之间的路程长度。两次碰撞之间的路程长度。当某一气体中同时存在中性粒子、离子和电子当某一气体中同时存在中性粒子、离子和电子时，在一定温度和压力下它们的自由行程分别为：时，在一定温度和压力下它们的自由行程分别为：1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n光电离光电离 中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。为光电离。总结：总结：热电离是弧柱部分产生带电粒子的最主要热电离是弧柱部分产生带电粒子的最主要途径；在普通电弧中，弧柱因途径；在普通电弧中，弧柱因E一般一般 为为10V/cm左左右，较小，故热电离是主要形式。而阴极和阳极右，较小，故热电离是主要形式。而阴极和阳极区因区因E约为约为105107v/cm，电场作用的电离才显著；，电场作用的电离才显著；可见光几乎对所有气体都不能直接引起光电离。可见光几乎对所有气体都不能直接引起光电离。电弧弧光可直接对电弧弧光可直接对K,Na,Ca,AL等金属产生光电离。等金属产生光电离。1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n（二）电极发射电子（二）电极发射电子 n金属表面接受一定的外加能量，自由电子冲破金属金属表面接受一定的外加能量，自由电子冲破金属表面的约束而飞到电弧空间的现象表面的约束而飞到电弧空间的现象。电子发射电子发射热发射热发射电场发射电场发射光发射光发射碰撞发射碰撞发射 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n1.热发射热发射n热发射：金属表面承受热作用而产生的电子发射现象。热发射：金属表面承受热作用而产生的电子发射现象。n 热阴极热阴极-W、C 电极的最高温度不能超过沸点；电极的最高温度不能超过沸点；n 冷阴极冷阴极-Fe,Cu,Al,Mg.等。等。n影响因素：温度、材质、表面形态影响因素：温度、材质、表面形态 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n2.电场发射电场发射n当金属表面空间存在一定强度的正电场时，当金属表面空间存在一定强度的正电场时，金属内的自由电子受此电场静电库伦力的作金属内的自由电子受此电场静电库伦力的作用，当此力达到一定程度时，电子可飞出金用，当此力达到一定程度时，电子可飞出金属表面，这种现象称电场发射。属表面，这种现象称电场发射。n对对低低沸沸点点材材料料，电电场场发发射射对对阴阴极极区区提提供供带带电电粒子起重要作用。粒子起重要作用。n影响因素：温度、材质、电场大小影响因素：温度、材质、电场大小 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n3.光发射光发射n 当金属表面接受光辐射时，也可使金属表面自由电子能量增加，当金属表面接受光辐射时，也可使金属表面自由电子能量增加，冲破金属表面的约束飞到金属外面来，这种现象称为光发射。冲破金属表面的约束飞到金属外面来，这种现象称为光发射。n he Uw ，K,Na,Ca在可见光。光发射在阴极发射中起次要在可见光。光发射在阴极发射中起次要作用。作用。n4.粒子碰撞发射粒子碰撞发射n 高高速速运运动动的的粒粒子子（电电子子或或离离子子）碰碰撞撞金金属属表表面面时时，将将能能量量传传给给金金属属表表面面的的自自由由电电子子，使使其其能能量量增增加加而而跑跑出出金金属属表表面面，这这种种现现象象称称为粒子碰撞发射。为粒子碰撞发射。n 在一定条件下，粒子碰撞发射是电弧阴极区提供导电所需电子在一定条件下，粒子碰撞发射是电弧阴极区提供导电所需电子的主要途径。的主要途径。1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n（三）带电粒子的消失（三）带电粒子的消失 消电离消电离负离子形成负离子形成扩散扩散复合复合 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n1.负离子形成负离子形成n 在一定条件下，有些中性原子或分子能吸附一个在一定条件下，有些中性原子或分子能吸附一个电子而形成负离子，形成过程中放出热量。表征形成电子而形成负离子，形成过程中放出热量。表征形成负离子的能力，用电子亲和能表示，常见元素的亲和负离子的能力，用电子亲和能表示，常见元素的亲和能见能见P17表表1-7，从表中可看到，电弧中卤族元素，氧，从表中可看到，电弧中卤族元素，氧的亲和能大。亲和能大，电弧气氛中形成的负离子就的亲和能大。亲和能大，电弧气氛中形成的负离子就多，电弧的导电能力就差。多，电弧的导电能力就差。负离子形成一般发生在电负离子形成一般发生在电弧的外围温度低的区域，中性原子或分子捕获运动动弧的外围温度低的区域，中性原子或分子捕获运动动能较低的电子。能较低的电子。n主要问题：亲和能、影响因素、作用。主要问题：亲和能、影响因素、作用。1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n2.扩散扩散n带电粒子由密度高向密度低的地方移动，并趋向密度带电粒子由密度高向密度低的地方移动，并趋向密度均匀化，这种现象称为带电粒子的扩散现象。均匀化，这种现象称为带电粒子的扩散现象。n3.复合复合n电弧空间的正负带电粒子（正离子、负离子、电子），电弧空间的正负带电粒子（正离子、负离子、电子），在一定条件下相遇而互相结合成中性粒子的过程称为在一定条件下相遇而互相结合成中性粒子的过程称为复合，放热反应。复合，放热反应。1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n复合条件复合条件n n 在电弧中心部分由于温度较高，所有粒在电弧中心部分由于温度较高，所有粒子的热运动能量很高，不可能产生复合。在子的热运动能量很高，不可能产生复合。在电弧周边由于粒子温度较低，动能较小，由电弧周边由于粒子温度较低，动能较小，由于扩散作用而存在一部分电子和负离子，如于扩散作用而存在一部分电子和负离子，如果这里有正离子扩散出来，就可能产生正负果这里有正离子扩散出来，就可能产生正负粒子的复合过程。交流电弧时，电流过零的粒子的复合过程。交流电弧时，电流过零的瞬时，电弧熄灭，电弧空闪温度显著降低，瞬时，电弧熄灭，电弧空闪温度显著降低，也将大量产生正负粒子的复合。也将大量产生正负粒子的复合。1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n三、电弧各区域的导电机构三、电弧各区域的导电机构n（一）电弧的组成区域（一）电弧的组成区域 n 阴极区阴极区 10-410-6cmn 弧柱区弧柱区n 阳极区阳极区 10-210-3cmn（二）弧柱的导电机构（二）弧柱的导电机构n弧柱温度弧柱温度500050000K热电离热电离n电子质量小，在同样电子质量小，在同样 eE作用下，速度高，载流能力强，作用下，速度高，载流能力强，99.9%，电中性，电中性I=0.999Ie+0.001Ii，负离子流可忽略。，负离子流可忽略。e-+1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n（三）阴极区的导电机构（三）阴极区的导电机构n任务：向弧柱提供任务：向弧柱提供0.999Ie,接受接受0.001II。n阴极区的形成：阴极发射阴极区的形成：阴极发射Iec Ie柱柱（0.999I），），则在阴极附近形成正电荷集积。则在阴极附近形成正电荷集积。弧柱-Iec-+-热发射型热发射型电场发射型电场发射型等离子型等离子型阴极导电机构阴极导电机构 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n1.热发射型导电机构热发射型导电机构n热热阴阴极极大大电电流流，热热发发射射使使得得Iec=0.999Ie,则则Uk可以很小，甚至为可以很小，甚至为0。n2.电场发射型导电机构电场发射型导电机构n热热 阴阴 极极 小小 电电 流流，这这 时时 靠靠 热热 发发 射射Iec0.999Ien冷阴极产生较大的冷阴极产生较大的Uk。-IicIec弧柱-Iec-+-Iic 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n3.等离子型导电机构等离子型导电机构n 热阴极小电流热阴极小电流 辉光放电辉光放电n 冷阴极冷阴极 Iec0,IicI辉光放电区辉光放电区 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n（四）阳极区的导电机构（四）阳极区的导电机构n任务：向弧柱提供任务：向弧柱提供0.001I=Ii,接收接收0.999I的电子的电子n阳阳极极区区形形成成：阳阳极极只只能能接接收收电电子子,一一般般不不能能发发射射阳阳离离子子，使使得得在在导导电电过过程程中中在在阳阳极极附附近近（10-210-3cm）出现电子堆积，出现电子堆积，UA。电场作用下的电离电场作用下的电离热电离热电离阳极导电机构阳极导电机构 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n1.阳极区电场作用下的电离阳极区电场作用下的电离n 热阴极小电流 辉光放电n 冷阴极 Iec0,IicIn2.阳极区热电离阳极区热电离n电电流流密密度度大大，阳阳极极温温度度高高，阳阳极极发发生生蒸蒸发发，在在阳阳极极附附近近产产生生热电离提供热电离提供0.001I的阳离子和的阳离子和0.001I的电子流，这时的电子流，这时UA0。0.999I0.001I0.001I弧柱 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n（五）斑点导电机构（五）斑点导电机构n1.阴极斑点阴极斑点n阴阴极极通通过过微微小小的的斑斑点点发发射射电电子子，这这些些斑斑点点上上的的电电流流密密度度很很高高，称为阴极斑点。称为阴极斑点。电流密度：电流密度：5105107A/cm 2。n形成条件：形成条件：阴极上存在热发射和电场收射能力较高的微区阴极上存在热发射和电场收射能力较高的微区n 在这些微区导电电弧消耗能量最小在这些微区导电电弧消耗能量最小 n形形成成阴阴极极斑斑点点的的条条件件决决定定了了焊焊接接过过程程中中一一些些现现象象的的产产生生，即即阴阴极极表表面面上上的的热热发发射射性性能能强强的的物物质质有有吸吸引引电电弧弧的的作作用用；阴阴极极斑斑点点有有自自动动跳跳向向温温度度高高、热热收收射射强强的的物物质质上上的的性性能能。如如果果金金属属表表面面有有低低逸逸出出功功的的氧氧化化膜膜存存在在时时，阴阴极极斑斑点点有有自自动动寻寻找找氧氧化化膜膜的的倾倾向。向。阴极斑点阴极斑点阳极斑点阳极斑点斑点导电斑点导电 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n2.阳极斑点阳极斑点n 阳阳极极上上通通过过微微小小斑斑点点传传导导电电流流，这这些些斑斑点点电电流流密密度度高高，斑斑点点区区域域产产生生金金属属的的蒸蒸发发。电电流流密密度度为为102103A/cm 2。n ：阳极上某些点产生金属的蒸发。阳极上某些点产生金属的蒸发。n 电弧通过这些点可使弧柱消耗的能量最少。电弧通过这些点可使弧柱消耗的能量最少。n 由由于于阳阳极极斑斑点点的的形形成成条条件件之之一一是是金金属属的的蒸蒸发发，因因此此金金属属表表面面覆覆盖盖氧氧化化膜膜时时，同同阴阴极极斑斑点点的的情情况况相相反反，阳阳极极斑斑点点则则有有避避开开氧氧化化膜膜而而去去自自动动寻寻找找纯纯金金属属表面的倾向。表面的倾向。形成形成条件条件 1-1 电弧的导电机理电弧的导电机理n四、最小电压原理四、最小电压原理n最小电压原理：最小电压原理：对一个与轴线对称的电弧，在电流一对一个与轴线对称的电弧，在电流一定，周围条件一定时，处于稳定燃烧状态的电弧，其定，周围条件一定时，处于稳定燃烧状态的电弧，其弧柱直径（弧柱直径（D）或温度（）或温度（T）应使弧柱的电场强度）应使弧柱的电场强度（E）具有最小值。最小电压原理说明了电弧在稳定燃）具有最小值。最小电压原理说明了电弧在稳定燃烧时，电弧的形态与其物理参数之间的关系，同时也烧时，电弧的形态与其物理参数之间的关系，同时也给出了在电流值保持一定，与其周围条件发生变化时给出了在电流值保持一定，与其周围条件发生变化时电弧状态和物理参数发生变化的趋向。电弧状态和物理参数发生变化的趋向。阴极斑点跳动 1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n一、电弧的产热机构一、电弧的产热机构n（一）弧柱（一）弧柱n热源是因带电粒子（龙其是电子）在外加电场的作热源是因带电粒子（龙其是电子）在外加电场的作用下运动，将位能（电场能）转变为热能、动能。用下运动，将位能（电场能）转变为热能、动能。n一般电弧焊接过程中，弧柱的热量只能有很少一部一般电弧焊接过程中，弧柱的热量只能有很少一部分热量通过辐射转达给焊条和工件。当电流较大有分热量通过辐射转达给焊条和工件。当电流较大有等离子流产生时，等离子流将把弧柱的一部分热量等离子流产生时，等离子流将把弧柱的一部分热量带到工件，增加工件的热量。带到工件，增加工件的热量。1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n（二）阴极区的产热机构（二）阴极区的产热机构n 阴极区的产热量主要用于阴极的加热和阴极区的阴极区的产热量主要用于阴极的加热和阴极区的散热损失，焊接过程中直接加热阴极（如焊丝或工件）散热损失，焊接过程中直接加热阴极（如焊丝或工件）的热量主要由这部分能量提供。的热量主要由这部分能量提供。fIKK(1-f)IfI(1-f)I 1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n（三）阳极区的产热机构（三）阳极区的产热机构n n 阳极产生的热量主要用于阳极的加热、熔化和散阳极产生的热量主要用于阳极的加热、熔化和散热损失，这也是焊接过程中可以直接利用的能量。热损失，这也是焊接过程中可以直接利用的能量。I(UA+UW)-(1-f)I(UT+Ui)IfUT阳极弧柱 1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n二、电弧的热效率二、电弧的热效率n热效率热效率n能量密度：能量密度：单位有效面积上的热功率单位有效面积上的热功率 w/cm2电弧电弧 102104火焰火焰 110 w/cm2电子束电子束 106107 举例举例 1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n三、电弧的温度分布三、电弧的温度分布 金属金属CWFeNiCuAl阴极（阴极（K）350030002400240022003400阳极（阳极（K）420042002600240024003400熔点（熔点（K）3683181217281356933沸点（沸点（K）62033013300328682333 1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n三、电弧的温度分布三、电弧的温度分布 1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n三、电弧的温度分布三、电弧的温度分布 1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n三、电弧的温度分布三、电弧的温度分布 1-2 电弧的产热及温度分布电弧的产热及温度分布n三、电弧的温度分布三、电弧的温度分布n 温度受各区产热和热平衡及电极温度受各区产热和热平衡及电极性能决定，弧柱因散热条件差而温度性能决定，弧柱因散热条件差而温度高，其温度受电极的材料、气体介质、高，其温度受电极的材料、气体介质、电流大小、弧柱压缩程度等影响。电电流大小、弧柱压缩程度等影响。电极温度的升高受到电极材料导热性能、极温度的升高受到电极材料导热性能、熔点和沸点限制。阳极温度一般高于熔点和沸点限制。阳极温度一般高于阴极。阴极。1-3 电弧力及其影响因素电弧力及其影响因素n 在在焊焊接接过过程程中中，电电弧弧不不仅仅是是个个热热源源，也也是是一一个个力力源源。电电弧弧产产生生的的机机械械作作用用力力对对焊焊缝缝的的熔熔深深、熔熔池池搅搅拌拌、熔熔滴滴过过渡渡、焊焊缝缝成成形形等等都都有有直直接接影影响响。如如果果对对电电弧弧力力控控制制不不当当，将将会会破破坏坏焊焊接接过过程程，使使焊焊丝丝熔熔化化金金属属不不能能过过渡渡到到熔熔池池而而形形成成飞飞溅溅，甚甚至至产产生生焊焊瘤瘤、咬咬肉肉、烧烧穿穿等缺陷。等缺陷。n一、电弧力一、电弧力n 焊接电弧中的作用力统称电弧力，主要包括电磁焊接电弧中的作用力统称电弧力，主要包括电磁力、等离子流力、斑点压力、短路爆破力等。力、等离子流力、斑点压力、短路爆破力等。电弧力电弧力电磁力电磁力 等离子流力等离子流力斑点力斑点力 爆破力爆破力 细熔滴冲击力细熔滴冲击力 1-3 电弧力及其影响因素电弧力及其影响因素n 1.电磁力电磁力n 当当电电流流在在一一个个导导体体中中流流过过时时，整整个个电电流流可可看看成成是是由由许许多多平平行行的的电电流流线线组组成成，这这些些电电流流线线间间将将产产生生相相互互吸吸引引力力，使使导导体体断断面面有有收收缩缩的的倾倾向向，这这种种收收缩缩现现象象称称为为电电磁磁收收缩缩效效应应，而作用的力称为电磁收缩力或电磁力。而作用的力称为电磁收缩力或电磁力。电极F1F1液态液态导电体的电磁力作用 1-3 电弧力及其影响因素电弧力及其影响因素n圆锥状电弧中任意点圆锥状电弧中任意点A的压力可由下式决定：的压力可由下式决定：n由由电电磁磁收收缩缩力力为为主主所所决决定定的的电电弧弧压压力力作作用用到到熔熔池池上上时时，决决定定了了熔熔池池的的熔熔深深轮轮廓廓和和焊焊缝缝的的成成形形，这这种种电电弧弧压压力力也也称称为为电电弧弧的的电电磁磁静静压压力。力。焊条母材AL 1-3 电弧力及其影响因素电弧力及其影响因素n 2.等离子流力等离子流力n等等离离子子流流力力：由由等等离离子子流流的的高高速速运运动动产产生生的的气气动动力力，也也称电磁动压力。称电磁动压力。n形形成成原原因因：沿沿电电弧弧轴轴向向存存在在电电磁磁压压力力梯梯度度，使使得得电电弧弧中中的的高高温温等等离离子子体体从从高高电电磁磁压压力力区区（焊焊丝丝）向向低低压压力力区区流流动动，形形成成一一股股等等离离子子流流，同同时时，又又将将从从上上方方吸吸入入新新气气体体，被加热电离后继续向低压处流动。被加热电离后继续向低压处流动。n 等等离离子子流流力力除除影影响响焊焊缝缝形形状状外外，它它还还有有促促进进熔熔滴滴过过渡渡、搅拌熔池、增加电弧的挺度等作用。搅拌熔池、增加电弧的挺度等作用。n 等等离离子子流流是是由由焊焊条条与与工工件件形形成成锥锥形形电电弧弧而而引引起起的的，因因此此与与电电流流种种类类和和极极性性无无关关，且且运运动动方方向向总总是是由由焊焊条条指指向向工工件。件。1-3 电弧力及其影响因素电弧力及其影响因素正离子或电子撞击力正离子或电子撞击力电磁收缩力电磁收缩力金属蒸发反作用力金属蒸发反作用力构成构成富富Ar气体射流过渡焊接时，熔化金属形成连续细滴气体射流过渡焊接时，熔化金属形成连续细滴沿焊丝轴向高速射向熔池，产生很大的冲击力，此沿焊丝轴向高速射向熔池，产生很大的冲击力，此力加上电磁力、等离子流力，极易造成指状熔深。力加上电磁力、等离子流力，极易造成指状熔深。5.细熔滴冲击力细熔滴冲击力熔滴短路过渡时由电磁收缩力及液柱小桥气化爆断熔滴短路过渡时由电磁收缩力及液柱小桥气化爆断引起，促进短路过渡，但会造成飞溅。引起，促进短路过渡，但会造成飞溅。4.爆破力爆破力 这三个力中，阴极斑点力均较大；斑点力在一定这三个力中，阴极斑点力均较大；斑点力在一定条件下将阻碍焊条熔化金属的过渡。条件下将阻碍焊条熔化金属的过渡。3.斑点力斑点力 1-3 电弧力及其影响因素电弧力及其影响因素n二、影响电弧力的因素二、影响电弧力的因素 电电弧弧力力影影响响因因素素气体介质气体介质焊接电流和电压焊接电流和电压电极电极种类种类流量流量压力压力直径直径极性极性几何形状几何形状 1-4 磁场对电弧的作用磁场对电弧的作用一、电弧自身磁场的作用一、电弧自身磁场的作用-+F1影响因素影响因素 电流大小电流大小气体介质气体介质 压缩程度压缩程度电极形状电极形状（一）电弧的挺度（一）电弧的挺度 电弧的挺度是指电弧作为一种柔性的气体导体，电弧的挺度是指电弧作为一种柔性的气体导体，具有抵抗外界干扰，力求保持沿电极轴向燃烧具有抵抗外界干扰，力求保持沿电极轴向燃烧的性能。这种性能是由电弧自身磁场决定的。的性能。这种性能是由电弧自身磁场决定的。1-4 磁场对电弧的作用磁场对电弧的作用解决办法解决办法 选用厚皮焊条选用厚皮焊条以交代直以交代直 短弧焊短弧焊工件消磁、避免周围铁磁物质工件消磁、避免周围铁磁物质（二）磁偏吹（二）磁偏吹概念：概念：由于磁场不均匀分布而使得电弧偏离电由于磁场不均匀分布而使得电弧偏离电极中心线线的现象。（偏向磁力线稀疏的一侧）极中心线线的现象。（偏向磁力线稀疏的一侧）种种类类 导线接线位置引起的磁偏吹（直流）导线接线位置引起的磁偏吹（直流）电电弧弧附附近近的的铁铁磁磁物物质质引引起起的的磁磁偏偏吹吹（交交、直直流）电弧指向钢板，但不是被钢板所吸引流）电弧指向钢板，但不是被钢板所吸引 选择好接线点选择好接线点 1-4 磁场对电弧的作用磁场对电弧的作用应用：摆动电弧，用于薄板焊接。应用：摆动电弧，用于薄板焊接。二、外加磁场的作用二、外加磁场的作用外加横外加横向磁场向磁场外加纵外加纵向磁场向磁场 外加尖外加尖角形磁场角形磁场磁压缩，有助于提高能量密度磁压缩，有助于提高能量密度外外加加磁磁场场1-5 焊接电弧的结构及特性焊接电弧的结构及特性n1-5 焊接电弧的结构及特性焊接电弧的结构及特性n一、电弧结构及外部特征一、电弧结构及外部特征n1.结构结构阴极区阴极区阳极区阳极区弧柱区弧柱区-+n2.外部特征外部特征n二、焊接电弧的电特性二、焊接电弧的电特性n1.静特性静特性n定义定义 Uf=f(If)n特征及影响因素特征及影响因素n研究意义研究意义1-5 焊接电弧的结构及特性焊接电弧的结构及特性n 特征及影响因素特征及影响因素n2.动特性动特性n定义定义1-5 焊接电弧的结构及特性焊接电弧的结构及特性n 特征及影响因素特征及影响因素n3.交流电弧交流电弧n定义定义1-5 焊接电弧的结构及特性焊接电弧的结构及特性n 电弧焊教材电弧焊教材本章习题本章习题