第一章---焊接电弧及其特性ppt课件.ppt
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1、1我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第一章 焊接电弧及其特性第一节第一节 焊接电弧的物理本质和引燃焊接电弧的物理本质和引燃第二节第二节 焊接电弧的结构和伏安特性焊接电弧的结构和伏安特性第三节第三节 交流电弧交流电弧第四节第四节 焊接电弧的分类及其特点焊接电弧的分类及其特点2第一章 焊接电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第一节第一节 焊接电弧的物理本质和引燃焊接电弧的物理本质和引燃
2、电弧是一段导体导体导体?导体?电弧是一种气体放电气体放电现象气体放电?气体放电?电弧为什么能够导电?电弧为什么能够导电?电弧如何引燃?电弧如何引燃?3第一章 焊接电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物气体原子的激发、电离和阴极电子发射 气体气体原子的原子的激发与电离激发与电离阴极阴极电子发射电子发射 引燃电弧并维持电弧燃烧的引燃电弧并维持电弧燃烧的能量来源能量来源主要是主要是两电极两电极间的电场间的电场及由其产生的热、光和动能。及由其产生的热、光和动能。 维持电弧维持电弧稳定燃烧的条
3、件稳定燃烧的条件是:是: 1. 气体原子不断的被激发和电离;气体原子不断的被激发和电离; 2. 阴极不断地发射电子。阴极不断地发射电子。4第一章 焊接电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物气体原子的激发与电离气体原子的激发与电离激发:激发: 气体原子得到外加气体原子得到外加能量,电子从一个较能量,电子从一个较低的能级跳到另一个低的能级跳到另一个较高能级的现象叫较高能级的现象叫“激发激发”。使原子跃。使原子跃迁至激发状态所需的迁至激发状态所需的能量叫能量叫“激发能激发能”。电离电离 使
4、气体元素中的电使气体元素中的电子完全脱离原子核的束子完全脱离原子核的束缚形成离子和自由电子缚形成离子和自由电子的过程称为的过程称为“电离电离”。由原子形成正离子所需由原子形成正离子所需的能量称为的能量称为“电离能电离能El ” 。5第一章 焊接电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物气体原子气体原子 的的 电离形式电离形式撞击电离撞击电离热电离热电离光电离光电离气体原子(或分子)气体原子(或分子)吸收了光射线的光子能吸收了光射线的光子能而产生的电离。而产生的电离。6第一章 焊接电弧及其
5、电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物气体离子与电子的复合气体离子与电子的复合 中性原子中性原子正离子正离子电子电子 (电离)(电离)中和中和中性原子中性原子中性原子中性原子负离子负离子 吸附、结合吸附、结合电子电子气体原子与电子的结合气体原子与电子的结合 负离子负离子各种元素与电子形成负离子的倾向决定于它于电子各种元素与电子形成负离子的倾向决定于它于电子的亲和能的亲和能 Eq 。 Eq 越大,形成负离子的倾向越大。越大,形成负离子的倾向越大。7第一章 焊接电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多
6、么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物电弧中常见气体元素的电离能电弧中常见气体元素的电离能 E El l、逸出功、逸出功 W Wy y、亲和能、亲和能 E Eq q(ev)(ev)气体E El lE Eq q元素元素E El lE Eq qW Wy y元素E El lE Eq qW Wy yHe24.580Cu7.721.84.36C11.261.33 4.45Ar15.760Cr6.760.984.59K4.340.30 2.22N14.53 0.54Mo7.101.34.29Na5.140.35 2.33H13.
7、600.8W7.98/4.50B8.300.34.30O13.612.0Fe7.870.854.40F17.423.62/卤族元素卤族元素(F、Cl、Br、I 等)的电子亲和能最大,降低电弧等)的电子亲和能最大,降低电弧的电离度,影响电弧的稳定性。的电离度,影响电弧的稳定性。碱性焊条药皮中含有大量碱性焊条药皮中含有大量CaF2,因此电弧的稳定性较差。,因此电弧的稳定性较差。惰性气体惰性气体(Ar、He)与电子的亲和能最小,所以不可与电子的亲和能最小,所以不可能形成负离子;能形成负离子;金属元素金属元素介于两者之间。介于两者之间。 K、Na元素的电离能与亲和能较低,能起到稳弧作用。8第一章 焊接
8、电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 在阴极表面的原子或分子,接受外界的能量在阴极表面的原子或分子,接受外界的能量而释放出自由电子的现象称为而释放出自由电子的现象称为“电子发射电子发射”。气体E El lE Eq q元素元素E El lE Eq qW Wy y元素E El lE Eq qW Wy yHe24.580Cu7.721.84.36C11.261.334.45Ar15.76 Uyh 时,电弧再次引燃。时,电弧再次引燃。 电流过零时间越长,电弧再引燃越困难。电流过零时间越长,
9、电弧再引燃越困难。 电弧电压和电流波形发生畸变电弧电压和电流波形发生畸变 由于电弧电阻随弧柱温度发生交变,因此电由于电弧电阻随弧柱温度发生交变,因此电弧电压及焊接电流都不再按正弦规律变化。弧电压及焊接电流都不再按正弦规律变化。 电弧温度交变,热惯性作用较为明显电弧温度交变,热惯性作用较为明显 18第一章 焊接电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物二. 交流电弧连续燃烧的条件 在焊接主回路加入电感,使焊接电流的变化滞后在焊接主回路加入电感,使焊接电流的变化滞后于电源电压一个相位角于电源
10、电压一个相位角 。在电流过零时,若电源在电流过零时,若电源电压电压 u 达到电弧的再引燃电压达到电弧的再引燃电压Uyh ,就可以保持电就可以保持电弧连续燃烧。弧连续燃烧。 维持交流电弧连续燃烧条件的数学表达式为:维持交流电弧连续燃烧条件的数学表达式为: 4212220fyhfUUUU19第一章 焊接电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三. 影响交流电弧稳定的因素及稳弧措施引弧电压引弧电压 Uyh电路参数(电路参数( L 与与 R );电极的热物理性能(电极的热物理性能( c、a、T
11、m ) 和和尺寸尺寸空载电压空载电压U0电源频率电源频率 f采用交流方波电源采用交流方波电源20第一章 焊接电弧及其电特性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物四. 交流电弧的功率和功率因数 交流电弧的功率交流电弧的功率 Pf Pf 是交流电弧在半个周期内的平均功率(或有效功率)是交流电弧在半个周期内的平均功率(或有效功率) 交流电弧的功率因数交流电弧的功率因数 f tdiuPfff01fFffIUP简化后得近似值为:简化后得近似值为:222081905.0KXKUPLf0UUKf当正弦波交流电流
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