焊丝的加热熔化及熔滴过渡土木.ppt
《焊丝的加热熔化及熔滴过渡土木.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《焊丝的加热熔化及熔滴过渡土木.ppt(45页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二章第二章 焊丝的加热熔化及熔滴过渡焊丝的加热熔化及熔滴过渡在熔化极电弧焊过程中,焊丝金属在焊缝中占在熔化极电弧焊过程中,焊丝金属在焊缝中占相当大的份额(约相当大的份额(约3080%),所以焊丝熔化的),所以焊丝熔化的快、慢、多、少以及熔滴过渡状态对电弧的稳快、慢、多、少以及熔滴过渡状态对电弧的稳定性、焊接质量及焊接生产率起重要作用;定性、焊接质量及焊接生产率起重要作用;第一节第一节 焊丝的加热与熔化焊丝的加热与熔化1、焊丝的加热与熔化特性:、焊丝的加热与熔化特性:焊丝的熔化热由两部分组成:焊丝的熔化热由两部分组成:电弧热(阴极区和阳极区的热):占主要地位电弧热(阴极区和阳极区的热):占主要
2、地位(占(占95100%););电阻热:电阻热:1.1 电弧热:电弧热:直流正接:焊丝接电源负极作为阴极;工件接直流正接:焊丝接电源负极作为阴极;工件接电源正极作为阳极;电源正极作为阳极;直流反接:焊丝直流反接:焊丝阳极;工件阳极;工件阴极;阴极;直流正接:阴极热量用于加热、熔化焊丝:直流正接:阴极热量用于加热、熔化焊丝:PK=I(UK-UT-UW)=Ium;其中;其中Um为焊丝熔化为焊丝熔化的等效电压;的等效电压;直流反接:阳极热量用于加热、熔化焊丝:直流反接:阳极热量用于加热、熔化焊丝:PA=I(UA+UT+UW)=Ium;当弧柱温度为当弧柱温度为6000K时,则时,则UT1V;当电流密度
3、;当电流密度较大,则较大,则UA0;以上两式可以简化为:以上两式可以简化为:PK=I(UK-UW););PA=IUW;结论:结论:当反接时,当反接时,PA=IUW,热量主要取决于热量主要取决于I和和UW,当它们一定时,则焊丝的加热与熔化情况是固定当它们一定时,则焊丝的加热与熔化情况是固定的;的;当正接时,当正接时,PK=I(UK-UW),而,而UK受很多因素受很多因素的影响而变化,所以此时焊丝的加热与熔化情况的影响而变化,所以此时焊丝的加热与熔化情况是变化的;是变化的;在熔化极气保焊中在熔化极气保焊中,冷阴极居多,所以,冷阴极居多,所以UK远远远远大于大于UW,所以所以PK远远大于远远大于PA
4、,即阴极的热大即阴极的热大于阳极的热,于阳极的热,在散热条件相同的情况下,直流正在散热条件相同的情况下,直流正接比直流反接焊丝熔化的快;接比直流反接焊丝熔化的快;当当较大时(如:钢、钛),并且细丝、大电流较大时(如:钢、钛),并且细丝、大电流时,电阻热不可忽略;时,电阻热不可忽略;1.2 电阻热:如下图所示:电阻热:如下图所示:所以,所以,综上所述:用于加热、熔化焊丝的总热量为:综上所述:用于加热、熔化焊丝的总热量为:Pm=Ium+I2RS2、焊丝熔化参数:、焊丝熔化参数:2.1熔化系数熔化系数m:单位电流、单位时间内焊(焊:单位电流、单位时间内焊(焊丝)熔化量;丝)熔化量;单位:单位:g/A
5、.h;一般常用焊条的;一般常用焊条的m为为813;2.2 熔敷系数熔敷系数f:单位电流、单位时间内,焊丝单位电流、单位时间内,焊丝(焊芯)熔敷在焊缝上的金属量。它标志着焊接(焊芯)熔敷在焊缝上的金属量。它标志着焊接过程的生产率;过程的生产率;单位:单位:g/A.h;一般常用焊条的;一般常用焊条的f为为712;与熔化系数的关系:与熔化系数的关系:fm;2.3飞溅率:焊丝(焊芯)在熔敷过程中,因飞飞溅率:焊丝(焊芯)在熔敷过程中,因飞溅损失的金属重量与熔化的焊丝(焊芯)金属溅损失的金属重量与熔化的焊丝(焊芯)金属重量的百分比重量的百分比:2.4熔敷效率:熔敷金属量与熔化的填充金属熔敷效率:熔敷金属
6、量与熔化的填充金属量的百分比;量的百分比;熔敷效率熔敷效率=在焊条中加入在焊条中加入30%以上的铁粉,铁粉在焊接以上的铁粉,铁粉在焊接时熔化并过渡到焊缝中去,增加了熔敷金属时熔化并过渡到焊缝中去,增加了熔敷金属量,所以熔敷效率增大;普通焊条的熔敷效量,所以熔敷效率增大;普通焊条的熔敷效率为率为90%左右,加入铁粉后可达左右,加入铁粉后可达130%左右;左右;第二节第二节熔滴的受力分析及过渡形式熔滴的受力分析及过渡形式1、熔滴上的作用力:在电弧热的作用下,焊丝、熔滴上的作用力:在电弧热的作用下,焊丝或焊条端头的熔化金属形成熔滴,在各种力的或焊条端头的熔化金属形成熔滴,在各种力的作用下向母材过渡;
7、作用下向母材过渡;1.1 表面张力:在焊条端头上保持熔滴的主要作表面张力:在焊条端头上保持熔滴的主要作用力,用用力,用F表示;表示;如图如图2-7所示;所示;F=2R;其中:其中:R:焊丝半径;:焊丝半径;:表面张力系数,它与:表面张力系数,它与材料的成分、温度、气体介质等因素有关;当材料的成分、温度、气体介质等因素有关;当金属表面有活性物质时(金属表面有活性物质时(O、S等),则等),则当当T则则;1.2 重力:方向:始终向下;用重力:方向:始终向下;用Fg表示;表示;如图所如图所示示平焊位置时,重力促进熔滴过渡;立、仰、横平焊位置时,重力促进熔滴过渡;立、仰、横焊时,重力阻碍熔滴过渡;焊时
8、,重力阻碍熔滴过渡;当焊丝较粗,电流较小时,则以上两个力在熔当焊丝较粗,电流较小时,则以上两个力在熔滴过渡过程中起主要作用;滴过渡过程中起主要作用;假设:熔滴为球形,则:假设:熔滴为球形,则:Fg=mg=4/3r3g:其中:其中:r:熔滴半径;熔滴半径;:熔熔滴密度;滴密度;m:熔滴质量;熔滴质量;g:重力加速度;重力加速度;当平焊时,当平焊时,FgF时,熔滴就开始脱离焊丝;时,熔滴就开始脱离焊丝;所以熔滴脱离之际所以熔滴脱离之际r为多少?为多少?Fg=F 2R=4/3r3g;所以:所以:则,则,/r;熔滴越细;熔滴越细;1.3电磁力:当电流增大时,电磁力是影响熔滴电磁力:当电流增大时,电磁力
9、是影响熔滴过渡的主要的力;过渡的主要的力;轴向力轴向力:如图如图2-9所示;所示;分部位加以分析:分部位加以分析:在焊丝与熔滴连接的缩颈处在焊丝与熔滴连接的缩颈处:(所形成的轴向(所形成的轴向力力F推推1表示)如图所示表示)如图所示2力;力;F推推1=其中,其中,dD为熔滴直径;为熔滴直径;dS为焊丝直径;为焊丝直径;F推推1方向:方向:始终由小截面指向大截面,在此始终由小截面指向大截面,在此处为向下,它是促进熔滴过渡的力;处为向下,它是促进熔滴过渡的力;在熔滴与弧柱之间在熔滴与弧柱之间:(所形成的轴向力所形成的轴向力F推推2表表示);示);如图如图2-9所示;所示;F推推2=其中,其中,dG
10、为弧根面积的直径;为弧根面积的直径;当当dGdD时,时,F推推2的方向由弧根指向熔滴,的方向由弧根指向熔滴,方向向上,则阻碍熔滴过渡;如图中力方向向上,则阻碍熔滴过渡;如图中力4所示;所示;当当dGdD时,时,F推推2的方向由熔滴指向弧根,的方向由熔滴指向弧根,方向向下,则促进熔滴过渡;方向向下,则促进熔滴过渡;1.3.2径向力径向力Fr:在焊丝端头剪断熔滴,促进熔在焊丝端头剪断熔滴,促进熔滴过渡;如图滴过渡;如图2-9中中Fcj力;力;1.4等离子流力:强烈的促使熔滴脱离焊丝端头,等离子流力:强烈的促使熔滴脱离焊丝端头,并对已脱离焊丝处于电弧空间的熔滴进行加速;并对已脱离焊丝处于电弧空间的熔
11、滴进行加速;电流电流、焊丝直径、焊丝直径等离子流力等离子流力;等离子流力不受焊接位置的影响,永远促进熔等离子流力不受焊接位置的影响,永远促进熔滴过渡滴过渡;1.5斑点压力:斑点压力:离子的撞击力;离子的撞击力;金属蒸汽的反作用力;这两个力的方向是指金属蒸汽的反作用力;这两个力的方向是指向斑点的,所以阻碍熔滴过渡;向斑点的,所以阻碍熔滴过渡;电磁收缩力:当斑点面积较小,小于熔滴直电磁收缩力:当斑点面积较小,小于熔滴直径,那么它的方向指向熔滴,所以阻碍熔滴过径,那么它的方向指向熔滴,所以阻碍熔滴过渡;渡;当斑点面积较大时,大于熔滴直径,那么它的当斑点面积较大时,大于熔滴直径,那么它的方向指向斑点,
12、故促进熔滴过渡;方向指向斑点,故促进熔滴过渡;综合考虑以上三个力:综合考虑以上三个力:斑点压力总的来说是阻斑点压力总的来说是阻碍熔滴过渡;碍熔滴过渡;1.6气体吹送力气体吹送力:气体总是由焊丝冲向工件气体总是由焊丝冲向工件,所以所以此力是促进熔滴过渡的此力是促进熔滴过渡的;1.7爆破力爆破力:主要造成飞溅主要造成飞溅,破坏熔滴过渡的轴破坏熔滴过渡的轴向性向性,它是无方向的它是无方向的,是有害的力是有害的力;思考题:思考题:1.平焊位置,熔滴直径大于焊丝直径,弧根直径平焊位置,熔滴直径大于焊丝直径,弧根直径大于焊丝直径,分析熔滴过渡所收到的力?大于焊丝直径,分析熔滴过渡所收到的力?(画图说明)(
13、画图说明)2、熔滴过渡的主要形式及其特点:、熔滴过渡的主要形式及其特点:熔滴过渡:熔焊时,在焊条(焊丝)端头形成熔滴过渡:熔焊时,在焊条(焊丝)端头形成熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程;熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程;按照熔滴过渡的形态可将其分为:按照熔滴过渡的形态可将其分为:自由过渡、接触过渡、渣壁过渡;自由过渡、接触过渡、渣壁过渡;2.1自由过渡:熔滴经电弧空间自由飞行,焊丝端自由过渡:熔滴经电弧空间自由飞行,焊丝端头与熔池之间不发生直接的接触;头与熔池之间不发生直接的接触;自由过渡又可分为:滴状(颗粒状)过渡、喷射自由过渡又可分为:滴状(颗粒状)过渡、喷射过渡、爆炸过渡;过渡、爆炸过渡
14、;2.1.1滴状过渡滴状过渡:熔滴直径熔滴直径焊丝直径,熔滴体积焊丝直径,熔滴体积大,数量少;大,数量少;根据熔滴的大小,又可分为大滴过渡和细颗粒过根据熔滴的大小,又可分为大滴过渡和细颗粒过渡;渡;大滴过渡:特点:熔滴直径大滴过渡:特点:熔滴直径焊丝直径,熔滴焊丝直径,熔滴体积大,数量少;体积大,数量少;条件:高电压、小电流条件:高电压、小电流A)大滴滴落过渡:如在)大滴滴落过渡:如在Ar气介质中,由于气介质中,由于E较较小,所以弧根扩展,在熔滴下部分布是对称的,小,所以弧根扩展,在熔滴下部分布是对称的,从而形成大滴滴落过渡;如图所示;从而形成大滴滴落过渡;如图所示;大滴滴过渡过程示大滴滴过渡
15、过程示意图意图B)大滴排斥过渡:如在)大滴排斥过渡:如在CO2介质中,由于介质中,由于CO2高温分解吸热,造成电弧收缩,从而使斑点压高温分解吸热,造成电弧收缩,从而使斑点压力增加,阻碍熔滴过渡,同时在此力的作用下,力增加,阻碍熔滴过渡,同时在此力的作用下,不但颗粒大,而且往往上扰,形成大滴排斥过不但颗粒大,而且往往上扰,形成大滴排斥过渡,同时造成飞溅和电弧不稳;渡,同时造成飞溅和电弧不稳;大滴排斥过渡大滴排斥过渡细颗粒过渡:细颗粒过渡:条件:高电压、当电流增大时(条件:高电压、当电流增大时(CO2焊);焊);特点:熔滴较细(熔滴尺寸一般也大于熔滴的特点:熔滴较细(熔滴尺寸一般也大于熔滴的直径,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 焊丝 加热 熔化 过渡 土木
限制150内