焊條電弧焊與電弧切割（ppt）

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1、河北省特種作業(yè)人員安全技術培訓金屬焊接與切割作業(yè)培訓課件主講人:張志犇高級講師6/28/20211第三章焊條電弧焊與電弧切割6/28/20212第一節(jié)焊條電弧焊與電弧切割的工作原理、適用范圍及安全特點一、焊條電弧焊與電弧切割的基本原理(一)焊條電弧焊的基本原理焊條電弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應用最廣泛的焊接方法，它的原理是利用電弧放電(俗稱電弧燃燒)所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。6/28/20213圖3一l焊條電弧焊示意圖1一焊條芯；2一焊藥；3一液態(tài)熔渣；4一凝固的熔渣；5一保護氣體

2、；6一熔滴7一熔池；8一焊縫；9一工件；10一電?。?1～焊鉗6/28/20214在工件與焊條兩電極之間的氣體介質中持續(xù)強烈的放電現(xiàn)象稱為電弧。焊條電弧焊焊接低碳鋼或低合金鋼時，電弧中心部分的溫度可達6000～8000℃，兩電極的溫度可達到2400～2600℃，如圖3—2所示。電弧燃燒的必要條件是氣體電離及陰極電子發(fā)射。6/28/202151．氣體電離在常態(tài)下原子是呈中性的，氣體的分子也是呈中性的，氣體中幾乎沒有帶電質點，因此常態(tài)下氣體不能導電，電流也通不過，電弧不能自發(fā)地產(chǎn)生。但是在一定的條件下，氣體原子中的電子從外部獲得

3、足夠的能量，就能脫離原子核的引力而成為自由電子，同時原子因失去電子而成為正離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程稱為氣體電離。6/28/20216在焊接時，使氣體介質電離的種類主要有熱電離、電場作用下的電離、光電離。(1)熱電離氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生的電離稱為熱電離。溫度越高，熱電離作用越大。(2)電場作用下的電離帶電粒子在電場的作用下，各作定向高速運動，產(chǎn)生較大的動能，當不斷與中性粒子相碰撞時，則不斷地產(chǎn)生電離。(3)光電離中性粒子在光輻射的作用下產(chǎn)生的電離，稱為光電離。6/28/202172．陰極電子

4、發(fā)射陰極的金屬表面連續(xù)地向外發(fā)射出電子的現(xiàn)象，稱為陰極電子發(fā)射。焊接時，氣體的電離是產(chǎn)生電弧的重要條件，但是，如果只有氣體電離而陰極不能發(fā)射電子，沒有電流通過，那么電弧還是不能形成。因此陰極電子發(fā)射也和氣體電離一樣，都是電弧產(chǎn)生和維持的必要條件。6/28/20218一般情況下，電子是不能自由離開金屬表面向外發(fā)射的，要使電子逸出電極金屬表面而產(chǎn)生電子發(fā)射，就必須加給電子一定的能量，使它克服電極金屬內部正電荷對它的靜電引力。所加的能量越大，促使陰極產(chǎn)生電子發(fā)射作用就越強烈。焊接時陰極所吸收的能量的不同，所產(chǎn)生的電子發(fā)射有以下幾類

5、：熱發(fā)射、電場發(fā)射、撞擊發(fā)射等。陰極發(fā)射電子后，又從焊接電源獲得新的電子。6/28/20219(1)熱發(fā)射焊接時，陰極表面溫度很高，陰極中的電子運動速度很快，當電子的動能大于陰極內部正電荷的吸引力時，電子即沖出陰極表面，產(chǎn)生熱發(fā)射。溫度越高，則熱發(fā)射作用越強烈。(2)電場發(fā)射在強電場的作用下，由于電場對陰極表面電子的吸引力，電子可以獲得足夠的動能，從陰極表面發(fā)射出來。當兩電極的電壓越高，金屬的逸出功小，則電場發(fā)射作用越大。(3)撞擊發(fā)射當運動速度較高、能量較大的正離子撞擊陰極表面時，將能量傳遞給陰極而產(chǎn)生的電子發(fā)射現(xiàn)象，叫做

6、撞擊發(fā)射。6/28/202110實際上在焊接時，以上幾種電子發(fā)射作用常常是同時存在，相互促進的，但在不同條件下，它們所起的作用可能稍有差異。6/28/202111(二)電弧切割的基本原理電弧切割主要有碳弧氣割、碳弧刨割條和等離子弧切割。1．碳弧氣割碳弧氣割是利用碳極電弧的高溫，把金屬的局部加熱到熔化狀態(tài)，同時用壓縮空氣的氣流把熔化金屬吹掉，從而達到對金屬進行切割的一種加工方法。圖3—3碳弧氣刨切割示意圖6/28/202112碳弧氣割過程中，壓縮空氣的主要作用是把碳極電弧高溫加熱而熔化的金屬吹掉，還可以對碳棒電極起冷卻作用，這

7、樣可以相應地減少碳棒的燒損。2．碳弧刨割條電弧刨割條的外形與普通焊條相同，是利用藥皮在電弧高溫下產(chǎn)生的噴射氣流，吹除熔化金屬、達到刨割的目的。工作時只需交、直流弧焊機，不用空氣壓縮機。操作時其電弧必須達到一定的噴射能力，才能除去熔化金屬。6/28/202113二、焊條電弧焊與電弧切割的適用范圍(一)焊條電弧焊的適用范圍焊條電弧焊可以在任何有電源的地方進行焊接作業(yè)。適用于各種金屬材料、各種厚度、各種結構形狀的焊接。6/28/202114(二)電弧切割的適用范圍(1)用電弧切割對焊縫進行清根，比過去生產(chǎn)中常使用的風鏟生產(chǎn)效率可提

8、高數(shù)倍，尤其是在仰焊和立焊位置進行焊縫清根時，其優(yōu)越性更為突出。(2)改善了工人的勞動條件：過去在使用風鏟進行開坡口和清根時，噪聲和振動大．長年使用風鏟工作的工人，多患有耳聾性職業(yè)病，而且勞動強度也很高。(3)可以用電弧切割來加工焊縫坡口，特別適用于開U型坡。6/28/202115(4)使