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1、052氣體保護(hù)焊等離子弧焊與切割20－20第五章氣體保護(hù)焊等離子弧焊與切割第三節(jié)熔化極氣體保護(hù)焊熔化極氣體保護(hù)焊是應(yīng)用最廣泛的焊接方法之一。焊條電弧焊，熔化極氣體保護(hù)焊以及鎢極氬弧焊已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)必備的焊接工藝方法。其中，氣體保護(hù)焊以其生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量好，操作簡單，成本最低而得到極其廣泛的應(yīng)用。可以說，如果掌握了熔化極氣體保護(hù)焊技術(shù)特別是短路過渡氣體保護(hù)焊技術(shù)，就能在機(jī)械制造企業(yè)立足。熔化極氣體保護(hù)焊與鎢極氬弧焊的最大區(qū)別就在于熔化極氣體保護(hù)焊的電極在焊接過程中是熔化的，如圖示。為此，熔化極氣體保護(hù)焊的電源外特性與焊條電弧焊不同，還需要
2、專門的送絲機(jī)構(gòu)用來送進(jìn)焊絲。熔化極氣體保護(hù)焊焊接示意圖熔化極氣體保護(hù)焊設(shè)備示意圖1．熔化極氣體保護(hù)焊的焊接電源：絕大多數(shù)氣體保護(hù)焊電源都是平外特性配用等速送絲機(jī)構(gòu)。下降外特性電源配用變速送絲機(jī)構(gòu)，只有在焊絲直徑超過2.0毫米時才使用，多用于厚板鋁合金的機(jī)器焊。我們能夠?qū)嶋H接觸到的都是平特性電源加等速送絲機(jī)構(gòu)。下降外特性電源加變速送絲，在此就不討論了。a．電弧自動調(diào)節(jié)特性：熔化極氣體保護(hù)焊的電弧靜特性，位于曲線的上升段。采用平特性電源，等速送絲機(jī)，能夠以最小的成本，達(dá)到電弧穩(wěn)定燃燒的目的。電弧自動調(diào)節(jié)特性的研究是大學(xué)本科的內(nèi)容，我們不進(jìn)行深入的
3、討論。在這里僅僅說明它的原理。熔化極氣體保護(hù)焊電弧在燃燒時，一方面焊絲在不斷送進(jìn)，另一方面，焊絲也在不斷的熔化。電弧穩(wěn)定燃燒的基本條件和具體特征就是焊絲的送進(jìn)速度必須等于焊絲的熔化速度。即：V送＝V熔052氣體保護(hù)焊等離子弧焊與切割20－20另外，在我們這個熔化極氣體保護(hù)焊系統(tǒng)中，作出三個假設(shè)：第一，焊接電源是平特性的，無論焊接電流發(fā)生多大變化，電源的輸出電壓維持不變；第二，把電弧簡化為一個大電阻；這也基本符合實際情況，整個焊接回路的電阻實際上就是弧阻；第三，整個焊接回路的表現(xiàn)符合歐姆定律；U＝IR；焊接回路當(dāng)中實際上是存在電感和變壓器的內(nèi)阻
4、的，但是，與電弧電阻相比，他們都可以忽略不計。另外，雖然電弧靜特性曲線整體上是U型不是線性的，但是在氣體保護(hù)焊的范疇，電弧靜特性曲線位于上升段，可以認(rèn)為是線性的。現(xiàn)在，在焊接過程中，由于外界的干擾，電弧略微拉長，于是，弧阻增大，電壓不變，那么根據(jù)歐姆定律，電流一定變小，于是，焊絲的熔化速度也就變小，V熔＜V送，焊絲送得快，熔得慢，那么弧長趨向于變短，最后又恢復(fù)到V送＝V熔；電弧繼續(xù)穩(wěn)定燃燒；假如，在焊接過程中，由于外界的干擾，電弧略微縮短，于是，弧阻減小，電壓不變，那么根據(jù)歐姆定律，電流一定增大，于是，焊絲的熔化速度也就增大，V熔＞V送，焊絲
5、熔化快，送進(jìn)慢，那么電弧又趨向于變長，最終又恢復(fù)到V送＝V熔；電弧繼續(xù)穩(wěn)定燃燒；也就是說，平特性電源加等速送絲，焊接過程中的弧長波動可以自動恢復(fù)。這就是電弧的自動調(diào)節(jié)特性。在焊絲直徑不超過1.6毫米的情況下依靠電弧自動調(diào)節(jié)特性可以很好地維持電弧穩(wěn)定燃燒。b．焊接規(guī)范的調(diào)節(jié)：熔化極氣體保護(hù)焊的規(guī)范調(diào)節(jié)與焊條電弧焊和鎢極氬弧焊不同，焊條電弧焊，鎢極氬弧焊調(diào)節(jié)電流只需要旋轉(zhuǎn)一個旋鈕或者手柄，但是，熔化極氣體保護(hù)焊的電流調(diào)節(jié)卻需要旋轉(zhuǎn)兩個旋鈕，它們是：焊接電壓旋鈕和送絲速度旋鈕。假定現(xiàn)在熔化極氣體保護(hù)焊的電弧在穩(wěn)定燃燒中，弧長保持不變。如果我們需要增
6、大電流，那么按照歐姆定律，我們要增大焊接電壓，所以，要把焊接電壓的旋鈕向增大方向旋轉(zhuǎn)。這時弧壓升高，電流增大，焊絲熔化速度會加快，V送＝V熔的平衡會打破，如果不加控制的話，電弧會越來越長，最后焊絲和導(dǎo)電嘴熔化在一起，送絲終止，電弧熄滅。所以，我們在增大電弧電壓的情況下要把送絲速度的旋鈕也向增大方向旋轉(zhuǎn)，使得焊絲的送進(jìn)速度也加快，這樣就能繼續(xù)保持V送＝V熔的平衡，電弧長度略微增長，焊接電壓升高，焊接電流增大，達(dá)到了調(diào)節(jié)焊接電流的目的。詳細(xì)的焊接電流調(diào)節(jié)方法將在操作技術(shù)一節(jié)中詳細(xì)敘述。c．熔化極氣體保護(hù)焊的熔滴過渡：焊絲被電弧熔化后形成熔滴，熔滴
7、從焊絲端部滴落并進(jìn)入熔池的過程叫做熔滴過渡。氣體保護(hù)焊的熔滴過渡可以分為滴狀過渡，短路過渡，噴射過渡，旋轉(zhuǎn)噴射過渡和脈沖噴射過渡。其中，滴狀過渡因焊縫成型惡劣不予采用，旋轉(zhuǎn)噴射過渡也應(yīng)用很少，其他幾種過渡形式都廣泛得到應(yīng)用。我們在操作焊條電弧焊的時候，如果把電弧拉長，用高速攝影拍攝，可以看到一滴滴顆粒比較大的熔滴從焊條端部向熔池中滴落，但是熔滴并不是直接滴入熔池，而是在電弧空間扭曲搖擺著，熔滴的形狀也在不斷變化，最后，熔滴經(jīng)過復(fù)雜的曲線運動進(jìn)入熔池。有些熔滴甚至滴落過程中又返回焊條端部，然后再次滴落下來。有些則沒有進(jìn)入熔池，直接飛出電弧空間。
8、如果逐漸壓低電弧，這時可以通過高速攝影看到，熔滴尺寸變細(xì)，滴落速度加快，當(dāng)電弧壓低到一定程度，熔滴會跟熔池出現(xiàn)短路現(xiàn)象。這時電弧熄滅，而熔滴就是在電弧熄滅時過渡到熔
