焊條焊絲及母材的熔化描述課件.ppt

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1、第五章金屬熔化焊過程鋼熔化焊過程：加熱——熔化——冶金反應(yīng)——結(jié)晶——固態(tài)相變——形成接頭三個階段：一是焊條或焊絲及母材的快速加熱和局部熔化二是熔化金屬、熔渣、氣相之間進行一系列的化學(xué)冶金反應(yīng)，如金屬的氧化、還原、脫硫等；三是快速連續(xù)冷卻下的焊縫金屬的結(jié)晶和相變，此時易產(chǎn)生偏析、夾雜、氣孔及裂紋等缺陷。熔化極電弧焊的焊絲（條）具有兩個作用：一是作為電極與工件之間產(chǎn)生電?。辉偈撬旧肀患訜崛刍鳛樘畛浣饘龠^渡到熔池中去。焊絲（條）熔化和熔滴過渡是熔化極電弧焊接過程中的重要物理現(xiàn)象，其過渡方式及特性將直接影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。第一節(jié)焊絲的加熱及熔化一、

2、焊絲的熔化熱源焊接過程中，對焊絲伸出部分的加熱和熔化的熱能來源，主要是電弧熱和電阻熱。1.電弧熱焊絲的熔化主要靠陰極區(qū)（正接）或陽極（反接）所產(chǎn)生的熱能，使焊絲端部溫度驟然升高到其熔點TR以上。弧柱區(qū)的熱能對焊絲熔化所起的作用是有限的。根據(jù)兩極產(chǎn)熱公式,如果弧柱溫度為6000K時UT<1V,當(dāng)電流密度大時UA≈0,所以PK=I(UK-UW)PA=IUW即陰極區(qū)和陽極區(qū)的產(chǎn)熱主要決定于UK和UW。熔化極氣體保護焊時，焊絲為冷陰極材料，UK>>UW所以PK>>PA。焊絲為陰極時熔化速度快，而為陽極時熔化速度慢。堿性焊條電弧焊或含有CaF2焊劑的埋弧焊有類似

3、的結(jié)果。2.電阻熱伸出長度又名干伸長度，該段的電阻熱對焊絲有預(yù)熱作用。因此，用于加熱和熔化焊絲的總熱量主要由兩部分組成，即電弧熱和電阻熱。二、焊絲與焊條的熔化參數(shù)表明焊絲與焊條金屬熔化和過渡情況的參數(shù)，常用的有：(1).熔化速度熔化電極在單位時間內(nèi)熔化的長度或重量。常用單位是m/h或mm/min，及㎏/h。熔化速度常用vm表示。(2).熔化系數(shù)單位電流、單位時間內(nèi)焊絲（或焊芯）的熔化量（g/A·h）。(3).熔敷系數(shù)單位電流、單位時間內(nèi)，焊絲（或焊芯）熔敷在焊件上的金屬量（g/A·h），它標(biāo)志著焊接過程的生產(chǎn)率。(4).熔敷速度單位時間內(nèi)熔敷在焊件上的

4、金屬量（kg/h）。(5).熔敷效率熔敷金屬量與熔化的填充金屬（通常指焊絲、焊芯）量的百分比。(6).飛濺率焊絲（或焊芯）熔敷過程中，因飛濺損失的金屬重量與熔化的焊絲（或焊芯）金屬重量的百分比。(7).損失系數(shù)焊絲（或焊芯）在熔敷過程中的損失量與焊絲（或焊芯）熔化重量的百分比三、影響焊絲熔化速度的因素焊絲的熔化速度與焊接條件有密切關(guān)系。如電極極性、電極材料和表面物質(zhì)、焊接電流、電壓、氣體介質(zhì)、電阻熱等諸多因素都影響焊絲的熔化速度。現(xiàn)僅就主要影響因素簡述如下：1.電流的影響電弧熱和電阻熱皆與焊接電流的平方成正比,當(dāng)焊接電流增大時，焊絲熔化加快；2.焊絲直

5、徑在相同的工藝條件下，焊絲直徑越細(xì)，則熔化速度越大。3.焊絲伸出長度焊絲熔化速度隨著伸出長度的增加而增加。4.焊絲成分熔化極氬弧焊表明，焊絲的熔化系數(shù)按照Al、Cu、不銹鋼、碳鋼這樣的排列順序依次減??；焊接電流和焊絲伸出長度對焊絲熔化速度的影響（不銹鋼焊絲1.2mm直流反接）.5.電壓的影響（1）電弧電壓增加，即電弧長度增長，在導(dǎo)電嘴到焊件表面距離不變的條件下，表明焊絲伸出長度縮短了，使焊絲的預(yù)熱程度減弱，焊絲的熔化速度則隨之降低。（2）弧長增長時，電弧在輻射、對流等方面的熱能損失也增大，從而減小了用于熔化焊絲與母材的熱量，使焊絲的熔化速度減小。（3）

6、弧長的增長，會增大焊絲金屬熔滴的氧化和飛濺等損失，也使得它的值減小。電弧較長時，向空間散熱多，融化系數(shù)較小。電弧變短后，電弧熱量向空間散失能量變少，熔化系數(shù)提高。6.氣體介質(zhì)和電極極性的影響不同的氣體介質(zhì)只在直流正極性時，對焊絲的熔化速度及熔化系數(shù)有影響；而在直流負(fù)極性時基本上沒有影響。這是陰極壓降變化的緣故，不同的氣體介質(zhì)影響到陰極壓降值，進而影響到作為陰極焊絲的熔化速度。熔化極電弧焊的焊絲多屬冷陰極型材料，所以焊絲為陰極時熔化速度快，而為陽極時熔化速度慢。第二節(jié)熔滴的形成及過渡在電弧熱作用下，焊絲與焊條端頭的熔化金屬形成熔滴，受到各種力的作用向母材

7、過渡，稱為熔滴過渡。一、熔滴上的作用力焊絲端頭的金屬熔滴受以下幾個力的作用：表面張力、重力、電磁收縮力、斑點壓力、等離子流力和其它力。其中有的力促使熔滴形成和過渡，有的力卻起阻礙作用，這些力的共同作用決定了熔滴的大小和過渡狀態(tài)。1.重力焊絲末端的金屬加熱熔化后形成的熔滴，要受到自身重力（Fg=mg）的作用重力對熔滴的作用取決于焊縫在空間的位置。平焊時，重力是促使熔滴和焊絲末端相脫離的力；仰焊、立焊時，重力則成為阻礙熔滴和焊絲末端相脫離的力。熔化極氣體保護焊時生成的熔滴尺寸很小，故熔滴的重力也很小。只有在熔滴尺寸相當(dāng)大，才不可忽視童力對熔滴過渡的影響。2

8、.表面張力表面張力是在焊絲端頭上保持熔滴的主要作用力.若焊絲半徑為R，這時焊絲和熔滴間的表面張