熔焊設(shè)備考

1、緒論焊接定義：焊接定義：通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子或分子間結(jié)合的一種方法。焊接物理本質(zhì)接物理本質(zhì)固體材料之所以能保持固定的形狀是因?yàn)椋汗腆w材料之所以能保持固定的形狀是因?yàn)椋?其內(nèi)部原子之間的距離足夠小，原子之間形成了牢固的結(jié)合力。2焊接使兩種材料連接在一起，即連接的材料表面上原子接近到足夠小的距離，使之產(chǎn)生足夠的結(jié)合力。焊接方法的分類：分類焊接方法的分類：分類(族系法）：族系法）：熔焊壓焊釬焊（1）

2、熔焊）熔焊定義：在不是施加壓力的情況下，將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法稱為熔焊。電弧焊：熔化極熔化極（焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、螺柱焊）非熔化極非熔化極（鎢極氬弧焊、等離子弧焊、碳弧焊、原子氫焊、氣焊、氧氫、氧乙炔、空氣乙炔、鋁熱焊、電渣焊、電子束焊、激光焊）（2）壓焊壓焊定義：焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力(加熱或不加熱)，以完成焊接的方法稱為壓焊。電阻焊（點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、對(duì)焊、高頻焊）冷壓焊（超聲波焊、爆炸

3、焊、鍛焊、擴(kuò)散焊、摩擦焊、氣壓焊）（3）釬焊）釬焊定義：采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的焊接方法稱為釬焊（火焰、感應(yīng)、爐中、浸漬、電子束、紅外線等第一章第一章焊接電弧焊接電弧1.1.電弧的物理本質(zhì)：焊接電弧是由焊接電源供給能量，在具有一定電壓的兩級(jí)之間或者電極與母材之間的氣體電弧的物理本質(zhì)：焊接電弧是由焊接電源供給能量，在

4、具有一定電壓的兩級(jí)之間或者電極與母材之間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。2兩電極間氣體導(dǎo)電條件：兩電極間氣體導(dǎo)電條件：①兩電極之間有帶電粒子兩電極之間有帶電粒子②兩電極之間有電場(chǎng)。兩電極之間有電場(chǎng)。3.3.電弧中產(chǎn)生帶電粒子的產(chǎn)生電弧中產(chǎn)生帶電粒子的產(chǎn)生：①氣體介質(zhì)的電離氣體介質(zhì)的電離②電極電子發(fā)射電極電子發(fā)射4.4.氣體的電離氣體的電離(1)(1)電離與激勵(lì)電離與激勵(lì)：氣體電離：在外加

5、能量作用下，使中性的氣體分子或原子分離成電子和正離子的過(guò)程。激勵(lì)：激勵(lì)：當(dāng)中性氣體粒子受外加能量作用而不足以使其電離，但可能使其內(nèi)部的電子從原來(lái)的能級(jí)躍遷到較高的能級(jí)的現(xiàn)象。(2)2)電離種類電離種類1)1)熱電離熱電離：氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生電離的過(guò)程。2)2)場(chǎng)致電離場(chǎng)致電離：在兩電極間的電場(chǎng)作用下，氣體中的帶電粒子被加速，當(dāng)帶電粒子的動(dòng)能增加到一定數(shù)值時(shí)，則可能與中性粒子發(fā)生非彈性碰撞而使之產(chǎn)生電離的過(guò)程。3)3)光電離光電離：

6、中性氣體粒子受到光輻射的作用而產(chǎn)生的電離過(guò)程。5.5.電子發(fā)射電子發(fā)射：陰極表面接受一定外加能量作用時(shí)，使其內(nèi)部的電子沖破電極表面的束縛而飛到電弧空間的現(xiàn)象。電子發(fā)射的類型電子發(fā)射的類型1)1)熱發(fā)射：發(fā)射：陰極表面因受熱的作用而使其內(nèi)部的自由電子熱運(yùn)動(dòng)速度加大，動(dòng)能增加，一部分電子動(dòng)能達(dá)到或超出逸出功時(shí)產(chǎn)生的電子發(fā)射現(xiàn)象。2)2)場(chǎng)致發(fā)射場(chǎng)致發(fā)射：當(dāng)陰極表面中間存在一定強(qiáng)度的正電場(chǎng)時(shí)，陰極內(nèi)部的電子將受到電場(chǎng)力的作用，當(dāng)此力達(dá)到一定程

7、度時(shí)電子便會(huì)逸出陰極表面的現(xiàn)象。3)3)光發(fā)射光發(fā)射當(dāng)陰極表向受到光輻射當(dāng)陰極表向受到光輻射作用時(shí)，陰極內(nèi)的自由電子能量達(dá)到一定程度而逸出陰極表面的現(xiàn)象。作用時(shí)，陰極內(nèi)的自由電子能量達(dá)到一定程度而逸出陰極表面的現(xiàn)象。4)4)粒子碰撞發(fā)射粒子碰撞發(fā)射電弧中高速運(yùn)動(dòng)的粒子（主要是正離子)碰撞陰極時(shí)，把能量傳遞給陰極表面的電子，使電子能量增加而逸出陰極表面的現(xiàn)象6.6.陰極斑點(diǎn)（場(chǎng)致發(fā)射才有）極斑點(diǎn)（場(chǎng)致發(fā)射才有）：是陰極表面發(fā)出爍亮的區(qū)域，

8、是發(fā)射電子最集中的區(qū)域。熱陰極：熱陰極：采用鎢或碳高溶沸點(diǎn)材料作陰極時(shí)，電弧的陰極區(qū)電子可以主要靠陰極熱發(fā)射來(lái)提供，這種電極叫熱陰極。（其斑點(diǎn)固定不動(dòng)），冷陰極冷陰極：鋼、鋼、鋁等材料金屬氧化物逸出功低，易發(fā)射電子。當(dāng)采用鋼、鋼、鋁等材料作陰極時(shí)，溶點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，陰極溫度不高，熱發(fā)射不能提供足夠的電子，這種電極通常稱為冷陰極。（其斑點(diǎn)在陰極表面作不規(guī)則的游動(dòng)，甚至幾個(gè)斑點(diǎn)同時(shí)存在）金屬氧化物的逸出功比純金屬低，因而氧化物處容易發(fā)射電子。

9、同時(shí)自身被破壞，因而陰極斑點(diǎn)有清除氧化物的作用。陰極表面某處氧化物被清除后另一處氧化物就成為集中發(fā)射電子的所在。陰極清理陰極清理：如果電弧在惰性氣體中燃燒，陰極上某處氧化物被清除后不再生成新的氧化物，陰極斑點(diǎn)移向有氧化物的地方將該處氧化物清除，這樣就會(huì)在陰極表面的一定區(qū)域內(nèi)將氧化物消除干凈，顯露出金屬本色的現(xiàn)象。7電弧的構(gòu)造電弧的構(gòu)造：陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)、弧柱區(qū)。陽(yáng)極區(qū)作用陽(yáng)極區(qū)作用：①接受弧柱中送來(lái)的電子流②同時(shí)向弧柱提供所需要的正離子流

10、。陰極區(qū)的作用：極區(qū)的作用：①向弧柱區(qū)提供電弧導(dǎo)電所需的電子流；②接受由弧柱傳來(lái)的正離子流。導(dǎo)電機(jī)構(gòu)：1熱發(fā)射型2電場(chǎng)發(fā)射型3.等離子型。8最小電壓原理最小電壓原理：當(dāng)電流和電弧周圍條件一定時(shí)，穩(wěn)定燃燒的電弧將自動(dòng)選擇一個(gè)確定的導(dǎo)電截面以保證電弧的電場(chǎng)強(qiáng)度具有最小的數(shù)值，在固定弧長(zhǎng)上的電壓最小，意味著電弧總是保持最小能量消耗。9.9.電弧靜特性：電弧靜特性：一定長(zhǎng)度的電弧在穩(wěn)定狀態(tài)下，電弧電壓與電弧電流之間的關(guān)系，稱為焊接電弧的靜特性伏

11、安特性。電弧力:電磁收縮力、等離子流力、斑點(diǎn)力等。A:電磁收縮力：由兩個(gè)4焊穿及塌陷：焊穿：焊縫上形成穿孔的現(xiàn)象。塌陷：熔化的金屬?gòu)暮缚p背面漏出，使焊縫正向下凹、背面凸起的現(xiàn)象。原因：焊接電流過(guò)大、焊接速度過(guò)小、坡口間隙過(guò)大第四章電弧焊自動(dòng)控制基礎(chǔ)?粗焊絲不用電弧自身調(diào)節(jié)原因a.粗焊絲電阻小，調(diào)節(jié)靈敏度低、反應(yīng)慢，弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)電流波動(dòng)大，使成形不好；b.焊絲熔化速度正比于焊接電流，j∝（Ids2），為保證合適的電流密度，I增加較大，才能有

12、合適的焊絲熔化速度。簡(jiǎn)述等熔化速度曲線方程的物理意義①此曲線上任一（I，U）組合均可滿足vf=vm條件，即電弧穩(wěn)定燃燒；②此曲線外的（I，U）組合，焊接過(guò)程不穩(wěn)定；③若此曲線上的點(diǎn)同時(shí)滿足電源外特性曲線條件和電弧靜特性曲線條件，則電弧穩(wěn)定工作，即穩(wěn)弧點(diǎn)應(yīng)在三特性曲線的交點(diǎn)處。電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜特性概念、焊接電流和電壓的調(diào)節(jié)方法及應(yīng)用。電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性——指在一定的焊接條件下，在給定焊絲送進(jìn)速度的條件下，由電

13、弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制的焊接電弧弧長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)的電流與電弧電壓之間的關(guān)系。電弧自身調(diào)節(jié)熔化極電弧焊的電流和電壓的調(diào)節(jié)方法——焊接電弧的穩(wěn)定工作點(diǎn)就是焊接電源的外特性曲線和電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線的交點(diǎn)，因此通過(guò)調(diào)節(jié)這兩條曲線就可以調(diào)節(jié)焊接電流和電弧電壓。適用于細(xì)焊絲熔化極電弧焊。電弧電壓反饋調(diào)節(jié)熔化極電弧焊的電流和電壓的調(diào)節(jié)方法——具有電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)電弧焊機(jī)是通過(guò)改變焊接電源的外特性和送絲給定電壓來(lái)調(diào)節(jié)焊接電流和電弧電壓的。適用于

14、粗絲熔化極電弧焊。兩種自動(dòng)調(diào)節(jié)作用:埋弧焊的電弧靜特性曲線一般接近于水平的線段，為使電弧能穩(wěn)定工作，電弧靜特性曲線與焊接電源外特性曲線的關(guān)系必須符合穩(wěn)定條件，即兩曲線必須有交點(diǎn)，而且在交點(diǎn)處電源外特性曲線的斜率必須小于電弧靜特性曲線的斜率。⑴等速送絲式焊機(jī)采用電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)；⑵變速送絲式焊機(jī)采用電弧電壓反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電弧在o0點(diǎn)工作時(shí)，焊絲的熔化速度等于其送絲速度，焊接過(guò)程穩(wěn)定。當(dāng)外界干擾使弧長(zhǎng)變短，則電弧靜特性降至l1，此時(shí)電弧

15、靜特性曲線與A曲線交于o2點(diǎn)。在弧長(zhǎng)變短的過(guò)程中，電弧靜特性曲線還與電源外特性曲線相交于o1點(diǎn)，即此時(shí)焊接電流有所增大，特使焊絲熔化速度加快，也就是說(shuō)電弧的自身調(diào)節(jié)也對(duì)弧長(zhǎng)的恢復(fù)起了輔助作用，從而加快了調(diào)節(jié)過(guò)程。注意：A焊絲熔化速度總是隨電流增加而增加的B電弧電壓增加時(shí)，焊絲熔化速度減小。C焊絲直徑減小、伸出長(zhǎng)度增大時(shí)，焊絲熔化速度增大第5章埋弧焊優(yōu)點(diǎn)1、生產(chǎn)效率高電流可到1000A以上，因而電弧的熔深能力和焊絲熔敷效率都比較大。2、焊

16、接質(zhì)量好焊接參數(shù)通過(guò)電弧自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能夠保持穩(wěn)定，對(duì)焊工技術(shù)要求不高，因而焊縫成形好、成分穩(wěn)定；另一方面也與采用熔渣進(jìn)行保護(hù)，隔離空氣的效果好有關(guān)。3、勞動(dòng)條件好埋弧自動(dòng)焊時(shí)，沒(méi)有刺眼的弧光，也不需要焊工手工操作。4、節(jié)約金屬及電能對(duì)于20～25mm厚以下的焊件可不開坡口，節(jié)省由于加工坡口而損失的金屬，也使焊絲填充量↓。由于焊劑的保護(hù)，金屬的燒損和飛濺↓↓。電弧熱量得到充分利用，單位長(zhǎng)度焊縫上所消耗的電能↓缺點(diǎn)1.焊接適用的位置受