分析ad焊接方法与设备.ppt
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1、2022/7/9,杨建国,1,焊接方法与设备,2022/7/9,杨建国,2,第一章 电弧焊基础知识,电弧焊重要性高效本章基本内容电弧物理基础工艺特性焊丝熔化与熔滴过渡母材熔化及焊缝成型,2022/7/9,杨建国,3,主要章节,电弧焊基本历史焊接电弧焊丝的熔化与熔滴过渡母材熔化与焊缝成形,2022/7/9,杨建国,4,电弧焊基本历史,1801 迪威 电弧放电现象1855 俄罗斯人 碳弧焊应用:铁管及容器的制造 蒸汽机修理问题:碳元素使金属接头变得脆硬1891 俄罗斯人 金属极焊接法空气中 铁电极,2022/7/9,杨建国,5,电弧焊基本历史,1907 瑞典人 焊条电弧焊1912 瑞典人 开发出保
2、护良好的厚涂层焊条1920 英国人 全焊接船下水焊条电弧焊问题:有限长度焊条,2022/7/9,杨建国,6,电弧焊基本历史,2022/7/9,杨建国,7,电弧焊基本历史,1930 埋弧焊,2022/7/9,杨建国,8,电弧焊基本历史,1930 美国 GTAW1940 美国 成功应用该方法于焊接镁及不锈钢薄板,2022/7/9,杨建国,9,电弧焊基本历史,1945 交流GTAW焊接方法1945 直流金属极焊接方法GMA,2022/7/9,杨建国,10,第一节 焊接电弧,焊接电弧物理基础焊接电弧导电特性焊接电弧工艺特性,2022/7/9,杨建国,11,焊接电弧物理基础,电弧定义:电弧是一种特殊的气
3、体放电现象,它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。实现了将电能转化为机械能、热能和光能。,2022/7/9,杨建国,12,焊接电弧物理基础,气体是良好的绝缘体 带电粒子密度10-8/m3使气体导电的条件:电场带电粒子,2022/7/9,杨建国,13,焊接电弧物理基础,焊接电弧物理基础气体电离阴极电子发射带电粒子消失,2022/7/9,杨建国,14,焊接电弧物理基础,金属导电符合欧姆定律原因:导电机制没有发生变化,2022/7/9,杨建国,15,焊接电弧物理基础,非自持放电,自持放电,电流最大、电压最低、温度最高、发光最强,2022/7/9,杨建国,16,焊接电弧物理基础,沿电弧方向
4、电场强度分布不均匀分为三个区域阴极、阳极区尺寸很小,约为10-2-10-6 cm电场分布的不均匀性表明电弧电阻的非线性,2022/7/9,杨建国,17,焊接电弧物理基础,金属导电机制:自由电子定向移动电弧导电机制:电子、正离子、负离子都参与导电 是复杂的导电过程,产生机制?,2022/7/9,杨建国,18,焊接电弧物理基础,带电粒子产生来源:中性气体粒子的电离金属电极发射电子负离子形成正离子形成,基本物理过程,2022/7/9,杨建国,19,焊接电弧物理基础,气体的电离定义:在外加能量作用下,使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程实质:中性气体粒子吸收足够的外部能量,使分子或原子中的电
5、子脱离原子核束缚而成为自由电子和正离子的过程。,2022/7/9,杨建国,20,焊接电弧物理基础,中性气体粒子失去第一个电子所需要的最小能量成为第一电离能失去第二个电子所需的能量称为第二电离能。单位:电子伏(eV)为:1.6*10-19J 电离电压,2022/7/9,杨建国,21,焊接电弧物理基础,气体的电离电压的大小反映了带电粒子产生的难易程度。电离电压低-带电粒子容易产生 有利于电弧导电电离电压高-带电粒子难以产生 电弧导电困难,2022/7/9,杨建国,22,焊接电弧物理基础,2022/7/9,杨建国,23,焊接电弧物理基础,激励定义:当中性气体粒子受外加能量作用而不足以使其电离时,但可
6、能使其内部的电子从原来的能级跃迁到较高的能级,这种现象称为。使中性粒子激励所需要的外加能量叫做激励能,2022/7/9,杨建国,24,焊接电弧物理基础,受激励的电子没有脱离原子的束缚=粒子呈中性受激励的粒子处于不稳定状态=稳定状态时间短约为:10-2-10-8s 激励状态的粒子有两种出路又转变为稳定状态,伴随着这个过程能量以辐射光的形式释放出来=电弧辐射光接受外部能量电离,2022/7/9,杨建国,25,焊接电弧物理基础,当电弧空间存在电离电压(或激励电压)不同的多种气体的时候,在外加能量的作用下,电离电压(或激励电压)低的气体粒子先被电离(或激励),若这种气体的足以维持电弧的稳定燃烧,则整个
7、电弧燃烧所需要的能量主要取决于这个较低的电压。因而电弧所要求的外加能量就比较低。意义:稳弧剂的作用,2022/7/9,杨建国,26,焊接电弧物理基础,Fe电离电压为7.8V,K电离电压为4.3V,2022/7/9,杨建国,27,焊接电弧物理基础,电弧的电离与激励同时存在电离与激励所需的最低能量为固定值,2022/7/9,杨建国,28,焊接电弧物理基础,电离的种类:热电离场致电离光电离电离度:电弧内单位体积内电离的粒子数与气体电离前粒子总数的比值X=电离的粒子密度/电离前中性粒子密度,碰撞电离,2022/7/9,杨建国,29,焊接电弧物理基础,热电离定义:气体粒子受热作用而产生电离的过程实质:气
8、体粒子的热运动形成频繁而激烈的碰撞主要位置:弧柱区(温度在5000-50000K),2022/7/9,杨建国,30,焊接电弧物理-电离,电离度与材料、温度之间的关系,2022/7/9,杨建国,31,焊接电弧物理基础,基本规律:温度压力电离电压,电离度,带电粒子数,电弧稳定性,2022/7/9,杨建国,32,焊接电弧物理基础,场致电离定义:在两电极间的电场的作用下,气体中的带电粒子被加速,电能转化为带电粒子的动能,当带电粒子的动能达到一定数值时,则可能与中性粒子发生非弹性碰撞而使之电离,这种电离被称为场致电离,2022/7/9,杨建国,33,焊接电弧物理基础,场致电离发生的位置主要是两级区,由于
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