焊接电弧的基础知识

1、焊接电弧的基础知识电弧是一切电弧焊焊接方法的能源，电弧是一种气体放电现 象。1. 电弧的物理特性焊接电弧是由焊接电源供电的、具有一定电压的两电极间或 电极 与焊件间气体介质产生的强烈而持久的放电现象。通常情况下， 气体的分子和原子呈中性，气体中没有带电粒子，即使在电场作 用下，也不会产生气体导电现象，电弧不能自发产生。要使电弧 引弧并稳定地燃烧，就必须使两电极间的气体电离产生导电粒 子。2. 焊接电弧的结构（1）电弧结构：焊接电弧在长度方向上，由于其气体导体 粒 子的特性变化，电弧的阻抗也发生变化。通常将电弧分成三个区 域，靠近阴、阳极分别为阴极区和阳极区，中间的部分为弧柱区（图1-1） o阴

2、极区的长度非常小,只-S-6-3-4,而cmlO10,阳极 区的长度也只有cmlO-10有.弧柱区则占据电弧的主要长度。在电弧电压的分布上，阴，10- 30V）20v,弧柱区的压降（U为）极区的压降（U为10CK2 3Vo ）而阳极区的压降（U为a阴股压降区一I阳圾压降区M电弧压降分布图）电弧中温度及能量的分布：根据焊接电弧的结 构2（特点，焊接电弧中各区域温度及能量分布也不均匀。焊接电弧 的溫度结构特点，电极材料、气体种类、焊接电流大小、焊接方 法不同而不同。一般情况下，弧柱区的温度较高，两电极温度较 低，这主要是由于电极温度受到电极的材 料种类 焊接性能以及 熔点和沸点的限制，而弧柱区则.

3、没有。（3）电弧周围的磁场：电弧实际上是一种气态导体，从宏 观上 看呈中性，而在其内部，正、负电荷分离并以一定的方向运动形成电流，就像一根通电的导体。与流过电流的导体一 样，电弧周围也产生自身的磁场。电流与磁场的方向由右 于定则 确定（图12） o这种自身磁场能产生一定的电磁收缩 力，促使 熔滴向熔池过渡，保证熔化深度，并使电弧具有一定刚度，即电 弧抵抗外界干扰，力求保持沿焊条（丝）轴向流动的能力。在焊接过程中，由于种种原因，电弧自身所产生的磁场均匀 性的 分布可能遭到破坏，使电弧偏离焊条（丝）的轴线方向，即产生 磁偏吹现象，如图1 3所示。电流不仅在焊条与电弧 的空间产 生磁场，而且在流过焊

4、件的方向产生磁场，结果使电弧偏离了焊 条（丝）轴线。磁偏吹的产生还可能由于焊件上的剩磁以及焊件周围其他的磁场所引起。电弧磁偏吹使焊接电弧飘移和不稳定，甚至会使电弧熄灭。电弧 的不稳定燃烧，使加在熔池上的作用力也不稳定。熔滴 过渡不规 则，导致了焊缝成形不规则，从而引起未焊透、气孑L、夹渣等缺 陷。要清除磁偏吹的影响，首先要分析磁偏吹的产生原因，采取 调整电弧两侧空间的大小、小电流短弧焊的措施，外加反向磁场 或消磁等方法来消除磁偏吹对焊接的影响。（4）电弧的静特性：在电极材料、气体介质和弧长一定的 情 况下，电弧稳定地燃烧时，焊接电流与电弧电压变.电弧电压将随弧长增大化的关系称为焊接电弧的静特性

5、。而增 高，在电弧电压一定时，过分地增大弧长将会导致断弧。abl- 4）。在U弧长一定时，电弧静特性都呈形（见图400A段，电流 较小（焊条电弧焊约100A以下，埋弧焊约，要求电源提供较高 电压，一般要比正常电弧电压以下）倍才能保 证顺利引弧；随 着电流的增大，弧柱温高0.5 1度和电离程 度都增加，弧柱压 降减小，曲线呈下降形状。，埋弧200Abc段，为中等电流（焊 条电弧焊约100在，由于弧柱已充分电离，随着电流的增400 800A焊约）段，电流加电弧电压基 本不变，曲线呈水平形状。在cd密度很大，由于弧柱截 面受电 极截面限制难以增大，电弧电压随着电流的增加而增高。曲线 呈上升形状，实际