电弧焊熔化现象工艺特性和影响规律

1、电弧焊熔化现象工艺特性和影响规律本章重点： 熔滴过渡的主要形式及特点； 焊接工艺参数对焊缝成形的影响；本章难点： 熔滴过渡的影响因素、特点及应用 ；学习建议： 在准确把握熔滴过渡特点的基础上去理解它们的 应 用，并弄清楚常见焊接方法所用的熔滴过渡形 式； 了解常见焊接工艺参数等因素对焊缝成形 （质量）的影响规律。电弧的工艺特性主要包括： 热能特性、力学特性、 电弧稳定性等。一、焊缝（weld）形成过程 母材熔化形成熔池(molten pool)熔池凝固形成焊缝 熔池形状与焊缝质量有关二、焊缝形状与焊缝质量的关系 焊缝成形的基本参数： 熔深； 熔宽； 余高； 焊缝成形系数：焊缝宽度焊缝厚度第一节

2、 母材熔化与焊缝成形 1母材的熔化热 电弧产热借助于传导、辐射、等离子气流、熔滴过渡等方式将热能传入母材。 电弧焊输入到母材中的热量一般由下式给出：一、母材熔化特征和焊缝形状尺寸为电弧加热母材的热效率； 工件热输入/电弧热功率 （电弧热功率总的热损失）/电弧热功率电弧热损失包括： （1）电极、导电嘴等传导散热； （2） 熔化焊丝、焊剂、药皮等热损耗； （3）电弧光辐射、热辐射、气流散热； （4） 熔滴飞溅的热损失；不同焊接方法的电弧热效率：（1）熔化极(70%80%)比非熔化极(50%70%)热效率高。 TIG焊、等离子弧焊 约为(5070)；熔化极弧焊，由于熔滴过渡时将其保有的热量带到母材，

3、可达到(7080)。（2）埋弧焊热效率最高。（3）短弧比长弧热效率高。 电弧介质及焊接电流值对 的影响较小，但弧长会对有某种程度的影响。温度分布:熔池中心温度高(远高于材料熔点)。（二）熔池所受的力电弧对熔池的作用力：电磁静压力和电磁动态压力。熔池中的其它作用力）液态金属的重力；）电磁力）表面张力：取决于液态金属的成分与温度a. 表面张力阻止熔池金属的流动。b. 表面张力影响液态金属润湿性。c. 表面张力内外差造成液态金属的流动，影响焊缝尺寸。中心表面张力小中心表面张力大（三） 母材的熔化断面形状 母材熔化形态变化的原因是源于电弧力或等离子气流对熔池的挖掘作用。 电弧力和等离子气流对熔池的压力

4、都是起因于流经弧柱的电流，把两者合并考虑，力的数值可以用下式表达：式中， k是与电弧形状有关的比例常数，为电极端部电弧的电流密度。 综合上面两式可看出，熔池受到的挖掘力与电流的平方成正比，而与电极直径的平方成反比。因此，细焊丝大电流的气保护熔化极电弧焊，其熔池受到的向下挖掘力是非常大的，熔化形状呈中心熔化型，熔深远远大于通过热传导理论计算的数值。设焊丝直径为d，则可以用下式近似表示： 图 a 图b 图c 图 a：单纯熔化型，电流密度小，弧长短时；电磁力小，热传导起主要作用。焊条电弧焊、TIG焊。图b：中心熔化型，焊丝直径较细，电流密度相当大。电磁静、动压力对熔池的挖掘作用，底部暴露。图c：周边

5、熔化型，电流密度较大，弧长较长或焊接速度较慢时。（电弧斑点漂动，过热金属流向四周）图（a）为指状熔深，在氩气MIG焊时出现。其形成因素包括： 工件受到阴极清理作用，熔滴喷射过渡；图（b）此形态是大电流CO2焊中出现的（也可能在氦气MIG 焊、埋弧焊中出现）。其形成因素包括： 弧柱受热拘束而收缩，工件无阴极清理作用；图（c）是CO2焊中焊丝端部深入焊接坡口内出现的形态，又称 “梨形”熔深，其焊缝组织易产生结晶裂纹。 热输入、电弧力 母材的熔化形状 因此可以在不改变对母材热输入量的前提下，对母材的熔深进行控制。 选择电极的直径是一个有效手段，电极直径越细，母材熔化越深。 右图给出钢材料MIG焊时在

6、相同电流、电压、速度下，改变焊丝直径所得到的熔深实测值，即它与电流密度成正比增加，与焊丝直径的平方的倒数成正比。（四）焊缝形状尺寸及特征参数以平面单道对接焊缝为讨论对象。形状参数 ：H、B、 、a、 ；焊缝成形系数B/H；余高系数=B/a ；焊缝熔合比 Fm/(Fm + FH)；通常 1；一般取 a=03 mm； 太小，易形成应力集中，太大，易形成缺陷，则一般=48；图2.6 平焊位置焊缝形状尺寸 焊接工艺方法和规范参数对熔池体积及熔池宽度等都有很大的影响。 在厚板非完全熔透焊接中，H对接头的承载能力有重要影响；而在薄件完全熔透的焊接中，B对焊缝性能有影响； 的大小对熔池中气体的逸出、熔池的结

7、晶方向、成分偏析、裂纹倾向性等有影响；的大小对焊缝合金成分、接头强度、裂纹倾向等有影响。1对流驱动力 熔池内部存在着液态金属的流动，力是产生液体流动的原因。右图示意无添加焊丝GTAW（TIG焊）电弧作用下熔池内部的4种对流驱动力。其中浮力对流是次要的。二、熔池金属的对流2表面张力流及微量元素的影响 表面张力对熔滴过渡、熔池内的液态金属流动等都有显著影响。因此，凡是影响表面张力的因素，都会对表面张力流产生影响，进而影响熔池形状。 影响表面张力的主要因素： 合金系； 温度； 微量表面活性元素；（1）液态金属表面张力2） 微量元素对熔池现象的影响（自学）3） 焊接熔池表面张力流的研究（自学）3、等离

8、子流及电磁对流对熔池流动的影响 等离子气流使熔池表面金属产生向着周边的流动，而电磁对流产生向着熔池中心的流动。流动强度与电弧的形态有关。 在熔池表面上阳极区域较大的情况下，等离子气流增强，而熔池内的电流密度下降，从而使电磁对流相对减弱，如图(a)的情况。而在阳极区收缩的情况下，如图(b)所示，电磁对流的影响增强。三 焊接参数与工艺的影响 通常将对焊接质量影响较大的工艺参数(焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等)称为焊接参数。其它工艺参数(焊丝直径、电流种类与极性、电极和工件倾角、保护气等) 称为工艺因数（或工艺条件）。此外，工件的结构因数（坡口形状、间隙、工件厚度等）也会对焊缝成形造成一定的

9、影响。注意与教材上的不一致，上述更合理。 1焊接参数的影响 焊接电流、电弧电压、焊接速度。焊接参数决定焊缝输入的能量，是影响焊缝成形的主要工艺参数。 图b，是由于电弧电压的增加是以增加电弧长度实现的，使得电弧热源半径增大，工件热输入能量密度减小；同时由于焊丝送进速度和焊丝熔化量没有改变，使得电弧功率加大，工件热输入有所增大。焊接电流是影响熔深的主要参数；电弧电压是影响熔宽的主要参数。IBaHUBaHVwBaH图a 电流增加图b 电压增加图c 焊速增加1）焊接电流的影响要注意：（1）对于改变送丝速度调整焊接电流的焊接设备，在焊接电流增加时送丝速度也增加，而熔宽增加少，因此余高增加。（2）电流增加

10、，弧柱直径增加，熔宽增加，但电弧潜入工件深度增加，电弧斑点受到限制，熔宽增加少。2）电弧电压的影响注意：在增加电流的同时要增加电弧电压，以保证合适的焊缝成形。3）焊接速度是评价焊接生产率高低的一项重要指标，但焊接速度的提高会产生缺陷：裂纹及咬边。 工艺因数的影响电流种类和极性 熔化极气体保护焊和埋弧焊采用直流反接时，熔深、熔宽都比直流正接大；交流焊接时，熔深、熔宽介于直流正接与直流反接之间。 在钨极氩弧焊或酸性焊条电弧焊中，直流反接熔深小；直流正接熔深大；交流焊接介于上述两者之间。 2）焊丝直径和伸出长度 3）电极（焊丝）倾角：电极前倾（倾斜方向为焊接方向），熔宽增加，熔深、余高均减小；电极后

11、倾：情况刚好相反。焊条电弧焊和半自动气体保护焊时，通常采用电极前倾法，倾角6580之间较合适。 焊丝倾斜时，电弧轴线也相应偏斜。焊丝前倾时，电弧力对熔池金属向后排出的作用减弱，熔池底部的液体金属层变厚，熔深减小。所以电弧潜入工件的深度减小，电弧斑点移动范围扩大，熔宽增大，余高减小。角越小，这一影响越明显如图（c）。焊丝后倾时，情况相反。图 焊丝倾角对焊缝成形的影响电极倾角：前倾焊熔深变小，熔宽变大，余高变小；后倾焊熔深变大，熔宽变小，余高变大； 焊接倾斜的工件时，熔池金属在重力作用下有沿斜坡下滑的倾向。下坡焊时，这种作用阻止熔池金属排向熔池尾部，电弧正下方液体金属层变厚，电弧不能深入加热熔池底

12、部的金属，电弧对熔池底部金属的加热作用减弱，熔深减小，电弧斑点移动范围扩大，熔宽增大，余高减小。倾角过大会导致熔深不足和焊缝流溢。上坡焊时，重力有助于熔池金属排向熔池尾部，因而熔深大 ，熔宽窄，余高大。上坡角度612时，余高过大，且两侧易产生咬边。4）工件倾角 焊件倾角：上坡焊相当于后倾焊； 下坡焊相当于前倾焊；图 工件斜度对焊缝形成的影响a)上坡斜 b)上坡斜工件斜度的影响 c)下坡斜 d)下坡斜工件斜度的影响 工件斜度3 结构因数 焊件的结构因数通常指工件的材料和厚度、工件的坡口和间隙等。在一定条件下，工件的结构因数也会对焊缝成形造成影响。1）工件材料和厚度 导热性好熔深和熔宽就小；工件材

13、料的密度或液态粘度越大，熔深越浅；工件厚度越大散热越多，熔深和熔宽越小。 2）坡口和间隙 采用对接形式焊接薄板时不需留间隙，也不需开坡口；板厚较大时，为了焊透工件需留一定间隙或开坡口，此时余高和熔合比随坡口或间隙尺寸的增大而减小，因此，焊接时常采用开坡口或留间隙来控制余高和熔合比。 坡口角度及间隙：增大，则余高及熔合比减小；图 间隙和坡口对焊缝形状的影响总之，影响焊缝成形的因素很多，想获得良好的焊缝成形，需根据工件的材料和厚度、焊缝的空间位置、接头形式、工作条件、对接头性能和焊缝尺寸要求等，选择合适的焊接方法和焊接工艺参数；否则就可能造成焊缝的成形缺陷。 焊接缺陷有多种，包括内部缺陷和外部缺陷

14、、微观组织缺陷和宏观缺陷等。气孔、夹渣、裂纹除与焊接参数和工艺因素有关外，更主要的是受到焊缝冶金因素和焊接热循环的影响，其成因相对比较复杂。在焊缝成形方面所出现的表观缺陷，其成因主要是焊接工艺参数搭配不合理所致，如下图所示。四、焊缝缺陷及形成原因1 焊缝外形尺寸不符合要求 问题：焊缝表面高低不平、焊缝波纹不均匀、纵向宽度不均匀、蛇行焊道、表面缩孔、大电流MIG焊接的起皱现象等。后果：除造成焊缝成形不美观外，还影响焊缝与母材金属的结合强度。原因：工件所开坡口角度不当、装配间隙不均匀、焊接参数选择不合适及操作人员技术不熟练。 2咬边和凹坑 电弧将焊缝边缘熔化后，没有得到填充金属的补充而留下缺口的现

15、象叫咬边(也称咬肉) 。原因：当采用大电流高速焊接或焊角焊缝时一次焊接的焊脚过大，电压过高或焊枪角度不当，都可能产生咬边现象 。焊缝表面两侧与母材交界处出现的凹槽，称为咬边。 焊缝中凹坑的形成主要是由于在一定的焊速下电流值过大，导致电弧压力对熔池的冲击过大造成的。3未焊透和未熔合 未焊透：熔焊时，焊接接头根部未熔透的现象。未熔合：焊道与母材之间、焊道与焊道之间未能完全熔化结合的现象。后果：未焊透和未熔合处易产生应力集中，使接头力学性能下降原因：焊接电流过小、焊速过高、坡口尺寸不合适及焊丝偏离焊缝中心，或受磁偏吹影响等；焊件清理不良，杂质阻碍母材边缘与根部之间以及焊层之间的熔合，也易引起未焊透和

16、未熔合。4焊穿及塌陷 焊穿: 焊缝上形成穿孔的现象。塌陷: 熔化的金属从焊缝背面漏出，使焊缝正面下凹背面凸起的现象。 原因: 主要是电流过大、焊速过小或坡口间隙过大等。在气体保护电弧焊时，气体流量过大也可能导致焊穿。通常情况下，平焊易获得良好的焊缝成形。 5、焊瘤及其它缺陷 焊瘤：熔焊时，熔化的金属流到焊缝以外未熔化的母材上而形成金属瘤的现象，或直接在焊缝上聚集成大的金属瘤的现象.原因：主要是由于填充金属量过多引起的，坡口尺寸过小、焊速过慢、电压过低、焊丝偏离焊缝中心及焊丝伸出长度过长。 在各种焊接位置中，平焊时产生焊瘤的可能性最小，而立焊、横焊、仰焊则易产生焊瘤。 焊瘤有两种表现形态： 熔化

17、金属流淌到焊缝区以外未熔化母材上堆集。这是由于填充金属过多，或熔池重力作用引起的； 在焊缝上聚集成凸出的堆高。这大多是由于不稳定的熔滴过渡造成。 焊缝的其它缺陷如右图所示，其成因涉及到综合的工艺因素。焊丝的熔化与熔化速度1 焊丝的熔化热熔化焊丝的热源是电弧热和电阻热。焊丝熔化所需要的热量大部分来自电弧对电极前端的加热。熔化极电弧焊：焊丝的熔化主要靠阴极区(正接)或阳极区(反接)所产生的热量及焊丝伸出长度上的电阻热，弧柱区产生的热量对焊丝的加热熔化作用较小。非熔化极电弧焊(如钨极氩弧焊或等离子弧焊)：填充焊丝主要靠弧柱区产生的热量熔化。第二节 焊丝熔化与熔滴过渡 在普通电弧焊接中，即使弧柱温度达

18、到6000K，UT值也在1V以下，并且电流密度较大时UA接近于0，因此熔化等效电压主要由Uc和Uw值决定。故上两式可简化为： PCI(UCUW)； PAIUW1）电弧热阴极区的产热功率（等价电能）为： PCI（UC - UW - UT）阳极区的产热功率：PAI（UA + Uw + UT）式中UA为阳极压降，Uc为阴极压降，Uw为电极材料的功函数，UT为弧柱电子动能的等价电压。 熔化极电弧焊，焊丝都是低熔点材料（冷阴极材料），由于Uc Uw，通常有PC PA的关系，当采用同样大小的电流焊接同一种材料时，焊丝作为阴极时的产热量比作为阳极时的产热量多，在散热条件相同时，焊丝作阴极比作阳极时熔化速度快

19、。而TIG焊时则与此相反。(提高焊丝熔化速度的方法) 焊丝除了受电弧极区能量的加热之外，还受到干伸长段的电阻热。这部分热量对焊丝起预热作用，提高焊丝的熔化速度，尤其对细丝和材质电阻率大的焊丝更为明显。对于电阻率高的细丝，在干伸长较大的大电流下焊接时，PR可以达到与PA或PC同等值。 可以认为用于焊丝熔化的总热量 Pm 就是 PA或 PC 与 PR之和，一般用下式表示： 式中Um是电弧极区熔化热的等效电压； 此外，还有电弧弧柱区的辐射、对流传热对焊丝的加热等。通常将这部分热量忽略。2. 焊丝的熔化速度与比熔化量 焊丝的熔化速度由来自电弧的热输入量及焊丝的电阻产热所决定，大致与电弧电流成比例，此外

20、还受到熔滴保有热量的影响。如果焊丝端部达到熔点，在发生熔化的同时熔滴即刻脱离焊丝，这种情况下熔滴保有热量最低，效率也高。 单位时间、单位电流下的焊丝熔化脱落重量，称作焊丝的比熔化量（单位 mg），用MR表示。 注意：比熔化量又常称为熔化系数。 焊丝前端被加热到该材料熔点以上温度时产生熔化，随后熔化金属短时保持在焊丝前端，然后不断脱落过渡。熔滴脱落时将其所保有的热量从焊丝前端带走，即在电弧长度维持一定时，向连续送进焊丝提供的热量与熔滴脱落过渡带走的热量应当相等。 单位时间脱落熔滴的保有热量 Qm 由下式给出：式中，w为单位时间内熔化焊丝的重量，C为金属比热；Tf为脱落熔滴的平均温度，H为潜热，J

21、为功当量。 在焊丝材料的物理常数 C、H、Tf 数值确定以后，W/I 只取决于( Um + IRe )。在 MIG 焊的特定场合，焊丝作为阳极时的 Um 与材料的功函数 Uw 大致相等而为一定值，若忽略电极干伸长的电阻产热，则比熔化量与电流值无关，是个定值。焊丝熔化速度与电流之间的关系表达式:焊丝的熔化速度Uf为： 、为比例常数注意：当焊丝的干伸长电阻对加热有较大作用时，从上式可知：熔化速度与焊接电流为非线性关系。3 熔化速度的影响因素）焊接电流：直线关系（低碳钢等）；非直线关系（不 锈钢：电阻率大，电阻热作用明显）。）焊丝材料（电阻率）、干伸长（正比）及直径（反比）。）电弧电压AB段：下降的

22、压降主要在弧柱上，不影响熔化。熔化速度主要取决于电流。BC段：电压降低，电流减小。原因：可见弧长短，热量损失少；熔滴平均温度（加热温度）低，带走能量少，从而熔化系数高。C以下：短路时间增加，能量输入少，从而熔化系数减小。固有自调节作用（P79）：BC段，电弧本身有恢复原来弧长的 能力。熔化特性曲线IUBAC）极性：一般正接比反接熔化速度大。 下图纯氩气保护铝合金MIG焊中，干伸长一定，通过改变焊丝前端与母材表面的距离测量到的电流-电压特性。图中的各个曲线分别代表不同的送丝速度，电弧工作在该曲线上的每一点，焊丝熔化速度与送进速度相等，因此也称作等熔化速度曲线，曲线上的数字表示相应点处的可见弧长。

23、 在铝材质 MIG 焊中，熔化速度与熔滴过渡形态的关系以喷射过渡和粗滴过渡临界点处的临界电流为分界线，熔化特性曲线的斜率发生变化。在熔滴呈细小颗粒的喷射过渡区，熔化特性曲线的倾斜率较大，即比熔化量减小，其原因是喷射过渡区中焊丝脱落熔滴的平均温度高于粗滴过渡区的温度，熔化同量的焊丝需要更多的热量。图 熔滴过渡形态对焊丝熔化速度的影响5）熔滴过渡形态 通常情况下，气体保护熔化极电弧焊焊丝前端的熔滴受到电弧的强烈加热，其温度高于熔点温度，往往接近于蒸发温度而处于过热状态。如，铝焊丝可达到14001800，钢焊丝可达到18002200 。这种情况下，熔滴越细小，受到的加热就越严重，脱落熔滴的平均温度也

24、越高，比熔化量就减小。 从图中可以看到，在焊丝接正时，焊丝熔化速度与混合气种类无关，几乎成定值，说明阳极的等价热输入PA与气体的种类无关。 另一方面，在焊丝接负时，与焊丝接正相比其熔化量显著提高，原因是由于PAPC。而且气体混合比例对熔化量的影响也很显著，这是由于保护气种类对Pc构成影响，同时Pc亦随熔滴过渡形态而变化。）保护气种类1. 熔滴上的作用力 焊接电弧的稳定性；熔滴过渡产生的影响 焊缝成形； 飞溅；熔滴过渡是在各种力的作用下进行的。二、焊丝熔滴受力与熔滴过渡电弧力：包括电磁力、等离子流力（摩擦力）、斑点压力； 熔滴上的作用力可分为重力、表面张力、电弧力、熔滴爆破力和电弧气体的吹力等。

25、1)表面张力： 表面张力F是指焊丝端头上保持熔滴的作用力。在滴状过渡中，起阻碍作用，而在短路过渡中变为促进作用。等离子流力(摩擦力),总是促进熔滴过渡。 若熔滴上含有少量活化物质(如O2、S等)或熔滴温度升高，都会减小表面张力系数，有利于形成细颗粒熔滴过渡。2)重力： 在平焊工况下，起促进作用（一般在焊条直径大、电流小的情况下作用较为显著），而在立焊、仰焊工况下，起阻碍作用。图 溶滴脱落前的形状与毛细管常数的关系 对于金属熔滴的情况，即使是相同直径的焊丝，由于存在着表面张力及密度的较大差别，其脱离前的熔滴形状也是不相同的，值越大的金属越容易形成小颗粒过渡。3)电磁力： 焊丝 熔滴 电极斑点 弧

26、柱为电流通道，其截面大小不一，轴向电磁力的方向总是由小截面指向大截面。因此它对熔滴过渡的作用具有双重性。 重力（促进或阻碍熔滴过渡） 表面张力（促进或阻碍熔滴过渡） 电磁收缩力（促进或阻碍熔滴过渡） 等离子流力（促进熔滴过渡） 气体吹送力（促进熔滴过渡） 斑点压力（阻碍熔滴过渡） 爆破力（促进熔滴过渡、造成飞溅）总结：熔滴上的作用力及其特点2. 熔滴过渡及其分类 熔化极电弧焊中都存在熔滴过渡问题。 对于MIG / MAG（实心焊丝），当保护气体确定后，通常焊接电流和焊接电压决定着熔滴过渡形态。 然而，过渡形态转变时的电流、电压值及其影响因素？ 保护气成份及焊丝中的合金元素、药芯焊丝的药芯 成分

27、等对熔滴过渡的影响？ 等等不明确的问题目前还有许多。尤其是后一个问题，不仅涉及熔化金属的粘性及表面张力改变问题，而且还涉及电弧等离子体的导电性及热传导率改变问题。 这些问题单纯从熔滴过渡角度来进行研究是不能解决的。 IIW（国际焊接学会）从研究与利用角度考虑，基于熔滴形状及大小、过渡状况等外在特征对过渡形态进行分类。三、熔滴过渡形式及其特点（1)滴状过渡熔滴在重力作用下经电弧空间落入熔池； 这类过渡出现在小电流密度、弧长大的情况，熔滴与焊丝之间不能形成缩颈，难以爆断，而且电磁推力小、斑点压力大（弧根直径小于熔滴直径），直到熔滴长大至重力大于其它总的向上力时脱落。 熔滴直径一般大于焊丝直径，熔滴

28、摆动、电弧飘荡、焊缝表面粗糙甚至呈断续状。出现场合：在小电流、弧长大的Ar气保护焊；CO2气保焊工 况下出现（正极性接法时更显著）。 传统上将熔滴过渡 (metal transfer) 分成自由过渡、接触过渡、渣壁过渡三种主要形式，每一种又可以再分为不同的亚型。目前，熔滴过渡的名称尚未规范、统一。1、自由过渡（2）喷射过渡 在Ar气保护（或富氩气保护）、电流密度较大且弧长也较大的情况下出现。熔深大、熔敷效率高，适用于中、厚板平位置的填充、盖面焊。可细分为以下几种形态：a）射滴过渡 熔滴脱离焊丝沿轴向射入熔池；熔滴直径接近焊丝直径，加速度大于重力加速度。 熔滴大部分或全部被弧根包围，电磁收缩力大

29、、斑点压力小，大大促进熔滴脱离焊丝端部。 出现场合：Al合金熔化极氩弧焊（熔点低、导热好、熔 滴呈球状）； 钢焊丝熔化极弧焊（脉冲电流时易出现）， 电流区间窄；射滴过渡的临界电流 指从滴状过渡转为射滴过渡的最 小电流。 临界电流值与焊丝材质、直径、极性、干伸长，保护气成份等有关。焊丝材质熔点低、导热快、直径小、干伸长大、接正极，气体中 Ar含量高均会使之降低。b）射流过渡 细小熔滴从焊丝端部接连不断射向熔池的过渡方式（比射滴过渡的熔滴小、速度快，等离子流力的作用使其加速度达重力加速度的几十倍）。 在其它因素相同的条件下，发生射流过渡的电流较射滴过渡的大，从射滴转换为射流的最小电流称为射流过渡的

30、临界电流，其值同样与焊丝材质、直径、极性、干伸长，保护气成份等有关，但变化范围很窄。 当电流增加到高出临界电流很多时，高速射流的反作用力使较长的金属液柱偏离轴线并使之旋转，就发生了“旋转射流过渡”，此时电弧不稳、飞溅严重、焊缝成形变差，一般应当避免。 总之，喷射过渡的电弧很稳定（电流、电压波动小），飞溅很小，焊缝成形好，气流保护均匀，电弧热流集中、穿透力强，熔池呈 T 形。比较适合于3mm以上的厚板焊接。C）亚射流过渡 这是一种介于短路过渡与射滴过渡之间的过渡形式，在铝合金焊丝的MIG焊中出现。在短弧长情况下，熔滴形成缩颈即将以射滴形式脱离时已与熔池接触短路，较大的电磁收缩力即刻使缩颈断开而完

31、成过渡。它比正常的“短路过渡”短路时间少、短路电流小（电流来不及上升已脱开）。 这种过渡方式下的电流、电压变化不剧烈、电弧稳定、焊缝成形美观，在 Al 合金 MIG 焊中广泛采用，弧长在28 mm内均可实现这种过渡形式，且电弧具有较强的自调节能力，即使采用“恒流电源”，也能进行等速送丝 MIG焊。 在低电压（短弧长）、小电流下，熔滴未长大（未形成缩颈）即与熔池接触短路，表面张力和电磁收缩力的共同作用使熔滴进入熔池。 在电源动特性好的情况下，可使电弧稳定、飞溅小、焊缝成形好。适用于薄板焊、全位置焊。使用细丝（），电流密度高、电弧功率大、线能量小、穿透力弱、熔池小、凝固快、变形小。 短路过渡的频率

32、越高，过渡熔滴越细，过程越平稳。2、接触（短路）过渡3、渣壁过渡（Flux wall guided transfer） 熔滴沿渣壳（埋弧焊）或沿药皮套筒（焊条电弧焊）流入熔池的过渡方式。药皮焊条焊：熔滴过渡形式与药皮成分、厚度、电流电压 值、极性、操作位置等有关，可以有短路、 渣壁、大颗粒及小颗粒滴状过渡多种形式。（1）碱性焊条 只能短路过渡或大颗粒过渡。因为液态金属与熔渣壁之间的界面张力很大不能润湿，不可能形成渣壁过渡；（2）酸性焊条 在药皮厚度左右及焊接电流值适当 的情况下，出现部分熔化金属沿着药皮套 筒内壁流入熔池，并伴有小颗粒滴状过 渡； 埋弧焊：电弧在焊剂的覆盖下燃烧。熔滴主要通过焊

33、 剂的渣壁流入到熔池中。过渡熔滴的大小与 电流电压值、极性等有关。 在焊丝接正时， 过渡熔滴较小，过渡频率较高；反之，过渡 熔滴变大，过渡频率降低；常见焊接方法的熔滴过渡形式焊条手工焊（SMAW）： 酸性焊条：渣壁过渡细颗粒滴状过渡； 碱性焊条：粗滴过渡（Globular transfer & Drop transfer ）， 短路过渡（Short circuiting transfer）； CO2焊： 滴状过渡（粗丝）； 短路过渡，表面张力过渡（STT）（细丝）MIG焊： 射滴、射流（焊铝）过渡，亚射流过渡；MAG焊：熔滴过渡形式最多、最灵活，可以有 短路过渡、 射滴过渡、射流过渡等多种形式

34、； 规律：随着电流的增加，熔滴过渡的体积减小、频率加快。1、熔敷效率、熔敷系数 熔敷效率 MIG焊、SAW达90以上；CO2焊、SMAW在80以下；损失的重量是由飞溅、氧化、蒸发造成的。一般情况下，电流越大、弧长越大，损失越多，熔敷效率越低。ay：熔敷系数单位电流、单位时间内熔敷到焊缝上的金属 重量；am：熔化系数单位电流、单位时间内熔化焊丝的重量； s：损失系数 % 一般情况下，CO2焊的am最大，但随着电弧电压和焊速的增加，am、ay均减小，而s却增大。三、熔敷系数与飞溅 过渡到焊缝中的金属重量消耗焊丝（焊条指焊芯）的重量amay am2、飞溅及影响因素 焊丝熔滴飞落在熔池之外称为飞溅。飞溅不仅降低焊接生产率，而且还影响焊缝质量，不便焊工操作。 不同的熔滴过渡方式，飞溅的特点也不同。（1）短路过渡飞溅 熔滴短路时液态金属小桥被加热汽化爆断，总是要产生飞溅。飞溅大小与液体小桥爆断的能量有关，还与小桥的位置有关，小桥出现在熔滴与熔池之间时，飞溅较大