焊条熔化及熔池形成精选PPT.ppt

焊条熔化及熔池形成浙江机电学院第1页，此课件共45页哦1）电弧热）电弧热 焊接电弧传给焊条的热量占焊接电弧总功率的20%-27%一部分：熔化药皮和焊芯，使焊条端部的液态金属过热 和蒸发。一部分：传到未熔化的焊芯深处，使焊芯和药皮升温。一、焊条金属的加热一、焊条金属的加热 （电弧热 电阻热 化学反应热）浙江机电学院第2页，此课件共45页哦2 2）电阻热）电阻热电阻热与焊接电流密度，焊芯的电阻和焊接时间有关。正常焊接 加热药皮 电流密度，焊条伸出长度开裂 浙江机电学院第3页，此课件共45页哦焊条电阻热过大的不良影响：1、飞溅增加；、飞溅增加；2、药皮开裂或脱落，电弧燃烧不稳定；、药皮开裂或脱落，电弧燃烧不稳定；3、药皮丧失冶金作用；、药皮丧失冶金作用；4、焊条发红变软，操作困难；、焊条发红变软，操作困难；5、焊缝成形变坏，甚至产生气孔等缺陷。、焊缝成形变坏，甚至产生气孔等缺陷。不锈钢焊条焊接时，这种现象更为突出。严格限制焊芯和药皮的加热温度，一般焊接终了时，焊芯的温度不应超过600650。浙江机电学院第4页，此课件共45页哦 3)3)化学反应热化学反应热 药皮部分化学物质化学反应时产生的热量。药皮部分化学物质化学反应时产生的热量。约占总热量的约占总热量的1%-3%，可以忽略不计。，可以忽略不计。浙江机电学院第5页，此课件共45页哦 二、焊条金属的熔化速度二、焊条金属的熔化速度 平均熔化速度（平均熔化速度（vm）：）：单位时间内熔化的焊芯质量或长度。vm=m/t=pI 单位：g/h 平均熔敷速度（平均熔敷速度（vH）：）：单位时间内真正进入焊缝的那部分金属质量。vH=mH/t=HI 熔化系数熔化系数 p：单位时间内，由单位电流单位时间内所熔化的焊丝量（长度，重量）P=m/It 单位：g/(A.H)熔敷系数（熔敷系数（H）是真正反映焊接生产率的指标！H=mH/单位：g/(A.H)思考：提高焊条熔化速度的措施？浙江机电学院第6页，此课件共45页哦电流：电流熔化速度电压：详看下一页较长弧长范围内，电压变化不影响焊丝的熔化在较短弧长范围内，电压熔化系数（自调节作用在更短弧长范围内，电压熔化系数电流极性：焊丝为阴极时，熔化速度大，气体介质：反接时介质的影响不大，正接时介质的影响比较复杂，无明显规律 伸出长度：Ls熔化速度焊丝直径：d熔化速度影响焊丝熔化速度的因素影响焊丝熔化速度的因素浙江机电学院第7页，此课件共45页哦电弧电压电弧电压影响焊丝熔化速度影响焊丝熔化速度电弧电压：电弧电压：ABAB段：下降的压降主要在弧柱上，段：下降的压降主要在弧柱上，不影响熔化。熔化速度主要不影响熔化。熔化速度主要取决于电流取决于电流。BC段：电压降低，电流减小。段：电压降低，电流减小。原因：电弧短，热量损失少；熔滴加热温度低，带走能量少，从而溶化系原因：电弧短，热量损失少；熔滴加热温度低，带走能量少，从而溶化系数高。数高。C以下：短路时间增加，能量输入少，从而溶化系数减小。以下：短路时间增加，能量输入少，从而溶化系数减小。固有自调节作用：固有自调节作用：BC段，电弧本身有恢复原来弧长的能力。段，电弧本身有恢复原来弧长的能力。熔化特性曲线熔化特性曲线IUBAC浙江机电学院第8页，此课件共45页哦熔滴上的作用力：熔滴上的作用力：1.重力2.表面张力3.电磁力4.摩擦力 三、焊条金属的过渡特性三、焊条金属的过渡特性熔化极电弧焊（焊条电弧焊、CO2焊、MIG、MAG、埋弧焊）熔滴熔滴是指电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的向熔池过渡的液态金属滴。熔滴通过电弧空间向熔池的转移过程即熔滴过渡熔滴过渡。浙江机电学院第9页，此课件共45页哦 重力重力 重力对熔滴过渡的影响依焊接位置的不同而不同。平焊时，熔重力对熔滴过渡的影响依焊接位置的不同而不同。平焊时，熔滴上的重力促使熔滴过渡；而在立焊及仰焊位置则阻碍熔滴过渡。滴上的重力促使熔滴过渡；而在立焊及仰焊位置则阻碍熔滴过渡。FGmg(43)RDg 浙江机电学院第10页，此课件共45页哦 表面张力表面张力F F 此处的表面张力此处的表面张力F F是指焊丝端头上保持熔滴的作用力。是指焊丝端头上保持熔滴的作用力。F F2R2R式中式中 ：R R焊丝半径；焊丝半径；表面张力系数。表面张力系数。表面张力是促进熔滴过渡还是阻止过渡应针表面张力是促进熔滴过渡还是阻止过渡应针 对不同的焊接方法、不同的熔滴过渡形式来分析，对不同的焊接方法、不同的熔滴过渡形式来分析，如短路过渡后期，表面张力是促进熔滴过渡的，如短路过渡后期，表面张力是促进熔滴过渡的，特别是对于现在的特别是对于现在的STTSTT电源，实现无飞溅过渡更是如此。电源，实现无飞溅过渡更是如此。若熔滴上含有少量活化物质若熔滴上含有少量活化物质(如如O O2 2、S S等等)或熔滴温度升高，都会减小表面张力系或熔滴温度升高，都会减小表面张力系数，有利于形成细颗粒熔滴过渡数，有利于形成细颗粒熔滴过渡。FaFRDRFG G浙江机电学院第11页，此课件共45页哦电弧力电弧力 电弧中的电弧中的电磁压缩力电磁压缩力、等离子流力等离子流力、斑点压力斑点压力对熔滴过渡都有不同的影响。需要指出的是，对熔滴过渡都有不同的影响。需要指出的是，电流较小电流较小时时住往是住往是重力重力和和表面张力表面张力起主要作用；起主要作用；电流较大时电流较大时，电电弧力弧力对熔滴过渡起主要作用。对熔滴过渡起主要作用。浙江机电学院第12页，此课件共45页哦焊接时，把熔滴看成由许多平行截焊接时，把熔滴看成由许多平行截面流导体组成，这样在熔滴上就受面流导体组成，这样在熔滴上就受到由四周向中心的到由四周向中心的电磁力电磁力电磁压缩力在任何位置上都电磁压缩力在任何位置上都促使促使熔滴向熔池过渡。熔滴向熔池过渡。1.1.电磁压缩力电磁压缩力熔滴中的电磁收缩力浙江机电学院第13页，此课件共45页哦 电磁压缩力使电弧气流上电磁压缩力使电弧气流上、下形成压下形成压力差，使上部的等离子体迅速向下流动力差，使上部的等离子体迅速向下流动产生压力产生压力 电弧等离子流力随着等离子流从焊丝电弧等离子流力随着等离子流从焊丝末端侧面切人，并冲向熔池而产生，它末端侧面切人，并冲向熔池而产生，它有助于熔滴脱离焊丝，并使其加速通过有助于熔滴脱离焊丝，并使其加速通过电弧空间进入熔池。等离子流力与焊丝电弧空间进入熔池。等离子流力与焊丝直径和焊接电流有密切关系，采用的焊直径和焊接电流有密切关系，采用的焊丝直径越细，电流越大，产生的等离子丝直径越细，电流越大，产生的等离子流力和流速越大，因而对熔滴推力也就流力和流速越大，因而对熔滴推力也就越大。在大电流焊接时，等离子流力会越大。在大电流焊接时，等离子流力会显著地影响熔滴过渡特性。显著地影响熔滴过渡特性。2.2.等离子体流力等离子体流力浙江机电学院第14页，此课件共45页哦 3.3.斑点压力斑点压力 电弧中电弧中带电质点带电质点在电场作用下向两极移动，撞击在在电场作用下向两极移动，撞击在两极的斑点上产生的机械压力两极的斑点上产生的机械压力 斑点压力包括斑点压力包括:正离子和电子对熔滴的撞击力正离子和电子对熔滴的撞击力、电、电极材料蒸发时产生的极材料蒸发时产生的反作用力反作用力以及弧根面积很小时产以及弧根面积很小时产生的指向熔滴生的指向熔滴的电磁收缩力的电磁收缩力。a)a)在一定条件下，斑点压力将阻碍金属熔滴的过渡。在一定条件下，斑点压力将阻碍金属熔滴的过渡。b)b)通常通常阳极阳极受到的斑点压力比阴极受到的斑点压力受到的斑点压力比阴极受到的斑点压力要小要小，因而焊丝为阳极时熔滴过渡的阻碍力较小。这也是许因而焊丝为阳极时熔滴过渡的阻碍力较小。这也是许多熔化极电弧焊采用直流反接的主要原因之一。多熔化极电弧焊采用直流反接的主要原因之一。浙江机电学院第15页，此课件共45页哦4 4 爆破力爆破力 若熔滴内部含有若熔滴内部含有易挥发金属易挥发金属或由于冶金反应而生成或由于冶金反应而生成气体气体，则在电，则在电弧高温作用下气体积聚和膨胀而造成弧高温作用下气体积聚和膨胀而造成较大的内力，从而使熔滴爆炸。在较大的内力，从而使熔滴爆炸。在COCO2 2短路过渡焊接时，电磁力及表面张力的短路过渡焊接时，电磁力及表面张力的作用导致熔滴形成缩颈，电流密度增加，作用导致熔滴形成缩颈，电流密度增加，急剧加热使液态小桥爆破形成熔滴过渡，急剧加热使液态小桥爆破形成熔滴过渡，同时也造成了较大飞溅同时也造成了较大飞溅。浙江机电学院第16页，此课件共45页哦5 5 电弧气体吹力电弧气体吹力焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化滞后焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化滞后于焊芯的熔化，在焊条的端头形成套于焊芯的熔化，在焊条的端头形成套筒。药皮中造气剂分解产生的筒。药皮中造气剂分解产生的COCO、COCO2 2、H H2 2及及O O2 2等在高温作用下急剧膨胀，从套筒中等在高温作用下急剧膨胀，从套筒中冲出，推动熔滴冲向熔池。冲出，推动熔滴冲向熔池。无论何种位置焊接，这种力都有利于无论何种位置焊接，这种力都有利于熔滴过渡熔滴过渡。焊条药皮套筒示意焊条药皮套筒示意浙江机电学院第17页，此课件共45页哦 熔滴过渡和飞溅熔滴过渡和飞溅 电弧焊时，在电弧热作用下焊丝或焊条端部受热熔化形成熔滴，由于受电弧焊时，在电弧热作用下焊丝或焊条端部受热熔化形成熔滴，由于受到各种大小不同的作用力，具体形状和位置不断变化，从而熔滴以不同的到各种大小不同的作用力，具体形状和位置不断变化，从而熔滴以不同的形式脱离焊丝或焊条，过渡到熔池中去形式脱离焊丝或焊条，过渡到熔池中去。重力：重力：平焊，促进过渡。立焊、仰焊，阻碍过渡平焊，促进过渡。立焊、仰焊，阻碍过渡表面张力：表面张力：平焊，阻碍过渡。立焊、仰焊，促进过渡平焊，阻碍过渡。立焊、仰焊，促进过渡电磁力：电磁力：促进过渡促进过渡等离子流力：等离子流力：促进熔滴过渡的力促进熔滴过渡的力斑点压力：斑点压力：撞击力、蒸发反作用力、电磁力。阻碍过渡撞击力、蒸发反作用力、电磁力。阻碍过渡爆破力：爆破力：促进过渡。促进过渡。综上所述：综上所述：1 1）除重力、表面张力、爆破力外，其余力都与电弧形态有关。）除重力、表面张力、爆破力外，其余力都与电弧形态有关。2 2）熔滴上的作用力对熔滴过渡的影响应从焊缝空间位置、熔滴过渡形式、电弧形态、熔滴上的作用力对熔滴过渡的影响应从焊缝空间位置、熔滴过渡形式、电弧形态、工艺条件等综合考虑。工艺条件等综合考虑。浙江机电学院第18页，此课件共45页哦熔滴的比表面积和作用时间：熔滴的比表面积和作用时间：比表面积（S）：熔滴表面积（A）与其质量（V）之比，即S=A/V。设熔滴是半径为R的球体，则S=3/R。熔滴越细其熔滴比表面积越大，凡是能使熔滴变细的因素，都能加强冶金反应。熔滴相互作用时间近似等于熔滴存在时间（0.011.0s），是很短暂的。浙江机电学院第19页，此课件共45页哦熔滴过渡的形式：熔滴过渡的形式：国际焊接学会（IIW）对熔滴过渡形式分类：浙江机电学院第20页，此课件共45页哦接触过渡自由过渡渣壁过渡熔滴过渡的形式：熔滴过渡的形式：浙江机电学院第21页，此课件共45页哦焊接金属熔滴及其过渡特性焊接金属熔滴及其过渡特性焊条端部熔化形成的滴状液态金属称为熔滴焊条端部熔化形成的滴状液态金属称为熔滴 熔滴特性熔滴特性至关重要至关重要焊接过程焊接过程稳定性稳定性焊接冶金焊接冶金焊缝成形焊缝成形重点研究重点研究浙江机电学院第22页，此课件共45页哦二二熔滴过渡的主要形式及其特点熔滴过渡的主要形式及其特点分为三种：自由过渡、分为三种：自由过渡、接触过渡（短路过渡）和渣壁过渡（附壁过渡）。接触过渡（短路过渡）和渣壁过渡（附壁过渡）。1 1 自由过渡自由过渡 自由过渡是指熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生自由过渡是指熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触的过渡方式。直接接触的过渡方式。滴状过渡：滴状过渡：特点：熔滴直径大于焊丝直径。特点：熔滴直径大于焊丝直径。大颗粒过渡：条件：大颗粒过渡：条件：电流较小，电弧电压高时，小电流电流较小，电弧电压高时，小电流MIGMIG焊。过渡频率低，主焊。过渡频率低，主要是重力与表面张力的平衡。要是重力与表面张力的平衡。细颗粒过渡：条件：细颗粒过渡：条件：较大电流时，大电流较大电流时，大电流COCO2 2焊。频率高，电弧稳定，焊缝质量高焊。频率高，电弧稳定，焊缝质量高,重力、电磁力促进过渡。重力、电磁力促进过渡。注：注：COCO2 2中等电流焊时：短路过渡加大滴状排斥过渡，飞溅大。中等电流焊时：短路过渡加大滴状排斥过渡，飞溅大。浙江机电学院第23页，此课件共45页哦喷射过渡：喷射过渡：在在MIGMIG焊焊(熔化极惰性气体保护焊熔化极惰性气体保护焊)时会出现这种形式的过渡，时会出现这种形式的过渡，又分为：射滴过渡、亚射流过渡、射流过渡、旋转射流过又分为：射滴过渡、亚射流过渡、射流过渡、旋转射流过渡。渡。1)1)射滴过渡射滴过渡:熔滴直径接近焊丝直径，熔滴加速度大于重力加速熔滴直径接近焊丝直径，熔滴加速度大于重力加速度，尺寸规则呈球形，沿轴向过度。度，尺寸规则呈球形，沿轴向过度。形成原因：形成原因：熔滴被弧根笼罩，电弧呈种罩形，从而电磁收缩熔滴被弧根笼罩，电弧呈种罩形，从而电磁收缩力形成较强的推力。力形成较强的推力。出现场合：出现场合：铝及其合金的氩弧焊及钢的脉冲氩弧焊。铝及其合金的氩弧焊及钢的脉冲氩弧焊。）射流过渡：）射流过渡：电流密度大，熔滴直径小于焊丝直径，熔滴加电流密度大，熔滴直径小于焊丝直径，熔滴加速度比重力加速度大几十倍。速度比重力加速度大几十倍。形成原因：形成原因：电流密度大，焊丝熔化端部形成尖锥状，出现金属电流密度大，焊丝熔化端部形成尖锥状，出现金属蒸发，电弧跳弧，形成很强的等离子流力。蒸发，电弧跳弧，形成很强的等离子流力。浙江机电学院第24页，此课件共45页哦射滴过渡射滴过渡浙江机电学院第25页，此课件共45页哦3 3）亚射流过渡（亚射滴过渡）亚射流过渡（亚射滴过渡）介于短路过渡与射滴过渡之间的熔介于短路过渡与射滴过渡之间的熔滴过渡形式。滴过渡形式。形成：形成：因其因其电弧较短电弧较短，在电弧热作用下，在电弧热作用下，形成的熔滴长大，在形成的熔滴长大，在即将以射滴过即将以射滴过渡时与熔池短路渡时与熔池短路，在电磁收缩力的，在电磁收缩力的作用下断裂形成过渡。作用下断裂形成过渡。特点：特点：短路前就已经形成细颈短路前就已经形成细颈；短路时间；短路时间短，电流上升不大；飞溅小，焊短，电流上升不大；飞溅小，焊缝成形美观；电弧自调节能力极缝成形美观；电弧自调节能力极强（弧长强（弧长2 28mm)8mm)；主要用于；主要用于铝及铝及其合金其合金的焊接。的焊接。浙江机电学院第26页，此课件共45页哦接触过渡（短路过渡）接触过渡（短路过渡）定义定义：当电流较小，电弧电压较低时，弧长较短，熔滴未长成大：当电流较小，电弧电压较低时，弧长较短，熔滴未长成大滴就与熔池接触形成液态金属短路，电弧熄灭，随之金属熔滴在表面滴就与熔池接触形成液态金属短路，电弧熄灭，随之金属熔滴在表面张力及电磁收缩力的作用下过渡到熔池中去，熔滴脱落之后电弧重新张力及电磁收缩力的作用下过渡到熔池中去，熔滴脱落之后电弧重新引燃，如此交替进行。引燃，如此交替进行。）短路过渡的过程：短路过渡的过程：以以P20P20图图2-22-2进行分析。进行分析。）稳定性及其影响因素稳定性及其影响因素 稳定性是指焊接持续稳定、飞溅大小、成形等方面a.a.电流上升率；电流上升率；b.b.短路最大电流短路最大电流I IMaxMaxc.c.空载电压恢复速度；空载电压恢复速度；d.d.短路频率：越大越稳定。短路频率：越大越稳定。浙江机电学院第27页，此课件共45页哦）影响短路频率的因素：）影响短路频率的因素：a.a.电弧电压：有一个最佳值；电弧电压：有一个最佳值；b.b.送丝速度：有一个最佳值。送丝速度：有一个最佳值。c.c.电感：增加，频率降低，但可增加燃弧时间，调节热输入。电感：增加，频率降低，但可增加燃弧时间，调节热输入。）特点）特点a.a.短路过渡是燃弧、熄弧交替进行的。短路过渡是燃弧、熄弧交替进行的。b.b.短路过渡时，焊接过程中的平均电流较小，而短路电流峰值又相当大，这种短路过渡时，焊接过程中的平均电流较小，而短路电流峰值又相当大，这种电流形式既可避免薄板的焊穿，又可保证熔滴过渡的顺利进行，电流形式既可避免薄板的焊穿，又可保证熔滴过渡的顺利进行，有利于薄有利于薄板焊接或全位置焊接。板焊接或全位置焊接。c.c.短路过渡时，一般使用小直径的焊丝或焊条，电流密度较大，电短路过渡时，一般使用小直径的焊丝或焊条，电流密度较大，电弧产热集中，焊丝或焊条熔化速度快，因而弧产热集中，焊丝或焊条熔化速度快，因而焊接速度快焊接速度快。同时，短。同时，短路过渡的电弧弧长较短，焊件加热区较小，可路过渡的电弧弧长较短，焊件加热区较小，可减小焊接接头热影响区减小焊接接头热影响区宽度和焊接变形量，提高焊接接头质量宽度和焊接变形量，提高焊接接头质量d.d.小电流、低电压、细焊丝，小电流、低电压、细焊丝，二氧化碳细丝焊。二氧化碳细丝焊。浙江机电学院第28页，此课件共45页哦渣壁过渡（附壁过渡）渣壁过渡（附壁过渡）定义：定义：渣壁过渡是熔滴沿着熔渣的壁面流入熔池的一种过渡形式。渣壁过渡是熔滴沿着熔渣的壁面流入熔池的一种过渡形式。出现的焊接方法：出现的焊接方法：埋弧焊和焊条电弧焊。埋弧焊和焊条电弧焊。埋弧焊时，埋弧焊时，电弧在熔渣形成的空腔电弧在熔渣形成的空腔(气泡气泡)内燃烧，熔滴内燃烧，熔滴主要主要通过渣壁流通过渣壁流入熔池入熔池，只有极少数熔滴通过空腔内的电弧空间进入熔池。埋弧焊的熔滴过渡，只有极少数熔滴通过空腔内的电弧空间进入熔池。埋弧焊的熔滴过渡频率及熔滴尺寸与极性、电弧电压和焊接电流有关。频率及熔滴尺寸与极性、电弧电压和焊接电流有关。直流反接时直流反接时：熔滴较细，：熔滴较细，沿渣壁以小滴状过渡，频率较高；沿渣壁以小滴状过渡，频率较高；直流正接时直流正接时：熔滴较大，在斑点力的作用下摆动，：熔滴较大，在斑点力的作用下摆动，呈粗滴状过渡，频率较低。呈粗滴状过渡，频率较低。焊条电弧焊时，焊条电弧焊时，熔滴过渡形式可能有四种：渣壁过渡、粗滴过渡、细滴熔滴过渡形式可能有四种：渣壁过渡、粗滴过渡、细滴过渡和短路过渡，过渡和短路过渡，过渡形式取决于药皮成分和厚度、焊接参数、电流种过渡形式取决于药皮成分和厚度、焊接参数、电流种类和极性等。当采用类和极性等。当采用厚药皮焊条厚药皮焊条焊接时，焊芯比药皮熔化快，使焊条端头形成焊接时，焊芯比药皮熔化快，使焊条端头形成有一定角度的药皮套筒，控制熔滴沿套筒壁落入熔池，形成有一定角度的药皮套筒，控制熔滴沿套筒壁落入熔池，形成渣壁过渡渣壁过渡。碱性焊条碱性焊条：大滴状或短路过渡。（弧长较短时，短路过渡；弧长较长时，大滴状过渡）：大滴状或短路过渡。（弧长较短时，短路过渡；弧长较长时，大滴状过渡）酸性焊条酸性焊条：细颗粒过渡（部分沿套筒内壁过渡，部分直接过渡）：细颗粒过渡（部分沿套筒内壁过渡，部分直接过渡）浙江机电学院第29页，此课件共45页哦附壁过渡附壁过渡浙江机电学院第30页，此课件共45页哦关于熔滴过渡技术的最新发展关于熔滴过渡技术的最新发展传统上，传统上，传统上，传统上，熔滴过渡在一个电流周期，形式内比较单一，缺乏灵活性，熔滴过渡在一个电流周期，形式内比较单一，缺乏灵活性，熔滴过渡在一个电流周期，形式内比较单一，缺乏灵活性，熔滴过渡在一个电流周期，形式内比较单一，缺乏灵活性，焊缝成形的好坏在很大程度上仍然依赖于焊工的操作技术水平和心理状焊缝成形的好坏在很大程度上仍然依赖于焊工的操作技术水平和心理状焊缝成形的好坏在很大程度上仍然依赖于焊工的操作技术水平和心理状焊缝成形的好坏在很大程度上仍然依赖于焊工的操作技术水平和心理状态。态。态。态。近年来，随着近年来，随着近年来，随着近年来，随着逆变技术逆变技术逆变技术逆变技术特别是特别是特别是特别是数字技术数字技术数字技术数字技术在焊接设备上的应用逐渐推广，在焊接设备上的应用逐渐推广，在焊接设备上的应用逐渐推广，在焊接设备上的应用逐渐推广，已经可以对熔滴过渡进行快速、精确的已经可以对熔滴过渡进行快速、精确的已经可以对熔滴过渡进行快速、精确的已经可以对熔滴过渡进行快速、精确的实时控制实时控制实时控制实时控制，情况发生了很大的变化，情况发生了很大的变化，情况发生了很大的变化，情况发生了很大的变化，在熔化极气体保护焊中出现了如在熔化极气体保护焊中出现了如在熔化极气体保护焊中出现了如在熔化极气体保护焊中出现了如表面张力过渡（表面张力过渡（表面张力过渡（表面张力过渡（STTSTT）、冷金属过渡）、冷金属过渡）、冷金属过渡）、冷金属过渡（CMTCMT）和和和和双脉冲（双脉冲（双脉冲（双脉冲（double pulsedouble pulse、super pulsesuper pulse）过渡）过渡）过渡）过渡等新的熔滴过等新的熔滴过等新的熔滴过等新的熔滴过渡技术。渡技术。渡技术。渡技术。浙江机电学院第31页，此课件共45页哦下面为下面为下面为下面为冷金属过渡过程冷金属过渡过程冷金属过渡过程冷金属过渡过程及其所焊的铝合金薄板对接焊缝。及其所焊的铝合金薄板对接焊缝。及其所焊的铝合金薄板对接焊缝。及其所焊的铝合金薄板对接焊缝。浙江机电学院第32页，此课件共45页哦三三熔敷系数和飞溅熔敷系数和飞溅1 1 熔敷效率和熔敷系数熔敷效率和熔敷系数1 1）熔敷效率：）熔敷效率：过渡到焊缝中的金属重量与使用焊丝重量之比。过渡到焊缝中的金属重量与使用焊丝重量之比。MIGMIG焊、埋弧焊大于焊、埋弧焊大于90%90%COCO2 2 焊、手工电弧焊约为焊、手工电弧焊约为80%80%。）熔敷系数）熔敷系数y y：单单位位时间时间、单单位位焊焊接接电电流内所熔敷到流内所熔敷到焊缝焊缝上的上的焊丝焊丝金属重量。金属重量。熔化系数熔化系数m m：单单位位时间时间、单单位位焊焊接接电电流内所熔敷到流内所熔敷到焊缝焊缝上的上的焊丝焊丝金属重金属重量。量。损损失系数：失系数：焊焊接接电电流增加流增加,熔敷系数熔敷系数y y、熔化系数熔化系数m m增加，增加，损损失系数减小。失系数减小。浙江机电学院第33页，此课件共45页哦2 2 熔滴熔滴过过渡的渡的飞溅飞溅及其影响因素及其影响因素1)1)焊焊接中接中飞溅飞溅的的产产生生a.a.伴随气体析出而引起的伴随气体析出而引起的飞溅飞溅b.气体爆炸引起的飞溅气体爆炸引起的飞溅c.电弧斑点力引起的飞溅电弧斑点力引起的飞溅d.短路过渡再引燃引起的飞溅短路过渡再引燃引起的飞溅）影响因素）影响因素飞溅飞溅的因素的因素a.a.焊焊接方法和接方法和规规范范b.b.过过渡形式渡形式c.c.电电源源动动特性特性d.d.气体介气体介质质e.e.极性极性f.f.焊丝焊丝、焊焊件表面的清件表面的清洁洁度度浙江机电学院第34页，此课件共45页哦四四熔滴熔滴过过渡的控制渡的控制1 1脉冲脉冲电电流控制法流控制法2 2射流短路交替控制法射流短路交替控制法3 3脉冲送脉冲送丝丝法法浙江机电学院第35页，此课件共45页哦熔滴过渡的飞溅熔滴过渡的飞溅飞溅率飞溅率:定义为飞溅损失的金属与熔化的焊丝（条）金属定义为飞溅损失的金属与熔化的焊丝（条）金属的重量百分比。的重量百分比。测量焊接飞溅率的办法测量焊接飞溅率的办法:一种是焊接后收集飞溅颗粒的办法，但要保证完全收集也是很困一种是焊接后收集飞溅颗粒的办法，但要保证完全收集也是很困难的，需要对焊接区进行封闭，并且要做到封闭区内部焊接前后状态难的，需要对焊接区进行封闭，并且要做到封闭区内部焊接前后状态的一致的一致(特别是各部件的表面状态特别是各部件的表面状态)。第二种办法是通过测量焊丝损失率来一定程度上表示焊接飞溅率第二种办法是通过测量焊丝损失率来一定程度上表示焊接飞溅率大小。大小。浙江机电学院第36页，此课件共45页哦药皮的熔化与过渡药皮的熔化与过渡一一 以薄膜的形式包在金属熔滴的外面或被夹在熔滴内以薄膜的形式包在金属熔滴的外面或被夹在熔滴内二二 熔渣直接从焊条端部以滴状落入到熔池熔渣直接从焊条端部以滴状落入到熔池药皮熔化后熔渣的过渡形式药皮熔化后熔渣的过渡形式 药皮温度不均匀药皮温度不均匀 药皮厚度药皮厚度影响影响药皮套筒药皮套筒 药皮熔点药皮熔点影响影响药皮套筒药皮套筒 药皮套筒的长度对焊接工艺，熔滴过度和化学冶金反应药皮套筒的长度对焊接工艺，熔滴过度和化学冶金反应影响影响浙江机电学院第37页，此课件共45页哦第二节第二节 焊接熔池的形成焊接熔池的形成 熔焊时，母材上由熔焊的焊条金属与局部熔化的母材所组成熔焊时，母材上由熔焊的焊条金属与局部熔化的母材所组成的具有一定几何形状的的液体金属叫的具有一定几何形状的的液体金属叫熔池熔池。如焊接时不填充金属，。如焊接时不填充金属，则熔池仅由局部熔化的母材组成。则熔池仅由局部熔化的母材组成。浙江机电学院第38页，此课件共45页哦 熔池的形状类似于熔池的形状类似于不标准的半椭球不标准的半椭球，其轮廓为温度等，其轮廓为温度等于母材熔点的等温面。于母材熔点的等温面。熔池的宽度和深度沿熔池的宽度和深度沿X轴连续变化。电流增加熔池的最大宽度轴连续变化。电流增加熔池的最大宽度（Bmax）略增，最大深度（）略增，最大深度（Hmax）增大；随电弧电压的增加，）增大；随电弧电压的增加，Bmax增大，增大，Hmax减小。减小。熔池的形状和尺寸熔池的形状和尺寸浙江机电学院第39页，此课件共45页哦熔池质量和存在时间熔池质量和存在时间 与熔滴阶段相比，熔池的比表面积要小，在与熔滴阶段相比，熔池的比表面积要小，在(0.313)10-3m2/kg间；间；熔池中各物化反应时间要长，在几熔池中各物化反应时间要长，在几s到几十到几十s之间。之间。tmax=L/v熔池存在时间长久的熔池存在时间长久的利与弊利与弊：利：利：有利用气泡、熔渣的浮出，合金化均匀等。有利用气泡、熔渣的浮出，合金化均匀等。弊：弊：焊接接头过热，组织晶粒容易粗大，韧性值下降。焊接接头过热，组织晶粒容易粗大，韧性值下降。浙江机电学院第40页，此课件共45页哦熔池的温度熔池的温度 特点特点：中心温度高、周边温度低，头部温度高、尾部温度低。：中心温度高、周边温度低，头部温度高、尾部温度低。浙江机电学院第41页，此课件共45页哦熔池中液态金属的流动熔池中液态金属的流动 构成熔池强烈运动的原因是什么呢？构成熔池强烈运动的原因是什么呢？1、液态金属密度差引起自由对流运动；、液态金属密度差引起自由对流运动；2、表面张力差强迫对流运动；、表面张力差强迫对流运动；3、熔池中各种机械力搅拌。、熔池中各种机械力搅拌。浙江机电学院第42页，此课件共45页哦焊接温度场焊缝浙江机电学院第43页，此课件共45页哦熔池运动对焊接质量的影响：熔池运动对焊接质量的影响：1.使熔化的母材和焊条金属很好的混合，形成成分均匀的焊缝金使熔化的母材和焊条金属很好的混合，形成成分均匀的焊缝金属；属；2.有利于气体和非金属夹杂物的外溢，加速冶金反应，消除焊有利于气体和非金属夹杂物的外溢，加速冶金反应，消除焊接缺陷（气孔），提高焊接质量。接缺陷（气孔），提高焊接质量。3.液态金属与母材交界处，运动受限制，化学成分不均匀。液态金属与母材交界处，运动受限制，化学成分不均匀。浙江机电学院第44页，此课件共45页哦焊缝金属的熔合比焊缝金属的熔合比熔合比熔合比：熔焊时，局部熔化的母材在焊缝金属中所占的百：熔焊时，局部熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比。分比。A熔化的母材熔化的母材B填充金属填充金属浙江机电学院第45页，此课件共45页哦