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《焊絲的加熱熔化及熔滴過渡土木》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第二章焊絲的加熱熔化及熔滴過渡在熔化極電弧焊過程中,焊絲金屬在焊縫中占相當大的份額(約30~80%),所以焊絲熔化的快、慢、多、少以及熔滴過渡狀態(tài)對電弧的穩(wěn)定性、焊接質(zhì)量及焊接生產(chǎn)率起重要作用;第一節(jié)焊絲的加熱與熔化1、焊絲的加熱與熔化特性:焊絲的熔化熱由兩部分組成:①電弧熱(陰極區(qū)和陽極區(qū)的熱):占主要地位(占95~100%);②電阻熱:1.1電弧熱:直流正接:焊絲接電源負極作為陰極;工件接電源正極作為陽極;直流反接:焊絲—陽極;工件—陰極;①直流正接:陰極熱量用于加熱、熔化焊絲:PK=I(UK-UT-UW)=Ium;其中Um為焊絲
2、熔化的等效電壓;②直流反接:陽極熱量用于加熱、熔化焊絲:PA=I(UA+UT+UW)=Ium;當弧柱溫度為6000K時,則UT<1V;當電流密度較大,則UA≈0;以上兩式可以簡化為:PK’=I(UK-UW);PA’=IUW;結(jié)論:當反接時,PA’=IUW,熱量主要取決于I和UW,當它們一定時,則焊絲的加熱與熔化情況是固定的;當正接時,PK’=I(UK-UW),而UK受很多因素的影響而變化,所以此時焊絲的加熱與熔化情況是變化的;在熔化極氣保焊中,冷陰極居多,所以UK遠遠大于UW,所以PK’遠遠大于PA’,即陰極的熱大于陽極的熱,在散熱條
3、件相同的情況下,直流正接比直流反接焊絲熔化的快;當ρ較大時(如:鋼、鈦),并且細絲、大電流時,電阻熱不可忽略;1.2電阻熱:如下圖所示:所以,綜上所述:用于加熱、熔化焊絲的總熱量為:Pm=Ium+I2RS2、焊絲熔化參數(shù):2.1熔化系數(shù)αm:單位電流、單位時間內(nèi)焊(焊絲)熔化量;單位:[g/A.h];一般常用焊條的αm為8~13;2.2熔敷系數(shù)αf:單位電流、單位時間內(nèi),焊絲(焊芯)熔敷在焊縫上的金屬量。它標志著焊接過程的生產(chǎn)率;單位:[g/A.h];一般常用焊條的αf為7~12;與熔化系數(shù)的關(guān)系:αf<αm;2.3飛濺率:焊絲(焊芯
4、)在熔敷過程中,因飛濺損失的金屬重量與熔化的焊絲(焊芯)金屬重量的百分比ψ:2.4熔敷效率:熔敷金屬量與熔化的填充金屬量的百分比;熔敷效率=在焊條中加入30%以上的鐵粉,鐵粉在焊接時熔化并過渡到焊縫中去,增加了熔敷金屬量,所以熔敷效率增大;普通焊條的熔敷效率為90%左右,加入鐵粉后可達130%左右;第二節(jié)熔滴的受力分析及過渡形式1、熔滴上的作用力:在電弧熱的作用下,焊絲或焊條端頭的熔化金屬形成熔滴,在各種力的作用下向母材過渡;1.1表面張力:在焊條端頭上保持熔滴的主要作用力,用Fσ表示;如圖2-7所示;Fσ=2πRσ;其中:R:焊絲半
5、徑;σ:表面張力系數(shù),它與材料的成分、溫度、氣體介質(zhì)等因素有關(guān);當金屬表面有活性物質(zhì)時(O、S等),則σ↓當T↑則σ↓;1.2重力:方向:始終向下;用Fg表示;如圖所示平焊位置時,重力促進熔滴過渡;立、仰、橫焊時,重力阻礙熔滴過渡;當焊絲較粗,電流較小時,則以上兩個力在熔滴過渡過程中起主要作用;假設(shè):熔滴為球形,則:Fg=mg=4/3πr3ρg:其中:r:熔滴半徑;ρ:熔滴密度;m:熔滴質(zhì)量;g:重力加速度;當平焊時,F(xiàn)g>Fσ時,熔滴就開始脫離焊絲;所以熔滴脫離之際r為多少?Fg=Fσ→2πRσ=4/3πr3ρg;所以:則,σ/ρ↓
6、→r↓;熔滴越細;1.3電磁力:當電流增大時,電磁力是影響熔滴過渡的主要的力;1.3.1軸向力:如圖2-9所示;分部位加以分析:在焊絲與熔滴連接的縮頸處:(所形成的軸向力F推1表示)如圖所示2力;F推1=其中,dD為熔滴直徑;dS為焊絲直徑;F推1方向:始終由小截面指向大截面,在此處為向下,它是促進熔滴過渡的力;在熔滴與弧柱之間:(所形成的軸向力F推2表示);如圖2-9所示;F推2=其中,dG為弧根面積的直徑;當dG<dD時,F(xiàn)推2的方向由弧根指向熔滴,方向向上,則阻礙熔滴過渡;如圖中力4所示;當dG>dD時,F(xiàn)推2的方向由熔滴指向弧
7、根,方向向下,則促進熔滴過渡;1.3.2徑向力Fr:在焊絲端頭剪斷熔滴,促進熔滴過渡;如圖2-9中Fcj力;1.4等離子流力:強烈的促使熔滴脫離焊絲端頭,并對已脫離焊絲處于電弧空間的熔滴進行加速;電流↑、焊絲直徑↓→等離子流力↑;等離子流力不受焊接位置的影響,永遠促進熔滴過渡;1.5斑點壓力:①離子的撞擊力;②金屬蒸汽的反作用力;這兩個力的方向是指向斑點的,所以阻礙熔滴過渡;③電磁收縮力:當斑點面積較小,小于熔滴直徑,那么它的方向指向熔滴,所以阻礙熔滴過渡;當斑點面積較大時,大于熔滴直徑,那么它的方向指向斑點,故促進熔滴過渡;綜合考慮
8、以上三個力:斑點壓力總的來說是阻礙熔滴過渡;1.6氣體吹送力:氣體總是由焊絲沖向工件,所以此力是促進熔滴過渡的;1.7爆破力:主要造成飛濺,破壞熔滴過渡的軸向性,它是無方向的,是有害的力;思考題:1.平焊位置,熔滴直徑大