焊接方法与设备使用维护.ppt

焊接方法与设备使用焊接教研室王立跃、焊接电弧的物理基础(一)电弧及其电场强度分布电弧:一种气体放电现象,它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。电弧的实质:气体放电(导电)气体导电必须具备两个条件:①两电极之间有带电粒子;②两电极之间有电场。带电粒子在电场作用下运动形成电流,从而使两电极之间的气体空间成为导体,也就形成了电弧。电弧的特点:低电压、大电流、高温度、可移动等第一节焊接电弧沿电弧长度方向,电场强度分布不均匀!获得电弧的途径:气体电离+电子发射(二)电弧中带电粒子的产生1、电离的种类:热电离场致电离光电离电离能及其与引弧的关系2、(阴极)电子发射热发射场致发射光发射粒子碰撞发射逸出功及其与引弧的关系(三)带电粒子的消失带电粒子通过扩散、复合和电子结合成负离子等的过程消失。电弧稳定“燃烧”时,带电粒子的产生和消失处于动平衡状态。负离子的存在对电弧稳定性的影响。二、焊接电弧的导电特性参与电荷运动并形成电流的带电粒子在电弧中产生、运动和消失的过程。(一)区域组成由阴极区、阳极区、弧柱区三部分组成。UaUcUk阳极区阴极区弧柱区-+10-510-6cm10-210-4cm1、阴极区:长度极短、电压较大、E(电场强度)极高2、阳极区:长度也极短、电压较大、E极高3、弧柱区长度基本上等于电弧长度,E较小(二)弧柱区的导电特性IA+IeI1、带电粒子的产生(1)电离:热电离光电离场电离(2)阴极区注入的电子(3)阳极区注入的正离子2、带电离子的运动A+冲向阴极→正离子流IA+e冲向阳极→电子流Ie I=IA++Ie其中:IA+=%IIe=%I(Me》MA+)3、特点:(1)电中性;(2)E小、Uc小(三)阴极区的导电特性1、阴极区在导电过程中的作用2、热发射型(1)产生弧柱区导电所需要电子流Ie=(2)接收弧柱区来的正离子流IA+=(1)产生条件:W、C阴极,且电流很大(2)带电粒子的产生方式:热发射 热阴极:弧柱导电所需要的电子可完全由热发射来产生的阴极。 冷阴极:热发射能力不足的阴极。 热阴极材料:熔点高的材料。 冷阴极材料:熔点低的材料。 (3)特点:阴极压降很小3、电场发射型(1)条件:、C阴极、且I较小 、Fe、Cu作阴极(2) 带电离子产生方式 (3)特点: —正电性区—阴极区