焊絲的熔化及熔滴過渡

焊絲的熔化及熔滴過渡第一頁，共二十一頁，2022年，8月28日第二頁，共二十一頁，2022年，8月28日§3-1焊絲的加熱及熔化一、加熱熱源：

(一)電弧熱—極區(qū)產(chǎn)熱1、焊絲接陰極時：Pk=I(Uk-Uw-Ut)≈I(Uk-Uw)

Ut很小，大概只有1V左右。2、焊絲接陽極時：PA=I(Ua+Uw+Ut)≈IUw Ua很小，可忽略。 ＊討論：

①TIG焊：PA>Pk ②MIG焊：Pk>PA ③Pk受多種因素影響，而PA則不。第三頁，共二十一頁，2022年，8月28日LHLs電源送絲輪導(dǎo)電嘴la第四頁，共二十一頁，2022年，8月28日

（二）干伸長度上的電阻熱1、干伸長度：焊絲伸出導(dǎo)電嘴之外的長度Ls PR=I2RS=Ls/S 2、影響因素： (1)鋼焊絲的PR大，因此干身長度的電阻熱之 影響較大；鋁、銅PR小 (2)Ls越大，dS越小，則PR越大（三）總熱源

P=Pa+PR=I（Um+IRs）式中：焊絲接陰極時，Um=（Uk-Uw） 焊絲接陽極時，Um=Uw第五頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、影響熔化速度、熔化系數(shù)的因素(一)基本概念1、熔化速度m：單位時間內(nèi)焊絲的熔化量。單位：g/s或cm/s。2、熔化系數(shù)m：

m=m/I，單位時間內(nèi)，由單位電流所熔化的焊絲量(長度，重量)。單位：g/A.S或Cm/A.S。(二)影響因素1、電流：電流越大，熔化速度越大。

m=KI(Um+IRs)；m=m/I=K(Um+IRs)顯然：1)I增大，m增大2)對于Al焊絲，m幾乎不與I增大，對于鋼焊絲，m隨著I的增大而增大。第六頁，共二十一頁，2022年，8月28日2、電壓：Ua(La)大時，m與Ua無關(guān)Ua(La)較小時，Ua下降時m增大(如I不變則m

↑)，使電弧具有保持弧長穩(wěn)定的能力。固有自調(diào)節(jié)作用：弧長較短時，m隨La下降而增大，使得電弧具有抵抗外界干擾的保持穩(wěn)定不變的能力，這種能力被成為固有自調(diào)節(jié)作用。UaIaa鋁UaIa鋼第七頁，共二十一頁，2022年，8月28日3、焊絲的極性：焊絲接負時，m較大焊絲接正時，m較小

4、氣體介質(zhì)：焊絲接陽極時：m=KRm=KIUw與氣體介質(zhì)無關(guān)焊絲接陰極時：m=KI(Uk-Uw)Uk與氣體介質(zhì)有關(guān)因此，氣體介質(zhì)影響熔化速度，例如在Ar中加CO2可使m增大。

5、電阻熱: 鋼焊絲：ds越長，電阻熱的影響越大。 鋁焊絲，電阻熱很小，影響不大。第八頁，共二十一頁，2022年，8月28日F=2πRs

式中：為表面張力系數(shù)，Rs為焊絲半徑?！?-2熔滴過渡和飛濺一、基本概念1、熔滴過渡：焊絲端部的熔化金屬以滴狀進入熔池的過程。2、飛濺：熔化的焊絲金屬飛到熔池之外的現(xiàn)象。

二、熔滴上的作用力(一)表面張力1、焊絲與熔滴間的表面張力F，阻礙過渡，將熔滴保持在焊絲上。第九頁，共二十一頁，2022年，8月28日2、短路過渡時，熔滴與工件間的表面張力—促進過渡。 F=2πRP

＊影響的因素：1)材料類型：例如，鐵的表面張力系數(shù)大于鋁2)溫度：溫度上升，表面張力系數(shù)降低3)表面活性物質(zhì)：如鋼液中有S或O時，表面張力系數(shù)降低。(二)重力 1、熔滴的重力：Fg=mg=

式中：r—熔滴半徑，ρ—密度。2、作用：1)平焊時促進過渡；2)立焊，仰焊時阻礙過渡。

第十頁，共二十一頁，2022年，8月28日FmgFFF表面張力重力第十一頁，共二十一頁，2022年，8月28日（三）電磁收縮力電流線通過熔滴時的電磁收縮力。1)當(dāng)Sb(斑點面積)<Ss(焊絲截面積)時，電流線在熔滴中收縮F推向上，阻礙過渡。2)當(dāng)Sb>Ss時，電磁線在熔滴中發(fā)散，F(xiàn)推向下，促進過渡。（四）斑點力其作用亦與斑點面積有關(guān)：Sb較大時，促進過渡；Sb較小時，阻礙過渡。

熔滴中的電磁收縮力熔滴斑點力蒸發(fā)反力及帶電粒子撞擊力第十二頁，共二十一頁，2022年，8月28日(五)爆破力熔滴爆破時，爆破力指向四面八方，即促進過渡，又導(dǎo)致飛濺。

(六)等離子流力從焊絲指向工件，總是促進過渡。FP爆破力等離子流力第十三頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、熔滴過渡的主要形式及特點（一）自由過渡熔滴脫離焊絲，由電弧空間進入熔池。1、滴狀過渡globulartransfer1）大滴過渡特點：①

aD（熔滴加速度）=g（重力加速度）

；

②軸向；

③

dD（熔滴直徑）>ds（焊絲直徑）2）大滴排斥特點：①aD（熔滴加速度）=g（重力加速度）

；

②非軸向，有飛濺；

③dD（熔滴直徑）

>ds（焊絲直徑）

FF斑Fmg大滴第十四頁，共二十一頁，2022年，8月28日FFPFg射滴射流2、細顆粒過渡，出現(xiàn)在CO2焊中特點：①

aD>g；

②非軸向；

③

dD<ds。3、噴射過渡1）射滴特點：①

aD>>g；

②

dDds；

③軸向性好；

④一次一滴。2）射流特點：①

aD>>g；②

dD<ds；

③軸向；④連續(xù)束流。

3）爆炸過渡Explosivetransfer

因氣泡的爆破而過渡，通常伴隨著飛濺。

第十五頁，共二十一頁，2022年，8月28日熔滴的爆炸過渡

爆炸過渡是熔滴在形成、長大或過渡過程中，由于激烈的冶金反應(yīng)，在熔滴內(nèi)部產(chǎn)生CO氣體，使熔滴急劇膨脹發(fā)生爆裂而形成的過渡形式。在爆炸過渡的同時，發(fā)生強烈爆炸飛濺，嚴(yán)重惡化了焊接工藝性。熔滴爆炸過渡的頻率大約為30～50s-1

。Explosivetransferofdroplet

2-7第十六頁，共二十一頁，2022年，8月28日（二）渣壁過渡flux-wallguidedtransfer

1、沿熔渣壁過渡SAW

DCRP：熔滴尺寸大，過渡頻率低。 DCSP：尺寸小，f大。I↑f↑2、沿套筒過渡 產(chǎn)生于SMAW。 條件：1）厚藥皮；2）酸性藥皮。（三）接觸過渡1、短路過渡條件：CO2細絲焊，且Ua小，Ia小。特點：電弧穩(wěn)定，稍有飛濺。2、搭橋過渡條件：填絲TIG焊中。第十七頁，共二十一頁，2022年，8月28日

熔滴尺寸小，一般不超過焊芯直徑，在焊條端面處，可以同時存在多個熔滴；過渡頻率較粗熔滴過渡時高，一般為5～9s-1。渣壁過渡的特征

渣壁過渡是焊條端部的熔體沿藥皮套筒壁面溜向熔池的一種過渡形式，熔滴過渡時不發(fā)生短路。Characteristicsofflux-wallguidedtransfer

2-6第十八頁，共二十一頁，2022年，8月28日1234短路過渡過程及電流、電壓波形第十九頁，共二十一頁，2022年，8月28日三、飛濺及熔敷系數(shù)（一）飛濺1、飛濺的原因：

①爆破力；②斑點力不對稱；③氣體從熔滴或熔池中析出。

2、影響飛濺的因素

①焊接方法，CO2焊大，MIG??；②規(guī)范，例如CO2焊；③過渡形式。I飛濺率ABC第二十頁，共二十一頁，2022年，8月28日

（二）熔敷效率，熔敷系數(shù) 1、基本概念 (1)熔