一个电焊工的技术水平高低是在同等条件下评定的。如果焊接条件不同,则很难判断技术水平的高下。譬如给一个技术水平高的焊工一根质量低劣的焊条,烘干不好,偏心又大,电弧不稳定,他的技术水平表现将被大打折扣;把质量好的焊条,烘干好,偏心小,电弧吹力适中的,给一个初学电焊的学徒工,他的技术水平表现将是令人欣慰的!因为只从焊条表面粗略看去,一般人分不清焊条质量好坏,能看清的只是焊接结果! 这个让人惊讶结果就是电弧力的魅力! 电弧力是焊接电弧中存在的机械作用力-是焊接电弧中电场和热场对气体粒子的作用,使这些粒子激烈运动宏观表现的一种形式! 电弧力直接影响熔滴的形成和过渡,影响熔池的形状、大小、深浅、搅拌状态和焊缝成型,还影响液态金属的飞溅及焊接缺陷的产生。 一·电弧力是如何产生的呢? 电弧力是电磁力、等离子流力、电极斑点力多种力的组合产生的。 1.电磁力:电磁力是电弧力最主要的组成。当电流通过弧柱时,电流线之间因自身磁场的作用而相互吸引,弧柱受到四周向中心方向的压缩,引起熔滴截面产生收缩。这种电磁力称为电磁压缩力。 弧柱区中心的电流密度远高于弧柱外边缘区域,弧柱区的温度高,导电率高,电弧中心的电磁力显著高于外边缘,弧柱中心正下方是电磁力作用最大的地方,表现为电弧力大,弧坑深度增大。 2.等离子流力:电弧区的气体粒子被迅速加热并有部分粒子产生电离,这些粒子、离子受到轴向推力的强力推动冲向熔池,对熔池产生附加压力。弧柱区上方的气体粒子不断的补充进来,不断地被加热电离,冲向熔池。这些高速运动的高温气体粒子和离子形成的气流称为等离子流,等离子流对熔池产生的附加力即为等离子流力。 等离子流力的加入可以增大电弧力,使电弧稳定挺直,促进了熔滴的轴向过渡数量,增大了熔深,并产生对熔池的搅拌作用,将使焊接冶金反应更充分,熔池中化学成分分布更均匀。 3.电极斑点力:电极上的斑点受到带电粒子的冲击和金属高温气化蒸发的反作用力,对斑点形成压力称为电极斑点力。 阴极斑点压力大于阳极斑点压力。因为: ①阴极斑点压力是正离子冲击造成的,而阳极斑点压力是电子撞击形成,正离子的质量远大于电子的质量,并且阴极区的压降一般大于阳极区压降,所以阴极斑点压力远大于阳极斑点压力。 ②阴极斑点的电密度比阳极斑点的电流密度大,阴极斑点金属高温气化蒸发的反作用力比阳极斑点大。 由于阴极斑点压力大于阳极斑点压力 ,所以在直流电弧焊时,采用直流反接来减低这种影响。 熔化极气体保护焊采用直流反接,可以减少熔滴过渡的阻力,减少飞溅。 钨极氩弧焊(不熔化电极氩弧焊)采用直流反接,由于阴极斑点在焊件上,正离子的撞击具有了对焊件的清理作用。 (钨极氩弧焊) 二·电弧吹力 焊条电弧焊时,焊条药皮的熔化速度低于焊芯的熔化速度,在焊条前端形成了药皮套筒,药皮中的造气剂产生的气体急剧膨胀,从套筒中喷射而出,推动细小熔滴射入熔池,较大熔滴落入熔池。电弧吹力推动了熔滴的过渡! 不过,在实际生产实践中,无法区分哪个是电弧力;哪个是电弧吹力,各种力混在一起,无法分离。各种力的综合作用下,影响着熔滴形成和过渡形态;影响着熔池的形成、大小、形状、深浅;影响着液态金属飞溅;影响着焊缝成型;影响着焊接工艺性能! (手工焊条电弧焊) (焊缝) |
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