电弧焊接基本概念.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电弧焊接基本概念,写给瑞凌实业研发部工程师,常用焊接方法分类,电弧焊接方法定义,严格地讲，所有用电弧做热源的焊接方法都可以称为电弧焊，它包括：,电弧熔焊（通常的电弧焊就是指电弧熔焊）,电弧钎焊,复合电弧焊,电弧焊接中的挑战与机遇,电弧焊是一种传统的焊接工艺，它在过去、现在和将来都是制造业中的使用最广泛的材料连接方法,电弧焊工艺与设备是目前焊接领域中市场竞争最为激烈的一个领域,电弧焊接也是最能发挥个人智慧和想象力的技术领域,电弧焊机与焊接电弧之间的关系,电弧焊机一种二次电源,焊接电弧电焊机的负载,电网,焊机,电弧,一次电源,二次电源,负载,焊接电弧与焊接工艺的关系,焊接电弧是焊接热源,焊接电弧用于熔化焊丝,焊接电弧用于熔化母材,焊接电弧同时产生电弧力,电弧力将影响熔滴过渡,电弧力将影响焊缝成型,焊机对焊接过程的控制,焊机通过控制焊接电弧进而对焊接过程进行控制,焊机,电弧,热,力,焊丝,母材,电弧焊接方法的分类,电弧的基本性质与应用,电弧是一种气体放电现象,电弧放电是一种大电流、低电压的气体放电现象,电弧放电产生高温和强光,电弧的主要应用有：焊接热源、冶金热源和照明光源,电弧为什么称之为电弧？,+,-,热气球,实际的电弧例子,短弧,长弧,电弧作为光源的应用,氙气灯,焊接电弧为什么能导电？,焊接电弧电压通常为,10-40V,焊接电弧两极之间为,2-10mm,的气体间隙,如此低的电压如何能够通过数毫米气体间隙？,气体电离,电弧等离子,等离子体的概念,宇宙中的,99%,物质是等离子体,等离子是物质的第四态,等离子又名：电浆,电弧的电特性,电弧与电阻的异同？,电弧遵循欧姆定律？,焊接电弧导电的特点,轴向电压梯度的非线性,伏安特性的非线性,U,a,U,K,U,C,U,A,阴极,阳极,电弧的电压梯度变化,I,（,j,）,U,A,B,C,1,2,3,焊接电弧的伏安特性的曲线,焊接电弧的主要参数及作用,电流,熔化焊丝和母材,热、力,电压,阳极压降：决定,DCEP,作用,阴极压降：决定,DCEN,作用,弧柱电压：电弧长度,焊接电弧的动态伏安特性,I,t,f,a,b,O,P,c,d,m,n,L,H,A,V,M,g,O,I,U,t,(,b,),(,c,),t,(,a,),Vp,-,电弧焊接电源的基本要求,合适的外特性：,焊接过程稳定的必要条件,合适的动特性：,焊接过程稳定的充分条件,操作的方便性与耐用性：,提高用户接受程度的辅助条件,可靠的安全性：,通过产品认证的必要条件,CCC,及,CE,认证,电焊机认证基于,IEC60974,标准；,IEC60974,标准主要是一种对于电焊机使用中的安全标准，同时也提供了部分最基本保证焊接使用性能的标准；,符合认证的焊机与实际焊接性能的好坏基本无关。,焊接电源外特性（伏安特性）,平特性,电压源,陡特性,电流源,复合特性,弧长波动引起的电流变化量与电源外特性的关系,AV,2,AV,1,CV,I,U,CC,a,b,c,I,ac,I,ab,电源外特性与焊接方法的关系,熔化极气体保护焊的参数,输入参数：电压、送丝速度、导电嘴到工件距离,输出参数：电流、焊丝干伸长（弧长）,输入参数,电压,送丝速度,导电嘴到工间距离,输出参数,电流,焊丝干伸长,（弧长）,焊接系统,（焊机）,（焊枪）,（保护气体）,（焊丝）,导电嘴到工间距离,与,干伸长、弧长,的关系,L,tw,L,a,+,-,导电嘴,L,e,工件,L,tw,=L,e,+L,a,焊接过程稳定的必要条件,焊丝送丝速度：,WFS,焊丝熔化速度：,WMR,稳定焊接的必要条件：,L,a,稳定,La,稳定可以是绝对稳定：即弧长恒定不变；,也可以是相对稳定：即在一定的范围内有规律地变化。,焊接过程稳定的充分条件,焊接电流稳定,焊接电压稳定,电流、电压稳定可以是绝对稳定：即电流、电压的幅值恒定；也可以是相对稳定：即电流、电压的平均值或有效值恒定。,计算平均值、有效值的周期应小于对波动值焊接过程产生影响的最小时间。,焊接电压与电弧长度的关系,熔化极电弧焊接的电流调节,使用陡降特性电源取决于电源的电流设定,如果使用平特性电源，电流怎么调节？,送丝速度与电流的关系,焊丝熔化速度分析,L,e,=,L,t-w,L,a,WMR,=,m,1,U,da,I+m,2,L,e,k,4,I,2,送丝速度与电弧长度的关系,电压一定时，电弧长度与送丝速度成反比,熔滴过渡的三种基本形式及其特点,短路过渡：,焊丝与工件之间有短路发生、熔滴直径略大于焊丝直径。焊接过程有飞溅，焊接电流较低，熔深较浅，可以全位置焊，适用于薄板焊接，可使用,CO2,气体或氩气及混合气。,颗粒过渡：,焊丝与工件之间无短路发生、熔滴直径远大于焊丝直径。焊接过程有飞溅，只能水平位置焊接。,射流过渡：,焊丝与工件之间无短路发生、熔滴直径小于焊丝直径。焊接过程无飞溅，焊接电流较高，熔深较大，可以全位置焊，使用氩气或混合气。使用脉冲方式可以在较低电流下实现射流过渡。,三种典型熔滴过渡形式各工作区间,短路,I,U,射流,短路,颗粒,颗粒,射流,电极熔化与焊接电弧极性的关系,正接,DCEN,：,GTAW,反接,DCEP,：,GMAW,发热量与极性的关系,电弧力与极性的关系,脉冲电流的使用,脉冲,TIG,脉冲,MIG,为什么要用脉冲？,脉冲焊接的优点？,脉冲,MIG,的优点,射流过渡是一种理想的熔滴过渡模式，但是需要在较大的电流（大于临界电流）下才能实现，因此限制了应用范围。脉冲,MIG,利用脉冲电流方式，可以在较低的平均电流（低热输入）实现稳定的射流过渡，因此具有以下优点：,1,、有利于薄板焊接,2,、有利于全位置焊接,3,、有利于使用粗丝焊接（粗丝送丝稳定性高）,脉冲焊接电流的问题,通常我们可以看到：,当采用脉冲电流时（脉冲,TIG,或脉冲,MIG,），实现同样的焊接效果时，脉冲电流的指示值比直流电流低,。,因此采用脉冲方式可以降低焊接热输入的说法是正确的吗？,平均值、有效值与电流波形的关系,平均值,有效值,交流焊接电源,为什么要用交流？,交流与直流的差异？,交流的优点是什么？,交流电源的使用,交流,TIG,铝合金焊接,交流,MIG,高熔敷率、低热输入焊接,可变极性电源,周期，正负半波时间，正负半波幅值均可改变的电源。,是一种高级的交流,TIG,和交流,MIG,电源。,结束语,焊机的核心是一个特殊的电源,焊接电源,焊接电源以稳定焊接电弧和焊接过程为目的,了解和掌握焊接工艺特点是在市场竞争激烈的焊接领域做好焊机研发和销售的必要基础,谢谢,