焊接电弧的产生与维持的基本知识.docx

一、电弧的概念电弧是一种气体导电（放电）现象。焊接电弧则是两个电极之间强烈而持久的放电现象。电弧产生的条件就是气体要成为导电体。通常气体是不导电的，气体成为导体则需要两个条件，即阴极电子发射和气体电离。带电粒子的性质中性的气体原子在受到电场或热能作用时，气体原子中电子获得足够的能量，克服原子核对电子的引力，而成为自由电子。中性原子因失去带负电荷的电子而成为带正电荷的正离子的过程，就叫做气体电离。当有阴极电子发射，电子高速运动与气体原子相互碰撞，如果撞击的能量大于气体原子核与电子间的引力时，则发生气体电离；或者在高温下，气体原子的运动速度加快，原子间相互碰撞，也会引起气体电离。气体电离(1)撞击电离。是指在电场中，被加速的带电粒子(电子、离子)与中性点(原子)碰撞后发生的电离。(2)热电离。是指在高温下，具有高动能的气体原子(或分子)互相碰撞而引起的电离。(3)光电离。是指气体原子(或分子)吸收了光射线的光子能而产生的电离。阴极电子发射(1)热发射。物体的固体或液体表面受热后，其中某些电子具有大于逸出功的动能而逸出到表面外的空间中去的现象称为热发射。热发射在焊接电弧中起着重要作用，它随着温度上升而增强。(2)光电发射。物质的固体或液体表面接受光射线的能量而释放出自由电子的现象称为光电发射。对于各种金属和氧化物，只有当光射线波长小于能使它们发射电子的极限波长时，才能产生光电发射。(3)重粒子撞击发射。能量大的重粒子(如正离子)撞到阴极上，引起电子的逸出，称为重粒子撞击发射。重粒子能量越大，电子发射越强烈。(4)强电场作用下的自发射。物质的固体或液体表面，虽然温度不高，但当存在强电场并在表面附近形成较大的电位差时，使阴极有较多的电子发射出来，这就称为强电场作用下的自发射，简称自发射。电场越强，发射出的电子形成的电流密度就越大。自发射在焊接电弧中也起着重要作用，特别是在非接触式引弧时，其作用更加明显。二、焊接电弧的引燃过程当焊条与焊件接触时，由于电极表面不平整，因而在接触部分通过的电流密度非常大，电阻热使接触部分的金属温度升高而融化。焊条轻微抬起时大量的电流只从融化的金属细颈处通过产生更多的电阻热，使温度急剧升高，产生热电离和碰撞电离，同时由于电场的作用，产生电子发射作用，便可引弧。三、焊接电弧的偏吹正常情况下焊接时，焊接电弧的周线基本上与焊条的轴线在同一中心线上。但在焊接过程中，有时电弧左右或前后摆动，即产生了偏吹。产生的原因：气流的影响、焊条药皮不均匀、弧柱周围磁力线分布不均匀（磁偏吹）。防止方法：适当改变焊件接线部位、适当调整焊条的倾斜角度、采用交流电焊接。