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技术问题

焊条电弧焊的电弧特性

电弧的静特性 当弧长一定,电弧稳定燃烧时,两电极间总电压U与电流I之间的关系曲线称为电弧静特性曲线,也称为伏-安特性。可知,当电流密度较小时,随着电流的增加,电弧电压急剧下降,这一段为下降特性,也称为负阻特性;随着电流继续增加,电弧电压几乎保持不变,这一段是水平特性,也是负阻特性。因此,在弧长一定时,如果在一定范围内改变电流值,焊条电弧焊的电弧电压几乎保持不变,电弧均稳定燃烧。 电弧的温度分布 焊条电弧焊时,电弧在焊条末端和工件间燃烧,电弧由阳极、阴极和弧柱三部分组成,各部分温度不相同。一般情况下,若阳极和阴极的材料相同,因阴极发射电子消耗的能量较多,使得阳极温度略高于阴极温度,弧柱温度随焊接电流增大而升高。 焊接钢材时,阳极约为2600℃,阴极约为2400℃,弧柱的温度为6000—7000℃。当使用交流电焊接时,由于电流周期性变化使得两个电极的极性在不断变化,所以焊条和工件的温度分布及热量分布几乎一样。此外,金属极电弧的温度分布还与电极材料相关,不同电掇材料的电弧温度分布不同。 电弧偏吹 电弧偏吹是指在焊接过程中,由于某种原因使得电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏,从而导致焊接电弧偏离焊丝(或焊条)的轴线而向某一方向偏吹的现象。当采用交流电焊接时很少引起电弧偏吹,而采用直流电焊接时会产生电弧偏吹,使得焊缝的缺陷增多。 (1)电弧偏吹的原因
  产生电弧偏吹的原因有3种。①焊条偏心产生的偏吹。焊条偏心严重时,与焊条药皮较厚的一边相比,较薄的一边首先熔化并引起电弧外露使得电弧偏吹。②电弧周围气流产生的偏吹。比如露天焊接时,大风会造成严熏的电弧偏吹;管线焊接时,由于空气在管中的流速较大也会引起电弧偏吹。③焊接电弧的磁偏吹。当电弧周围磁场不均匀或电弧附近存在强磁体时,都使电弧中心偏离电极轴线的现象称为磁偏吹。当采用交流电焊接时磁偏吹较弱,当采用直流电焊接时磁偏吹较严重。
引起磁偏吹的原因有3种。a.地线接线位置偏向电弧一侧,如图2-4所示。可知,焊接时,工件、电弧和电焊条周围均产生磁场,而在左侧由于工件和电弧产生的磁力线叠加使得左侧的磁场密度大于右侧的,引起电弧向右侧偏吹。b.电弧一侧放置铁磁体。在电弧的一侧放置一块钢板(导磁体),使右侧磁力线密度小于左侧,引起偏吹。c.电弧运动至钢板的端部时,导磁面积改变使得靠近焊接边缘处的磁场密度增大,从而引起磁偏吹。 (2)减少电弧偏吹的方法
  磁偏吹严重时,焊接过程不稳定,操作过程难控制,使得焊缝昀成形性变差,那么,可以采用一些方法减少磁偏吹现象。①可能时,采用交流电焊接代替直流电焊接。②如果是焊条偏心引起的偏吹,停弧后观察偏心度的大小。如果偏心度较小,可转动焊条将偏心位置移到焊接前进方向,调整焊条角度后再施焊;如果偏心度较大,必须更换焊条。③采用遮挡法来解决气流引起的偏吹。④由丁电弧越短偏离越小,尽量采用短弧焊接。⑤对于长的和大的工件,可采用两端接地线方法施焊。⑥避免周围铁磁体的影响。若T件有剩磁,则焊前需退磁。
本文参考《焊接工艺》一书。 相关链接
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