电弧焊基础知识
电弧焊-基础知识
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（二）电子的发射
（2）场致发射
当阴极表面空间有强电场存在时，金属 电极内的电子在电场静电库仑力的作用下， 从电极表面飞出的现象称为场致发射。
冷阴极电弧正是主要依靠这种方式获得足 够的电子以维持电弧稳定燃烧的。
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（二）电子的发射
（3）光发射
当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的 自由电子能量增加，当电子的能量达到一定值时 能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。
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（一）气体的电离
（1）电离与激励
电离能通常以电子伏（eV）为单位， 1电子伏就是1个电子通过1V电位差的空间所 获得的能量，其数值为1.6×10-19J。为了便 于计算，常把以电子伏为单位的能量转换为 数值上相等的电压来处理，单位为伏（V）， 此电压称为电离电压。电弧气氛中常见气体 的电离电压如表1-1所示。
（1）热发射 金表面承受热作用而产生电子发射的现象称 为热发射。金属电极内部的自由电子受到热作用 以后，热运动加剧，动能增加，当自由电子的动 能大于该金属的电子逸出功时，就会从金属电极 表面飞出，参加电弧的导电过程。电子发射时从 金属电极表面带走能量，故能对金属产生冷却作 用。当电子被另外的同种金属表面接受时，将释 放能量，使金属表面加热。
二、焊接电弧的导电特性
其中，暗放电和辉光放电的电流较小，电 压较高，发热发光较弱，而电弧放电的电流最 大，电压最低，温度最高、发光最强。正是因 为电弧具有这样的特点，因此在工业中广泛用 来作为热源和光源，在焊接技术中成为一种不 可缺少的能源。 综上所述，从电弧的物理本质来看，它是一种 在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所 产生的电流最大、电压最低、温度最高、发光 最强的自持放电现象。
第一章电弧焊基础知识
手工电弧焊的安全基础知识
手工电弧焊的安全基础知识手工电弧焊是一种常见的焊接方法，也是一项高风险的工作。
为了确保焊工和周围人员的安全，必须掌握一些基本的安全知识。
以下是手工电弧焊的安全基础知识。
1. 物理安全知识- 确保工作区域干燥，避免在潮湿或多雨的环境中焊接。
- 检查和确保工作区域没有易燃物品或可燃气体，以减少火灾的风险。
- 清理工作区域，确保没有杂物，尤其是易燃杂物，以避免触电或火灾事故。
- 使用焊接面罩、防火面罩、手套、防护服和耳塞等个人防护装备，以保护自己免受火花、热辐射、紫外线辐射和噪音的伤害。
2. 电气安全知识- 在进行任何维护或检修操作之前，确保电源已经关闭并断开连接，以避免触电。
- 使用绝缘电缆，并确保电源线路和插头的绝缘性能良好，以减少触电的风险。
- 使用与电焊工作相匹配的标准和规范的电缆、插头和插座，以确保正常工作和良好的电气连接。
- 定期检查电缆和插头的外观，确保没有裂纹、磨损或暴露的导线，以避免电击事故。
- 确保工作区域有地检测装置，以检测是否有电流通过焊接设备或焊工，以及确保接地线和电源线之间有良好的接地连接。
- 在使用多次接插头时，确保每个插头的接地线连接良好，以避免接地失效。
3. 气体安全知识- 对于使用气体作为焊接介质的焊接过程，必须掌握相关的气体安全知识。
- 使用气瓶时，确保气瓶安全且处于稳固的位置。
避免气瓶倒塌或破裂导致的意外事故。
- 检查气瓶上的压力表，确保气瓶中有足够的气体供应，以避免在焊接过程中气体不足而导致的问题。
- 气瓶上的阀门应保持关闭状态，除非气瓶正在使用中。
在工作完成后，立即关闭气瓶，并确保气瓶阀门处于关闭状态。
- 在连接和更换气瓶时，使用正确的工具，确保连接牢固且无泄漏。
4. 焊接环境安全知识- 在进行焊接工作时，确保工作区域通风良好，以减少焊接产生的有害气体和烟雾对焊工和周围人员的危害。
- 使用消防器材和灭火器，并确保灭火器的有效期限内。
在焊接过程中，随时保持灭火器的可用状态以应对火灾风险。
电弧焊基础知识
第一章电弧焊基础知识一、教学目的：能正确认识焊接电弧中带电粒子的产生原理了解焊接电弧的工艺特性及电弧力的种类了解阴极斑点及阳极斑点的定义了解熔滴上的作用力掌握熔滴过渡的主要形式及其特点能正确认识焊缝形成过程了解焊接工艺参数对焊缝成形的影响了解焊缝成形缺陷的产生及防止二、教学重点：焊接电弧中带电粒子的产生原理熔滴过渡的主要形式及其特点焊接工艺参数对焊缝成形的影响三、教学难点：电离和激励极斑点及阳极斑点最小电压原理焊缝成形缺陷的产生及防止四、参考学时数：4～6学时五、主要教学内容：第一节焊接电弧一、焊接电弧的物理基础（一）电弧及其电场强度分布电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。
电弧有三个部分构成：阴极区、阳极区、弧柱区。
（二）电弧中带电粒子的产生1、气体的电离在外加能量作用下，使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程称为气体电离。
其本质是中性气体粒子吸收足够的能量，使电子脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子的过程。
电离种类：（1）热电离气体粒子受热的作用而产生电离的过程称为热电离。
其本质为粒子热运动激烈，相互碰撞产生的电离。
（2）场致电离带电粒子在电场中加速，和其中的中性粒子发生非弹性膨胀而产生的电离。
电离程度：电离度：单位体积内电离的粒子数浴气体电离前粒子总数的比值称为电离度。
（3）光电离中性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程称为光电离。
2、阴极电子发射（1）电子发射：阴极中的自由电子受到外加能量时从阴极表面逸出的过程称为电子发射。
其发射能力的大小用逸出功A w表示。
（2）阴极斑点阴极表面光亮的区域称为阴极斑点。
阴极斑点具有“阴极清理”（“阴极破碎”）作用，原因：由于氧化物的逸出功比纯金属低，因为阴极斑点会移向有氧化物的地方，将该氧化物清除。
（3）电子发射类型1）热发射阴极表面受热引起部分电子动能达到或超过逸出功时产生的电子发射。
热阴极以热发射为主要的发射形式。
手工电弧焊的安全基础知识（二篇）
手工电弧焊的安全基础知识手工电弧焊是利用焊条与焊件之间的电弧热，使焊条金属与母材熔化形成缝的一种焊接方法。
焊接时，母材为一电极，焊条为另一电极。
电弧是在焊条—母材之间的空隙内通过外加电压引燃。
由于开始产生电弧时，两电极及其间的气隙尚未充分加热电离，为了加强气体的电离作用，电极之间应有较高的电压，这个电压称为空载电压。
一般直流电焊机的空载电压为40~90V，交流电焊机为50～80V。
当电弧稳定燃烧后，维持电弧燃烧所需要的电压较低，一般为16—35V，这个电压称为工作电压。
一、手工电弧焊机常用的手工电弧焊机有交流弧焊机、旋转式直流弧焊机和整流式直流弧焊机三种。
交流弧焊机是一个特殊的降压变压器，具有陡降的外特性。
焊接电源的调节主要是通过调节焊机感抗值来实现的，其基本方式为变动铁芯或动绕组的位置或调节芯的饱和程度等。
交流弧焊机主要有动铁芯式、同体式和动圈式三种。
旋转式直流弧焊机是一种专供电弧焊用的特殊型式的发电设备，由发电机和原动机两部分组成。
原动机可以是电动机或内燃机，在工厂中常见的是用电动机驱动。
直流弧焊机除了具有产生直流电的功能外，还具有满足焊接工艺所要求的性能。
整流式直流弧焊机由主变压器、整流器组、调节装置和冷却风扇等装置组成。
这类焊机由于多采用硅整流元件进行整流，又称为硅整流焊机。
所有使用的电焊机必须符合焊机标准规定的安全要求。
1、如果手工电弧焊机的空载电压高于焊机标准规定的限值，而又在有触电危险的场所作业，则焊机必须采用空载自动断电装置等防触电的安全措施。
2、电焊机的工作环境应与焊机技术说明书上的规定相符。
如在气温过低或过高、湿度过大、气压过低以及在腐蚀性或爆炸性等特殊环境中作业，应使用适合特殊环境条件性能的电焊机，或采取防护措施。
3、应防止电焊机受到碰撞或剧烈震动，特别是整流式电焊机。
室外使用的电焊机必须有防雨雪的防护设施。
为防止触电，电焊机外露的带电部分应设有完好的防护(隔离)装置，电焊裸露的接线柱必须设有防护罩。
电焊工基本知识电焊入门基础知识
电焊工基本知识电焊入门基础知识电焊工基本知识一、介绍电焊是一种常见的金属连接方式，广泛应用于建筑、船舶、汽车制造等领域。
电焊工作作为一项专业技能，需要具备一定的基本知识和技术能力。
本文将介绍电焊工入门基础知识，帮助初学者快速了解电焊的基本原理和操作技巧。
二、电焊的原理1. 电弧的形成电焊是通过通过电流形成的电弧来融化金属并连接工件。
当两个导电体之间出现电流且有足够的电压时，电子会从一个导体跳跃到另一个导体上，形成电弧。
2. 电焊的工作原理电焊中使用的电流称为焊接电流，一般通过焊条或焊丝传导到工件上。
焊条或焊丝在电弧的作用下熔化，形成熔滴，并与工件熔化部分相互融合，形成焊缝。
三、电焊设备1. 电焊机电焊机是电焊的核心设备，可以提供适当的电压和电流来驱动电焊过程。
常见的电焊机有手持式电焊机和工作台电焊机两种类型。
2. 电焊面具电焊过程中会产生强烈的光弧和火花，需要使用电焊面具来保护眼睛和面部。
电焊面具一般具有防辐射、防飞溅和电绝缘等功能。
3. 防护服和手套由于电焊过程中会有火花和熔滴飞溅，需要穿戴防护服和使用耐热手套，以保护身体和手部免受火焰和高温的伤害。
四、常用焊接方法1. 手工电弧焊手工电弧焊是最常用的电焊方法，适用于各种金属材料的连接。
焊工通过手持电焊枪将焊条与工件接触产生电弧，完成焊接工作。
2. 氩弧焊氩弧焊是一种惰性气体保护电焊方法，适用于焊接不锈钢、铝合金等特殊材料。
焊接过程中，使用氩气来保护焊缝，防止氧气和其他杂质进入。
3. 氩弧焊等离子焊接氩弧焊等离子焊接是一种高能量、高温的电焊方法，适用于焊接厚板和特殊材料。
氩气和氢气的混合气体通过弧电离产生等离子体，提供高能量的热源。
五、安全操作注意事项1. 确保工作区域通风良好，减少有害烟尘和气体对身体的伤害。
2. 在进行电焊操作前，必须穿戴好防护服和手套，确保身体和手部的安全。
3. 手持电焊枪时，要注意将手指放置在保护夹中，并佩戴绝缘手套，以防止电流通过身体。
焊条电弧焊的基础知识
焊条电弧焊的基础知识一、焊接基础知识焊接是指通过加热或加压两种方式，将两个或多个金属材料连接在一起的方法。
焊接过程中，金属材料通过原子间的扩散和结合，形成牢固的接头。
二、焊接设备介绍焊条电弧焊是一种常用的焊接方法，其设备主要包括电源、焊机、焊条和工具等。
1.电源：提供焊接所需的电能，一般分为交流电源和直流电源两种。
2.焊机：将电源输出的电能转化为焊接所需的电流和电压，并控制焊接过程的设备。
3.焊条：用于形成焊接接头的金属电极，一般由金属芯和药皮组成。
4.工具：包括焊钳、焊嘴、夹具等，用于夹持和操作焊条。
三、焊条的选用与处理1.焊条的选用：应根据被焊接材料的材质、焊接要求和接头强度要求等因素来选择合适的焊条。
2.焊条的处理：使用前应检查焊条的质量，去除焊条表面的油污和锈蚀，以保证焊接质量。
四、电弧焊的工艺参数电弧焊的工艺参数主要包括电流、电压、焊接速度、焊条角度等。
1.电流：电流的大小直接影响焊接质量和效率，应根据被焊接材料的材质、厚度和焊接要求等因素来选择合适的电流。
2.电压：电压的高低影响电弧的稳定性和熔池的形成，应根据焊接电流和焊条类型等因素来选择合适的电压。
3.焊接速度：焊接速度是指单位时间内完成的焊缝长度，应根据被焊接材料的材质、厚度和焊接要求等因素来选择合适的焊接速度。
4.焊条角度：焊条的角度直接影响焊接质量和美观度，应根据被焊接材料的材质、接头形式和焊接要求等因素来选择合适的焊条角度。
五、焊接操作技巧1.引弧：将焊条与工件表面轻轻接触，然后迅速提起，使电弧燃烧稳定。
2.运弧：控制焊条的运动轨迹，使熔池均匀分布，避免出现“驼峰”、“咬边”等现象。
3.接头：在更换焊条或中断焊接时，应将焊条与工件表面成一定角度，以形成起始熔池，便于引弧。
4.收弧：在完成一道焊缝后，应将电弧慢慢提起，使熔池逐渐凝固，避免出现“缩孔”现象。
六、焊接缺陷与预防措施1.气孔：预防措施包括选择合适的焊接电流和保护气体流量，保持工件表面清洁等。
电焊工基本知识电焊入门基础知识
电焊工基本知识电焊入门基础知识电焊工是一个在机械制造和机械加工行业中的特殊金属焊接工种，而且又是一个很重要的岗位。
那么你对电焊工知识了解多少呢?以下是由店铺整理关于电焊工知识的内容，希望大家喜欢!电焊工基本知识1、什么叫焊接电源?答：电焊机中，供给焊接所需的电能并具有适宜于焊接电气特性的设备称为焊接电源。
2、为什么对弧焊电源有特殊要求?有哪些要求?答：为了保证焊接电弧稳定燃烧和适应各种焊接工艺要求，弧焊电源具有下列特殊要求：〈1〉弧焊电源的静特性(或称外特性)——即稳态输出电流和输出电压之间的关系，有下降特性(恒流特性)和平特性(恒压特性)。
A、焊条电弧焊、TIG焊和碳弧气刨电源的外特性是下降(恒流)特性;B、CO2/MAG/MIG电弧焊电源的外特性是平特性(恒压特性)。
〈2〉弧焊电源的动特性——当负载状态发生瞬时变化时(如：熔滴的短路过渡、颗粒过渡、射流过渡等)，弧焊电源输出电流和输出电压与时间的关系，用以表征对负载瞬变的反应能力(即动态反应能力)，简称“动特性”。
〈3〉空载电压——引弧前电源显示的电压。
〈4〉调节特性——改变电源的外特性以适应焊接规范的要求。
3、为什么电弧长度发生变化时，电弧电压也会发生变化?答：由弧焊电源的外特性所决定的，电弧越长，电弧电压越高;电弧越短，电弧电压越低。
4、为什么CO2焊接时，焊丝伸出长度发生变化时，电流显示值也会发生变化?答：焊丝伸出长度(即干伸长度)越长，焊丝的电阻量越大，由电阻热消耗的电流越大，焊接电流显示值越小，实际焊接电流也变小。
所以焊丝伸出长度一般设定在12--20mm范围内。
5、为什么CO2/MAG/MIG焊接时，焊接电流和电弧电压要严格匹配?答：CO2/MAG/MIG焊接时，调节焊接电流—即调节焊丝的给送速度;调节电弧电压—即调节焊丝的熔化速度;很显然，焊丝的熔化速度和给送速度一定要相等，才能保证电弧稳定焊接。
〈1〉在焊接电流一定时，调节电弧电压偏高，焊丝的熔化速度增大，电弧长度增加，熔滴无法正常过渡，一般呈大颗粒飞出，飞溅增多。
焊接电弧基础知识
任
务
向弧柱区提供电子流和接受弧柱 区送来的正离子流
导电通路的作用
接受弧柱区流过来的电子流和向 弧柱区提供正离子流
焊接教学 四、焊接电弧的构造
焊接 方法
酸性焊条 电弧焊
钨极氩弧焊
碱性焊 条
电弧焊
熔化极 氩弧焊
C02气体 保护焊
埋弧焊
温度 比较
阳极温度＞阴极温度
阴极温度＞阳极温度
焊接教学
五、电弧电压
焊接教学
利用手工操纵焊 条进行焊接的电 弧焊方法
课堂小结
设备简单，操作方便、
灵活，可焊性好。适用
于各种条件下的焊接，
特别适用于结构形状复
杂，焊缝短小，弯曲焊或接电弧
各种空间位置焊缝的焊
接。
由焊接电源供给的具有一
定电压的两电极间或电极
与工件间在气体介质中产
生强烈而持久的放电现象。
两电极之 间的电压。 与弧长有
弧柱区长度几乎等于电弧 长度，弧柱区产生的热量 仅占电弧热量的21%，但 弧柱中心温度高达57307730 。
焊接教学 四、焊接电弧的构造
焊接电 定 义 弧构造
温度
2130-
阴极区 紧靠负极的区域 3230℃
阳极区和阴极区 5730-
弧柱区 中间的区域
7730℃
2330-
阳极区 紧靠正极的区域 3980℃
范围：
低碳钢
铜及铜合金
低合金钢
2020/3/26
不锈钢
铝及铝合金
4
焊接教学 三、焊接电弧的概念
电弧的实质：气体放电现象。
焊接教学 三、焊接电弧的概念
• 焊接电弧的定义：
气体电离
由焊接电源供给的具有一定电压阴的极两电电子极发间射或电极与工
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电弧焊基础知识
第一节焊接电弧
目的与要求：了解电弧的实质、获得的途径、电弧各区域及其导电机构的特点、能量与温度的分布规律；掌握电弧偏吹的概念及影响因素、解决措施。
一、焊接电弧的物理基础
（一）电弧及其电场强度分布
电弧的实质：气体放电（导电）
电弧的特点：低电压、大电流、温度高、亮度大
（二）电弧中带电粒子的产生
获得电弧的途径：气体电离+电子发射
1、电离的种类：
热电离场致电离光电离
电离能及其与引弧的关系
2、（阴极）电子发射
热发射场致发射光发射粒子碰撞发射
逸出功及其与引弧的关系
1、电离的种类：
热电离场致电离光电离
电离能及其与引弧的关系
2、（阴极）电子发射
热发射场致发射光发射粒子碰撞发射
逸出功及其与引弧的关系
二、焊接电弧的导电特性
电弧的三个区域：阴极区弧柱区阳极区
（一）弧柱区的导电特性
最小电压原理（难点，通过水珠的形状与能量的关系辅以解释说明）
（二）阴极区的导电特性
1、热发射型
2、电场发射型阴极斑点
（三）阳极区的导电特
1、阳极斑点
2、阳极区导电形式
三、焊接电弧的工艺特性
电弧的工艺特性主要包括：热能特性、力学特性、电弧稳定性等。
（一）电弧的热能特性
1、电弧热的形成机构
电弧的弧柱、阴极区、阳极区的产热特性各不相同。
⑴弧柱的产热
⑵阴极区的产热特性
⑶阳极区的产热特性
2、电弧的温度分布
⑴轴向－两极区低弧柱区高
⑵径向－中心高四周低
3、焊接电弧的热效率及能量密度
电弧产热的一部分热量会通过对流、传导、辐射等形式散失，所以会存在热效率问题。
能量密度分布：轴向－两极区大弧柱区小径向－中心大四周小
（二）、电弧的力学特性
1、电弧力类型及作用（重点）
电磁（收缩）力——使电弧获得刚直性，促进熔滴过渡
等离子流力——促进熔滴过渡
斑点（压）力——阴极＞阳极／阻碍熔滴过渡
电极材料蒸发的反作用力——阴极＞阳极／阻碍熔滴过渡
熔滴(droplet)冲击力——对熔池造成冲击
短路爆破力——短路时产生，导致飞溅
2、电弧力的主要影响因素
气体介质、焊接电流和电压、焊丝（条）直径、极性和电极端部形状等。
四、焊接电弧的稳定性
电弧稳定性的概念（P19）
影响电弧稳定性的因素：电源、外界因素、药皮（芯）（焊剂）、
磁偏吹等
二节焊丝的熔化与熔滴过渡
目的与要求：了解并掌握焊接电弧热和力的特点。
掌握溶滴过渡的形式、特点，初步掌握其应用。
一、焊丝的加热和熔化特性
（一）焊丝的热源
焊丝熔化的热源电弧热（主）+电阻热（次）
（二）焊丝的熔化特性
焊丝的熔化特性——焊丝的熔化速度与焊接电流之间的关系
区别清楚与焊丝熔化有关的几个概念：
熔化速度(mm/min & kg/h) 熔化系数(g/A?h)熔敷系数(g/A?h)熔敷速度(kg/h) 熔敷效率(%)飞溅率(%) 损失系数(%)
焊丝的熔化特性主要受焊丝材料、直径和伸出长度等因素影响。
二、熔滴上的作用力（重点）
熔滴上的作用力是影响熔滴过渡及焊缝成形的主要因素。
1、重力
2、表面张力
3、电弧力（注意其包含几项力在内！）
4、熔滴爆破力
5、电弧的气体吹送力
在不同的焊接条件下，力的种类、大小不同，形成了不同的熔滴过渡形式
三、熔滴过渡及特点（难点：从力的角度出发、从其规律讲起）
熔滴过渡过程复杂，对电弧的稳定性、焊缝成形和冶金过程均有影响。
规律：随着电流的增加，熔滴过渡的体积减小、频率加快。
熔滴过渡：自由过渡、接触过渡、渣壁过渡
每一种又可以再分为不同的亚型。
目前，熔滴过渡的名称尚未规范、统一。
自由过渡（重点）：
滴状过渡
喷射过渡:易在（富）氩气氛种获得，熔深大\熔敷效率高，适用于中、厚板平位置的填充、盖面。
（有上、下限电流\可加脉冲）
爆炸过渡??
接触过渡：
短路过渡（重点）：在各种气氛中，低电压、细焊丝（小电流）（但电流密度不小）均可获得；热输入小、焊接变形小、全位置焊性能好但一般飞溅较大；适用于薄板焊接或中厚板的打底焊接。
搭桥过渡?
渣壁过渡：沿渣壳（埋弧焊）沿套筒（焊条电弧焊）
常见焊接方法的熔滴过渡形式
焊条手工焊
酸性焊条：细滴过渡
碱性焊条：粗滴过渡+短路过渡
CO2焊：滴状过渡（粗丝）、短路过渡、表面张力过渡（STT）（细丝）
MIG（焊铝）：喷射过渡、亚射流过渡
MAG（熔滴过渡形式最多、最灵活）：短路过渡
关于熔滴过渡技术的最新发展（特别介绍）
STT、冷金属过渡（CMT）
双脉冲（超脉冲）（double pulse、super pulse）过渡
第三节母材熔化与焊缝成形
目的与要求：了解焊丝加热和熔化的过程，了解并掌握焊缝形成的规律及其与焊接质量的关系。
一、焊缝(weld)形成过程
母材熔化形成熔池／熔池凝固形成焊缝——熔池形状与焊缝质量有关（《熔焊原理》）
二、焊缝形状与焊缝质量的关系
焊缝成形的基本参数：
熔深(penetration或depth of penetration)
熔宽（width）
余高(reinforcement或excess weld metal)
焊缝成形系数(form factor of weld)=焊缝宽度／焊缝厚度
三、焊接工艺因素对焊缝成形的影响（重点）
1、焊接工艺参数
焊接电流(主要影响熔深)：I↑→熔深↑、熔宽稍↑、余高↑
电弧电压(主要影响熔宽)：U↑→熔宽↑、熔深↓、余高↓焊接速度：增加，则熔深、熔宽、余高均减小
2、其它工艺因素
焊丝直径焊丝伸出长度坡口角度及间隙板厚电极倾角
四、焊缝成形缺陷及产生原因（难点，对照标准，以图及照片对比说明）
焊缝的形状缺陷：20种。