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焊丝熔化及熔滴过渡总结解析

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第2章 焊丝的熔化与熔滴过渡

第2章 焊丝的熔化与熔滴过渡

滴，由于受到各种大小不同的作用力，具体形状和位置不断变 化，从而熔滴以不同的形式脱离焊丝或焊条，过渡到熔池中去。
一
熔滴上的作用力
熔滴上的作用力可分为重力、表面张力、电弧力、熔滴爆破力 和电弧气体的吹力等。
1
重力
重力对熔滴过渡的影响依焊接位置的不同而不同。平焊时， 熔滴上的重力促使熔滴过渡；而在立焊及仰焊位置则阻碍熔滴 过渡。
1)
s
m y m
100%
焊接中飞溅的产生
a. 伴随气体析出而引起的飞溅．
b. c. d.
气体爆炸引起的飞溅
电弧斑点力引起的飞溅
短路过渡再引燃引起的飞溅 焊接方法和规范 过渡形式 电源动特性 气体介质 极性 焊丝、焊件表面的清洁度
２）影响飞溅的因素
a. b. c. d. e. f.
图2-21 射流过渡形成机理示意图
图2-22 熔滴过渡频率（或体积）与电流的关系 钢焊丝 φ1.6mm,Ar+O2(1%),弧长6mm,DCEP
图2-23 不同材质焊丝的临界电流
图2-24 焊丝直径、伸出长度与临界电流的关系
图2-25 射流过渡时飞溅示意图
磁控旋转射流过渡
a.正常射流过渡 b.旋转射流过渡
c. ５） a. b.
c.
d.
图2-12 短路过渡示意图
图2-13 短路过渡过程电弧电压和电流动态波形图
图2-14 短路过渡的主要形式
a.固态断路 b.细丝小电流时 c.中等电流小电感时
图2-15 短路过渡频率与电弧电压的关系
图2-16 送丝速度与短路过渡频率、短路时间和短路电流峰值的关系
２ 接触过渡（短路过渡）
１） 定义：当电流较小，电弧电压较低时，弧长较短，熔滴未长成大 滴就与熔池接触形成液态金属短路，电弧熄灭，随之金属熔滴在 表面张力及电磁收缩力的作用下过渡到熔池中去，熔滴脱落之后 电弧重新引燃，如此交替进行。 短路过渡的过程： 稳定性及其影响因素

焊丝的熔化与熔滴过渡

焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 脉冲电流控制法
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 波形控制法
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
4，熔滴过渡的控制
• 脉动送丝法
• 射流过渡：
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点 • 射流过渡：跳弧条件
U颈 E l2 -l1
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 射流过渡：临界电流
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 射流过渡：临界电流
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
2，熔滴过渡的主要形式和特点
• 短路过渡：是细焊丝(0.8-1.2mm)气体保护焊在采用小电 流和低电压规范时常见的一种熔滴过渡形式。特点是电 弧时而短路熄灭，时而引弧燃烧；焊丝端头熔滴则是时 而与熔池接触过渡，时而被电弧加热长大。
2 焊丝的熔化与熔滴过渡
• 2. 2 熔滴过渡与飞溅
3，焊丝的熔覆系数和飞溅
• 熔敷效率和熔敷系数
• 电弧焊接过程中，焊丝(条)悠比过渡到焊缝中的金员 重量与使用撑烽丝(条)重量之比称为熔敷效率。用焊条 焊接时，是按焊芯质量来计算。一般情况下熔敷效率可 达90％左右，熔化极员弧焊及埋弧自动焊的熔敷效串要 更高一些。CO2焊和手弧焊有时其熔敷效率只能达到80 ％左右，就是说约有l 0％－20％的焊丝金屑被飞溅、氧 化和蒸发掉。
2 焊丝的熔化与熔滴过渡

第一章第二节焊丝的熔化和熔滴过渡

第一章第二节焊丝的熔化和熔滴过渡

2.4 焊接飞溅
（2）测量方法：收集飞溅颗粒（称重法）、测量焊丝损失 率 （3）影响飞溅的因素： a.材料：熔点低，活泼金属飞溅大。 b.焊材：焊条：碱性大于酸性；焊丝：实芯大于药芯。 c.气体：CO2大，氩弧焊小。 d.焊接方法：CO2焊大于手弧焊。 e.过渡形式：颗粒过渡大于短路过渡。 f.焊接工艺：电压、电流、干伸长、倾角、送丝速度。 g.焊接电源：交流大于直流；正接大于反接。
Fγ
短弧焊——促进熔滴过渡力（短路过渡）
2.2 熔滴上的作用力
（2）重力 Fg=ρVg 平焊——促进熔滴过渡力，如果熔滴重力大于表 面张力，熔滴脱离焊丝； 仰焊、立焊——阻碍熔滴过渡力。 （3）电磁力 径向分力——促进颈缩的形成； 轴向分力——方向总是从小截面指向大截面。
2.2 熔滴上的作用力
电流流过熔滴时，导体截面是变化的（熔化极， 指焊丝——熔滴——电极斑点——弧柱之间）
2.3 熔滴过渡及其特点
2.3.3颗粒过渡 特点：电弧电压高（弧长较长） （1）粗滴过渡 焊接电流小，电弧力小，基本靠重力实现自 由过渡，因此熔滴较大，焊接飞溅较大，焊接稳 定性差，焊缝质量差，基本不采用。
粗滴过渡过程示意图
2.3 熔滴过渡及其特点
（2）细滴过渡 焊接电流较大，熔滴细化，飞溅较小，电弧稳定， 成形较好，广泛采用，常见于CO2焊接。（与射 滴过渡相区别）。 2.3.4喷射过渡 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）
2.3 熔滴过渡及其特点
2.3.2短路过渡 短路过渡在各种气氛中，低电压、细焊丝 （小电流）（但电流密度不小）均可获得。 （1）短路过渡过程 条件：细焊丝（0.6mm-1.4mm），实际生产 可到1.6mm，大于1.6mm的短路过渡飞溅严重， 很少采用；低电压；小焊接电流。

熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式完整版

熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式完整版
2、滴状过渡
滴状过渡时电弧电压较高，由于焊接参数及材料的不同又分为粗滴过渡（大颗粒过渡）及细滴过渡（细颗粒过渡）。
1、粗滴过渡 电流较小而电弧电压较高时，因弧长较长，熔滴与熔池不发生短路，焊丝末端便形成较大的熔滴。当熔滴长大到一定程度后，重力克服表面张力使熔滴脱落。这种过渡方式由于熔滴大，形成的时间长，影响电弧的稳定性，焊缝成型粗糙，飞溅较大，在生产中基本不采用。粗滴过渡形式如图1所示：
气体介质对射流过渡的影响:不同的气体介质对电弧电场强度的影响不同。在Ar气保护下弧柱电场强度较低，电弧弧根容易扩展，易形成射流过渡，临界电流值较低。当Ar气中加入CO2时，随着CO2比例增加临界电流值增大。若CO2的比例超过30%时，则不能形成射流过渡，这是由于CO2气体解离吸热对电弧的冷却作用较强，使电弧收缩，电场强度提高，电弧不易扩展所致。
2、细滴过渡 电流比较大时，电磁收缩力较大，熔滴表面张力减小，熔滴细化，这些都促使熔滴过渡，并使熔滴过渡频率增加。这种过渡形式称为细滴过渡，因为飞溅少，电弧稳定，焊缝成型良好，在生产中被广泛应用。细滴过渡形式如图2所示：
3、射流过渡?
射流过渡是喷射过渡中最富有代表性的且用途广泛的一种过渡形式。获得射流过渡的条件是采用纯氩气或富氩气体保护，大电压，还必须使焊接电流大于临界值。射流过渡电弧稳定，飞溅极少，焊缝成形质量好。由于电弧稳定，对保护气流的扰动作用小，故保护效果好。射流过渡电弧功率大，热流集中，对焊件的熔透能力强。而且过渡的熔滴沿电弧轴线高速流向熔池，使焊缝中心部位熔深明显增大而呈指状熔深。射流过渡形式如图3所示：
熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式
熔化极短路过渡主要用于直径小于的细丝CO2气体保护焊或混合气体保护焊，采用低电压，小电流的焊接工艺。由于电压低，电弧较短，熔滴尚未长大成熔滴时即与熔池接触而形成短路液体过桥，在向熔池方向的表面张力及电磁收缩力的作用下，熔滴金属过渡到熔池中去，这样的过渡形式称为短路过渡。这种过渡电弧稳定，飞溅较小，熔滴过渡频率高，焊缝成形良好，广泛用于薄板结构、根部打底焊及全位置焊接。

第二章 焊丝的熔化及熔滴过渡

第二章 焊丝的熔化及熔滴过渡

第二章焊丝的熔化及熔滴过渡熔化极电弧焊的焊丝（条）具有两个作用：一是作为电极并与工件之间产生电弧；另是本身被加热熔化并作为填充金属过渡到熔池中去。

焊丝（条）的熔化及熔滴过渡，是熔化极电弧焊接过程中的重要物理现象，熔滴过渡方式及特点将直接影响焊接质量和生产效率。

第一节焊丝的加热与熔化一、焊丝的加热与熔化特性熔化极电弧焊时焊丝（条）的熔化主要是靠阴极区（正接）或阳极区（反接）所产生的热量，中括号焊接情况下，UK >> UW所以Pk>PA，这时，在同一材料和同一电流情况下，焊丝（条）为阴极（正接）时的产生热量要比为阳极（反接）时多。

因散热条件相同，所以焊丝（条）接负时比焊丝（条）接正时熔化快。

焊丝除了受电弧的加热外，在自动和半自动焊时，从焊丝与导电嘴的接触点到焊丝端头的一段焊丝（即焊丝伸出长度用表示）有焊接电流流过，所产生电阻热对焊丝有预热作用，从而影响焊丝的熔化速度（图2-1）。

特别是焊丝比较细和焊丝金属的电阻系数比较大时（如不锈钢），这种影响更为明显。

焊丝伸出长度的电阻热为：P R=I2RsRs=PLs/S （2-4）式中 Rs----为Ls段的电阻值；P-----焊丝的电阻率；Ls----焊丝的伸出长度；S----焊丝的断面积。

材料不同时，焊丝伸出长度部分产生的电阻热也不同。

如熔化极气体保护焊时，通常Ls=10～30mm，对于导电良好的铝和铜等金属，PR 与PA或PK相比是很小的，可忽略不计。

而对钢和钛等材料，电阻率高。

当伸出长度较大时PR 与PA或PK相比较大才有重要的作用。

）来表这是mα弧长较长时，电弧电压的变化对焊丝熔化速度影响不大；但在弧长较短的范围内，电弧电压降低，反而使得焊丝熔化速度增加。

在铝合金焊接时这种现象特别明显，图2-4a中的各条曲线，表示了直径为φ1.6mm铝合金焊丝等速送进时的熔化速度与电弧电压及电流的关系。

由图中可见，当弧长较长时，曲线AB段段与横轴垂直，此时的焊丝送进速度与熔化速度相平衡，焊丝的熔化速度主要决定于电流的大小。

焊丝的熔化和熔滴过渡以及电弧产热,温度分布

焊丝的熔化和熔滴过渡以及电弧产热,温度分布

熔滴过渡：电弧焊时，焊丝（或焊条）的末端在电弧的高温作用下加热熔化，熔化的金属积累到一定程度便以一定的方式脱离焊丝末端，并过渡到熔池中去，这个过程称作熔滴过渡。

熔化极电弧焊时，焊丝的作用：1、作为电弧的一极导电并传输能量，2、作为填充材料向熔池提供熔化金属并和熔化的母材一起冷却结晶形成焊缝。

焊丝熔化的热源：1、熔化极电弧焊焊丝的熔化主要依靠阴极区（直流正接）或者阳极区（直流反接）所产生的热量及焊丝自身的电阻热。

弧柱的热辐射是次要的。

2、非熔化极电弧焊填充焊丝时，主要依靠弧柱热来熔化焊丝。

电弧的静特性：是指在电极材料，气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压的变化关系，也成伏-安特性。

Ua=f(i)Ua=U k+U C+U AU a—电弧电压；U k阴极压降；U C弧柱压降；U A阳极压降电弧产热能量关系：焊接电弧是具有很强能量的导电体，其能量来源于焊接电源。

单位时间焊接电源向阴极区、弧柱区、阳极区提供的总能量表示为：P=P K+P C+P A=I U k+IU C+IU A阴极区产热：在阴极压降的环境下，电子和正离子不断的产生，消失，运动，构成了能量的转变和传递过程。

P K=I(U k– U w– U T)U k阴极压降，U w电子逸出电压，U T弧柱区温度等效电压阳极区产热：P A= I(U A + U w+ U T)弧柱区的产热：P C=IU c电弧的温度分布：1、纵向温度分布：阴极区和阳极区的电流密度和能量密度均高于弧柱区，但是温度的分布却与电流密度和能量密度不同，是电极的温度低而弧柱区温度较高，这是因为电极区受到电极材料的熔点和沸点的限制，而弧柱区中的气体和金属蒸气不受这一限制，而且气体介质的导热性能不如金属电极好，热量的散射相对较少，故而有较高的温度。

一般来讲，阴极因为要发射电子消耗能量较多，故温度比阳极低一些，阴极温度为2200~3500k，而阳极温度为2400~4200K。

焊丝的熔化和熔滴的过渡课件

焊丝的熔化和熔滴的过渡课件
感谢您的观看。
焊丝伸出长度主要影响热传导和电阻热。
坡口形状主要影响传热和流场。
窄而深的坡口有利于集中热量，促进熔滴过渡。
宽而浅的坡口可能会导致热量分散，影响熔滴过渡的稳定性。
坡口形状的不一致也可能导致焊接过程中的飞溅和驼峰缺陷。
01
02
03
04
04
CHAPTER
焊丝熔化和熔滴过渡过程中的问题及措施
焊缝成形不良主要是由于焊接参数不匹配、焊丝与工件表面不清洁或焊接电弧不稳定等原因引起的。
ISO 3834、EN 1090 等标准体系，以及相应的材料、工艺和焊缝质量要求。
焊接质量控制标准
气孔、夹渣、未熔合、裂纹等。
常见的焊接缺陷
针对不同缺陷产生的原因，采取相应的工艺和操作措施进行预防和纠正。
防止措施
以某钢结构焊接为例，分析其焊接缺陷产生的原因，提出相应的防止措施。
案例分析
THANKS
解决方法
可以通过调整焊接参数、确保熔滴过渡稳定以及保持焊丝和工件表面清洁等方式来解决未熔合的问题。
05
CHAPTER
实际应用及案例分析
激光焊接、电子束焊接、搅拌摩擦焊接等。
高效焊接工艺
以激光焊接为例，介绍其原理、特点、应用范围及优势。
案例介绍
了解熔滴过渡的形式和特点，掌握熔滴过渡的控制方法。
熔滴过渡控制
随着焊接速度的增加，热输入降低，焊丝熔化速度减慢，熔滴体积减小，过渡频率也会降低。
焊接速度过快可能会导致熔滴未完全熔化就已过渡，造成焊接缺陷。
随着焊丝伸出长度的增加，电阻热增加，焊丝熔化速度加快，熔滴体积增大，过渡频率也会增加。
焊丝伸出长度过短可能会造成顶吹现象，过长的焊丝伸出长度可能会增加飞溅。

焊丝的加热熔化及熔滴过渡土木

焊丝的加热熔化及熔滴过渡土木

1.2 电阻热：如下图所示：
所以， P
R
I RS
2
LS RS S
LS PR I S
2
当ρ较大时（如：钢、钛），并且细丝、大电流 时，电阻热不可忽略；
综上所述：用于加热、熔化焊丝的总热量为： Pm=Ium+I2RS
2、焊丝熔化参数： 2.1 熔化系数αm：单位电流、单位时间内焊（焊 丝）熔化量；
1.1 电弧热： 直流正接：焊丝接电源负极作为阴极；工件接 电源正极作为阳极； 直流反接：焊丝—阳极；工件—阴极； ①直流正接：阴极热量用于加热、熔化焊丝： PK=I（UK-UT-UW）=Ium；其中Um为焊丝熔化 的等效电压； ②直流反接：阳极热量用于加热、熔化焊丝： PA=I（UA+UT+UW）=Ium； 当弧柱温度为6000K时，则UT＜1V；当电流密 度较大，则UA≈0； 以上两式可以简化为：PK’=I（UK-UW）； PA’=IUW；
搭桥过渡
2.3、渣壁过渡：埋弧焊或手工电弧焊，熔化金 属沿着熔渣的内壁或沿焊条药皮的内壁的过渡 形式； 2.3.1沿熔渣壳过渡：
沿熔渣壳过渡 2.3.2沿药皮的内壁过渡：
沿药皮的内壁过渡
表2-2 熔滴过渡分类及其形态特征
表2-2 （承上）
3、熔滴过渡的飞溅及其影响因素： 3.1短路过渡飞溅的特点：如图2-37所示； A)短路小桥爆断引起的飞溅：由Imax决定； 当I较小时，减小Imax，可以减小飞溅率，如图a 所示； 当I中等时，小桥的位置对飞溅的影响很大； 缩颈出现在焊丝与熔滴之间：飞溅小，增大L 可以保证此种情况，如图b所示； 缩颈出现在熔滴与熔池之间：飞溅大，L小会 出现此种情况；如图c所示； B)固体短路爆断而引起的飞溅：送丝速度较大、 电压较小、电感过大时容易产生；如图d所示； C)熔池金属受猛烈冲击而形成的飞溅：如图e所 示； D)大电流焊接时短路，飞溅较大，如图ｆ所示；

2焊丝熔化及熔滴过渡

2焊丝熔化及熔滴过渡
7
(2)电阻热：
? PR=I2RS ? Rs=ρLs/S
8
(3）总热量
? 接负：Pm=PK+PR= I（UK-Uw）+ I2Rs ? 接正：Pm=PA+PR= I(Uw + IRs)+ I2Rs ? 合并： Pm= I（Um+ IRs）
焊丝接正时 Um=UW 焊丝接负时 Um=UK- UW
?所以影响产热的因素包括：
42
5. 接触过渡
?搭桥过渡：非熔化极电弧焊。在表面张力、
重力及电弧力的作用下，熔滴进入熔池。
?形成条件：非熔化极填丝焊、气焊填丝
43
5. 接触过渡
? 短路过渡与搭桥过渡的比较：
短路过渡： 焊丝导电，小滴， 电磁收缩力大于表面张力
搭桥过渡： 焊丝不导电，大滴， 电磁收缩力小于表面张力
44
6. 渣壁过渡：
46
五、熔滴过渡的控制
1. 脉冲电流控制法 ? 使用范围：熔化极氩弧焊 ? 控制方法：通过对焊接电流以一定的频率
进行变化，实现对焊丝熔化及熔滴过渡的 控制。这样可以使得平均电流保持在较小 的水平，实现对薄板的焊接。 ? 一般有三种方式：
47
1. 脉冲电流控制法
? 熔滴较大接近焊丝尺寸，在基值电流区间过渡， 沿轴向过渡，可用于仰焊、全位置焊接 。
28
2．颗粒过渡
? 排斥过渡：
?弧根小 ?电流较大，斑点压力大 ?高电压较大电流 CO2气体保护焊 ?直流正接时，斑点压力很大，
CO2、MIG都有明显的大颗粒排斥 过渡
29
2．颗粒过渡
? 细滴过渡：
?高弧压，更大电流 ?电流比较大，电磁收缩力增
大，表面张力减小

第三章 焊丝的熔化及熔滴过渡

第三章 焊丝的熔化及熔滴过渡

太原科技大学
Spatter is caused by droplet explosive
Slow dropping spatter is caused by flux-well guided transfer Spatter is caused by droplet explosive
起 的熔 飞滴 溅爆 炸 引
Spatter is caused by arc force
The movie of covered electrode droplet transfer process taking with high speed photography Petazent-16 Type High Speed Movie Camera (1000 f / s) 太原科技大学 2-31
喷 射 过 渡 形 成 的 喷 洒 飞 溅
渣壁过渡形 成的飘离飞溅
太原科技大学
Spatter is caused by arc force
电 弧 力 引 起 的 飞 溅
当熔滴偏离套筒时电弧斑点压力将 熔滴推离套筒，造成飞溅。熔滴越 粗大，飞溅的几率也越大。
Arc force
太原科技大学
电弧力引起的飞溅
太原科技大学
太原科技大学
3.1 焊条的熔化与熔滴过渡
焊芯直接受到电弧热的作用，焊芯的加热熔化和金属 向熔池的过渡，明显地超前于药皮，而药皮的熔化，其内 层又超前于外层，这样经过一段很短的电弧过程后，焊条
端部形成套筒。
太原科技大学
3.1.1 焊条的加热及熔化 （1）焊芯的加热 ① 电阻热 在正常的工艺参数下，电阻预热作用不太大，当
熔 池 表 面 气 体 逸 出 引 起 的 飞 溅
太原科技大学 2-29

2—2熔滴过渡及作用力资料

2—2熔滴过渡及作用力资料

二 作用力分析 1 有助于过渡的力 等离子流力 2 工艺条件不同，力的作用不同。 斑点压力：除MIG焊射流过渡情况外，总是阻碍熔滴过渡。 重力：平焊时，促进过渡，立焊、仰焊时阻碍过渡。 表面张力：长弧焊时，表面张力总是阻碍熔滴过渡。当熔滴与熔 池金属短路并形成液体过桥时，由于熔池界面很大，这时表面张力 有助于把液体金属拉近熔池。 电磁力： dG﹥ dD促进过渡，dG＜ dD阻碍过渡。 三 熔滴过渡形式及其特点 （一）分类： 1 自由过渡：颗粒过渡 、喷射过渡。 2 接触过渡：短路过渡、搭桥过渡。 3 渣壁过渡 （二）短路过渡
（四）喷射过渡 1 射流过渡形成的条件与特点 1）形成条件 钢焊丝TIG焊,电流较 小时，电弧与熔滴状态； 如图2--19a所示，熔滴在 重力作用下呈大滴状过渡。 随着电流的增加，电磁力 等离子流力增,轴向电磁力 由原来的阻碍过渡变为促 进过渡这时熔滴长大将受 到限制,在熔滴和焊丝之间 形成缩颈,此处在高电流密 度下,产生大量金属蒸气 ,细颈表面具备产生阳极斑点的有利条件,此 时,按最小电压原理,如果 :
若焊丝半径为R，这时焊丝与熔滴间的表面张力为： F σ =2πRσ 式中： σ为表面张力系数。 1） σ与材料成分有关。 2）温度有关，温度升高， σ减小。 3）当熔滴表面有表面活性物质时， σ降低。 （二）重力 当焊丝直径较大而焊接电流较小时，在平焊位置的情况下使熔 滴脱离焊丝的力主要是重力，大小为： Fg=mg=4/3（πr3ρg） 如果Fg ﹥ F σ ，熔滴脱离焊丝。假如熔滴为球形且拉断熔滴后 在焊丝上不保留液体金属，那么： 2πRσ=4/3（πr3ρg） 则
3 短路过程的稳定性 为保证短路过渡过程稳定进行，不但要求电源有合适的静特性， 而且要求有合适的动特性，主要包括以下三个方面。 ① 对不同的焊丝直径和规范，要保证合适的短路电流上升速度， 保证短路小桥柔顺断开，以减小飞溅。 ② 要有合适的短路电流峰值Im ，一般Im=（2～ 3）Ia。 ③ 短路结束后，要求空载电压恢复速度要快，保证及时引燃， 避免熄弧。 稳定性评价：通常用短路频率f作为评价稳定性的重要标志，f 越高，熔滴越小，过程越稳定，成型也越好。 4 影响短路过渡的稳定性因素 1）电弧电压及电流 弧压过高时，熔滴长得很大，会产生大颗粒飞溅，f显著降低。 弧压过小时，可能熔滴未脱离焊丝时，焊丝未熔化部分就插入熔池， 造成焊丝固体短路，产生大的爆断，甚至出现断弧，使焊接过程无 法顺利进行。

第二章 焊丝的熔化和熔滴的过渡

第二章 焊丝的熔化和熔滴的过渡

图2-3 不锈钢焊丝熔化速度与电流的关系
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
5．焊丝材料的影响
焊丝材料不同，电阻率也不同， 焊丝材料不同，电阻率也不同，所产生的电阻热 不同，因而对熔化速度的影响也不同。 不同，因而对熔化速度的影响也不同。不锈钢电阻率 较大，对焊丝的熔化速度影响较明显。 较大，对焊丝的熔化速度影响较明显。
2.1.1焊丝的熔化热源 2.1.1焊丝的熔化热源
熔化极电弧焊时，焊丝的作用: 熔化极电弧焊时，焊丝的作用: 1.作为电弧的一个电极 作为电弧的一个电极； 1.作为电弧的一个电极； 2.作为填充材料 作为填充材料。 2.作为填充材料。 加热熔化焊丝的主要热量： 加热熔化焊丝的主要热量： 1.电弧热 电弧热； 1.电弧热； 2.焊丝自身的电阻热 焊丝自身的电阻热。 2.焊丝自身的电阻热。
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
1．焊接电流的影响
电流增大，熔化焊丝的电阻热和电弧热增加， 电流增大，熔化焊丝的电阻热和电弧热增加，焊 丝熔化速度加快。 丝熔化速度加快。
图2-2 铝焊丝熔化速度与电流的关系
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
图2-3 不锈钢焊丝熔化速度与电流的关系
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡 2.2.5 电弧气体吹力
焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化 滞后于焊芯的熔化，在焊条的端头形成套筒， 见图2-9。 药皮中造气剂分解产生的CO、CO2、H2及O2 等在高温作用下急剧膨胀，从套筒中冲出， 推动熔滴冲向熔池。 无论何种位置焊接，这种力都有 利于熔滴过渡。
图2-9 焊条药皮套筒示意
第二章 焊丝的熔化和熔滴过渡
BC段的这种熔化特性在电弧焊中具有重要意义。 BC段的这种熔化特性在电弧焊中具有重要意义。 段的这种熔化特性在电弧焊中具有重要意义 称为“电弧的固有调节作用(Intrinsic 称为“电弧的固有调节作用(Intrinsic Self Characters)” Regulation Characters)”。

熔滴过渡名词解释

熔滴过渡名词解释

熔滴过渡名词解释熔滴过渡是指在电弧热作用下，焊丝或焊条端部的熔化金属形成熔滴，受到各种力的作用从焊丝端部脱离并过渡到熔池的全过程。

它与焊接过程稳定性、焊缝成形、飞溅大小等有直接关系，并最终影响焊接质量和生产效率。

熔滴过渡状态是指焊条熔化后滴入熔池的状态。

对熔滴过渡产生影响的因素包括保护气体的种类和成分，焊接电流和电压，焊条的成分和直径等。

1. 粒状熔滴过渡(Globular transfer)指熔滴直径比所使用的wire直径大时的过渡状态。

可以细分为低电流和中间程度的焊接电流范围内所产生的drop transfer和较高电流co2焊接时产生的repelled transfer。

2.短路熔滴过渡(Short circuiting transfer)Wire端部产生的熔滴与熔池直接接触过渡。

在低电流电压co2焊接时，或在惰性气体成分高的焊接条件下，即MAG或MIG焊接时会出现。

3.旋转熔滴Rotating transfer :在GMAW的大电流领域产生的现象。

由于电流越高熔合效率越高，因此从效率方面考虑时电流越高越好。

但是与其相对应缺点是很难控制熔池，易产生焊接不良。

目前对提高焊接效率的研究主要集中在rotating mode的control方面。

4.射流过渡Spray transfer :是指比焊接wire小的熔滴的过渡状态。

在较高电流中Ar主成份的保护气体焊接时产生。

喷雾过渡时熔滴一滴一滴有规律的过渡，因此称为projected transfer。

熔化后滴落的wire前端形成小的粒状，熔滴以流淌的状态过渡，称为streaming transfer 。

另外熔化的wire前端拉长并高速旋转的过渡称为rotating transfer。

5.球状体过渡前端熔化金属变大形成球状，继而发展为比表面张力还重的大粒熔滴，向母材侧落下过渡的形态叫球状体过渡。

这种形式在CO2焊接的电流区更明显。

因熔滴过渡时不是直落而下，所以焊缝略显不规则，飞溅也多。

【气体保护焊】3焊丝的加热、熔化及熔滴过渡

【气体保护焊】3焊丝的加热、熔化及熔滴过渡
导电嘴端面
H 1500C G F 1000C
E
B
C 500C S
电弧端面
D
对于电阻系数较大的金属焊丝，电阻热对焊 丝熔化速度的影响非常明显，一般焊丝伸出长度 增大，导致电阻热增加，预热温度升高，使得焊 丝的熔化速度增大。
熔 化 速 度 熔 化 速 度
（
m/ min） 电流/A
（
m/ min）
干伸长度/mm
二、影响焊丝熔化速度的因素
焊丝的熔化速度是随着焊丝的牌号、电流的种 类（交流、直流和极性）而异的，受焊接规范参 数及焊丝表面状态的影响很大。 熔化系数（melting coefficient）α m ：单位电 流、单位时间内焊丝的熔化量。（g/Ah） 又称比熔化量。
1、电流和电压对熔化速度的影响
2r
Fg
4 m r 3 3
2 3.14 (1.6 / 2) 1200103 m 0.61g 9.8
2r 5.4(m m)
液态金属表面张力随温度的变化
(二)重力
4 3 重力 Fg mg gv r g 3
如果重力Fg>表面张力F σ，熔滴将过渡到熔池中去。
4 2R r 3 g 3
r 3 3 R 2 gR 2
如果采用同样直径的焊丝，即R一定，由于表面张力 系数和密度不同，其熔滴形态也不同。

越大，则过渡的熔滴越细。
（三）电磁力
电磁力是具有方向和大小的矢量，设作用在单位体 积上的力Fm(N/m3) ，则有公式： Fm=J*B J——电流密度（A/m2） B——磁力线密度（Wb/m2）
Chapter 3 焊丝的加热、熔化及熔滴过渡
§3-1 焊丝的加热与熔化 §3-2 熔滴过渡形式及其作用力
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• 射滴过渡特点： ➢斑点力和重力促进熔滴过渡 ➢表面张力阻碍熔滴过渡 ➢飞溅小，成型好 ➢电流有临界值，且电流区间窄，难调 ➢电弧成钟罩型
射流过渡：熔滴呈细小颗
粒，沿焊丝的铅笔尖状的端 头以喷射状态快速通过电弧 空间向熔池过渡的形式。
形成条件：钢焊丝MIG 焊中，电流必须达到一 定的临界值。 射流过渡过程：
是不连续的。 • 实质：熔化速度与送丝速度不一致 • 短路过渡特点：
--细丝，短弧 --燃弧熄弧交替进行，Φ1.6-50Hz， Φ0.8-130Hz --平均电流小，峰值电流大，适合薄板及全位置焊接 --小直径焊丝，电流密度大，产热集中，焊接速度快 --弧长短，焊件加热区小，质量高 --过程稳定 --飞溅大
射滴过渡：
熔滴直径达到与焊丝直径相近 时，电弧力使之强制脱离焊丝 端头，并快速通过电弧空间， 向熔池过渡的形式。
射滴过渡：熔滴直径达到与焊丝直径相近时，电弧力使之
强制脱离焊丝端头，并快速通过电弧空间，向熔池过渡的 形式。
• 形成条件：钢焊丝脉冲MIG焊、铝焊丝MIG焊，电流必
须达到一定的临界值，过渡形式才会从滴状过渡变为射 滴过渡
短路过渡:电流较小，电弧电 压较低，弧长比较短，熔滴未 长成大滴就与熔池接触形成液 态金属短路，电弧熄灭，金属 熔滴过渡到熔池中去。随后， 电弧重新引燃，如此交替，这 种过渡称为短路过渡。
短路过渡:
• 形成条件：φ≤1.6mm，细丝CO2焊 • 短路过渡过程：由燃弧和熄弧两个交替的阶段组成，电弧的燃烧
1．熔滴过渡分类： 2．射流过渡： 3．短路过渡
自由过渡
接触过渡 渣壁过渡
大颗粒过渡
颗粒过渡排斥过渡
(2)接触过渡搭 短桥 路过 过渡 渡
细滴过渡
(1)自由过渡喷射过渡射 射流 滴过 过渡 渡

旋转射流过渡
(3)渣壁过渡套渣筒壁过过渡渡
爆炸过渡
富氩或氩气保护焊，可分为： 射滴过渡 射流过渡 旋转射流过渡 亚射流过渡
1.熔化极电弧焊中，焊丝熔化的热源有哪些？ 2.影响焊丝熔化速度的因素有哪些?是如何影响的? 3.熔滴在形成与过渡过程中受到哪些力的作用? 4.熔滴过渡有哪些常见过渡形式?各有什么特点? 5.焊缝成形缺陷的种类、产生原因及防止措施？
射流过渡：
• 射流过渡特点：
➢--跳弧 ➢--等离子流力 ➢--铅笔尖 ➢--熔滴仅为焊丝直径的30%～60% ➢--熔滴过渡频率200个/s以上 ➢--电弧平稳,飞溅小 ➢--电流有临界值 ➢--锥形电弧 ➢--指状熔深 ➢--钢焊丝富氩MIG
接触过渡:焊丝（或焊条）端部的熔滴与熔池表面通过接触 而过渡的方式。可分为：短路过渡和搭桥过渡。