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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。
焊接工程基础第一章电弧焊基础知识第一节焊接电弧1.焊接电弧的导电特点电弧是一种气体放电现象，即当两电极之间存在电位差时，电荷通过两极之间的气体空间的一种导电现象。
电弧是由两个电极和它们之间的气体放电空间构成,电弧的带电粒子主要由气体的电离和电极发射电子产生。
电弧放电区是气体放电中电压最低、电流最大、温度最高、发光最强的一个放电区域。
电离：在一定的条件下，中性气体分子或原子分离成为电子和正离子的现象。
使中性气体粒子失去第一个电子所需要的最低外加能量称为第一电离能，生成的正离子称为一价正离子，这种电离称为一次电离。
通常把这种决定电弧气氛的电离电压称为实效电离电压。
当中性气体粒子受外来能量作用，但能量不足以使电子完全脱离气体原子或分子，而可能使电子从较低的能级转移到较高的能级时，中性粒子内部的稳定状态将被破坏，但对外仍呈电中性，这种状态称为激励。
使中性粒子激励所需的最低外加能量称为最低激励能。
激励能小于电离能，也用电压值来表示，称为激励电压。
能量的传输途径：碰撞传递（主要途径）：1.弹性碰撞：引起粒子温度变化，不产生电离 2.非弹性碰撞：导致粒子内部结构变化，并产生电离（当具有足够动能的电子与中性粒子碰撞时，其动能几乎可以全部传递给中性粒子，转换为内能，使其电离。
）光辐射传递（次要途径）：通过光辐射传递能量的方法直接接受外界所施加的能量，使其内能增加，造成内部结构改变而电离。
电弧中气体粒子的电离因外加能量的种类不同而分为三种：由于气体粒子的热运动发生碰撞而产生的热电离；带电粒子在电场的作用下与中性粒子产生非弹性碰撞而产生的场电离；中性粒子由于光辐射的作用而产生的光电离。
电子发射是电极表面的电子在外加能量的作用下冲破表面的束缚而飞到电弧空间的现象。
热发射：金属表面由于受热将使其内部的电子的热运动加剧，当最外层电子的动能大于逸出功时，飞出金属表面参加电弧的导电现象。
电场发射：当金属表面存在一定强度的正电场时，金属内部的电子会受到电场力的作用，当电场力足够大时电子飞出金属表面的现象。
第一章焊接电弧基础1. 电弧的本质是气体放电，是气体放电的一种表现形态。
2. 三种放电形式：（自持，非自持，辉光）放电3. 带电粒子来源：一是电源通过电极（阴极）向气隙空间发射电子。
二是气隙中的中性粒子被电离产生电子和离子。
4. 阳离子和电子来源：阳离子（电离）电子（阴极电子发射，包括热发射，场致发射）5. 电弧压降包括哪三部分：（阳极，弧柱，阴极）压降6. 维持电弧放电的条件：1、放电气隙内带电粒子的生成。
2、保持阴极、阳极与电弧间电的连续性。
7. 焊接电弧的热量的来源：焊接电弧的热量来自电源提供的电能，电源向电弧的弧柱区、阳极区和阴极区即电弧整体提供的电能：Pa=IUa=I（Ua+Uc+Up）8. 焊接电弧的热效率影响因素：热效率的数值与焊接方法、弧长因素、母材情况等有关。
热效率：相对于电弧功率（电弧电压X电弧电流），向母材传送的热量（热输入量）所占的比例称作焊接电弧热效率。
9. 电弧静压力（电磁收缩力）在两根互相平行导体中，通过同方向的电流时，导体间产生相互吸引的力，若电流方向相反，则产生排斥力。
10. 交流电弧：是指电弧（电极）极性随时间交替变化的电弧，也就是焊接电流方向按照一定的时间间隔变化，一般用在TIG焊接、等离子弧焊接和焊条电弧焊中。
11. 直流正/反接的区别：直流正接的热量比反接的热量要高，所以焊接厚板的时候多用直流正接。
焊接薄板的时候为了防止焊穿，采用直流反接的方法。
而焊接铝镁合金的时候直流反接，钨极为正极，电流大，对氧化膜有冲击清理的作用，但是容易烧穿，所以用交流焊接交替电波焊接，这样可以有效清理氧化膜还防止烧穿。
12. 焊接电弧静特性产生原因:小电流区，电弧温度低，其间粒子电离度低，电弧导电性较差，需要有较高的电场推动电荷运动在电弧极区，特别是阴极区，由于电极温度较低，极区的电子提供能力较差，不能实现大量的热电子发射，会形成较强的极区电压降，表现出较高的电压值。
增大电流值弧柱温度增加，电弧中的粒子电离度增加，电弧的导电性增加，同时电极温度提高，阴极热发射能力增强，Uc值降低，阳极蒸发量增加UA值降低，两极区电场相对减弱，电弧电压下降。
第一章焊接安全常识一、焊接的危险因素焊工在工作时，要与电、可燃及易爆气体、易燃液体、压力容器等接触。
在焊接过程中还会产生一些有害气体、金属蒸汽和烟尘:此外还存在电弧光辐射、焊接热源(电弧、气体火焰)的高温等。
如果不严格遵守安全操作规程，就可能引起触电、灼伤、火灾、爆炸、中毒甚至职业病。
给个人、企业、国家造成损失和危害。
焊工“六防”焊工作业时要做到防火、防爆、防毒、防辐射、防触电、防高空坠落。
1.防触电防触电措施:(1)弧焊设备的外壳必须接地，与电源连接的导线要有可靠的绝缘。
(2)弧焊设备的初级接线、修理和检查应由电工进行操作，二次侧接线焊工可以进行连接。
.(3)推拉电源刀开关时,应戴好干燥的皮手套，面部不要对着闸刀,以免电弧火花灼烧脸部。
(4)焊工的工作服、手套、绝缘鞋应保持干燥;在潮湿的场地作业时，必须用干燥的木板或橡胶板等绝缘物作垫板。
(5)焊接结束前，应将焊钳放置在可靠的部位，然后再切断电源。
(6)在容器或船仓内以及其它狭小的工作场所焊接时，须两人轮换操作，其中一人留在外面监护，以免发生意外时迅速切断电源和进行急救。
(7) 更换焊条时应戴好焊工手套，并避免身体与焊件接触，尤其夏天因身体出汗而衣服潮湿时。
(8)在光线阴暗的场地、容器内工作时，使用照明灯的电压应不大于36V。
(9)焊接电缆必须有完整的绝缘，工作时应避免电缆烫坏或砸坏;如绝缘发生损坏，应及时修复和更换;(10)遇到焊工触电时，切勿赤手去拉触电者，应首先切断电源，然后对昏迷者进行人工呼吸，并尽快送医院抢救。
(11)焊工要熟悉和掌握有关电的基本知识、预防触电及触电后的急救方法等知识，严格遵守有关部门规定的安全措施，防止触电事故发生。
2.防火和防爆措施:焊接时，由于电弧及气体火焰的温度较高，并且有大量的金属火花飞溅物，稍有疏忽就会引起火灾甚至爆炸。
因此焊工在工作时,必须注意以下问题:(1)在禁火区进行焊接施工前必需先办理动火证，并作好灭火准备工作;焊接前要认真检查工作场地周围5m范围内是否有易燃、易爆物品;(2)在高空作业时，更要注意防止金属火花飞溅而引起的火灾;(3)严禁在有压力的容器和管道上进行焊接;(4)当补焊储存过易燃、易爆物品的器具(如油桶、油箱)时，焊前必须将容器内的介质放干净，并用碱水清洗内壁，再用压缩空气吹干(如清洗不易进行，应将容器装满水)，同时应将所有孔盖打开，确认安全可靠后方可焊接;(5)在容器内工作时，焊炬、割炬应随焊工同时进出，严禁将焊炬、割炬放在容器内而焊工离开，以防混合气体燃烧和爆炸;(6)焊条头及焊后的焊件不能随便乱扔;(7)每天下班前应检查工作场地，消除可能引起火灾的隐患。
电焊工基础知识培训教程前言本文主要介绍焊接安全常识和焊条电弧焊的基础知识。
焊接是一项危险的工作，需要注意安全问题，同时掌握基础知识才能进行有效的焊接。
第一章焊接安全常识焊接是一项危险的工作，因此需要注意安全问题。
焊接的危险因素包括电击、火灾、爆炸、有害气体和辐射等。
为了保证焊工的安全，需要采取一系列措施，包括焊工“六防”和个人防护物品。
焊工“六防”包括防电击、防火灾、防爆炸、防有害气体、防辐射和防机械伤害。
防电击需要使用绝缘手套、绝缘鞋和绝缘帽等防护物品。
防火灾需要保持工作场所清洁、禁止吸烟和放置易燃物品。
防爆炸需要使用防爆电器和防爆工具。
防有害气体需要使用通风设备和呼吸防护装置。
防辐射需要使用防护屏和防护眼镜。
防机械伤害需要使用防护手套和防护鞋等。
个人防护物品包括焊接面罩、手套、衣服和鞋子等。
焊接面罩需要选择合适的滤镜，以保护眼睛免受强光伤害。
手套需要选择防火、防电和防切割的手套。
衣服需要选择耐火、耐高温和防静电的衣服。
鞋子需要选择防滑、防刺和防电的鞋子。
第二章焊条电弧焊焊条电弧焊是一种常见的焊接方法，可以用于焊接钢铁、合金和不锈钢等材料。
焊接的概念是将两个或多个材料通过加热和压力连接在一起。
焊条电弧焊需要使用电焊机和焊条。
焊条是一种带有焊接材料和药皮的金属棒，可以在焊接时加热并熔化。
焊接时需要将焊条放在工件上，并使用电焊机产生电弧，将焊条熔化并与工件连接在一起。
焊接时需要注意一些问题，包括焊接位置、焊接角度和焊接速度等。
焊接位置需要选择合适的位置，以便进行有效的焊接。
焊接角度需要根据工件的形状和焊接位置进行调整。
焊接速度需要控制在适当的范围内，以保证焊接质量。
总之，焊接是一项危险的工作，需要注意安全问题。
同时掌握基础知识，才能进行有效的焊接。
焊条电弧焊是一种常见的焊接方法，需要掌握焊接位置、焊接角度和焊接速度等技巧，以保证焊接质量。
第二节焊条电弧焊的原理和特点焊条电弧焊是一种常见的电弧焊接方法，它的原理是利用电弧加热和熔化焊接材料，同时通过焊条提供熔化金属的填充材料。
《焊接工程基础》知识要点复习第一章电弧焊基础知识及第二章焊丝的熔化和熔滴过渡一焊接的概念：通过适当的物理化学过程（加热或者加压，或者两者同时进行，用或不用填充材料）使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。
二电弧的概念：电弧是在一定条件下电荷通过电极间气体空间的一种导电过程，或者说是一种气体放电现象。
三电弧中带电粒子的产生:电弧是由两个电极和它们之间的气体空间组成。
电弧中的带电粒子主要依靠两电极之间的气体电离和电极发射电子两个物理过程所产生的，同时也伴随着解离、激励、扩散、复合、负离子的产生等过程。
四电离与激励（一)电离：在一定条件下中性气体分子或原子分离为正离子和电子的现象称为电离.电离的种类： 1 .热电离：高温下气体粒子受热的作用相互碰撞而产生的电离称为热电离。
2. 电场电离：带电粒子从电场中获得能量，通过碰撞而产生的电离过程称为电场作用下的电离。
3.光电离: 中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。
（二）电子发射：金属表面接受一定的外加能量，自由电子冲破金属表面的约束而飞到电弧空间的现象.1、热发射金属表面承受热作用而产生的电子发射现象.热阴极：W、C 电极的最高温度不能超过沸点；冷阴极：Fe，Cu，Al,Mg等。
影响因素：温度、材质、表面形态2、电场发射：当金属表面空间存在一定强度的正电场时，金属内的自由电子受此电场静电库伦力的作用,当此力达到一定程度时，电子可飞出金属表面，这种现象称电场发射。
对低沸点材料，电场发射对阴极区提供带电粒子起重要作用。
影响因素：温度、材质、电场大小3、光发射：当金属表面接受光辐射时，也可使金属表面自由电子能量增加，冲破金属表面的约束飞到金属外面来,这种现象称为光发射。
4、粒子碰撞发射：高速运动的粒子（电子或离子)碰撞金属表面时,将能量传给金属表面的自由电子，使其能量增加而跑出金属表面，这种现象称为粒子碰撞发射。
在一定条件下，粒子碰撞发射是电弧阴极区提供导电所需电子的主要途径。
