焊接电弧及其特性

焊接电弧特性焊接电弧的电特性包括焊接电弧的静态伏安特性（静特性）和动态伏安特性（动特性）。

一、电弧静特性曲线图1-1普通电阻静特性与电弧静特性曲线1—普通电阻静特性曲线2—电弧静特性曲线一定长度的电弧在稳定燃烧状态下，电弧电压与电弧电流之间的关系称为焊接电弧的静态伏安特性，简称伏安特性或静特性，也称为U曲线。

1）电弧静特性曲线。

焊接电弧是焊接回路中的负载，它与普通电路中的普通电阻不同，普通电阻的电阻值是常数，电阻两端的电压与通过的电流成正比（U=IR），遵循欧姆定律，这种特性称为电阻静特性，为一条直线，如图1-1中的曲线1所示。

焊接电弧也相当于一个电阻性负载，但其电阻值不是常数。

电弧两端的电压与通过的焊接电流不成正比关系，而呈U形曲线关系，如图1-1中的曲线2所示。

电弧静特性曲线分为三个不同的区域，当电流较小时（图1-1中的ab区），电弧静特性属下降特性区，即随着电流增加电压减小;当电流稍大时（图1-1中的bc区），电弧静特性属平特性区，即电流变化时，而电压几乎不变;当电流较大时（图1-1中的cd区），电弧静特性属上升特性区，电压随电流的增加而升高。

2）电弧静特性曲线的应用。

由于不同的焊接方法，其焊接中所取的电流范围有限，因此对于特定焊接方法，根据其电流适用范围，其电弧静特性曲线只是整个U曲线的某一部分。

焊条电弧焊、埋弧焊一般工作在静特性的平特性区，即电弧电压只随弧长而变化，与焊接电流关系很小。

◆焊条电弧焊、埋弧焊多半工作在静特性水平段。

◆一般的钨极氩弧焊、等离子弧焊的焊接电弧也工作在水平段，◆当电流很小时，如微束等离子弧焊、微束TIG焊工作在下降段◆细丝熔化极气体保护焊基本上工作在上升段。

二、焊接电弧的动特性在一定的弧长下，当电弧电流以很快速度连续变化时，电弧电压与电流瞬时值之间的关系称为电弧动态伏安特性，简称为电弧动特性。

直角坐标系中的电弧动特性曲线是一闭合曲线，称为电弧动特性闭合曲线。

电弧的动特性：“热惯性”现象1）电流快速减小时，由于电弧电离度较高，电弧电压低于静态值，V-A 特性曲线低于静特性曲线。

焊接电弧的动特性名词解释一、引言焊接电弧是一种在焊接过程中产生的强烈光辐射和高温的等离子体现象，其动特性是指电弧在焊接中所表现出的各种物理和化学特性。

理解电弧的动特性对于掌握焊接工艺和提高焊接质量具有重要意义。

二、电弧长度电弧长度是指焊接电弧的摆动范围，通常以电弧焊接过程中两电极之间的距离衡量。

电弧长度的控制对于焊接过程的稳定性和熔深的控制至关重要。

较大的电弧长度可使焊缝充满，提高焊接质量，但同时也会降低焊接速度。

较小的电弧长度可以加快焊接速度，但有时会导致焊缝不充分的问题。

三、电弧功率密度电弧功率密度是指单位面积上电弧所输出的功率。

它的大小决定了焊接热量的分布和焊接效果。

较高的电弧功率密度可产生较高的焊接温度，有助于更好地熔化焊材和基材，但同时也会带来较大的熔散和气孔的形成。

适当控制电弧功率密度是保证焊接质量的关键。

四、电弧稳定性电弧稳定性是指电弧在焊接过程中的稳定性能。

稳定的电弧有利于焊缝的均匀成形和气孔的排除，其输出的热量也会更加均匀。

电弧的稳定性受到多种因素的影响，如电弧长度、电弧电流和焊接材料的性质等。

良好的焊接参数的选择和提高焊工的操作技术都可以提高电弧的稳定性。

五、电弧形态电弧形态是指焊接电弧在形态上的表现。

电弧形态可以通过感知电弧辉光的形状、颜色和闪烁频率等进行判断。

不同的电弧形态对焊接过程有着不同的影响。

一般来说，稳定的直流等离子体电弧形态有利于均匀的熔化焊材和基材，而闪烁频率高、形态不稳定的电弧则可能导致焊接质量问题。

六、电弧电流电弧电流是指焊接电弧传递的电流大小。

电弧电流的选择直接影响着焊接的热量和熔深。

过大的电弧电流会导致焊接过程中热量过大，容易产生焊缝熔穿等问题，而过小的电弧电流则可能导致焊缝不充分的现象。

合理选择电弧电流是协调熔化和焊接速度的关键。

七、电弧温度电弧温度是指焊接电弧的温度高低。

电弧温度的升高会导致更高的焊接温度，有助于焊接金属的熔化，但同时也可能对金属的组织产生不利影响。

§1.2 焊接电弧特性电弧特性是指电弧在导电行为方面表现出的一些特征，其中的电弧电特性与电弧热平衡、电弧稳定性等有很深的联系，是很重要的事项。

焊接电弧静特性焊接电弧动特性阴极斑点和阳极斑点电弧的阴极清理作用最小电压原理电弧的挺直性与磁偏吹1. 焊接电弧静特性1）电弧静特性曲线变化特征（与金属电阻对应理解）电弧的电流·电压特性左图概念性示出稳定状态下焊接电弧的电流·电压特性，称作电弧静特性曲线。

静特性曲线是在①某一电弧长度数值下，在②稳定的保护气流量和③电极条件下（还应包括其他稳定条件），改变电弧电流数值，在电弧达到稳定燃烧状态时所对应的电弧电压曲线。

呈现3个区段的变化特点下降特性区（负阻特性区）平特性区上升特性区3个特性区域的特点是由于电弧自身性质所确定的，主要和电弧自身形态、所处环境、电弧产热与散热平衡等有关在小电流区：电弧电压随电流的增大而减小，呈现负阻特性。

原因如下：电流小时，电弧热量低，导电性差，需要较高的电场推导电荷运动；电弧极区（特别是阴极区），温度低，提供电子能力差，会形成较强的极区电场；电流增大：电弧中产生和运动等量的电荷不再需要更高的电场；电弧自身性质具有保持热量动态平衡的能力当电流稍大时：焊条金属将产生金属蒸气的发射和粒子流。

消耗能量，故E不用降低当电流进一步增大时，金属蒸气的发射和等离子流的冷却作用进一步增强，同时由于电磁收缩力的作用，电弧断面不能随电流的增加而成比例的增加，电弧电压降升高，电弧静特性呈正特性。

埋弧焊电弧静特性曲线埋弧焊电弧的散热损失小，且电弧中基本没有GTA、GMA那样的等离子流存在，采用粗焊丝大电流，电弧特性呈下降趋势。

电弧特性反应了电弧的导电性能和变化特征，电弧种发生的许多现象都与静特性有关，也可以用于对比解释各种电弧焊方法的差别③电极条件非熔化电极情况下，电极成分对电弧电压会有一定程度的影响④母材情况母材热导率影响所形成的熔池大小以及母材热输入量中散失热量的快慢，对电流产生间接的冷却作用。