下载文档原格式
第一章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。
第一章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。
