电弧电压对混合气体保护焊电弧稳定性的影响
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CO2气体保护焊焊接工艺参数分析摘要CO2气体保护焊已经很大程度上取代传统的手工电弧焊,在现代钢结构焊接中发挥着极其重要的作用。
本文作者结合教学实践经验,主要总结了CO2气体保护焊对接焊缝成型的焊接工艺参数选择、施焊要点及相关数据等,为类似的对接焊缝提供了切实可行的参考依据。
关键词CO2气体保护焊;对接焊缝成型;焊接工艺参数0引言焊接技术是制造业重要的组成部分,现代制造技术的发展离不开焊接技术,CO2气体保护焊以其独特的优势在工业生产中发挥着极其重要的作用。
对接焊缝是最好的接头形式,它在钢结构件承受静载和动载时安全可靠,疲劳强度较高,应力集中和变形较小。
所以,对接焊缝是制造业当中选用最多的接头形式,也是焊接质量要求较高的焊缝。
1 CO2气体保护焊的特点CO2气体保护焊的电弧热量集中、电流密度大、穿透力强、受热面积小、对铁锈敏感度低,焊件焊后变形小,不易出现氢气孔和氢致冷裂纹,适用于焊接低碳钢和低合金高强度结构钢,尤其在焊接低合金高强度结构钢时,比手工电弧焊有质量保证。
CO2气体保护焊是气体保护,明弧焊接,没有熔渣,焊缝成型后表面会出现一层灰色渣皮(焊缝金属高温冷却过程中形成的氧化物),可用钢丝刷清理后露出金属光泽。
熔池可见性好,焊工在施焊时便于根据熔池形状和温度控制熔焊过程,焊缝的宽度和余高容易把握,焊缝的外部成型效果良好。
2 CO2气体保护焊相关工艺参数及准备过程2.1 对焊单面焊双面成型坡口形式及装配要求CO2气体保护焊一般采用V形坡口,装配质量要求较高,包括坡口角度、钝边和装配间隙,以及对接不错边,点焊定位牢固等。
坡口角度大小对电弧能否深入到焊缝的根部影响较大,因为CO2气体保护焊喷嘴较粗,焊丝刚露出喷嘴,如果坡口角度过小,喷嘴伸不进去,电弧很难达到,根部就不易焊透,再加上喷嘴遮挡弧光,容易出现焊偏、熔合不良等缺陷。
实践证明,要想获得较好的单面焊双面成型效果和焊接质量,选择60°±5°型坡口角度是最合适的。
二氧化碳气体保护焊焊接参数二氧化碳气体保护焊是一种常用的焊接方法,它可以用于多种类型的金属焊接,包括钢铁、铝和不锈钢等材料。
在进行二氧化碳气体保护焊时,需要注意一些关键的焊接参数,以确保焊接质量和效率。
焊接电流是二氧化碳气体保护焊的一个重要参数。
焊接电流的大小直接影响到焊接的热量和熔深。
一般来说,焊接电流过大会导致焊接熔深过大,焊缝凸起,影响焊接质量;而焊接电流过小则会使焊缝不透,焊接质量不达标。
因此,需要根据焊接材料的厚度和类型,选择适当的焊接电流。
焊接电压也是二氧化碳气体保护焊的一个重要参数。
焊接电压的大小直接关系到焊接电弧的稳定性和焊接速度。
过高的焊接电压会使电弧不稳定,焊接质量下降;而过低的焊接电压会使电弧熄灭,无法进行焊接。
因此,需要根据焊接电流和焊接材料的要求,选择合适的焊接电压。
焊接速度也是二氧化碳气体保护焊的一个重要参数。
焊接速度的快慢直接影响到焊接的效率和焊缝的质量。
过快的焊接速度会导致焊接熔深不足,焊缝不牢固;而过慢的焊接速度则会导致热量过多,焊接变形。
因此,需要根据焊接材料的要求和焊接电流的大小,选择合适的焊接速度。
气体流量也是二氧化碳气体保护焊的一个重要参数。
气体流量的大小直接关系到焊接电弧的稳定性和保护效果。
过高的气体流量会造成二氧化碳的浪费,增加焊接成本;而过低的气体流量会导致保护效果不好,焊接质量下降。
因此,需要根据焊接电流和焊接材料的要求,选择适当的气体流量。
焊接角度也是二氧化碳气体保护焊的一个重要参数。
焊接角度的选择直接影响到焊接质量和焊接速度。
一般来说,焊接角度过大会使焊接熔深不稳定,焊接质量下降;而焊接角度过小则会使焊接速度过慢,效率低下。
因此,需要根据焊接材料的要求和焊接电流的大小,选择合适的焊接角度。
二氧化碳气体保护焊的焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、气体流量和焊接角度等。
这些参数的选择需要根据焊接材料的要求和焊接工艺的特点,以确保焊接质量和效率。
焊接电孤的稳定性(一)
熔化极氩弧焊、CO2气体保护焊和熔化极活性气体保护焊(MAG焊)基本上工作在上升特性区。
从讨论的电弧静特性可知,不同电流时电弧的电阻(即电弧电压与电流的比值)不是常数,所以它不符合欧姆定律,故对电源而言,电弧是一个比较特殊的非线性电阻负载。
为了能使电弧稳定燃烧,就需要一个满足焊接电弧要求的、特殊的煌接电源供电。
(静特性的下降特性区由于电弧燃烧不稳定而很少采用)
焊接电孤的稳定性
电弧的稳定燃烧是保证焊接质量的_个重要因素,因此,维持电弧稳定性是非常重要的。
焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧(不产生断弧、飘移和偏吹等)的程度[见图
3-9(a)]。
电弧不稳定的原因除焊工操作技术不熟练外,还可能与下列因素有关:
1.孤焊电源的影响
采用直流电源焊接时,电弧燃烧比采用交流电源更稳定。
熔化极气体保护焊电流与电压调节杨新华【摘要】在应用熔化极气体保护焊的基础上,分析焊接电流和电弧电压对焊缝成形的影响,探究焊接电流与电弧电压匹配对焊接电弧特性的影响规律,总结正确调节焊接电流与电弧电压的基本方法和操作技能,正确调节焊接电流与电弧电压是熔化极气体保护焊技术推广与应用的关键因素.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)009【总页数】3页(P118-120)【关键词】熔化极气体保护焊;焊接电流;电弧电压【作者】杨新华【作者单位】陕西工业职业技术学院,陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】TG444熔化极气体保护焊是20世纪80年代发展起来的一种高效焊接方法,因其具有生产率高、焊接变形小、无需清渣等优点,在碳素钢、低合金结构钢、有色金属焊接中广泛使用[1]。
但这种方法对焊接电流和电弧电压的调节有较高的要求,同时焊接电流和电弧电压的调节受母材种类、焊丝牌号及保护气体种类等多种因素的影响,正确调节、判断焊接电流和电弧电压的匹配问题,对于初学者有一定的困难,甚至对于有一定经验的操作者也非易事[2]。
1.1 焊接电流对焊缝成形的影响焊接电流增大时(其他条件不变),焊缝熔深和余高增大,熔宽变化不明显(或略为增大)[3-4]。
原因为:(1)电流增大后,工件上的电弧力和热输入均增大,热源位置下移,因而焊缝的熔深增大。
熔深与焊接电流近乎正比关系。
(2)电流增大后,弧柱直径增大,但是电弧潜入工件的深度增大,电弧斑点移动范围受到限制,焊缝的熔宽几乎不变。
(3)电流增大后,焊丝熔化量呈比例的增多,由于焊缝熔宽近于不变,所以余高增大。
焊接电流与焊缝成形关系示意(其他工艺参数不变)如图1所示。
焊接电流的大小对焊接质量和焊接生产率的影响很大。
电流过小,电弧不稳定,熔深小,易造成未焊透和夹渣等缺陷,生产率低;电流过大,则容易产生咬边和烧穿等焊接缺陷,引起飞溅。
一般可根据焊丝直径按经验公式进行选择,再根据焊缝位置、接头形式、焊接层次、焊件厚度等适当调整。
焊工简答题(含答案)简答题1.(B-A-001)CO2气体保护焊有哪些缺点?2.(B-A-001)CO2气体保护焊有哪些优点?3.(B-A-003)CO2气体保护焊用气有哪些要求?4.(B-A-003)CO2气体的提纯,焊接现场可以采取哪些措施?5.(B-A-004)CO2气体保护焊丝有哪几种?6.(B-A-004)CO2气体保护焊对焊丝有什么要求?7.(B-A-005)半自动CO2气体保护焊设备由哪四部分组成?8.(B-A-005)半自动CO2气体保护焊焊枪的作用有哪些?9.(B-A-005)CO2气体保护焊供气系统有哪些组成?10.(B-A-006)CO2气体保护焊的工艺参数主要包括哪些?11.(B-A-006)CO2气体保护焊熔滴过渡形式有哪些?12.(B-A-006)CO2气体保护焊时,电弧电压选择不当时对焊接质量及成形有什么影响?13.(B-A-006)细丝CO2气体保护焊焊接电流选择不当,对焊接质量及成形有什么影响?14.(B-A-006)CO2气体保护焊采用短路过渡,减少飞溅的措施有哪些?15.(B-B-002)埋弧自动焊有哪些优点?16.(B-B-002)埋弧自动焊有哪些缺点?17.(B-B-003)埋弧焊用焊丝,按其成分和用途不同分哪几类?18.(B-B-003)埋弧焊用焊丝表面镀铜的主要目的是什么?19.(B-B-004)埋弧焊焊剂的作用有哪些?20.(B-B-004)埋弧焊焊剂按制造方法分为哪几类?21.(B-B-005)埋弧焊机按焊丝数目不同分为哪几类?22.(B-B-005)埋弧焊机按电弧调节方式不同分为哪两种?分别根据什么原理设计的?23.(B-B-008)埋弧自动焊工艺参数主要有哪些?24.(B-B-008)埋弧自动焊焊接电压对焊接成型及质量及的影响如何?25.(B-C-001)异种金属焊接特点是什么?26.(B-C-001)异种钢焊接时焊接材料选择的一般原则是什么?27.(B-C-003)碳素钢与奥氏体不锈钢焊接的一般原则是什么?28.(B-C-003)碳钢与铁素体不锈钢焊接工艺要点有哪些?29.(B-C-005)珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时焊接材料的选择原则是什么?30.(B-C-005)珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接工艺要点是什么?31.(B-C-006)手工电弧焊焊接铸铁与低碳钢的工艺要点有哪些?32.(B-C-006)铸铁与低碳钢钎焊的优缺点是什么?33.(B-C-007)钢与铜焊接时最易出现的主要焊接缺陷有哪些?34.(B-C-007)不锈钢与铜焊接时如何选择填充材料?35.(B-D-001)铝与铝合金熔焊时形成气孔的原因是什么?36.(B-D-001)改善铝与铝合金焊接接头耐蚀性的主要措施有哪些?37.(B-D-001)铝与铝合金熔焊时防止焊缝气孔的途径有哪些?38.(B-D-002)铝与铝合金焊接工艺的一般特点是什么?39.(B-D-003)手工钨极氩弧焊焊接铝及其合金有什么特点?40.(B-D-003)气焊焊接铝及其合金有什么特点?41.(B-D-005)铜及铜合金焊接时存在的主要问题是什么?42.(B-D-005)铜及铜合金焊接时产生气孔的原因是什么?43.(B-D-006)TIG焊焊接紫铜有何特点?44.(B-D-006)铜及铜合金熔焊的基本原则是什么?45.(B-D-009)钛及钛合金的焊接特点是什么?46.(B-D-009)钛及钛合金焊接时消除气孔的主要途径有哪些?47.(B-D-010)氩弧焊焊接钛及钛合金的工艺要点有哪些?48.(B-D-010)等离子弧焊焊接钛及钛合金有何特点?49.(B- E-004)对压力容器有哪几方面的要求?50.(B- E-004)常用的压力容器封头有哪几种?制造封头的方法有哪几种?51.(B- E-005)压力容器焊后热处理的目的是什么?52.(B- E-005)压力容器炉外热处理的方法有哪些?53.(B- E-006)压力容器常用的无损探伤方法有哪些?54.(B- E-006)压力容器局部探伤(20%)不合格时有什么探伤要求?55.(B- E-008)压力容器常用的补强形式有哪些?56.(B- E-008)压力容器补强圈补强的特点及应用范围有哪些?57.(B- E-010)梁的焊接变形主要有哪些?58.(B- E-010)控制梁的焊接变形常用哪些方法?59.(B- E-011)矫正焊接梁残余变形的方法有哪些?60.(B- E-011)预防焊接梁变形的措施有哪些?1.答:1飞溅较小;2弧光强;3抗风力弱;4不够灵活。
氩弧焊接工艺对焊接质量影响研究氩弧焊接是一种常用的焊接工艺,广泛应用于金属结构的制造和修复中。
它利用氩气作为保护气体,通过形成电弧来加热并熔化焊接材料。
本文将探讨氩弧焊接工艺对焊接质量的影响,并提出一些改进方案。
1. 电弧电流:电弧电流是控制焊接材料熔化和热输入的重要参数。
如果电流过大,会导致焊缝过深和热影响区过大,从而使焊接变形和裂纹增加;如果电流过小,会导致焊缝不充实,焊接强度降低。
选择合适的电弧电流对焊接质量至关重要。
2. 电弧电压:电弧电压是控制电弧稳定性和焊接速度的参数。
电弧电压过高会导致电弧不稳定和喷溅现象,影响焊接质量;电弧电压过低会使电弧不容易引弧和侵入焊缝,焊接速度慢。
选择合适的电弧电压有利于提高焊接质量和效率。
3. 氩气流量:氩气是保护气体,起到保护焊接区域免受氧气和湿气的作用,同时也有助于稳定电弧并防止气孔和嵌夹。
过大的氩气流量会导致焊缝外形不良和喷溅现象,而过小的氩气流量则会降低焊缝的保护效果。
选择适当的氩气流量对焊接质量至关重要。
改进方案:1. 优化焊接参数:通过实验和研究,选择合适的焊接参数,包括电弧电流、电弧电压、氩气流量和焊接速度,以提高焊接质量。
2. 加强焊接材料的准备工作:在焊接之前,应将焊接材料进行适当的预处理,如除去氧化层、清除污垢等,以提高焊接接头的质量和强度。
3. 定期检查和维护焊接设备:定期对氩弧焊接设备进行检查和维护,确保设备工作正常,并避免因设备故障导致焊接质量下降。
4. 引进自动化设备:引进自动化设备可以提高焊接的精度和稳定性,减少人为因素对焊接质量的影响。
氩弧焊接工艺对焊接质量有重要影响,通过优化焊接参数、加强焊接材料的准备工作、定期检查和维护焊接设备以及引进自动化设备等措施,可以提高焊接质量和效率。
二氧化碳气体保护焊的规范参数二氧化碳气体保护焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等;一电源极性二氧化碳气体保护焊焊接一般材料时,采用直流反接;在进行高速焊接、堆焊和铸铁补焊时,应采用直流正接;二焊丝直径二氧化碳气体保护焊的焊丝直径一般可根据表选择;三电弧电压和焊接电流对于一定直径的焊丝来说,在二氧化碳气体保护焊中,采用较低的电弧电压,较小的焊接电流焊接时,焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来,呈短路状态称为短路过渡;大多数二氧化碳气体保护焊工艺都采用短路过渡焊接;当电弧电压较高、焊接电流较大时,熔滴呈小颗粒飞落称为颗粒过渡;∮1.6或∮2.0mm的焊丝自动焊接中厚板时,常采用这种过渡;∮3mm以上的焊丝应用较少;∮O.6~∮1.2mm的焊丝主要采用短路过渡,随着焊丝直径的增加,飞溅颗粒的数量就相应增加;当采用∮1.6mm的焊丝,仍保持短路过渡时,飞溅就会非常严重;二氧化碳气体保护焊焊丝直径选用表mm母材厚度选用焊丝直径≤4Φ0.5~Φ1.2>4 Φ1.O~Φ1.6焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数;为了使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷,电弧电压和焊接电流要相互匹配,通过改变送丝速度来调节焊接电流;飞溅最少时的典型工艺参数和生产所用的工艺参数范围详见表.二氧化碳气体保护焊工艺参数焊丝直径典型工艺参数生产上所用工艺参数电弧电压V 焊接电流A 电弧电压V 焊接电流AΦ18 100~110 18~24 60~160Φ19 120~130 18~26 80~260Φ20 140~180 20~28 160~310在小电流焊接时,电弧电压过高,金属飞溅将增多;电弧电压太低,则焊丝容易伸人熔池,使电弧不稳;在大电流焊接时,若电弧电压过大,则金属飞溅增多,容易产生气孔;电压太低,则电弧太短,使焊缝成形不良;四气体流量二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关;气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大;一般二氧化碳气体流量的范围为8~2 5I;/min;如果二氧化碳气体流量太大,由于气体在高温下的氧化作用,会加剧合金元素的烧损,减弱硅、锰元素的脱氧还原作用,在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层,使焊缝容易产生气孔等缺陷;如果二氧化碳气体流量太小,则气体流层挺度不强,对熔池和熔滴的保护效果不好,也容易使焊缝产生气孔等缺陷;五焊接速度随着焊接速度的增大,则焊缝的宽度、余高和熔深都相应地减小;如果焊接速度过快,气体的保护作用就会受到破坏,同时使焊缝的冷却速度加快,这样就会降低焊缝的塑性,而且使焊缝成形不良;反之,如果焊接速度太慢,焊缝宽度就会明显增加,熔池热量集中,容易发生烧穿等缺陷;六焊丝伸出长度指焊接时焊丝伸出导电嘴的长度;焊丝伸出长度增加,则使焊丝的电阻值增加,造成焊丝熔化速度加快,当焊丝伸出长度过长时,因焊丝过热而成段熔化,结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气体对熔池的保护作用减弱;反之,当焊丝伸出长度太短时,则焊接电流增加,并缩短了喷嘴与焊件之间的距离,使喷嘴过热,造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴,从而影响气流的流通;一般,细丝二氧化碳气体保护焊,焊丝伸出长度为8~1 4mm;粗丝二氧化碳气体保护焊,焊丝伸出长度为1 0~2 0mm;七直流回路电感在焊接回路中,为使焊接电弧稳定和减少飞溅,一般需串联合适的电感;当电感值太大时,短路电流增长速度太慢,就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断,造成熄弧或使起弧变得困难;当电感值太小时,短路电流增长速度太快,会造成很细颗粒的金属飞溅,使焊缝边缘不齐,成形不良;再者,盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感,所以一旦焊接过程稳定下来以后,就不要随便改动;半自动二氧化碳气体保护焊的操作技术与焊条电弧焊相近,而且比焊条电弧焊容易掌握;半自动二氧化碳气体保护焊的操作工艺应注意以下问题:1.由于平外特性电源的空载电压低,又是光焊丝,所以在引弧时,电弧稳定燃烧点不易建立,焊丝易产生飞溅;又因工件始焊温度低,在引弧处易出现缺陷;一般采用短路引弧法;引弧前要把焊丝端头剪去,因为熔化形成的球形端头在重新引弧时会引起飞溅;引弧时要选好位置,采用倒退引弧法;2.收弧过快,易在熔坑处产生裂纹和气孔,收弧的操作要比焊条电弧焊严格;应在熔坑处稍作停留,然后慢慢抬起焊炬,并在接头处使首层焊缝厚重叠2 0~5 0mm; 3.对接平焊和横焊,应使焊炬稍作倾斜,用左向焊法,坡口看得清,不易焊偏;在角焊时左焊法和右焊法都可以采用;4.立焊和仰焊;立焊有两种焊法,一种是由上向下焊接,速度快,操作方便,焊缝平整美观;但熔深较小,接头强度较差,适用于不作强度要求的焊缝;另一种,由下向上焊接,焊缝熔深较大,加强面高,但外形粗糙;仰焊应采用细焊丝、小电流、低电压、短路过渡,以保持焊接过程的稳定性;C02气体流量要比平、立焊时稍大一些;当熔池温度上升,铁水有下淌趋势时,焊炬可以前后摆动,以保证焊缝外形平整;|电流200A,电压26V,但针对每个焊机参数不固定,以此参数左右调整,直到电弧稳定即可;。
焊接安全技术:第三章焊接方法及安全第四节气体保护电弧焊气体保护电弧焊简称气体保护焊或气电焊,它是利用电弧作为热源,气体作为保护介质的熔化焊。
在焊接过程中,保护气体在电弧周围造成气体保护层,将电弧、熔池与空气隔开,防止有害气体的影响,并保证电弧稳定燃烧。
气体保护焊,可以按电极的状态、操作方式、保护气体种类、电特性、极性、适用范围等不同加以分类,常用气体保护焊分类见表3-14。
根据具体情况的不同,气体保护焊可采用不同的气体,常用的保护气体有二氧化碳、氩气、氦气、氢气及混合气体。
气体保护焊的优点是:电弧线性好,对中容易,易实现全位置焊接和自动焊接;电弧热量集中,熔池小,焊接速度快,热影响区较窄,焊件变形小,抗裂能力强,焊缝质量好。
缺点是不宜在有风的场地施焊,电弧光辐射较强。
本节着重介绍氩弧焊和二氧化碳气体保护电弧焊。
一、氩弧焊氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。
1.非熔化极氩弧焊的工作原理及特点非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧,在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常常用氩气),形成一个保护气罩,使钨极端头,电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触,能防止氧化和吸收有害气体。
从而形成致密的焊接接头,其力学性能非常好。
如图3-9所示。
钨极氩弧焊的特点如下。
(1)可以焊接化学性质非常活泼的金属及合金。
惰性气体氩或氦即使在高温下也不与化学性质活泼的铝、钛、镁、铜、镍及其合金起化学反应,也不溶于液态金属中。
用熔渣保护的焊接方法(如手弧焊或埋弧焊等)很难焊接这些材料,或者根本不能焊接。
(2)可获得体质的焊接接头。
用这种焊接方法获得的焊缝金属纯度高,气体和气体金属夹杂物少,焊接缺陷少。
对焊缝金属质量要求高的低碳钢、低合金钢及不锈钢常用这种焊接方法来焊接。
(3)可焊接薄件、小件。
(4)可单面焊双面成形及全位置焊接。
(5)焊接生产率低。
钨极氩弧焊所使用的焊接电流受钨极载流能力的限制,电弧功率较小,电弧穿透力小,熔深浅且焊接速度低,同时在焊接过程中需经常更换钨极。
二氧化碳气体保护焊的焊接参数设定二氧化碳气体保护焊的焊接参数有:焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、干伸长度、电源极性、回路电感、焊枪倾角。
一、焊丝直径,焊丝直径影响焊缝熔深。
本文就最常用的焊丝直径1.2mm实心焊丝展开论述。
牌号:H08MnSiA。
焊接电流在150~300时,焊缝熔深在6~7mm。
二、焊接电流,依据焊件厚度、材质、施焊位置及要求的过渡形式来选择焊接电流的大小。
短路过渡的焊接电流在110~230A之间(焊工手册为40~230A);细颗粒过渡的焊接电流在250~300A之间。
焊接电流决定送丝速度。
焊接电流的变化对熔池深度有决定性的影响,随着焊接电流的增大,熔深明显增加,熔宽略有增加。
三、电弧电压,电弧电压不是焊接电压。
电弧电压是在导电嘴和焊件之间测得的电压,而焊接电压是焊机上的电压表所显示的电压。
焊接电压是电弧电压与焊机和焊件间连接的电缆上的电压降之和。
通常情况下,电弧电压在17~24V之间。
电压决定熔宽。
四、焊接速度,焊接速度决定焊缝成形。
焊接速度过快,熔深和熔宽都减小,并且容易出现咬肉、未熔合、气孔等焊接缺陷;过慢,会出现塌焊、增加焊接变形等焊接缺陷。
通常情况下,焊接速度在80mm/min比较合适。
五、气体流量,CO2气体具有冷却特点。
因此,气体流量的多少决定保护效果。
通常情况下,气体流量为15L/min;当在有风的环境中作业,流量在20L/min以上(混合气体也应当加热)。
六、干伸长度,干伸长度是指从导电嘴到焊件的距离。
保证干伸长度不变是保证焊接过程稳定的重要因素。
干伸长度决定焊丝的预热效果,直接影响焊接质量。
当焊接电流、电压不变,焊丝伸出过长,焊丝熔化快,电弧电压升高,使焊接电流变小,熔滴与熔池温度降低,会造成未焊透、未熔合等焊接缺陷;过短,熔滴与熔池温度过高,在全位置焊接时会引起铁水流失,出现咬肉、凹陷等焊接缺陷。
根据焊接要求,干伸长度在8~20mm之间。
另外,干伸长度过短,看不清焊接线,并且,由于导电嘴过热会夹住焊丝,甚至烧毁导电嘴。
一、名词解释1、熔池:熔化焊时,在热源作用下,焊件上形成的具有一定几何形状的液态金属部分称为熔池,在熔化电极焊接中熔池中还包括已经熔化了的填充金属。
2、激励:当中性气体粒子受外加能量作用而不足以使其电离时,但可能使其内部的电子从原来的能级跃迁到较高的能级,这种现象称为激励。
3、场致电离:在两电极间的电场作用下,气体中的带电粒子加速,电能将转换为带电粒子的动能。
当带电粒子的动能增加到一定数值时,则可能与中性粒子发生非弹性碰撞而使之产生电离,这种电离称为场致电离。
4、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。
它实质上是由于气体粒子的热运动形成频繁而激烈的碰撞产生的一种电离过程.5、等离子流力:这些新进入电弧的气体被加热电离后受轴向推力的作用不断冲向工件,对熔池形成附加压力。
这种高温电离气体(产生等量的电子和正高子)高速流动时所形成的力称为等离子流力。
6、电磁静压力:这种靠近焊丝(条)的断面直径较小,连接工件的导电断面直径较大,轴向压力将因直径不同而产生压力差,从而产生由焊丝(条)指向工件的向下推力,这种电弧压力称为电弧的电磁静压力。
7、斑点力:又称为斑点压力,包括正离子和电子对镕滴的撞击力,电极材料蒸发时产生的反作用力以及弧根面积很小时产生的指向熔滴的电磁收缩力。
8、电弧的挺度:电弧抵抗外界机械干扰,力求保持沿焊丝(条)轴向运动的性能。
9、焊接电弧的稳定性:是指电弧保持稳定燃烧(不产生断弧、飘移和偏吹等)的程度,电弧焊过程中,当电弧电压和焊接电流为某一定值时,电弧放电可在长时间内连续进行且稳定燃烧的性能称为电弧的稳定性。
10、磁偏吹:由于种种原因,这种磁力线分布的均匀性可能受到破坏,而使电弧偏离焊丝(条)轴线方向,这种现象称为磁偏吹。
11、熔滴过渡:在电弧热的作用下,焊丝末端加热熔化形成熔滴,并在各种力的作用下脱离焊丝进入熔池,称之为熔滴过渡。
12、自由过渡:自由过渡是指镕滴脱离焊丝末端前不与熔池接触,脱离焊丝后经电弧空间自由飞行进入熔他的一种过渡形式。
二保焊混合气成分分析二保焊是一种常见的焊接工艺,其混合气成分的选择对于焊接质量有着至关重要的影响。
本文将对二保焊所用的混合气成分进行详细的分析,包括氩气、氦气、氮气、氢气、氧气、二氧化碳和空气等方面。
一、氩气氩气是一种惰性气体,在焊接过程中不与金属发生反应,也不溶于金属。
因此,氩气广泛应用于二保焊中,作为保护气体,防止焊接过程中金属被氧化。
氩气的电离能较高,有利于电弧的稳定燃烧。
二、氦气氦气也是一种惰性气体,与氩气类似,不易与金属发生反应。
氦气的电离能比氩气更高,因此更有利于电弧的稳定燃烧。
但是,氦气的成本较高,一般只在特殊需求的情况下使用。
三、氮气氮气是一种双原子气体,在焊接过程中不与金属发生反应,也可以起到保护金属不被氧化的作用。
氮气的化学性质比较稳定,可以有效地隔绝空气中的氧气和氮气,防止金属氧化和氮化。
但是,氮气的电离能较低,不利于电弧的稳定燃烧。
四、氢气氢气是一种可燃气体,在焊接过程中可以起到还原剂的作用,将金属氧化物还原成金属。
但是,氢气的燃点很低,易引发爆炸危险,因此使用时需要特别小心。
同时,氢气的电离能较低,不利于电弧的稳定燃烧。
五、氧气氧气是焊接过程中常用的氧化剂,可以将金属氧化成金属氧化物。
在二保焊中,氧气一般与其他气体混合使用,如二氧化碳或氩气等。
氧气的电离能较高,有利于电弧的稳定燃烧。
但是,氧气易与金属发生反应,造成金属氧化和氮化。
六、二氧化碳二氧化碳是一种温室气体,在焊接过程中可以起到保护气体的作用,防止金属被氧化。
二氧化碳的电离能较低,不利于电弧的稳定燃烧。
但是,二氧化碳的成本较低,且对环境的影响较小。
在低碳钢焊接中,二氧化碳可以有效地减少氮气和氢气的使用量,提高焊接效率和焊接质量。
七、空气空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等气体成分,其中氧气是主要的氧化剂。
在焊接过程中,如果使用空气作为保护气体,由于其中含有大量的氧气和氮气,易造成金属的氧化和氮化。
因此,在二保焊中一般不使用空气作为保护气体。
分析二氧化碳气体保护焊短路过渡时焊接电流和电弧电压对焊接质量的影响CO-2气体保护焊是以CO-2-气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊方法。
由于CO2-源丰富、价格低廉等原因,在现代生产和工程中应用已经很普遍。
CO2气体保护焊机的工艺性能(电弧的稳定性、焊接飞溅和焊缝成形等)都直接受焊接电源特性的影响。
所以CO-2气体保护焊要求使用平硬特性的直流电源,并具有良好的动特性,是有科学依据的。
一、CO2气体保护焊的工艺特点分析 CO2气体保护焊具有焊接效率高、抗锈能力强、焊接变形小、冷裂倾向小、熔池可见性好、以及适用于全位置焊接等优点。
究其不足主要是:很难使用交流电源,焊接飞溅多。
特别是采用短路过渡形式时,在焊接过程会产生大量的金属飞溅。
造成大量金属的损失,使熔敷率降低,焊后清理工作量增加。
同时,飞溅的产生降低了电弧的稳定性,严重影响焊接质量。
此外采用短路过渡的CO2体保护焊还存在焊缝成形差的工艺缺点。
主要表现为焊缝表面不光滑、熔深浅、焊缝成形窄而高,容易出现未熔合的焊接缺陷。
所以要使CO2气体保护焊在工业生产中得以广泛推广和应用,则必须解决和控制这些工艺问题。
二、CO2气体保护焊中短路过渡的工艺分析 CO2体保护焊中短路过渡的初期和后期都会产生飞溅。
每次燃弧时,电弧会冲击熔池而产生飞溅;当焊丝熔化形成熔滴与熔池接触,液桥还没有铺展开时,由于接触面积小,电流密度大,而发生汽化和爆炸产生“瞬时短路”飞溅;当熔滴与熔池短路金属液桥铺展开时,在液态金属的表面张力、重力、以及流过液桥的电流所产生的电磁收缩力的作用下,形成液桥缩径并急剧减小,短路电流密度剧增,使液态金属在瞬间发生汽化和爆炸而产生飞溅。
同时,液桥金属的汽化和爆炸,不仅产生飞溅,还会引起熔池的剧烈震荡,从而导致焊缝成形不良和电弧的稳定性降低。
 焊接时对母材的加热的热源主要是燃弧能量。
CO2-气体保护焊过程中,短路时间占了很大的比例,且短路过程几乎不会给母材提供热能。
电弧焊电弧电压
电弧焊是一种常见的金属焊接方法,通过电弧放电产生的高温来熔化金属,使其融合在一起。
而电弧焊的电弧电压是焊接过程中的关键参数之一。
电弧电压是指在焊接过程中,电弧两端的电压差。
它直接影响着焊接过程中的电弧稳定性、熔深、熔透和焊缝质量等因素。
一般来说,电弧电压越高,焊接过程中电流越大,熔深也会相应增加,但同时也会增加喷溅的风险;而电弧电压越低,焊接过程中电流较小,熔深也会减小,但焊缝质量可能会受到影响。
在进行电弧焊时,选择合适的电弧电压是非常重要的。
一般来说,根据焊接材料的类型、厚度和焊接位置的不同,需要调整电弧电压的大小。
如果电弧电压过高,很容易导致焊缝熔穿,从而影响焊接质量;而电弧电压过低,则可能导致焊缝无法完全熔化,从而使焊接质量下降。
电弧电压的调整也需要考虑到焊接工艺的要求。
例如,在手工电弧焊中,焊工需要根据焊接过程中的实际情况来调整电弧电压,以确保焊接质量。
而在自动化焊接中,可以通过控制系统来自动调整电弧电压,以实现更精确的焊接效果。
总的来说,电弧电压在电弧焊过程中起着至关重要的作用。
通过合理调整电弧电压,可以实现稳定的焊接电弧,提高焊接质量,确保
焊接效果。
因此,在进行电弧焊时,我们需要充分了解焊接材料的特点和焊接工艺要求,以选择合适的电弧电压,并进行相应的调整,以获得满意的焊接结果。
CO2气体保护焊工艺参数CO2气体保护焊工艺参数除了与一般电弧焊相同的电流、电压、焊接速度、焊丝直径及倾斜角等参数以外,还有CO2气体保护焊所特有的保护气成分配比及流量、焊丝伸出长度、保护气罩与工件之间距离等对焊缝成形和质量有重在影响。
⑴焊接电流和电压的影响。
与其他电弧焊接方法相同的是,当电流大时焊缝熔深大,余高大;当电压高时熔宽大,熔深浅。
反之则得到相反的焊缝成形。
同时焊接电流律为送丝速度大则焊接电流大,熔敷速度大,生产效率高。
采用恒压电源等速成送丝系统时,一般规律为送丝速度大则焊接电流大,熔敷速度随之增大。
但对CO2气体保护焊来说,电流、电压对熔滴过渡形式有更为特殊的影响,进而影响焊接电弧的稳定性及焊缝形成。
因而有必要对熔滴过渡形式进行更深一步的阐述。
在电弧焊中焊丝作为外加电场的一极(用直流电源,焊丝接正极时称为直流反接,接负极时称为直流正接),在电弧激发后被产生的电弧热熔化而形成熔滴向母材熔池过渡,其过渡形式有多种,因焊接方法、工艺参当选变化而异,对于CO2气体保护焊而言,主要存在三种熔滴过渡形式,即短路过渡、滴状过渡、射滴过渡。
以下简过这三种过渡形式的特点、与工艺参数(主要是电流、电压)的关系以及其应用范围。
短路过渡。
短路过度是在细焊丝、低电压和小电流情况下发生的。
焊丝熔化后由于斑点压力对熔滴有排斥作用,使熔滴悬挂于焊丝端头并积聚长大,甚至与母材的深池相连并过渡到熔池中,这就是短路过渡形式,见下图:()短路前()短路时()短路后1)过渡主要特征是短路时间和短路频率。
影响短路过渡稳定性的因素主要是电压,电压约为18~21V时,短路时间较长,过程较稳定。
焊接电流和焊丝直径也即焊丝的电流密度对短路过渡过程的影响也很大。
在表(1)中列出了不同焊丝直径时的允许电流范围和最佳电流范围。
在最佳电流范围内短路频率较高,短路过渡过程稳定,飞溅大,必须采取增加电路电感的方法以降低短路电流的增长速度,避免产生熔滴的瞬时爆炸和飞溅。
CO2气体保护焊的技术及应用摘要:近几年焊接技术不断发展,尤其是熔化及气体保护焊发展十分迅速,本文主要叙述了CO2气体保护焊的技术及应用。
引言:CO2气体保护焊俗称:二氧焊、二保焊、气保焊,是利用CO2气体作为电弧介质并保护焊接区电弧焊,英文缩写(MAG或GMWA),1953年苏联研发,因工作效率高、生产成本低、熔透性好、焊接变形小等优点被广泛应用于工业制造。
CO2气体保护焊的优点:1、工作效率高是手工焊的1—3倍,最高可达到4倍。
2、生产成本低是手工焊的50%。
3、熔透性好开Ⅱ破口时一次熔深可达到10mm,探伤合格率可达到95%。
4、焊缝抗裂性好,因CO2气体是氧化性气体,由于氧化作用,大大降低了焊缝中氢的含量(氢是造成焊缝裂纹的主要原因之一)。
5、焊接变形小,由于保护气体的压缩,降低了焊接热输入(线能量)降低了焊接变形。
CO2气体保护焊接的缺点:1、设备比较复杂,价格较昂贵。
2、焊接飞溅较多,假如焊接电流、电弧电压,操作方法不正确时飞溅十分严重,且清渣困难。
3、室外作业性差,当现场风速每秒超过2m,是应作防护措施或停止施焊。
4、氧化性大,只适合于碳素钢、低合金钢焊接。
二氧化碳(CO2)气体保护焊的焊接技术:一、焊接设备交流弧焊机、整流弧焊机、直流递变弧焊机等。
二、焊接材料镀钢实芯焊丝、药芯焊丝两种。
三、焊前准备CO2焊所用的焊接材料有CO2气体(纯度在99.5%以上)和焊丝,H08M N2SIA最普通的一种焊丝。
CO2焊设备:电源、供气系统、送丝系统、焊枪、控制系统。
CO2焊焊接工艺参数合理地选择焊接工艺参数是获得优良焊接质量和提高焊接生产率的重要条件。
CO2气体保护焊主要焊接参数是:焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量和电极极性等。
(1)焊丝直径:焊丝直径应根据焊件厚度、焊接位置及生产率的要求来选择。
当焊接薄板或中厚板的立、横、仰焊时,多采用直径1.6mm以下的焊丝;在平焊位置焊接中厚板时,可以采用直径1.2mm 以上的焊丝,以下图文所示:焊丝直径的选择0.8 1-3各种位置1.0 1.5-61.2 2-121.6 6-25平焊、平角焊≥1.6中厚(2)焊接电流:焊接电流是CO2气体保护焊的重要焊接工艺参数,它的大小应根据焊件厚度、焊接直径及溶滴过渡形式来决定。
电焊工模拟考试题+参考答案一、单选题(共79题,每题1分,共79分)1.在焊接参数中,不能影响焊接电弧稳定性的因素是( )。
A、焊条药皮B、焊接电流的种类C、焊接速度D、电源空载电压正确答案:C2.目前我国CO2气体保护焊焊接使用最广的实心焊丝是( )锰硅焊丝。
A、H08Mn2SiAB、MG49一NiC、MG49一lD、MG50一1正确答案:A3.铝、镁合金的氧气孔常出现在焊缝的( )。
A、焊趾B、内部C、表面D、根部正确答案:B4.电阻焊的特点是( )。
A、设备简单,易于维修B、热影响区大C、机械化程度低D、变形小,焊后无须热处理正确答案:D5.焊条药皮中的( )剂可以降低焊接熔渣的黏度,增加熔渣的流动性。
A、脱氧B、合金C、增塑D、稀释正确答案:D6.弯曲试验用于评定焊接接头的( )。
A、强度B、冲击韧性C、塑性D、硬度正确答案:C7.要求塑性好、冲击韧性高的焊缝应选用( )焊条。
‘A、不锈钢B、碱性C、酸性D、镍基正确答案:B8.CO2气体保护焊的缺点是( )。
A、成本高B、操作复杂C、飞溅大D、焊接变形大正确答案:C9.过冷奥氏体高温转变(在A1~5 50℃)的产物是( )体。
A、珠光B、奥氏C、铁素D、渗碳正确答案:A10.熔炼焊剂的烘干温度为( )。
A、80~100℃B、250~350℃C、100~200℃D、400~500℃正确答案:B11.l9 在原于里质子数等于( )。
A、电子数B、中子数和电子数之和C、相对原子质量D、中子数正确答案:D12.与熔炼焊剂相比,烧结焊剂不具有的优点是( )。
A、有好的抗锈、抗气孔能力B、可加合金剂,合金作用强C、可加脱氧剂,脱氧充分D、松装密度大,可采用大线能量焊接正确答案:D13.焊接层数主要与( )有关。
A、焊接速度B、电弧长度C、母材厚度D、焊接电流正确答案:C14.因当事人一方的违约行为,侵害对方人身安全的,受损害一方可以要求( )。
A、共同承担责任B、国家进行赔偿C、保险公司进行赔偿D、其承担违约责任正确答案:D15.无缝钢管Ф108 mm×4 mm中“108”表示的是该管的( )。
电弧电压对混合气体保护焊电弧稳定性的影响关键词:电弧电压;电弧稳定性;短路过渡前言混合气体保护焊的工艺参数有很多,其中电弧电压对电弧是否稳定燃烧的影响最大。
混合气体保护焊中,电弧电压是指从焊炬导电嘴到工件之间的电压,是焊接规范中一个关键的参数。
它的大小决定于电弧的长短和熔滴的过渡形式,对焊接过程的稳定性、焊缝成形、飞溅、焊接缺陷以及焊缝的机械性能都有很大的影响。
实现短路过渡的条件之一是保持较短的电弧长度即较低的焊接电压,其大小的改变是通过对电源外特性的调节来实现的[1]、[2]。
该研究的主要目的在于通过对各种焊接参数的测量和采集来分析电弧电压对电弧稳定性影响,从而根据分析结果找到不同条件下的最佳电弧电压来保证电弧稳定燃烧,保证焊缝质量。
焊接方法采用混合气体保护焊平板对焊,弧焊电源为天津电焊机厂生产的YM-500SDWN21型CO2气体保护半自动焊机,焊丝材料H08MnSiA,7,焊丝直径为φ1.6mm,采样频率200kHz,采样点数为300000,过渡形式为短路过渡,焊接速度50cm/min,焊丝伸出长度25mm,混合气体流量比例Q(Ar):Q(CO2)=6:14。
具体的试验操作过程和焊接参数采样过程比较简单,这里就不作为重点阐述,试验装置图如图1所示。
1结果分析1.1由焊接电压及焊接电流波形图分析电弧电压对电弧稳定性的影响焊接电压、电流动态波形是测试过程采集到的最原始信息,能较直接地反映焊接过程。
U=24V 和U=28V时的一段电压、电流动态波形图如图2所示。
图2中,低电压呈近似矩形波的时间段为短路过程,电流在这时迅速上升,出现一个波峰;而对应低电流高电压的时间段为燃弧期间。
另外,电压波形图中出现一些向下的尖峰,属于瞬时短路,是由于熔滴与熔池在不断运动中发生偶然相碰的结果。
比较图2a、图2b可看出,图2b中的短路次数明显比图2a中的短路次数少,而图2b中的瞬时短路的次数却明显比图2a中的多。
这是由于电压较高时,一方面弧长变长,短路过渡的路径加长,使得短路频率减少;另一方面,焊丝下面悬挂的熔滴随电压增大而作较大的激烈运动,同时,熔池表面的起伏也增大,使两者相碰并立即分离的几率增加,瞬时短路的次数也就增加,焊接过程的稳定性变差。
1.2利用电流$电压循环图分析电弧电压对电弧稳定性的影响在电流-电压坐标平面(I-U平面),将一次试验的瞬时电流和电压值按时间顺序依次连接起来可得到电流-电压循环图。
它将分散的波形表现在I-U平面内,集中体现了熔滴过渡的特征。
组成闭环的4段直线簇,各自的分布越集中,则熔滴过渡越均匀,弧焊过程越稳定;相反,偏离集中位置的线条则体现了熔滴过渡的不规则现象。
图3所显示的是电弧电压为24V、26V时测试到的对应电流4电压循环图。
图中AB段对应电弧焊过程中的短路阶段,在该阶段电弧熄灭,电压比较低,而电流快速增加并迅速达到其最大值;当电弧重新引燃时,电弧电压快速升高并达到其最大值,电流则基本无多大变化,对应图中的BC 段;CD段代表焊接过程的燃弧阶段,随着电弧的逐渐稳定燃烧,电流迅速下降到最小值,而电压在燃弧阶段变化不明显;当燃弧中熔滴增大到与熔池接触,发生颈缩,电压迅速下降,对应图中DA 段。
闭环ABCD的4段线簇并不是都十分集中,往往出现偏离现象,有些还相当严重,这就充分表明熔滴短路过渡中出现了不规则现象,反应电弧燃烧过程的不稳定性。
比较两个图,当U=26V时的$%线簇很分散,U=24V时的BC线簇相对集中。
可见在U=26V 的情况下,燃弧的短路电流上升的程度各不相同,分散性很大,短路过程不规则;另外,U=26V时的左上角与纵坐标接触,说明出现了电流为零的情况,即发生了断弧。
还有,从图中可看出,U=24V 时的最大电流比U=26V时的最大电流值低,引弧更容易,因此说明在电弧电压为24V时,熔滴过渡均匀,焊接过程稳定。
1.3由电压及电流概率分布图分析电弧电压对电弧稳定性的影响所谓电压概率密度分布,即把所测试的连续的电压区间分成间断的点,如电压0-40V内则可分为0、0.5、1.0、1.5…这样的电压,即区间间隔值ΔU=0.5V,然后统计这些电压值点的概率,即统计测试点中有多少属于同一电压值的点,接着把这些统计值描在N-U坐标系内,逐渐连线就成为电压概率分布[4]。
电流概率密度分布与电压概率分布相似,只是其变化区间要大的多,为48-412A,其区间间隔ΔI=4.0A。
3组试验的电压和电流概率分布如图4所示,电压概率分布图的前一个波峰所处的电压较低,为短路过程;后一个波峰所处的电压较高,为燃弧过程,波峰的相对宽度能说明焊接过程中电弧是否稳定。
由图可知,电弧电压较低的一组(U=24V时)最稳定,因为其不管是短路期间还是燃弧期间,电弧电压均围绕着两明显的峰值小范围分布,最高电压(再引弧电压)33.5V为3条曲线中的最小值,且其对应的电流概率分布中的峰值电流也最小。
相反,当电弧电压为;24V和28V时,其短路期间和燃弧期间的电压围绕峰值的分布范围均比电压为24V时的要宽一些,说明无论是短路期间还是燃弧期间,电压的波动都更大,电弧的稳定性也就更差,同时最高电压比24V时高,表明它们在引弧时较之24V时更难。
图4混合气体焊电弧电压及焊接电流的概率密度分布图电弧电压为22V时的电弧电压和焊接电流概率密度分布如图5所示。
电压概率分布出现了3个波峰,其中前两个波峰对应短路阶段,不仅短路的电压变化大(从0-30),而且其概率都比较小;后一个波峰对应燃弧阶段,虽说其围绕峰值小范围分布,但同时也说明其燃弧时间短,充分体现了熔滴过渡的不规则性。
再看电流概率分布,其最高电流(峰值电流)不仅高,引弧困难,而且出现了电流为0的情况,即发生了断弧现象,表明了弧焊过程的不稳定性。
1.4由短路时间频数分布图分析电弧电压对电弧稳定性的影响短路时间频数分布是先统计测试过程中短路的总次数,然后以100μs为区间间隔值,从0开始,把一次短路时间分别为0、100μs,200μs…的次数统计出来,分别计算出其概率,即统计测试点中有多少属于同一短路时间值,接着把这些统计值描在N-T坐标系内,组成短路时间频数直方分布图[5],从而对电弧燃烧的稳定性做出一定的分析。
理想的短路时间频数分布应为中间高而两边低。
电弧电压为28V、26V的短路时间频数分布如图6所示。
从图6a中可以看出,在短路时间为0.3ms时出现概率最大值(超过10%),短路时间过短,说明出现了大量的瞬时短路,即焊接过程中刚短路时,电流刚开始上升,电弧又被重新点燃。
在这种情况下,熔滴并没发生正常过渡,只是与熔池刚开始接触就可能发生了飞溅,影响焊接质量;另外在短路时间为2.2ms时也出现概率较大值(同样也超过了10%),短路时间过长,说明出现了熔滴与熔池长时间接触,而不能正常过渡,其随着输入热量的增加,有可能引起过渡过程中发生严重的飞溅,甚至引起焊丝的成段爆断,严重影响焊接过程和焊接生产率。
如图6a所示,虽然短路时间较短的概率也比较大,无效短路也比较多,但其短路时间较长的概率却较之28V时大幅度地降低了,而且适中的短路时间概率明显提高,短路时间在1.1-1.5ms的概率都接近或超过了10%,在这种情况下,电弧燃烧比较稳定,熔滴能均匀过渡。
1.5由参数统计值分析电弧电压对电弧稳定性的影响不同电弧电压下进行测试后的整个过程统计值见表1。
随着电弧电压从24V升高到30V,电压变异系数逐渐降低(从0.357降到0.201),短路次数从345次/s降低到119次/s,平均短路时间则从0.90ms降到0.41ms,电弧电压和短路时间的标准差也依次减少,分别从7.6和0.62降到5.43和0.24,相对短路时间逐渐减少(从20.8%减少到3.3%,说明熔滴短路尺寸发生从小到大的转化。
由此表明,采用较小的焊接电弧电压能使电弧燃烧稳定,熔滴自由向熔池短路过渡,使得飞溅小、焊缝成形和焊接过程良好。
电弧电压升高,则电弧长度变长,一些短路过渡转变为大颗粒的长弧过渡,短路次数减少,相对短路时间也减少,使焊接过程不稳定。
但这不就等于说电弧电压越低越好,当电弧电压过低(如表1中电压从24V降到22V)时,弧长随着电压的降低而变短,使得熔滴很快与熔池接触,甚至使熔滴在尚未脱离焊丝时,焊丝的未熔化部分就插入熔池,形成焊丝固体短路,容易造成熄弧,同时短路次数也下降(345次/s降至233次/s),相对短路时间则由20.8%降到14.8%。
因此,电弧电压的选择既不能过高也不能过低,只要选择一个比较适当的电弧电压,才能保证电弧燃烧的稳定性。
2结论从以上分析可以看出,在其他条件一定的情况下(u=50cm/min,l=25mm,Q(Ar):Q(CO2)=6:14),电弧电压为适中值24V时其焊接过程的稳定性最好,不但电弧燃烧稳定,熔滴均匀地向熔池过渡,短路次数多,而且飞溅少、焊出的焊道美观、焊缝成形好。
如果电压过低,弧长相应变短,熔滴很快与熔池接触,使得熔滴尚未脱离焊丝时,焊丝未熔化部分就插入熔池,造成焊丝固体短路,加上短路电流很大,焊丝很快熔断。
熔断后的电弧空间比原来的电弧长度更大,使短路频率下降,严重时造成熄弧,甚至可能在焊丝突然爆断和电弧再产生的情况下,周围气体膨胀冲击熔池,产生严重的飞溅,使焊接过程无法正常进行。
相反,电压偏高时,焊丝端头熔滴增大,电弧声不稳定,弧长加大而使电弧覆盖面变宽,焊缝宽度变大,余高扁平且熔深变浅;如果电压继续增大,弧长更长,短路的频率及次数减少,严重时将使熔池激烈翻腾,焊缝出现气孔,电弧燃烧极不稳定。
不难看出,通过采用该研究的分析方法,不仅可以找到能保证电弧稳定燃烧的最佳电弧电压值,同样可以找到其他诸如送丝速度、焊丝伸出长度、混合气体流量比等焊接规范参数的最佳值。
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