焊接的熔滴过渡及操作过程
发布时间:2013-12-07 11:20
在电弧热作用下，焊丝末端熔化成熔滴，并在各种外力作用下脱离焊丝进入熔池，称为熔滴过渡。焊接电弧不仅作为热源，而且也是一个力源。在熔滴过渡过程中，熔滴和熔池会受到重力、表面张力、电弧力等各种外力作用，直接影响焊接过程的熔滴过渡和焊缝成形。
焊接的熔滴过渡
1.熔滴上的作用力
(1)重力
焊缝空间位置决定重力对熔滴的影响。平焊时，重力促进熔滴过渡，但如果温度太高，熔池太大，会产生焊瘤和烧穿现象。立焊和仰焊时，重力阻碍熔滴脱离焊丝未端，采用短弧焊可克服重力的影响。
(2)表面张力
焊丝端头保持熔滴的主要作用力是表面张力。只有重力和其他作用力的合力大于表面张力时，熔滴才能脱离焊丝过渡到熔池中。因此，平焊时，表面张力阻碍熔滴过渡，可采用减小焊丝直径和表面张力系数的方法来促进熔滴过渡；而仰焊、立焊或横焊时，则有利于熔滴过渡。熔滴与熔池接触时，表面张力可将熔滴拉人熔池，并使熔池或熔滴不易流淌，加速熔滴过渡。
3)电弧力
电流较小时，重力和表面张力对熔滴过渡起主要作用；电流较大时，电弧力则起主要作用。电弧力包括电磁收缩力、等离子流力和斑点压力。焊条末端熔滴的缩颈部分电流密度较大，电磁收缩力较强，可促使熔滴过渡。等离子流力是随着等离子气流从焊丝末端侧面切入并冲向熔池，有利于熔滴过渡。
在大电流焊接时，等离子流力对熔滴过渡的影响较大。斑点压力包括阳离子和电子对熔滴的撞击力、电极材料蒸发时产生的反作用力及弧根面积很小时产生的指向熔滴的电磁收缩力，对熔滴过渡起阻碍作用。当采用直流正接时，阳离子的压力阻碍熔滴过渡；当采用直流反接时，电子的压力阻碍熔滴过渡。由于阳离子质量大，其压力也较大，所以直流反接时易产生细颗粒过渡。
(4)电弧气体吹力
焊条电弧焊时，焊条药皮的熔化速度较快，焊芯的熔化速度较慢，以至于在焊条熔化端头形成套管，药皮中造气剂熔化后产生大量的CO，二氧化碳，氢气，氧气等在高温作用下急剧膨胀，从套管中喷出，沿焊条的轴线方向形成挺直稳定的气流，推动熔滴冲向熔池。所以，无论任何焊接位置，电弧气体吹力都有利于熔滴过渡。
焊接操作过程
焊接的操作过程包括引弧、熔池保持及电弧行走和收弧四个基本环节。焊条电弧焊的四个环节均由焊工手动操作完成，电弧的稳定性及焊接质量均取决于焊工的技术。
1.引弧
首先将工件与焊条短接，然后向上拉起焊条以引燃电弧，称为点拉式引弧I或将焊条端部在坡口表面呈圆弧形轻轻划擦后提起焊条，以引然电弧，称为划擦式引弧。对于厚度较大的焊件或某些低合金钢、合金钢等，采用划擦式引弧时必须在坡口内或引弧板上引弧，不允许在焊件表面引弧，以免擦伤焊件表面造成焊接缺陷。
2.熔池保持及电弧行走
焊接时，焊工必须仔细观察熔池形态，始终保持熔池宽度不角度，控制弧长及保持熔池金属不溢流；另外，焊工必须保持电弧的行走方向与焊接方向一致。只有熔池大小和焊接电弧移动速度始终保持不变，才能获得质量较好的焊缝。
3.收弧
焊接结束后，如果直接拉断电弧，则在焊接熄弧处形成弧坑，并产生气孔、裂纹等焊接缺陷。所以，需要采取以下措施防止收弧时产生的缺陷：
1)在重要结构焊件的焊缝终端加熄弧板，使电弧在其上行走一段距离后拉断；
2)如果不采用熄弧板，则应设法填满弧坑。如焊条电弧焊时，使电弧在焊缝终端稍稍停留或回焊一小段，以填满弧坑，最后缓慢拉断电弧。
本文参考《焊接材料手册》一书。 相关链接
