焊接電弧是一種什麼現象
❶ 電焊時什麼叫電弧
焊接電弧是指在一抄定條件下,兩電極之間產生的強烈持久的氣體放電現象。焊接電弧不同於一般電弧,它有一個從點到面的輪廓。點是電弧電極的端部;面是電極覆蓋工件的面積。電弧由電極端部擴展到工件,其溫度分布是不一致的,從橫截面來看,溫度是從外層向電弧心漸漸升高的;從縱向來看,陽極和陰極的溫度特別高。焊接電弧的主要作用是把電能轉換成熱能,同時產生光輻射和響聲(電弧聲)
❷ 焊接電弧是什麼意思
焊接電弧是一種強烈的持久的氣體放電現象。
在這種氣體放電過程中產生大量的熱能和強烈的光輝。通常,
氣體是不導電的,但是在一定的電場和溫度條件下,
可以使氣體離解而導電。焊接電弧就是在一定的電場作用下,
將電弧空間的氣體介質電離,
使中性分子或原子離解為帶正電荷的正離子和帶負電荷的電子(
或負離子),這兩種帶電質點分別向著電場的兩極方向運動,
使局部氣體空間導電,而形成電弧。
焊接電弧的引燃一般採用兩種方法:接觸引弧和非接觸引弧。
手工電弧焊是採用接觸引弧的。引弧時,
焊條與工件瞬時接觸造成短路。由於接觸面的凹凸不平,
只是在某些點上接觸,因而使接觸點上電流密度相當大;此外,
由於金屬表面有氧化皮等污物,電阻也相當大,
所以接觸處產生相當大的電阻熱,使這里的金屬迅速加熱熔化,
並開始蒸發。當焊條輕輕提起時,
焊條端頭與工件之間的空間內充滿了金屬蒸氣和空氣,
其中某些原子可能已被電離。與此同時,焊條剛拉開一瞬間,
由於接觸處的溫度較高,距離較近,陰極將發射電子。
電子以高速度向陽極方向運動,與電弧空間的氣體介質發生撞擊。
碰撞的結果使氣體介質進一步電離,同時使電弧溫度進一步升高,
則電弧開始引燃。只要這時能維持一定的電壓,
放電過程就能連續進行,使電弧連續燃燒。 非接觸引弧一般藉助於高頻或高壓脈沖引弧裝置,
使陰極表面產生強場發射,其發射出來的電子流再與氣體介質撞擊,
使其離解導電。
焊接電弧可分為三個區域,即陽極區、弧柱區和陰極區。
用鋼焊條焊接時,陰極區溫度為2400K左右,
放出熱量為電弧總熱量的38%;陽極區溫度為2600K左右,
熱量佔42%;弧柱區中心溫度可達5000-8000K,
熱量佔20%左右
❸ 焊接電弧的導電特點是什麼在導電過程中主要以什麼為主
焊接電弧的導電區分三個區:
弧柱區導電的特點:
1) 在熱電離的作用下產生電子和正離子,形成電子流和正離子流,保證弧柱的導電。
2)通過熱電離,產生帶電粒子,補充因擴散和復合而消失的帶電粒子,使弧柱始終處於動平衡狀態,呈電中性。
正因如此,才使得焊接電弧具有低電壓、大電流的特點。電流主要是電子流(99.9%),而正離子流所佔比例很小。
陰極區導電的任務:
向弧柱提供電子流和接收來自弧柱的正離子流,陰極區的導電機構受氣體介質、陰極材料、電流大小影響。
陰極區導電分三種類型:熱發射型、電場發射型、等離子型導電
熱發射型特點:幾乎不存在陰極區,陰極區不收縮,陰極區的電流密度與弧柱區也相近,陰極區電壓降很小;不存在陰極斑點;在大電流TIG焊時這種熱發射型導電佔主導地位。
電場發射型特點:這種形式的導電中,為了提高陰極區的電場強度,按照最小電壓原理,陰極區將自動收縮截面,以提高正離子流即正電荷的密度,維持陰極的電子發射能力;存在陰極斑點;在小電流鎢極氬弧焊和熔化極氣保焊時,這種場致發射型導電起主要作用。
等離子型導電機構的特點:靠近陰極區處有高亮度的輝點,陰極壓降在0-Ui之間
陽極區的導電機構:陽極區的導電機理比陰極區要簡單的多,陽極區主要是接受99.9%I的電子流,並向弧柱區提供0.1%I的正離子流。正離子不能直接由陽極發射,而是由陽極區提供,其提供正離子的機理有兩種,場電離和熱電離。
陽極區的場致電離:電離生成的正離子流向弧柱,產生的電子流向陽極。陽極區壓降較大。出現條件:小電流
陽極區的熱電離特點:陽極區的壓降較低。出現條件:大電流鎢極氬弧焊時。
❹ 焊接電弧是一種很強的光源,能產生中,短波紫外線,可引起青光眼對嗎
焊接電弧是指在一定條件下,兩電極之間產生的強烈持久的氣體放電現象。焊接電弧不同於一般電弧,它有一個從點到面的輪廓。點是電弧電極的端部;面是電極覆蓋工件的面積。
❺ 焊接電弧是怎樣一種現象
焊接電弧也是一種氣體放電現象,不過它發生在電極與焊件之間而已。電弧焊就是利用焊接中電弧放電時產生的熱量來加熱,熔化焊條(焊絲)和母材,使之形成焊接接頭。電弧是電弧焊接的熱源。
焊接電弧的產生
氣體原子的激出、電離和電子發射
中性氣體原來是不能導電的,為了在氣體中產生電弧而通過電流,就必須使氣體分子(或原子)電離成為正離子和電子。而且,為了使電弧維持燃燒,要求電弧的陰極不斷發射電子,這就必須不斷地輸送電能給電弧,以補充能量的消耗。氣體電離和電子發射是電弧中最基本的物理現象。
1.氣體原子的激發與電離
如果氣體原子得到了外加的能量,電子就可能從一個較低的能級跳躍到另一個較高能級,這時原子處於「激發」狀態。使原子躍為「激發」狀態所需的能量稱為激發能。氣體原子的電離就是使電子完全脫離原子核的束縛,形成離子和自由電子的過程。由原子形成正離子所需的能量稱為電離能。
在焊接電弧中,根據引起電離的能量來源,有以下3種形式:
(1)撞擊電離。是指在電場中,被加速的帶電粒子(電子、離子)與中性點(原子)碰撞後發生的電離。
(2)熱電離。是指在高溫下,具有高動能的氣體原子(或分子)互相碰撞而引起的電離。
(3)光電離。是指氣體原子(或分子)吸收了光射線的光子能而產生的電離。
氣體原子在產生電離的同時,帶異性電荷的質點也會發生碰撞,使正離子和電子復合成中性質點,即產生中和現象。當電離速度和復合速度相等時,電離就趨於相對穩定的動平衡狀態。一般地,電弧空間的帶電粒子數量越多,電弧越穩定,而帶電粒子的中和現象則會減少帶電粒子的數量,從而降低電弧的穩定性。
2.電子發射
在陰極表面的原子或分子,接受外界的能量而釋放出自由電子的現象稱為電子發射。電子發射是引弧和維持電弧穩定燃燒的一個很重要的因素。按其能量來源不同,可分為熱發射、光電發射、重粒子碰撞發射和強電場作用下的自發射等。
(1)熱發射。物體的固體或液體表面受熱後,其中某些電子具有大於逸出功的動能而逸出到表面外的空間中去的現象稱為熱發射。熱發射在焊接電弧中起著重要作用,它隨著溫度上升而增強。
(2)光電發射。物質的固體或液體表面接受光射線的能量而釋放出自由電子的現象稱為光電發射。對於各種金屬和氧化物,只有當光射線波長小於能使它們發射電子的極限波長時,才能產生光電發射。
(3)重粒子撞擊發射。能量大的重粒子(如正離子)撞到陰極上,引起電子的逸出,稱為重粒子撞擊發射。重粒子能量越大,電子發射越強烈。
(4)強電場作用下的自發射。物質的固體或液體表面,雖然溫度不高,但當存在強電場並在表面附近形成較大的電位差時,使陰極有較多的電子發射出來,這就稱為強電場作用下的自發射,簡稱自發射。電場越強,發射出的電子形成的電流密度就越大。自發射在焊接電弧中也起著重要作用,特別是在非接觸式引弧時,其作用更加明顯。
綜上所述,焊接電弧是氣體放電的一種形式,焊接電弧的形成和維持是在電場、熱、光和質點動能的作用下,氣體原子不斷地被激發、電離以及電子發射的結果。同時,也存在負離子的產生、正離子和電子的復合。顯而易見,引燃焊接電弧的能量來源主要靠電場及由其產生的熱、光和動能,而這個電場就是由弧焊電源提供的空載電壓所產生的。
❻ 什麼是焊接電弧
焊接電弧是一種強烈的持久的氣體放電現象。在這種氣體放電過程中產生大量的熱能和強烈的光輝。通常,氣體是不導電的,但是在一定的電場和溫度條件下,可以使氣體離解而導電。焊接電弧就是在一定的電場作用下,將電弧空間的氣體介質電離,使中性分子或原子離解為帶正電荷的正離子和帶負電荷的電子(或負離子),這兩種帶電質點分別向著電場的兩極方向運動,使局部氣體空間導電,而形成電弧。
焊接電弧的引燃一般採用兩種方法:接觸引弧和非接觸引弧。手工電弧焊是採用接觸引弧的。引弧時,焊條與工件瞬時接觸造成短路。由於接觸面的凹凸不平,只是在某些點上接觸,因而使接觸點上電流密度相當大;此外,由於金屬表面有氧化皮等污物,電阻也相當大,所以接觸處產生相當大的電阻熱,使這里的金屬迅速加熱熔化,並開始蒸發。當焊條輕輕提起時,焊條端頭與工件之間的空間內充滿了金屬蒸氣和空氣,其中某些原子可能已被電離。與此同時,焊條剛拉開一瞬間,由於接觸處的溫度較高,距離較近,陰極將發射電子。電子以高速度向陽極方向運動,與電弧空間的氣體介質發生撞擊。碰撞的結果使氣體介質進一步電離,同時使電弧溫度進一步升高,則電弧開始引燃。只要這時能維持一定的電壓,放電過程就能連續進行,使電弧連續燃燒。 非接觸引弧一般藉助於高頻或高壓脈沖引弧裝置,使陰極表面產生強場發射,其發射出來的電子流再與氣體介質撞擊,使其離解導電。
焊接電弧可分為三個區域,即陽極區、弧柱區和陰極區。用鋼焊條焊接時,陰極區溫度為2400K左右,放出熱量為電弧總熱量的38%;陽極區溫度為2600K左右,熱量佔42%;弧柱區中心溫度可達5000-8000K,熱量佔20%左右。
❼ 焊接的原理是什麼
焊 接 電 弧
焊接電弧的產生
焊接電弧的概念
電弧是一種氣體導電(放電)現象。焊接電弧則是兩個電極之間強烈而持久的放電現象。電弧產生的條件就是氣體要成為導電體。通常氣體是不導電的,氣體成為導體則需要兩個條件,即①陰極電子發射和②氣體電離。
①陰極電子發射
陰極的金屬表面連續地向外發射電子的現象叫做陰極電子發射。一般情況下,電子是不能離開金屬表面向外發射的。如果陰極電子獲得一定能量後,就可以克服金屬內部正電荷對它的引力而向外發射。這種能量可以是熱能、電能或者運動能量,即陰極在高溫狀態下,電子運動速度加快,當其能量大於正電荷對其的靜電引力,即可有電子發射;或者當兩極間的電場強度達到一定程度後,電場對陰極表面電子的吸引力大於正電荷的靜電引力時,也可發生電子發射。同時,在電場作用下,陰離子的運動速度加快,撞擊陰極表面,將能量傳遞給陰極,也可使電子發射。
② 氣體電離
中性的氣體原子在受到電場或熱能作用時,氣體原子中電子獲得足夠的能量,克服原子核對電子的引力,而成為自由電子。中性原子因失去帶負電荷的電子而成為帶正電荷的正離子的過程,就叫做氣體電離。當有陰極電子發射,電子高速運動與氣體原子相互碰撞,如果撞擊的能量大於氣體原子核與電子間的引力時,則發生氣體電離;或者在高溫下,氣體原子的運動速度加快,原子間相互碰撞,也會引起氣體電離。
焊接電弧的引燃
焊條與焊件之間是有電壓的,當它們相互接觸時,相當於電弧焊電源短接。由於接觸點很大,短路電流很大,則產生了大量電阻熱,使金屬熔化,甚至蒸發、汽化,引起強烈的電子發射和氣體電離。這時,再把焊絲與焊件之間拉開一點距離(3~4㎜),這樣,由於電源電壓的作用,在這段距離內,形成很強的電場,又促使產生電子發射。同時,加速氣體的電離,使帶電粒子在電場作用下,向兩極定向運動。弧焊電源不斷的供給電能,新的帶電粒子不斷得到補充,形成連續燃燒的電弧。
焊條(或焊絲)的加熱和熔化
熔化極電弧焊時,焊條具有兩個作用:一方面作為電弧焊的一個電極;另一方面作為填充金屬形成焊縫。焊條的熔化主要是靠焊接電流通過焊條所產生的電阻熱,而焊接電弧產生的熱量對焊條熔化屬次要作用(大部分熱量是用來熔化母材、葯皮和焊劑)。
電阻熱的大小決定於焊條伸出長度、電流密度和焊條本身的電阻率。焊條伸出長度越大,則通電的時間增長,電阻熱增大;電流密度增加,電阻熱也增大;同種材料焊條直徑約大,電阻率越小,則產生的電阻熱越小。但是過高的電阻熱會給焊接過程帶來不利的影響,將使焊條的葯皮在進入熔化區前發紅變質,失去保護和冶金作用。在自動焊時,過高的電阻熱將使焊絲崩斷,影響焊接質量。為此,在焊接過程中要控制焊條伸出長度
❽ 什麼是焊接電弧其形成特點如何
1、電抄弧具有兩個特性,襲即它能發出強烈的光和大量的熱。電弧發出的光和熱被廣泛地應用於工業上,如電弧是所有電弧焊接方法的能源。到目前為止,電弧焊在焊接方法中其所有仍然占據著主要地位,一個重要的原因就是因為電弧能有效地把電能轉換成熔化焊接過程所需要的熱能和機械能。
2、由焊接電源供給的,具有一定電壓的兩極間或電極與焊件之間,在氣體介質中產生的強烈而持久的發電現象,稱為焊接電弧。
❾ 焊接電弧與閃電有什麼異同
焊接電弧是一種氣體放電現象,它是通過短路造成高電流高熱能使得氣體電離,版它發生在電權極與焊件之間並在外界電壓下持續產生電離。
閃電是自然氣體放電現場,瞬時產生,瞬時消失。
相同點:閃電是電弧的一種特殊形式。
不同點:焊接電弧是通過外界條件人為產生並可持續存在,閃電是瞬時存在。