焊接电弧是一种什么现象
❶ 电焊时什么叫电弧
焊接电弧是指在一抄定条件下,两电极之间产生的强烈持久的气体放电现象。焊接电弧不同于一般电弧,它有一个从点到面的轮廓。点是电弧电极的端部;面是电极覆盖工件的面积。电弧由电极端部扩展到工件,其温度分布是不一致的,从横截面来看,温度是从外层向电弧心渐渐升高的;从纵向来看,阳极和阴极的温度特别高。焊接电弧的主要作用是把电能转换成热能,同时产生光辐射和响声(电弧声)
❷ 焊接电弧是什么意思
焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象。
在这种气体放电过程中产生大量的热能和强烈的光辉。通常,
气体是不导电的,但是在一定的电场和温度条件下,
可以使气体离解而导电。焊接电弧就是在一定的电场作用下,
将电弧空间的气体介质电离,
使中性分子或原子离解为带正电荷的正离子和带负电荷的电子(
或负离子),这两种带电质点分别向着电场的两极方向运动,
使局部气体空间导电,而形成电弧。
焊接电弧的引燃一般采用两种方法:接触引弧和非接触引弧。
手工电弧焊是采用接触引弧的。引弧时,
焊条与工件瞬时接触造成短路。由于接触面的凹凸不平,
只是在某些点上接触,因而使接触点上电流密度相当大;此外,
由于金属表面有氧化皮等污物,电阻也相当大,
所以接触处产生相当大的电阻热,使这里的金属迅速加热熔化,
并开始蒸发。当焊条轻轻提起时,
焊条端头与工件之间的空间内充满了金属蒸气和空气,
其中某些原子可能已被电离。与此同时,焊条刚拉开一瞬间,
由于接触处的温度较高,距离较近,阴极将发射电子。
电子以高速度向阳极方向运动,与电弧空间的气体介质发生撞击。
碰撞的结果使气体介质进一步电离,同时使电弧温度进一步升高,
则电弧开始引燃。只要这时能维持一定的电压,
放电过程就能连续进行,使电弧连续燃烧。 非接触引弧一般借助于高频或高压脉冲引弧装置,
使阴极表面产生强场发射,其发射出来的电子流再与气体介质撞击,
使其离解导电。
焊接电弧可分为三个区域,即阳极区、弧柱区和阴极区。
用钢焊条焊接时,阴极区温度为2400K左右,
放出热量为电弧总热量的38%;阳极区温度为2600K左右,
热量占42%;弧柱区中心温度可达5000-8000K,
热量占20%左右
❸ 焊接电弧的导电特点是什么在导电过程中主要以什么为主
焊接电弧的导电区分三个区:
弧柱区导电的特点:
1) 在热电离的作用下产生电子和正离子,形成电子流和正离子流,保证弧柱的导电。
2)通过热电离,产生带电粒子,补充因扩散和复合而消失的带电粒子,使弧柱始终处于动平衡状态,呈电中性。
正因如此,才使得焊接电弧具有低电压、大电流的特点。电流主要是电子流(99.9%),而正离子流所占比例很小。
阴极区导电的任务:
向弧柱提供电子流和接收来自弧柱的正离子流,阴极区的导电机构受气体介质、阴极材料、电流大小影响。
阴极区导电分三种类型:热发射型、电场发射型、等离子型导电
热发射型特点:几乎不存在阴极区,阴极区不收缩,阴极区的电流密度与弧柱区也相近,阴极区电压降很小;不存在阴极斑点;在大电流TIG焊时这种热发射型导电占主导地位。
电场发射型特点:这种形式的导电中,为了提高阴极区的电场强度,按照最小电压原理,阴极区将自动收缩截面,以提高正离子流即正电荷的密度,维持阴极的电子发射能力;存在阴极斑点;在小电流钨极氩弧焊和熔化极气保焊时,这种场致发射型导电起主要作用。
等离子型导电机构的特点:靠近阴极区处有高亮度的辉点,阴极压降在0-Ui之间
阳极区的导电机构:阳极区的导电机理比阴极区要简单的多,阳极区主要是接受99.9%I的电子流,并向弧柱区提供0.1%I的正离子流。正离子不能直接由阳极发射,而是由阳极区提供,其提供正离子的机理有两种,场电离和热电离。
阳极区的场致电离:电离生成的正离子流向弧柱,产生的电子流向阳极。阳极区压降较大。出现条件:小电流
阳极区的热电离特点:阳极区的压降较低。出现条件:大电流钨极氩弧焊时。
❹ 焊接电弧是一种很强的光源,能产生中,短波紫外线,可引起青光眼对吗
焊接电弧是指在一定条件下,两电极之间产生的强烈持久的气体放电现象。焊接电弧不同于一般电弧,它有一个从点到面的轮廓。点是电弧电极的端部;面是电极覆盖工件的面积。
❺ 焊接电弧是怎样一种现象
焊接电弧也是一种气体放电现象,不过它发生在电极与焊件之间而已。电弧焊就是利用焊接中电弧放电时产生的热量来加热,熔化焊条(焊丝)和母材,使之形成焊接接头。电弧是电弧焊接的热源。
焊接电弧的产生
气体原子的激出、电离和电子发射
中性气体原来是不能导电的,为了在气体中产生电弧而通过电流,就必须使气体分子(或原子)电离成为正离子和电子。而且,为了使电弧维持燃烧,要求电弧的阴极不断发射电子,这就必须不断地输送电能给电弧,以补充能量的消耗。气体电离和电子发射是电弧中最基本的物理现象。
1.气体原子的激发与电离
如果气体原子得到了外加的能量,电子就可能从一个较低的能级跳跃到另一个较高能级,这时原子处于“激发”状态。使原子跃为“激发”状态所需的能量称为激发能。气体原子的电离就是使电子完全脱离原子核的束缚,形成离子和自由电子的过程。由原子形成正离子所需的能量称为电离能。
在焊接电弧中,根据引起电离的能量来源,有以下3种形式:
(1)撞击电离。是指在电场中,被加速的带电粒子(电子、离子)与中性点(原子)碰撞后发生的电离。
(2)热电离。是指在高温下,具有高动能的气体原子(或分子)互相碰撞而引起的电离。
(3)光电离。是指气体原子(或分子)吸收了光射线的光子能而产生的电离。
气体原子在产生电离的同时,带异性电荷的质点也会发生碰撞,使正离子和电子复合成中性质点,即产生中和现象。当电离速度和复合速度相等时,电离就趋于相对稳定的动平衡状态。一般地,电弧空间的带电粒子数量越多,电弧越稳定,而带电粒子的中和现象则会减少带电粒子的数量,从而降低电弧的稳定性。
2.电子发射
在阴极表面的原子或分子,接受外界的能量而释放出自由电子的现象称为电子发射。电子发射是引弧和维持电弧稳定燃烧的一个很重要的因素。按其能量来源不同,可分为热发射、光电发射、重粒子碰撞发射和强电场作用下的自发射等。
(1)热发射。物体的固体或液体表面受热后,其中某些电子具有大于逸出功的动能而逸出到表面外的空间中去的现象称为热发射。热发射在焊接电弧中起着重要作用,它随着温度上升而增强。
(2)光电发射。物质的固体或液体表面接受光射线的能量而释放出自由电子的现象称为光电发射。对于各种金属和氧化物,只有当光射线波长小于能使它们发射电子的极限波长时,才能产生光电发射。
(3)重粒子撞击发射。能量大的重粒子(如正离子)撞到阴极上,引起电子的逸出,称为重粒子撞击发射。重粒子能量越大,电子发射越强烈。
(4)强电场作用下的自发射。物质的固体或液体表面,虽然温度不高,但当存在强电场并在表面附近形成较大的电位差时,使阴极有较多的电子发射出来,这就称为强电场作用下的自发射,简称自发射。电场越强,发射出的电子形成的电流密度就越大。自发射在焊接电弧中也起着重要作用,特别是在非接触式引弧时,其作用更加明显。
综上所述,焊接电弧是气体放电的一种形式,焊接电弧的形成和维持是在电场、热、光和质点动能的作用下,气体原子不断地被激发、电离以及电子发射的结果。同时,也存在负离子的产生、正离子和电子的复合。显而易见,引燃焊接电弧的能量来源主要靠电场及由其产生的热、光和动能,而这个电场就是由弧焊电源提供的空载电压所产生的。
❻ 什么是焊接电弧
焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象。在这种气体放电过程中产生大量的热能和强烈的光辉。通常,气体是不导电的,但是在一定的电场和温度条件下,可以使气体离解而导电。焊接电弧就是在一定的电场作用下,将电弧空间的气体介质电离,使中性分子或原子离解为带正电荷的正离子和带负电荷的电子(或负离子),这两种带电质点分别向着电场的两极方向运动,使局部气体空间导电,而形成电弧。
焊接电弧的引燃一般采用两种方法:接触引弧和非接触引弧。手工电弧焊是采用接触引弧的。引弧时,焊条与工件瞬时接触造成短路。由于接触面的凹凸不平,只是在某些点上接触,因而使接触点上电流密度相当大;此外,由于金属表面有氧化皮等污物,电阻也相当大,所以接触处产生相当大的电阻热,使这里的金属迅速加热熔化,并开始蒸发。当焊条轻轻提起时,焊条端头与工件之间的空间内充满了金属蒸气和空气,其中某些原子可能已被电离。与此同时,焊条刚拉开一瞬间,由于接触处的温度较高,距离较近,阴极将发射电子。电子以高速度向阳极方向运动,与电弧空间的气体介质发生撞击。碰撞的结果使气体介质进一步电离,同时使电弧温度进一步升高,则电弧开始引燃。只要这时能维持一定的电压,放电过程就能连续进行,使电弧连续燃烧。 非接触引弧一般借助于高频或高压脉冲引弧装置,使阴极表面产生强场发射,其发射出来的电子流再与气体介质撞击,使其离解导电。
焊接电弧可分为三个区域,即阳极区、弧柱区和阴极区。用钢焊条焊接时,阴极区温度为2400K左右,放出热量为电弧总热量的38%;阳极区温度为2600K左右,热量占42%;弧柱区中心温度可达5000-8000K,热量占20%左右。
❼ 焊接的原理是什么
焊 接 电 弧
焊接电弧的产生
焊接电弧的概念
电弧是一种气体导电(放电)现象。焊接电弧则是两个电极之间强烈而持久的放电现象。电弧产生的条件就是气体要成为导电体。通常气体是不导电的,气体成为导体则需要两个条件,即①阴极电子发射和②气体电离。
①阴极电子发射
阴极的金属表面连续地向外发射电子的现象叫做阴极电子发射。一般情况下,电子是不能离开金属表面向外发射的。如果阴极电子获得一定能量后,就可以克服金属内部正电荷对它的引力而向外发射。这种能量可以是热能、电能或者运动能量,即阴极在高温状态下,电子运动速度加快,当其能量大于正电荷对其的静电引力,即可有电子发射;或者当两极间的电场强度达到一定程度后,电场对阴极表面电子的吸引力大于正电荷的静电引力时,也可发生电子发射。同时,在电场作用下,阴离子的运动速度加快,撞击阴极表面,将能量传递给阴极,也可使电子发射。
② 气体电离
中性的气体原子在受到电场或热能作用时,气体原子中电子获得足够的能量,克服原子核对电子的引力,而成为自由电子。中性原子因失去带负电荷的电子而成为带正电荷的正离子的过程,就叫做气体电离。当有阴极电子发射,电子高速运动与气体原子相互碰撞,如果撞击的能量大于气体原子核与电子间的引力时,则发生气体电离;或者在高温下,气体原子的运动速度加快,原子间相互碰撞,也会引起气体电离。
焊接电弧的引燃
焊条与焊件之间是有电压的,当它们相互接触时,相当于电弧焊电源短接。由于接触点很大,短路电流很大,则产生了大量电阻热,使金属熔化,甚至蒸发、汽化,引起强烈的电子发射和气体电离。这时,再把焊丝与焊件之间拉开一点距离(3~4㎜),这样,由于电源电压的作用,在这段距离内,形成很强的电场,又促使产生电子发射。同时,加速气体的电离,使带电粒子在电场作用下,向两极定向运动。弧焊电源不断的供给电能,新的带电粒子不断得到补充,形成连续燃烧的电弧。
焊条(或焊丝)的加热和熔化
熔化极电弧焊时,焊条具有两个作用:一方面作为电弧焊的一个电极;另一方面作为填充金属形成焊缝。焊条的熔化主要是靠焊接电流通过焊条所产生的电阻热,而焊接电弧产生的热量对焊条熔化属次要作用(大部分热量是用来熔化母材、药皮和焊剂)。
电阻热的大小决定于焊条伸出长度、电流密度和焊条本身的电阻率。焊条伸出长度越大,则通电的时间增长,电阻热增大;电流密度增加,电阻热也增大;同种材料焊条直径约大,电阻率越小,则产生的电阻热越小。但是过高的电阻热会给焊接过程带来不利的影响,将使焊条的药皮在进入熔化区前发红变质,失去保护和冶金作用。在自动焊时,过高的电阻热将使焊丝崩断,影响焊接质量。为此,在焊接过程中要控制焊条伸出长度
❽ 什么是焊接电弧其形成特点如何
1、电抄弧具有两个特性,袭即它能发出强烈的光和大量的热。电弧发出的光和热被广泛地应用于工业上,如电弧是所有电弧焊接方法的能源。到目前为止,电弧焊在焊接方法中其所有仍然占据着主要地位,一个重要的原因就是因为电弧能有效地把电能转换成熔化焊接过程所需要的热能和机械能。
2、由焊接电源供给的,具有一定电压的两极间或电极与焊件之间,在气体介质中产生的强烈而持久的发电现象,称为焊接电弧。
❾ 焊接电弧与闪电有什么异同
焊接电弧是一种气体放电现象,它是通过短路造成高电流高热能使得气体电离,版它发生在电权极与焊件之间并在外界电压下持续产生电离。
闪电是自然气体放电现场,瞬时产生,瞬时消失。
相同点:闪电是电弧的一种特殊形式。
不同点:焊接电弧是通过外界条件人为产生并可持续存在,闪电是瞬时存在。