联系我们
焊接电弧是大电流、低电压的持续放电现象，通过放电将电能转换为熔化工件所需要的热量。焊接过程中，电弧稳定地燃烧在电极端部和工件之间。焊接电弧的电流最小仅为1A，而最大可达300A；电弧电压最低为10V，最高可超过过40V。焊接电弧呈近似锥形，锥顶为电极端部与电弧的交接面，而锥底为电弧与熔池的交接处。无论是电极接正极还是接负极，电弧总是在电极端受到拘束，而在工件端得以扩展。其他条件一定的情况下，电弧电压与电弧长度成正比。但电弧长度增大到一定程度后，电弧将熄灭。焊接电弧的长度一般保持在电极/焊丝直径的1~4倍之间。对于不同电弧长度，维持电弧稳定燃烧所需的最小电流是不同的。电流越大，可保持稳定燃烧的电弧长度就越长。弧柱的横断面通常呈近似圆形，可分为两个区域，中间为内核区或称等离子区，外部为外焰区。电弧等离子区传导大部分电弧电流，具有较高的温度；而外焰区较低，主要起着将稿子弧拘束在电弧中心的作用。等离子区的直径取决于电弧电流的大小、保护气氛、电极尺寸及类型。电弧电流与电压之间的关系不再是直线关系。图5.2示出了非熔化极电弧的典型伏安特性，即电弧电流与电压之间的关系曲线。一般情况下，电弧电压随着电流的增大而稍有升高。
非熔化极电弧焊
相同的焊接电流下，弧长越大，电弧电压越高；而氦弧比氩弧的电弧电压高。电弧的电导率随电流增大而迅速增大，其增大速度 比简单的线性关系更快。
当阴极表面发射出电子，并穿过两个电极之间的高温气体空间到达阳极时，电弧就引燃起来。
利用钨极氩 弧焊可很好地解释电弧热的产生过程，如图5.3所示。图5.3（a)示出的是直流正接（DCEN）的钨极惰性气体保护焊。电弧引燃后，钨极温度迅速升高，发射出大量电子。这些电子在电场作用下穿过电弧空间向阳极运动，运动过程中不断碰撞保护气体原子，提高了气体 的温度。电子与保护气体原子的碰撞还会导致部分原子发生热电离。电离出来的正离子在电场的作用下飞向阴极，到达并进入阴极时动能转变为热能。该热量提高 阴极温度，从而保持足够的电子发射能力。这种在热量作用下发射电子的方式被称为热发射。正离子从工件进入电弧空间，穿过电弧空间进入阴极的过程对电流也有贡献，但由于正离子的质量比电子大得多，因此载流能力有限，仅对低压电弧的导电有较大帮助。正常情况下，电弧电流中有99%是电子流。从电源中连续注入到焊接回路中的电子保持了电弧中正离子和电子的平衡。电子与工件的碰撞获得了加热和熔化工件的热量。
对于直流钨极氩弧焊同，阳极上的产热量大于阴极上的产热量。电极接正极（阳极）、工件接负极（阴极）时（图5.3（b）），电子从工件向电极运动，并在电极上产生很大的热量，电极容易过热，因此，在同样的电流下直流反极性接法（DCEP）需要选择直径较大的钨极。此外，由于工件上产生热量较少，这咱接法的熔深比DCEN要浅得多。但采用直流反极性接法（DCFEP）时，电弧附近的工件具有很强的氧化膜清理作用。工件表面的氧化膜被 去除，这种作用称为阴极雾化作用，这是由于正离子的轰击造成的。采用交流进行焊接时，在反极性半波也具有这种作用。
了解更多请前往：焊接机器人工作站
