旋轉(zhuǎn)磁場下的電弧特性與熔滴過渡機(jī)制

將旋轉(zhuǎn)磁場放加于焊接電弧，磁場形狀、強(qiáng)度和旋轉(zhuǎn)頻率影響電弧形態(tài)、電流密度、電弧壓力等物理特性，建立強(qiáng)旋轉(zhuǎn)磁場下電弧旋轉(zhuǎn)的單粒子軌道模型和流體模型，研究該磁場對熔滴過光潔度 的影響規(guī)律。旋轉(zhuǎn)磁場壓電縮電弧，電弧強(qiáng)烈自旋改變液流尖力，使大電流MAG焊接可形成穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)射流過渡 ，突破傳統(tǒng)焊接規(guī)范的電流使用上限，熔敷效率提提高3-5倍。

焊接電弧（一）電弧的熱能特性

1、弧柱的產(chǎn)熱

電流密度小，溫度高，能量主要由粒子碰撞產(chǎn)生，熱能損失嚴(yán)重。

2、陰極區(qū)的產(chǎn)熱

電流密度大，溫度低，能量主要用來對陰極加熱和陰極區(qū)的散熱損失，還可用來加熱填充材料或焊件。

3、陽極區(qū)的產(chǎn)熱

電流密度大，溫度低，能量主要用于對陽極的加熱和散失，也可用來加熱填充材料或焊件。

焊接電?。ǘ╇娀〉牧W(xué)特性

電弧力影響到焊件的熔深及熔滴過渡，熔池的攪拌、焊縫成形以及金屬飛濺，因此電弧力直接影響著焊縫質(zhì)量。

1、電弧力及其作用

（1）電磁收縮力

產(chǎn)生原因：電弧電流線之間產(chǎn)生的相互吸引力。

由于電極兩端的直徑不同，因此電弧呈倒錐形狀。電弧軸向推力在電弧橫截面上分布不均勻，弧柱軸線處最大，向外逐漸減小，在焊件上此力表現(xiàn)為對熔池形成的壓力，稱為電磁靜壓力。

作用效果：使熔池下凹；對熔池產(chǎn)生攪拌作用，細(xì)化晶粒；促進(jìn)排除雜質(zhì)氣體及夾渣；促進(jìn)熔滴過渡；約束電弧的擴(kuò)展，使電弧挺直，能量集中。

（2）等離子流力

電磁軸向靜壓力推動電極附近的高溫氣流（等離子流）持續(xù)沖向焊件，對熔池形成附加的壓力，這個壓力就稱為等離子流力（電磁動壓力）。

作用效果：等離子流力可增大電弧的挺直性；促進(jìn)熔滴過渡；增大熔深并對熔池形成攪拌作用。

（3）斑點力

電極上形成斑點時，由于斑點處受到帶電粒子的撞擊或金屬蒸發(fā)的反作用而對斑點產(chǎn)生的壓力，稱為斑點壓力或斑點力。

斑點力的方向總是和熔滴過渡方向相反，因此總是阻礙熔滴過渡，產(chǎn)生飛濺。

一般來說，陰極斑點力比陽極斑點力大。

2、電弧力的主要影響因素

（1）焊接電流和電弧電壓

（2）焊絲直徑

（3）電極的極性

（4）氣體介質(zhì)

焊接電?。ㄈ┖附与娀〉姆€(wěn)定性

概念：焊接電弧的穩(wěn)定性是指電弧保持穩(wěn)定燃燒的程度。

電弧的穩(wěn)定性除了和操作人員的熟練程度有關(guān)之外，還與其他因素有關(guān)。

1、焊接電源（電源的空載電壓；電源的極性；電源的接法）

2、焊條藥皮或焊劑

3、焊接電流

4、磁偏吹

5、電弧長度

6、焊前清理

7、其他2100433B

穩(wěn)定狀態(tài)下焊接電弧的電流、電壓特性，稱作電弧靜特性曲線。

電弧靜特性的特征：

⑴在小電流區(qū)，電弧電壓隨電流的增大而減小，呈現(xiàn)負(fù)阻特性。

⑵當(dāng)電流稍大時，電弧電壓自動維持一定的數(shù)值，保證產(chǎn)熱量與散熱量的平衡，在電弧靜特性曲線上出現(xiàn)一定區(qū)間內(nèi)的平特性特征。

⑶在大電流區(qū)間，電弧電壓隨電流的增加而增加，呈現(xiàn)正特性。

影響電弧靜特性及電弧電壓的因素：

⑴電弧長度

⑵保護(hù)氣成分

⑶電極條件

⑷母材情況

⑸保護(hù)氣流量、環(huán)境溫度、焊接電流形式