焊接电弧及其过程简析

1.焊接电弧

焊接时在两电极间或电极与焊件间气体介质中产生的强烈而持久的放电称为焊接电弧。电弧放电时，能产生6000℃以上的高温和耀眼的弧光。电弧焊就是利用电弧产生的高温作为焊接热源，使焊条和焊件发生局部熔化而实现焊接的。

图4－2　焊接电弧

使用直流弧焊机焊接时，焊接电弧可分为阴极区、弧柱区和阳极区，如图4－2所示。当两极的材料均为低碳钢时，弧柱区的温度可达5000 K以上，阴极区的温度约为2400 K，阳极区的温度约为2600 K，阳极区的温度高于阴极区。

焊接厚工件时，为保证工件焊透，将工件接焊机正极，焊条接焊机负极，称为正接法；焊接薄工件时，为防止烧穿工件，将工件接焊机负极，焊条接焊机正极，称为反接法。直流弧焊机的接线法如图4－3所示。用交流弧焊机焊接时，由于电流的极性是交变的，南极的温度基本相同，故不存在正接和反接的问题。

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图4－3　直流弧焊机的接线法

（a）正接法 （b）反接法

2.焊接过程

焊接过程中，焊条与工件间具有电压，当两者接触时，相当于电弧焊电源短接。由于焊条端部和焊件表面不平整，在某些接触点处通过的电流密度很大，使接触部分的金属迅速熔化，甚至部分蒸发、汽化，从而引起强烈的电子发射和气体电离。

当焊条离开焊件而保持较小距离时，电弧便在两极间连续燃烧起来。电弧热量使工件和焊条发生熔化形成熔池。电弧与焊接区受到焊条药皮分解产生的气体及熔渣的保护，与大气相隔离。

当电弧连续向前移动时，焊件和焊条不断熔化汇成新的熔池，原来的熔池则不断冷却凝固，形成连续的焊缝。