焊条电弧焊焊接的过程和电弧分析

1.焊接过程

焊接过程中，在焊条端部迅速熔化的金属形成细小熔滴，经弧柱过渡到工件已经局部熔化的金属中，并与之融合一起形成熔池。随着电弧向前移动，熔池的液态金属逐步冷却结晶形成焊缝，使工件的两部分牢固的连接在一起，如图4-2所示。焊条芯是焊接电弧的一个极，并作为填充金属熔化后成为焊缝的组成部分。焊条的药皮经电弧高温加热分解和熔化而生成气体和熔渣，对金属熔滴和熔池起保护作用。由此可见，电弧和焊条是电弧焊接的两个基本要素。

2.焊接电弧

图4-2　焊条电弧焊过程示意图

1—焊条；2—熔渣；3—焊缝；4—熔池(www.xing528.com)

电弧是指两电极之间强烈而持久的气体放电现象。电弧放电电压低、电流大、温度高、发光强。将电弧放电用于焊接热源，既安全，加热效率也高。

焊接时，将焊条与焊件瞬时接触，发生短路，产生强大的短路电流，再稍微离开一段距离，两电极之间的气体在电场作用下发生电离，产生的正离子向负极作高速运动，电子和负离子向正极作高速运动，从而形成焊接电弧。如图4-3所示，焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。阴极区指电弧紧靠负电极的区域，是发射电子的地方，阴极区产生的热量占电弧总热量的36%左右，温度在2400 K左右；阳极区指电弧紧靠正电极的区域，是接收电子的地方，产生的能量占电弧总热量的43%左右，温度在2600 K左右；弧柱区是阴极区和阳极区之间的区域，弧柱区产生的热量占电弧总热量的21%左右，但弧柱区中心温度最高，可达6000～8000 K。

图4-3　焊接电弧

1—焊条；2—阴极区；3—弧柱区；4—阳极区