电弧焊的原理是什么?
焊接电弧,焊接电弧的产生,焊接电弧的概念。电弧是气体传导(放电)的现象。焊接电弧是两个电极之间强烈而持久的放电现象。电弧产生的条件是气体应该成为导体。一般气体是不导电的,成为导体需要两个条件,即①阴极电子发射,②气体电离。(1)阴极电子发射阴极的金属表面不断向外发射电子的现象称为阴极电子发射。一般来说,电子是无法从金属表面发射出来的。如果阴极电子获得一定的能量,就可以克服金属内部正电荷的吸引力,向外发射。这种能量可以是热能、电能或运动能,即当阴极处于高温状态时,电子运动速度加快,当其能量大于正电荷的静电引力时,就可以发射电子;或者当两个电极之间的电场强度达到一定程度时,电场对阴极表面电子的吸引力大于正电荷的静电吸引力,也可以发生电子发射。同时,在电场的作用下,负离子的运动速度加快,撞击阴极表面,向阴极传递能量,也能使电子发射。②?当气体电离中的中性气体原子受到电场或热能作用时,气体原子中的电子获得足够的能量,克服原子核对电子的吸引力,成为自由电子。中性原子由于失去带负电荷的电子而变成带正电荷的正离子的过程称为气体电离。当发射阴极电子时,电子高速运动并与气体原子碰撞。如果碰撞的能量大于气体原子核和电子之间的引力,就会发生气体电离。或者在高温下,气体原子运动速度加快,相互碰撞,也会造成气体电离。当焊接电弧被点燃时,在焊条和焊件之间有一个电压。当它们相互接触时,相当于将弧焊电源短路。由于接触点大,短路电流大,产生大量电阻热,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。此时焊丝与焊件之间拉一点距离(3 ~ 4 ㎜)。这样,由于电源电压的原因,在这个距离内,形成了强电场,促进了电子发射。同时加速气体的电离,使带电粒子在电场作用下向两极运动。弧焊电源不断提供电能,不断补充新的带电粒子,形成持续燃烧的电弧。焊条(或焊丝)的加热和熔化,埋弧焊时,焊条有两个作用:一方面,它作为电弧焊的电极;另一方面,焊缝是作为填充金属形成的。焊条的熔化主要依靠焊接电流通过焊条产生的电阻热,而焊接电弧产生的热量在焊条熔化中起次要作用(大部分热量用于熔化母材、药皮和焊剂)。
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