焊接的原理与电弧是什么?
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发布时间：2022-04-23 00:20
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时间：2023-08-25 04:47
焊接电弧的产生
焊接电弧的概念
电弧是一种气体导电（放电）现象。焊接电弧则是两个电极之间强烈而持久的放电现象。电弧产生的条件就是气体要成为导电体。通常气体是不导电的，气体成为导体则需要两个条件，即①阴极电子发射和②气体电离。
① 阴极电子发射
阴极的金属表面连续地向外发射电子的现象叫做阴极电子发射。一般情况下，电子是不能离开金属表面向外发射的。如果阴极电子获得一定能量后，就可以克服金属内部正电荷对它的引力而向外发射。这种能量可以是热能、电能或者运动能量，即阴极在高温状态下，电子运动速度加快，当其能量大于正电荷对其的静电引力，即可有电子发射；或者当两极间的电场强度达到一定程度后，电场对阴极表面电子的吸引力大于正电荷的静电引力时，也可发生电子发射。同时，在电场作用下，阴离子的运动速度加快，撞击阴极表面，将能量传递给阴极，也可使电子发射。
② 气体电离
中性的气体原子在受到电场或热能作用时，气体原子中电子获得足够的能量，克服原子核对电子的引力，而成为自由电子。中性原子因失去带负电荷的电子而成为带正电荷的正离子的过程，就叫做气体电离。当有阴极电子发射，电子高速运动与气体原子相互碰撞，如果撞击的能量大于气体原子核与电子间的引力时，则发生气体电离；或者在高温下，气体原子的运动速度加快，原子间相互碰撞，也会引起气体电离。
焊接电弧的引燃
焊条与焊件之间是有电压的，当它们相互接触时，相当于电弧焊电源短接。由于接触点很大，短路电流很大，则产生了大量电阻热，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。这时，再把焊丝与焊件之间拉开一点距离（3～4㎜），这样，由于电源电压的作用，在这段距离内，形成很强的电场，又促使产生电子发射。同时，加速气体的电离，使带电粒子在电场作用下，向两极定向运动。弧焊电源不断的供给电能，新的带电粒子不断得到补充，形成连续燃烧的电弧。
焊条（或焊丝）的加热和熔化
熔化极电弧焊时，焊条具有两个作用：一方面作为电弧焊的一个电极；另一方面作为填充金属形成焊缝。焊条的熔化主要是靠焊接电流通过焊条所产生的电阻热，而焊接电弧产生的热量对焊条熔化属次要作用（大部分热量是用来熔化母材、药皮和焊剂）。
电阻热的大小决定于焊条伸出长度、电流密度和焊条本身的电阻率。焊条伸出长度越大，则通电的时间增长，电阻热增大；电流密度增加，电阻热也增大；同种材料焊条直径约大，电阻率越小，则产生的电阻热越小。但是过高的电阻热会给焊接过程带来不利的影响，将使焊条的药皮在进入熔化区前发红变质，失去保护和冶金作用。在自动焊时，过高的电阻热将使焊丝崩断，影响焊接质量。为此，在焊接过程中要控制焊条伸出长度
