焊條電弧焊的電弧特性

電弧的靜特性 當弧長一定，電弧穩定燃燒時，兩電極間總電壓U與電流I之間的關系曲線稱為電弧靜特性曲線，也稱為伏-安特性。可知，當電流密度較小時，隨著電流的增加，電弧電壓急劇下降，這一段為下降特性，也稱為負阻特性；隨著電流繼續增加，電弧電壓幾乎保持不變，這一段是水平特性，也是負阻特性。因此，在弧長一定時，如果在一定范圍內改變電流值，焊條電弧焊的電弧電壓幾乎保持不變，電弧均穩定燃燒。 電弧的溫度分布 焊條電弧焊時，電弧在焊條末端和工件間燃燒，電弧由陽極、陰極和弧柱三部分組成，各部分溫度不相同。一般情況下，若陽極和陰極的材料相同，因陰極發射電子消耗的能量較多，使得陽極溫度略高于陰極溫度，弧柱溫度隨焊接電流增大而升高。 焊接鋼材時，陽極約為2600℃，陰極約為2400℃，弧柱的溫度為6000—7000℃。當使用交流電焊接時，由于電流周期性變化使得兩個電極的極性在不斷變化，所以焊條和工件的溫度分布及熱量分布幾乎一樣。此外，金屬極電弧的溫度分布還與電極材料相關，不同電掇材料的電弧溫度分布不同。 電弧偏吹 電弧偏吹是指在焊接過程中，由于某種原因使得電弧周圍磁場分布的均勻性受到破壞，從而導致焊接電弧偏離焊絲（或焊條）的軸線而向某一方向偏吹的現象。當采用交流電焊接時很少引起電弧偏吹，而采用直流電焊接時會產生電弧偏吹，使得焊縫的缺陷增多。 (1)電弧偏吹的原因
　　產生電弧偏吹的原因有3種。①焊條偏心產生的偏吹。焊條偏心嚴重時，與焊條藥皮較厚的一邊相比，較薄的一邊首先熔化并引起電弧外露使得電弧偏吹。②電弧周圍氣流產生的偏吹。比如露天焊接時，大風會造成嚴熏的電弧偏吹；管線焊接時，由于空氣在管中的流速較大也會引起電弧偏吹。③焊接電弧的磁偏吹。當電弧周圍磁場不均勻或電弧附近存在強磁體時，都使電弧中心偏離電極軸線的現象稱為磁偏吹。當采用交流電焊接時磁偏吹較弱，當采用直流電焊接時磁偏吹較嚴重。 引起磁偏吹的原因有3種。a．地線接線位置偏向電弧一側，如圖2-4所示。可知，焊接時，工件、電弧和電焊條周圍均產生磁場，而在左側由于工件和電弧產生的磁力線疊加使得左側的磁場密度大于右側的，引起電弧向右側偏吹。b．電弧一側放置鐵磁體。在電弧的一側放置一塊鋼板（導磁體），使右側磁力線密度小于左側，引起偏吹。c．電弧運動至鋼板的端部時，導磁面積改變使得靠近焊接邊緣處的磁場密度增大，從而引起磁偏吹。 (2)減少電弧偏吹的方法
　　磁偏吹嚴重時，焊接過程不穩定，操作過程難控制，使得焊縫昀成形性變差，那么，可以采用一些方法減少磁偏吹現象。①可能時，采用交流電焊接代替直流電焊接。②如果是焊條偏心引起的偏吹，停弧后觀察偏心度的大小。如果偏心度較小，可轉動焊條將偏心位置移到焊接前進方向，調整焊條角度后再施焊；如果偏心度較大，必須更換焊條。③采用遮擋法來解決氣流引起的偏吹。④由丁電弧越短偏離越小，盡量采用短弧焊接。⑤對于長的和大的工件，可采用兩端接地線方法施焊。⑥避免周圍鐵磁體的影響。若T件有剩磁，則焊前需退磁。 本文參考《焊接工藝》一書。