⑴ 請問電焊中的電弧吹力是怎麼回事吹力的方向和焊接電流流動方向有關系嗎
電弧的力學特性
電弧力不僅直接影響焊件的熔深及熔滴過渡,而且也影響到熔池的攪拌、焊縫成形及金屬飛濺等,因此,對電弧力的利用和控制將直接影響焊縫質量。電弧力主要包括電磁收縮力、等離子流力、斑點力等。
1.電弧力及其作用
(1)電磁收縮力 當電流流過導體時,電流可看成是由許多相距很近的平行同向電流線組成,這些電流線之間將產生相互吸引力。如果是可變形導體(液態或氣態),將使導體產生收縮,這種現象稱為電磁收縮效應,產生電磁收縮效應的力稱為電磁收縮力。這個電磁收縮力往往是形成其他電弧力的力源。
焊接電弧是能夠通過很大電流的氣態導體,電磁效應在電弧中產生的收縮力表現為電弧內的徑向壓力。通常電弧可看成是一圓錐形的氣態導體。電極端直徑小,焊件端直徑大。由於不同直徑處電磁收縮力的大小不同,直徑小的一端收縮壓力大,直徑大的一端收縮壓力小,因此將在電弧中產生壓力差,形成由小直徑端(電極端)指向大直徑端(工件端)的電弧軸向推力。而且電流越大,形成的推力越大。
電弧軸向推力在電弧橫截面上分布不均勻,弧柱軸線處最大,向外逐漸減小,在焊件上此力表現為對熔池形成的壓力,稱為電磁靜壓力。這種分布形式的力作用在熔池上,則形成碗狀熔深焊縫形狀。
(2)等離子流力 高溫氣體流動時要求從電極上方補充新的氣體,形成有一定速度的連續氣流進入電弧區。新加入的氣體被加熱和部分電離後,受軸向推力作用繼續沖向焊件,對熔池形成附加的壓力,如圖1-8所示。熔池這部分附加壓力是由高溫氣流(等離子氣流)的高速運動引起的,所以稱為等離子流力,也稱為電弧的電磁動壓力。
等離子流力可增大電弧的挺直性,在熔化極電弧焊時促進熔滴軸向過渡,增大熔深並對熔池形成攪拌作用。
(3)斑點力 電極上形成斑點時,由於斑點處受到帶電粒子的撞擊或金屬蒸發的反作用而對斑點產生的壓力,稱為斑點壓力或斑點力。
陰極斑點力比陽極斑點力大,主要原因是:①陰極斑點承受正離子的撞擊,陽極斑點承受電子的撞擊,而正離子的質量遠大於電子的質量,且陰極壓降一般大於陽極壓降,所以陰極斑點承受的撞擊遠大於陽極斑點;②陰極斑點的電流密度比陽極斑點的電流密度大,金屬蒸發產生的反作用力也比陽極斑點大。
由於陰極斑點力大於陽極斑點力,所以在直流電弧焊時可通過採用反接法來減小這種影響。熔化極氣體保護焊採用直流反接,可以減小熔滴過渡的阻礙作用,減少飛濺,鎢極氬弧焊採用直流反接,由於陰極斑點位於焊件上,正離子的撞擊使電弧具有陰極清理作用。
電弧的氣體吹力
這種力出現在焊條電弧焊中。焊條電弧焊時,焊條葯皮的熔化滯後於焊芯的熔化,這樣在焊條的端頭形成套筒。此時葯皮中造氣劑產生的氣體及焊芯中碳元素氧化的CO氣體在高溫作用下急劇膨脹,從套筒中噴出作用於熔滴。不論是何種位置的焊接,電弧氣體吹力總是促進熔滴過渡。
吹力的方向和焊接電流流動方向關系不大.
⑵ 焊接接頭硬度為什麼會比母材高
硬度應該是焊縫最大,然後母材,最後熱影響區。
熔合線處材質混雜,冷卻較快,易出現殘余應力。
⑶ 焊接十字接頭為什麼會產生應力集中
是由於,在常規的焊接過程中,焊槽和邊緣會產生很高的高溫,就是由於局內部的高溫導致局部金容屬進行了一次組織從組。我不知道你的材料是什麼型號,我以45#鋼為例,在加工好時鋼中是有奧氏體和珠光體等原子形態組成的,韌性硬度適中;而在進行一次局部高溫(800度以上)後,局部的原子結果發生相應的變化,有滲碳體奧氏體馬氏體等,由於三者有兩者的性質,硬度較高。所以沒有經過高溫的材料和進過高溫的材料兩者之間就產生的一條新的材料帶,由於原子排列的不同,導致過渡區的原子間的吸附力下降,同時也就產生了相互排斥,這樣就產生了應力 。
減少應力的方法:改變焊接工藝,選用適當的焊料。等等,給你推薦一本書大學教材《焊接工藝學》。
希望我的回答對你有用,由於好長時間不在一線,如有錯誤請海涵。
⑷ 焊縫為什麼要進行熱處理
1、熱來處理的概念
把金屬加熱自到給定溫度並保持一段時間,然後選定速度和方法使之冷卻以得到所需要的顯微組織和性能的操作工藝,被稱為熱處理。施工中的熱處理一般是指焊接接頭(熱影響區)的熱處理。焊接接頭(熱影響區)的熱處理的過程就是把焊接接頭均勻加熱到一定溫度、保溫,然後冷卻的過程。
2、熱處理的意義
焊接接頭的熱處理能防止焊接部位的脆性破壞、延遲裂紋、應力腐蝕和氫氣腐蝕等。經過正確的熱處理,可以使焊接殘余應力鬆弛,淬硬區軟化,也可以改善組織,降低含氫量,提高耐腐蝕性、沖擊韌性,蠕變極限等。但如果焊接接頭熱處理不當,反而會使接頭的性能下降。
⑸ 在焊接接頭中產生應力集中的原因有哪些
焊接接頭為抄什麼會產生襲應力集中:
是由於,在焊接過程中,焊槽和邊緣會產生很高的高溫,就是由於局部的高溫導致局部金屬進行了一次組織從組。局部的原子結果發生相應的變化,有滲碳體奧氏體馬氏體等,由於三者有兩者的性質,硬度較高。所以沒有經過高溫的材料和進過高溫的材料兩者之間就產生的一條新的材料帶,由於原子排列的不同,導致過渡區的原子間的吸附力下降,同時也就產生了相互排斥,這樣就產生了應力 。
⑹ 分析焊縫和熔合區的化學不均勻性,為什麼會形成這種不均勻性
通常,被焊的兩異種材料的成分差異愈大,則焊縫衛生級不銹鋼管與焊縫兩側或焊縫一側母材衛生級熔合區的另一種成分不均勻性,產生於焊接過程中的液相熔池衛生級不銹鋼管一側的不均勻攪拌區。熔池的邊緣層母材衛生級不銹鋼管份額較高日『未被攪拌均勻,其原因是熔池邊緣的溫度較其平均溫度低,距電弧電流中心較遠,電磁攪拌力也較弱,衛生級不銹鋼管的流動性較差,被熔化下來的母材衛生級不銹鋼管處於液態的時一間較短。在比較嚴幣的情況下,甚至可以看到成塊的母材衛生級不銹鋼管以島嶼或半島狀貼近於焊縫邊緣。這種成分不均勻性的程度與焊接土藝參數大小有關,特別是與施焊過程中均勻性和穩定性關系更大。在高度自動化的焊接條件下,焊縫不均勻混合區的不均勻程度可以得到控制;而手土弧焊時一,很難達到施焊過程焊接土藝參數的均勻性和穩定性,除了操作技能影響外,也與人的體力疲勞和精神狀態有密切聯系。
不銹鋼管的成分差異也愈大。焊縫衛生級不銹鋼管同母材衛生級不銹鋼管之間也就形成一個異種材料的連接副。焊接過程中,在這個連接副中,一側是固態的A(或B)母材衛生級不銹鋼管,一側是D成分的液態焊接熔池。高溫下,A(或B),D之間會發生兒素的擴散(包括某些情況下的上升擴散),由D進入A(或B)的兒素濃度在固相表ICI最高,向內逐漸降低,如圖5-2所不。由A(或B)擴散進入D的兒素則由於液體的流動而均勻化,並不影響該局部的焊縫衛生級不銹鋼管成分。焊縫一側(或兩側)的不均勻性決定於A(或B)和D的成分和各組成兒素的木性,這是不可避免的;但其擴散的深度和最終的濃度梯度,則受到溫度的高低和高溫下停留時一間的影響。這是焊縫一側(或兩側)的固相形成成分不均勻性的一個來源。
若成分不同,及其性能也不同的材料焊接在一起,衛生級不銹鋼管接頭的性能不僅決定於其中最弱者一,而日往往由於兩者一的不同或不均勻而出現新的矛盾。例如由於構成腐蝕電池,異種衛生級不銹鋼管焊接接頭的耐腐蝕壽命,可能比其中任一材料的腐蝕壽命都大大縮短;強度、塑性、彈性模量差異也可導致應力應變集中,因而提前發生斷裂;此外諸如熱膨脹率、熱導率等的差異也會導致熱應力應變和熱疲勞損傷等。因此,異種材料焊接接頭的成分不均勻性和性能的不均勻性,應當受到特別關注。
⑺ 焊接熱影響區對焊接接頭的性能有什麼影響
焊縫兩端母材發生明顯的組織和性能變化:冷卻後鋼材顯微晶粒粗大;力學性能、塑性和韌度明顯下降。
⑻ 金相組織什麼原因會使焊接殘余應力過大
焊件在焊接過程中,其焊縫高溫區的膨脹受到了周邊低溫區的限制與擠壓內,使高溫區域產生局部壓縮塑容性變形,當焊件在冷卻過程中,受到局部壓縮產生塑性變形的金屬由於不能自由收縮,而受到低溫區的拉伸,這時,焊件中就產生了一個與焊件加熱時產生的應力方向相反的應力,即焊接殘余應力。焊接殘余應力過大會導致焊接後工件變形,解決這種變形的方法就是用華 雲振動時效設備消除殘余應力
⑼ 焊接應力與變形是怎麼產生的
焊接是當來今金屬熱加工的一種重要自工藝手段,它利用電弧產生的高溫(達攝氏6000度以上),對母材焊縫金屬和焊條熔化冶煉,冷卻結晶,形成性能良好的金屬焊縫。因此,焊接過程就是金屬加熱的過程,而且是個局部的不均勻的加熱冷卻過程,焊縫兩側的金屬溫度隨距離呈陡降溫度特性,在焊接過程中被強烈加熱的金屬受到周圍金屬的約束,無法自由的熱漲冷縮,導致內部產生應力。由於焊接過程的加熱和冷卻是不均勻的,母材金屬內部的應力也是不均勻的,某些部位的應力會超過金屬的屈服極限,形成金屬材料塑性變形。隨著焊接過程的結束,焊縫金屬和母材熱漲冷縮,但已形成塑性變形的那部分金屬無法回歸原來性狀,焊接變形與焊接應力,或大或小地無可避免的產生了。
焊接變形和應力是對孿生子,兩者相輔相成,此消彼長。焊接變形受工件剛性大小的牽制,當工件剛性小,焊接變形就大,內應力就小,相反工件剛性強,變形會小,內應力就大 。因此在大剛性工件焊接時,要特別注意採取有效工藝措施,防止焊接裂縫的產生;在薄板結構焊接時,因為剛性小,工件往往會產生大的變形,輕型船舶的外鈑較薄,肋骨和焊縫較多,廋馬型焊接變形屢屢出現。