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焊缝中间的高温区为什么力

发布时间:2021-02-03 03:51:16

⑴ 请问电焊中的电弧吹力是怎么回事吹力的方向和焊接电流流动方向有关系吗

电弧的力学特性

电弧力不仅直接影响焊件的熔深及熔滴过渡,而且也影响到熔池的搅拌、焊缝成形及金属飞溅等,因此,对电弧力的利用和控制将直接影响焊缝质量。电弧力主要包括电磁收缩力、等离子流力、斑点力等。

1.电弧力及其作用

(1)电磁收缩力 当电流流过导体时,电流可看成是由许多相距很近的平行同向电流线组成,这些电流线之间将产生相互吸引力。如果是可变形导体(液态或气态),将使导体产生收缩,这种现象称为电磁收缩效应,产生电磁收缩效应的力称为电磁收缩力。这个电磁收缩力往往是形成其他电弧力的力源。

焊接电弧是能够通过很大电流的气态导体,电磁效应在电弧中产生的收缩力表现为电弧内的径向压力。通常电弧可看成是一圆锥形的气态导体。电极端直径小,焊件端直径大。由于不同直径处电磁收缩力的大小不同,直径小的一端收缩压力大,直径大的一端收缩压力小,因此将在电弧中产生压力差,形成由小直径端(电极端)指向大直径端(工件端)的电弧轴向推力。而且电流越大,形成的推力越大。

电弧轴向推力在电弧横截面上分布不均匀,弧柱轴线处最大,向外逐渐减小,在焊件上此力表现为对熔池形成的压力,称为电磁静压力。这种分布形式的力作用在熔池上,则形成碗状熔深焊缝形状。

(2)等离子流力 高温气体流动时要求从电极上方补充新的气体,形成有一定速度的连续气流进入电弧区。新加入的气体被加热和部分电离后,受轴向推力作用继续冲向焊件,对熔池形成附加的压力,如图1-8所示。熔池这部分附加压力是由高温气流(等离子气流)的高速运动引起的,所以称为等离子流力,也称为电弧的电磁动压力。

等离子流力可增大电弧的挺直性,在熔化极电弧焊时促进熔滴轴向过渡,增大熔深并对熔池形成搅拌作用。

(3)斑点力 电极上形成斑点时,由于斑点处受到带电粒子的撞击或金属蒸发的反作用而对斑点产生的压力,称为斑点压力或斑点力。

阴极斑点力比阳极斑点力大,主要原因是:①阴极斑点承受正离子的撞击,阳极斑点承受电子的撞击,而正离子的质量远大于电子的质量,且阴极压降一般大于阳极压降,所以阴极斑点承受的撞击远大于阳极斑点;②阴极斑点的电流密度比阳极斑点的电流密度大,金属蒸发产生的反作用力也比阳极斑点大。

由于阴极斑点力大于阳极斑点力,所以在直流电弧焊时可通过采用反接法来减小这种影响。熔化极气体保护焊采用直流反接,可以减小熔滴过渡的阻碍作用,减少飞溅,钨极氩弧焊采用直流反接,由于阴极斑点位于焊件上,正离子的撞击使电弧具有阴极清理作用。

电弧的气体吹力

这种力出现在焊条电弧焊中。焊条电弧焊时,焊条药皮的熔化滞后于焊芯的熔化,这样在焊条的端头形成套筒。此时药皮中造气剂产生的气体及焊芯中碳元素氧化的CO气体在高温作用下急剧膨胀,从套筒中喷出作用于熔滴。不论是何种位置的焊接,电弧气体吹力总是促进熔滴过渡。
吹力的方向和焊接电流流动方向关系不大.

⑵ 焊接接头硬度为什么会比母材高

硬度应该是焊缝最大,然后母材,最后热影响区。
熔合线处材质混杂,冷却较快,易出现残余应力。

⑶ 焊接十字接头为什么会产生应力集中

是由于,在常规的焊接过程中,焊槽和边缘会产生很高的高温,就是由于局内部的高温导致局部金容属进行了一次组织从组。我不知道你的材料是什么型号,我以45#钢为例,在加工好时钢中是有奥氏体和珠光体等原子形态组成的,韧性硬度适中;而在进行一次局部高温(800度以上)后,局部的原子结果发生相应的变化,有渗碳体奥氏体马氏体等,由于三者有两者的性质,硬度较高。所以没有经过高温的材料和进过高温的材料两者之间就产生的一条新的材料带,由于原子排列的不同,导致过渡区的原子间的吸附力下降,同时也就产生了相互排斥,这样就产生了应力 。
减少应力的方法:改变焊接工艺,选用适当的焊料。等等,给你推荐一本书大学教材《焊接工艺学》。
希望我的回答对你有用,由于好长时间不在一线,如有错误请海涵。

⑷ 焊缝为什么要进行热处理

1、热来处理的概念
把金属加热自到给定温度并保持一段时间,然后选定速度和方法使之冷却以得到所需要的显微组织和性能的操作工艺,被称为热处理。施工中的热处理一般是指焊接接头(热影响区)的热处理。焊接接头(热影响区)的热处理的过程就是把焊接接头均匀加热到一定温度、保温,然后冷却的过程。
2、热处理的意义
焊接接头的热处理能防止焊接部位的脆性破坏、延迟裂纹、应力腐蚀和氢气腐蚀等。经过正确的热处理,可以使焊接残余应力松弛,淬硬区软化,也可以改善组织,降低含氢量,提高耐腐蚀性、冲击韧性,蠕变极限等。但如果焊接接头热处理不当,反而会使接头的性能下降。

⑸ 在焊接接头中产生应力集中的原因有哪些

焊接接头为抄什么会产生袭应力集中:
是由于,在焊接过程中,焊槽和边缘会产生很高的高温,就是由于局部的高温导致局部金属进行了一次组织从组。局部的原子结果发生相应的变化,有渗碳体奥氏体马氏体等,由于三者有两者的性质,硬度较高。所以没有经过高温的材料和进过高温的材料两者之间就产生的一条新的材料带,由于原子排列的不同,导致过渡区的原子间的吸附力下降,同时也就产生了相互排斥,这样就产生了应力 。

⑹ 分析焊缝和熔合区的化学不均匀性,为什么会形成这种不均匀性

通常,被焊的两异种材料的成分差异愈大,则焊缝卫生级不锈钢管与焊缝两侧或焊缝一侧母材卫生级熔合区的另一种成分不均匀性,产生于焊接过程中的液相熔池卫生级不锈钢管一侧的不均匀搅拌区。熔池的边缘层母材卫生级不锈钢管份额较高日‘未被搅拌均匀,其原因是熔池边缘的温度较其平均温度低,距电弧电流中心较远,电磁搅拌力也较弱,卫生级不锈钢管的流动性较差,被熔化下来的母材卫生级不锈钢管处于液态的时一间较短。在比较严币的情况下,甚至可以看到成块的母材卫生级不锈钢管以岛屿或半岛状贴近于焊缝边缘。这种成分不均匀性的程度与焊接土艺参数大小有关,特别是与施焊过程中均匀性和稳定性关系更大。在高度自动化的焊接条件下,焊缝不均匀混合区的不均匀程度可以得到控制;而手土弧焊时一,很难达到施焊过程焊接土艺参数的均匀性和稳定性,除了操作技能影响外,也与人的体力疲劳和精神状态有密切联系。
不锈钢管的成分差异也愈大。焊缝卫生级不锈钢管同母材卫生级不锈钢管之间也就形成一个异种材料的连接副。焊接过程中,在这个连接副中,一侧是固态的A(或B)母材卫生级不锈钢管,一侧是D成分的液态焊接熔池。高温下,A(或B),D之间会发生儿素的扩散(包括某些情况下的上升扩散),由D进入A(或B)的儿素浓度在固相表ICI最高,向内逐渐降低,如图5-2所不。由A(或B)扩散进入D的儿素则由于液体的流动而均匀化,并不影响该局部的焊缝卫生级不锈钢管成分。焊缝一侧(或两侧)的不均匀性决定于A(或B)和D的成分和各组成儿素的木性,这是不可避免的;但其扩散的深度和最终的浓度梯度,则受到温度的高低和高温下停留时一间的影响。这是焊缝一侧(或两侧)的固相形成成分不均匀性的一个来源。
若成分不同,及其性能也不同的材料焊接在一起,卫生级不锈钢管接头的性能不仅决定于其中最弱者一,而日往往由于两者一的不同或不均匀而出现新的矛盾。例如由于构成腐蚀电池,异种卫生级不锈钢管焊接接头的耐腐蚀寿命,可能比其中任一材料的腐蚀寿命都大大缩短;强度、塑性、弹性模量差异也可导致应力应变集中,因而提前发生断裂;此外诸如热膨胀率、热导率等的差异也会导致热应力应变和热疲劳损伤等。因此,异种材料焊接接头的成分不均匀性和性能的不均匀性,应当受到特别关注。

⑺ 焊接热影响区对焊接接头的性能有什么影响

焊缝两端母材发生明显的组织和性能变化:冷却后钢材显微晶粒粗大;力学性能、塑性和韧度明显下降。

⑻ 金相组织什么原因会使焊接残余应力过大

焊件在焊接过程中,其焊缝高温区的膨胀受到了周边低温区的限制与挤压内,使高温区域产生局部压缩塑容性变形,当焊件在冷却过程中,受到局部压缩产生塑性变形的金属由于不能自由收缩,而受到低温区的拉伸,这时,焊件中就产生了一个与焊件加热时产生的应力方向相反的应力,即焊接残余应力。焊接残余应力过大会导致焊接后工件变形,解决这种变形的方法就是用华 云振动时效设备消除残余应力

⑼ 焊接应力与变形是怎么产生的

焊接是当来今金属热加工的一种重要自工艺手段,它利用电弧产生的高温(达摄氏6000度以上),对母材焊缝金属和焊条熔化冶炼,冷却结晶,形成性能良好的金属焊缝。因此,焊接过程就是金属加热的过程,而且是个局部的不均匀的加热冷却过程,焊缝两侧的金属温度随距离呈陡降温度特性,在焊接过程中被强烈加热的金属受到周围金属的约束,无法自由的热涨冷缩,导致内部产生应力。由于焊接过程的加热和冷却是不均匀的,母材金属内部的应力也是不均匀的,某些部位的应力会超过金属的屈服极限,形成金属材料塑性变形。随着焊接过程的结束,焊缝金属和母材热涨冷缩,但已形成塑性变形的那部分金属无法回归原来性状,焊接变形与焊接应力,或大或小地无可避免的产生了。
焊接变形和应力是对孪生子,两者相辅相成,此消彼长。焊接变形受工件刚性大小的牵制,当工件刚性小,焊接变形就大,内应力就小,相反工件刚性强,变形会小,内应力就大 。因此在大刚性工件焊接时,要特别注意采取有效工艺措施,防止焊接裂缝的产生;在薄板结构焊接时,因为刚性小,工件往往会产生大的变形,轻型船舶的外钣较薄,肋骨和焊缝较多,廋马型焊接变形屡屡出现。

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