第一讲---电弧的基本特性课件

第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性第一讲 电弧的基本特性1焊接接电弧不是一般的燃弧不是一般的燃烧现象，它是在一定条件下象，它是在一定条件下电荷通荷通过两极两极间气体空气体空间的一种的一种导电过程（如程（如图7-17-1），也可以），也可以说是一种气体放是一种气体放电现象。象。焊接接电弧是弧是电弧弧焊的的热源，而弧源，而弧焊电源是源是为焊接接电弧提供能量的弧提供能量的设备。一、一、焊接接电弧的种弧的种类按按焊接接电流种流种类，可分，可分为交流交流电弧、直流弧、直流电弧、脉冲弧、脉冲电弧弧。图7-1 焊接电弧导电示意图第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性焊接电弧不是一般的燃烧现象，它是在一定条件下电荷通过两极间气2按按电弧状弧状态，可分，可分为自由自由电弧（如弧（如焊条条电弧弧焊电弧）、弧）、压缩电弧弧（如等离子弧）。（如等离子弧）。按按电极材料，可分极材料，可分为熔化极熔化极电弧（如弧（如COCO2 2气体保气体保护焊电弧）、非熔化弧）、非熔化极极电弧（如弧（如钨极极氩弧弧焊电弧）。弧）。二、二、焊接接电弧的弧的产生生一般情况下，气体不含有一般情况下，气体不含有带电粒子（粒子（电子、正离子、子、正离子、负离子），是由离子），是由中性的分子或原子中性的分子或原子组成的。要使气体成的。要使气体产生生电弧弧导电，必，必须使气体分子使气体分子或原子或原子电离成离成带电粒子粒子气体气体电离；同离；同时，为了使了使电弧弧维持持“燃燃烧”，还必必须不断的不断的输送送电能能给电弧，以弧，以补充气体充气体电离离时所消耗的所消耗的电能，能，即即电弧的阴极要不断的弧的阴极要不断的发射射电子。子。综上所示，气体上所示，气体电离和阴极离和阴极发射射电子是子是电弧弧产生的必要条件。生的必要条件。11气体气体电离离第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性按电弧状态，可分为自由电弧（如焊条电弧焊电弧）、压缩电弧（3在外加能量作用下，中性气体分子或原子分离成正离子和在外加能量作用下，中性气体分子或原子分离成正离子和电子的子的现象象称称为气体气体电离。离。气体分子或原子分离出一个外气体分子或原子分离出一个外层电子所需要的最小能量称子所需要的最小能量称为电离能或离能或电离功，当用离功，当用电子伏特（子伏特（eVeV）来衡量）来衡量时，又称，又称电离离势或或电离离电位，用位，用表示。气体表示。气体电离离势的大小与其原子内部的大小与其原子内部结构有关。构有关。电离离势大表示气体大表示气体难电离、离、难导电，反之表示气体容易，反之表示气体容易电离。离。在在焊接接电弧中，根据引起弧中，根据引起电离的能量来源不同，离的能量来源不同，电离有如下三种形式：离有如下三种形式：（1 1）碰撞）碰撞电离离在在电场中，被加速的中，被加速的带电粒子与原子和分子相碰撞粒子与原子和分子相碰撞而而产生生电离。离。（2 2）热电离离在高温下，具有高在高温下，具有高动能的气体原子（或分子）在无能的气体原子（或分子）在无规则的相互碰撞中的相互碰撞中产生的生的电离。离。（3 3）光）光电离离气体原子（或分子）吸收光气体原子（或分子）吸收光辐射的能量而射的能量而产生的生的电离。离。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性在外加能量作用下，中性气体分子或原子分离成正离子和电子的现42 2阴极阴极电子子发射射阴极表面在外加能量作用下阴极表面在外加能量作用下连续向外向外发射射电子的子的现象称阴极象称阴极电子子发射。要射。要使其逸出金属使其逸出金属电极表面而极表面而产生生电子子发射，必射，必须给电子施加一定的能量。子施加一定的能量。电子从阴极表面逸出所需要的能量称逸出功。子从阴极表面逸出所需要的能量称逸出功。按其能量来源不同，阴极按其能量来源不同，阴极电子子发射可分射可分为：（1 1）热电子子发射射阴极表面受阴极表面受热后，其中某些后，其中某些电子具有大于逸出功的子具有大于逸出功的动能而逸出到表面外的空能而逸出到表面外的空间中去的中去的现象称象称为热电子子发射。射。热电子子发射在射在焊接接电弧中起着重要的作用，它随着温度上升而增弧中起着重要的作用，它随着温度上升而增强。（2 2）场致致电子子发射射这种由于在种由于在电场作用下而作用下而产生的生的电子子发射称射称为场致致电子子发射。射。电场越越强，则场致致电子子发射能力越射能力越强。（3 3）光）光电子子发射射阴极表面接受光射阴极表面接受光射线的能量而的能量而释放出自由放出自由电子的子的现象象称称为光光电子子发射。射。（4 4）撞）撞击电子子发射射运运动速度速度较高、能量高、能量较大的重粒子（如正离子）撞大的重粒子（如正离子）撞击阴极表面，将能量阴极表面，将能量传递给阴极而阴极而产生的生的电子子发射称射称为撞撞击电子子发射。射。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性2阴极电子发射 第一讲 电弧的基本特性5阴极所用的材料不同，其阴极所用的材料不同，其电子子发射形式也不同，有的以射形式也不同，有的以热电子子发射射为主，有的以主，有的以场致致电发发射射为主，而光主，而光电子子发射和撞射和撞击电子子发射在射在焊接接电弧中占次要地位。弧中占次要地位。当采用当采用铜或或铝等熔点等熔点较低的材料做阴极（称低的材料做阴极（称冷阴极冷阴极）进行行焊接接时，因受材料本身熔点的限制，阴极表面无法达到很高温度，因受材料本身熔点的限制，阴极表面无法达到很高温度，这时热电子子发射射较弱，主要靠弱，主要靠场致致电子子发射；射；当采用当采用钨、碳等熔点、碳等熔点较高的材料做阴极（称高的材料做阴极（称热阴极阴极）时，因表面温，因表面温度可被加度可被加热到很高温度（可达到很高温度（可达400040005000K5000K），使），使电子子获得足得足够的能的能量而量而进行行强烈的烈的热电子子发射，射，这时场致致电子子发射就居于次要地位了。射就居于次要地位了。综上所述，上所述，焊接接电弧的形成和弧的形成和维持，是在持，是在热、光、光、电场和粒子和粒子动能能的作用下，气体原子或分子不断地被的作用下，气体原子或分子不断地被电离以及阴极离以及阴极电子子发射的射的结果。果。3 3焊接接电弧的引燃弧的引燃第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性阴极所用的材料不同，其电子发射形式也不同，有的以热电子发射为6把造成两把造成两电极极间气体气体发生生电离和阴极离和阴极电子子发射而引起射而引起电弧燃弧燃烧的的过程，程，称称为焊接接电弧的引燃。弧的引燃。焊接接电弧的引燃一般有两种方式：弧的引燃一般有两种方式：（1 1）接触引弧）接触引弧弧弧焊电源接通后，源接通后，电极（极（焊条或条或焊丝）与工件直接短路接触，随后迅）与工件直接短路接触，随后迅速拉起速拉起电极（极（约2 24mm4mm）而引燃）而引燃电弧，弧，这种引弧方式称种引弧方式称为接触引弧。接触引弧。（2 2）非接触引弧）非接触引弧非接触引弧指在引弧非接触引弧指在引弧时，电极与工件之极与工件之间保持一定的保持一定的间隙，然后在隙，然后在电极与工件之极与工件之间施以高施以高电压击穿穿间隙使隙使电弧引燃。弧引燃。这是一种依靠高是一种依靠高压电使使电极表面极表面产生生电场发射来引燃射来引燃电弧的方法。弧的方法。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性把造成两电极间气体发生电离和阴极电子发射而引起电弧燃烧的过程7三、三、焊接接电弧的弧的结构构焊接接电弧沿其弧沿其长度方向分度方向分为三个区域，三个区域，见图7-27-2所示。所示。紧靠靠负电极的区极的区域域为阴极区，阴极区，紧靠正靠正电极的区域极的区域为阳极区，阴极区和阳极区之阳极区，阴极区和阳极区之间的区的区域称域称为弧柱区。阳极区的弧柱区。阳极区的长度度约为1010-3-31010-4-4cmcm，阴极区的，阴极区的长度度约为1010-5 51010-6-6cmcm，因此，因此，电弧弧长度可近似度可近似认为等于弧柱等于弧柱长度。度。沿着沿着电弧弧长度方向的度方向的电压分布是不均匀的，靠近分布是不均匀的，靠近电极部分极部分产生生较强烈烈的的电压降，即阴极区和阳极区的降，即阴极区和阳极区的压降降较大，沿着弧柱大，沿着弧柱长度方向的度方向的电压降可以降可以认为是均匀分布的。是均匀分布的。这三个区的三个区的电压降分降分别称称为阴极阴极压降、阳降、阳极极压降和弧柱降和弧柱压降，它降，它们组成了成了总的的电弧弧电压，可表示，可表示为弧柱压降与弧柱长度成正比阳极压降（常数）阴极压降（常数）第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性三、焊接电弧的结构弧柱压降与弧柱长度成正比阳极压降（常数）阴8四、焊接电弧的特性四、焊接电弧的特性（一）焊接电弧的电特性（一）焊接电弧的电特性焊接电弧的电特性即伏安特性，包括静态伏安特性（静特性）和动态伏安特性（动特性）。1焊接电弧的静特性焊接电弧的静特性a阴极压降与阳极压降之和（V）；b单位长度弧柱压降（V/mm）；弧柱长度（mm）。焊接电弧的特焊接电弧的特性性电特性电特性热特性热特性力学特性力学特性第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性四、焊接电弧的特性a阴极压降与阳极压降之和（V）；焊接电弧9在在电极材料、气体介极材料、气体介质和和电弧弧弧弧长一定的情况下，一定的情况下，电弧弧稳定燃定燃烧时电弧弧电压和和焊接接电流之流之间的关系称的关系称为静特性静特性。其数学表达式。其数学表达式为（1 1）焊接接电弧的静特性曲弧的静特性曲线形状及其形状及其应用用焊接接电弧是非弧是非线性性负载，即即电弧两端的弧两端的电压与通与通过电弧的弧的电流之流之间不是成正比例关系。不是成正比例关系。焊接接电弧的静弧的静特性近似呈特性近似呈形曲形曲线，见图7-37-3所示。所示。形静特性曲形静特性曲线可看成由三个区段可看成由三个区段组成。在成。在区段，区段，电弧弧电压随着随着电流的流的增加而下降，称增加而下降，称该段段为下降特性段下降特性段；在；在区段，区段，电弧弧电压基本上不随基本上不随电流的流的变化而化而变化，称化，称该段段为平特性段平特性段，或称恒，或称恒压特性；在特性；在区段，区段，电弧弧电压随随电流的增加而上升，称流的增加而上升，称该段段为上升特性段上升特性段。（2 2）弧）弧长对静特性曲静特性曲线的影响的影响当当电弧弧电流不流不变时，弧，弧长增加，增加，电弧弧电阻增大，根据欧姆定律，阻增大，根据欧姆定律，电弧弧电压自然会增加。如自然会增加。如图7-47-4所示。所示。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性在电极材料、气体介质和电弧弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时电102 2焊接接电弧的弧的动特性特性在在焊接接过程中，由于受到熔滴程中，由于受到熔滴过渡等因素的影响，渡等因素的影响，电弧弧电压和和焊接接电流流时刻都在改刻都在改变，即，即电弧永弧永远处于于动平衡状平衡状态。所。所谓电弧的弧的动特性特性，是指，是指在一定的弧在一定的弧长下，当下，当电弧弧电流以很快的速度流以很快的速度变化化时，电弧弧电压和和焊接接电流瞬流瞬时值之之间的关系的关系 图7-57-5是是电弧弧动特性示意特性示意图。（二）（二）焊接接电弧的弧的热特性特性1 1焊接接电弧的弧的产热特性特性在在电弧弧焊中，通中，通过电弧把弧把电能能转换成成焊接所需要的接所需要的热能和机械能。能和机械能。（1 1）弧柱的）弧柱的产热特性特性弧柱中的弧柱中的导电任任务绝大部分由大部分由电子来承担，子来承担，即弧柱中的即弧柱中的热量主要由量主要由电子的子的动能能转换而来。而来。瞬时电流；瞬时电压。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性2焊接电弧的动特性 瞬时电流；第一讲 电弧的基本特11（2 2）阴极区的）阴极区的产热特性特性阴极区和弧柱区相比，阴极区和弧柱区相比，长度短，且直接度短，且直接靠近靠近电极或工件，所以阴极区极或工件，所以阴极区产生的生的热量量对电极或工件的影响更直接。所极或工件的影响更直接。所产生的生的热量主要用于量主要用于对阴极的加阴极的加热和阴极区的散和阴极区的散热损失。失。（3 3）阳极区的）阳极区的产热特性特性阳极区的阳极区的热量主要是当自由量主要是当自由电子撞入阳子撞入阳极极时，由自由，由自由电子子动能和位能能和位能转化而来。化而来。2 2焊接接电弧的弧的热效率及能量密度效率及能量密度电弧弧焊的的热能由能由电能能转换而来，因此而来，因此电弧的弧的热功率功率可用下式表示可用下式表示电弧弧产生的生的热能并不能全部有效地用于能并不能全部有效地用于焊接，其中一部分因接，其中一部分因对流、流、辐射及射及传导等等损失，用于加失，用于加热、熔化填充材料及工件的、熔化填充材料及工件的电弧弧热功率称功率称为有效有效热功功率率，表示，表示为 热效率。为有效热功率系数，即表表7-1为常用焊接方法的热效率系数 有效热功率第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性（2）阴极区的产热特性 阴极区和弧柱区相比，长12当其它条件不当其它条件不变时，电弧弧电压升高，弧升高，弧长增加，通增加，通过对流、流、辐射等射等损失的失的弧柱弧柱热量增加，量增加，热效率效率随着随着电弧弧电压的升高而降低。的升高而降低。单位面位面积上的有效功率称上的有效功率称为能量密度。能量密度在能量密度。能量密度在电弧弧轴线处最大，从中心最大，从中心到周到周围逐逐渐降低。降低。3 3电弧的温度分布弧的温度分布焊接接电弧中三个区域的温度分布是不均匀的，一般情况下，阳极斑点温度高弧中三个区域的温度分布是不均匀的，一般情况下，阳极斑点温度高于阴极斑点温度，分于阴极斑点温度，分别占放出占放出热量的量的43%43%和和36%36%左右，但都低于左右，但都低于该种种电极材料极材料的沸点。弧柱区的温度最高，但沿其截面分布不均，其中心温度最高，可达的沸点。弧柱区的温度最高，但沿其截面分布不均，其中心温度最高，可达5000K5000K8000K8000K。（三）（三）焊接接电弧的力学特性弧的力学特性电弧在弧在电弧弧焊中的作用之一是把中的作用之一是把电能能转换为机械能，机械能在机械能，机械能在电弧弧焊中以中以电弧力的形式表弧力的形式表现出来。出来。电弧力包括弧力包括电磁收磁收缩力、等离子流力、斑点力、等离子流力、斑点压力、熔力、熔滴冲滴冲击力及短路爆破力等。力及短路爆破力等。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性当其它条件不变时，电弧电压升高，弧长增加，通过对流、辐射等131 1电弧力的弧力的类型及作用型及作用（1 1）电磁收磁收缩力力当当电流通流通过两根相近的平行两根相近的平行导线时，若，若电流方向相同流方向相同则产生相互吸引力，生相互吸引力，电流方向相反流方向相反则产生排斥力。生排斥力。这种由种由电磁磁场产生的力生的力称称为电磁力，其大小与磁力，其大小与导线中流中流过的的电流大小成正比，与两流大小成正比，与两导线间的距离的距离成反比。若把成反比。若把电弧中的弧中的电流看成是由流看成是由许多靠近的平行同向多靠近的平行同向电流流线组成成时，则它它们之之间将将产生相互吸引力。因生相互吸引力。因电弧是柔性弧是柔性导体，它的截面是可体，它的截面是可变的，的，截面将截面将产生收生收缩。这种种现象称象称为电磁收磁收缩效效应，产生此效生此效应的力称的力称为电磁磁收收缩力。力。（2 2）等离子流力）等离子流力锥形形电弧在弧在电磁收磁收缩力的作用下，高温气体不断的由力的作用下，高温气体不断的由电极流向工件，极流向工件，电弧周弧周围的气体不断地从的气体不断地从电极旁极旁进行行补充，充，补充充进的气体的气体被加被加热电离并离并连续流向工件，流向工件，对熔池形成熔池形成动压力，即等离子流力。力，即等离子流力。（3 3）斑点力）斑点力电弧弧焊时，电极斑点受到极斑点受到带电粒子的撞粒子的撞击或金属蒸或金属蒸发的反的反作用而作用而对斑点斑点产生生压力，称力，称为斑点力。斑点力。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性1电弧力的类型及作用第一讲 电弧的基本特性14不不论是阴极斑点力是阴极斑点力还是阳极斑点力，其方向是阳极斑点力，其方向总是与熔滴是与熔滴过渡方向渡方向相反，阻碍熔滴相反，阻碍熔滴过渡。一般阴极斑点力比阳极斑点力大。渡。一般阴极斑点力比阳极斑点力大。（4 4）熔滴冲）熔滴冲击力力当采用当采用较大大电流流进行熔化极行熔化极氩弧弧焊时，熔，熔滴呈射流滴呈射流过渡，在等离子流力的作用下，熔滴以极大的加速度渡，在等离子流力的作用下，熔滴以极大的加速度连续沿沿轴向射向熔池，使向射向熔池，使焊缝极易形成指状熔深。极易形成指状熔深。（5 5）短路爆破力）短路爆破力电弧从燃弧从燃烧状状态过渡到短路状渡到短路状态，电弧弧电流迅速上升，熔滴温度急流迅速上升，熔滴温度急剧升高，使液柱汽化爆断，升高，使液柱汽化爆断，产生生较大的冲大的冲击力，力，导致致飞溅产生。生。2 2影响影响电弧力的因素弧力的因素（1 1）气体介）气体介质不同种不同种类的气体介的气体介质，其，其热物理性能不同，物理性能不同，对电弧弧产生的影响也不同。生的影响也不同。导热性性强的气体或多原子气体消耗的的气体或多原子气体消耗的热量多，量多，对电弧有冷却作用，会引起弧有冷却作用，会引起电弧的收弧的收缩，导致致电弧力的增加。弧力的增加。气体流量或气体流量或电弧空弧空间气体气体压力增加，也会引起弧柱收力增加，也会引起弧柱收缩导致致电弧力弧力增加，同增加，同时使斑点力增大。使斑点力增大。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性不论是阴极斑点力还是阳极斑点力，其方向总是与熔滴过渡方向相15（2 2）电流和流和电弧弧电压电流越大，流越大，电磁收磁收缩力和等离子流力力和等离子流力都将增大，所以都将增大，所以电弧力也增大。弧力也增大。电流一定，流一定，电弧弧长度增加引起度增加引起电弧弧电压升高，升高，则电弧力降低。弧力降低。（3 3）焊丝直径直径焊接接电流一定流一定时，焊丝越越细，电流密度越大，流密度越大，造成造成电弧弧锥形越明形越明显，电磁力和等离子流力越大，磁力和等离子流力越大，电弧力也增大。弧力也增大。（4 4）电极极性极极性通常阴极通常阴极导电区的收区的收缩程度比阳极区大，因程度比阳极区大，因此，直流正接此，直流正接时，可形成，可形成锥度度较大的大的电弧，弧，产生生较大的大的电弧力。弧力。熔化极气体保熔化极气体保护焊采用直流正接采用直流正接时，熔滴受到，熔滴受到较大的斑点力，大的斑点力，过渡渡时受阻，受阻，电弧力弧力较小；反之，直流反接小；反之，直流反接时，电弧力弧力较大。大。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性（2）电流和电弧电压 电流越大，电磁收缩力和等16图7-2 电弧结构和压降分布示意图第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性图7-2 电弧结构和压降分布示意图第一讲 电弧的基本特性17图7-3 焊接电弧的静特性曲线小电流钨极氩弧焊、微束等离子弧焊以及脉冲氩弧焊中的“维弧”状态，通常使用电弧静特性的下降段 对于细丝大电流CO2气体保护焊、等离子弧焊，则通常工作在电弧静特性的上升段 对于焊条电弧焊、粗丝CO2气体保护焊、埋弧焊，多工作在电弧静特性的水平段 第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性图7-3 焊接电弧的静特性曲线小电流钨极氩弧焊、微束等离子18图7-4 弧长对电弧静特性的影响第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性图7-4 弧长对电弧静特性的影响第一讲 电弧的基本特性19图7-5 电弧动特性的说明示意图为什么为什么第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性图7-5 电弧动特性的说明示意图为什么第一讲 电弧的基本20实际动特性曲线实际动特性曲线成因分析成因分析第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性实际动特性曲线第一讲 电弧的基本特性21表表7-1 常用常用焊接方法的接方法的热效率系数效率系数焊接方法焊条电弧焊埋弧焊CO2气体保护焊熔化极氩弧焊钨极氩弧焊0.650.850.800.900.750.900.700.800.650.70第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性表7-1 常用焊接方法的热效率系数焊接方法焊条电弧焊0.622以交流以交流电形式向形式向焊接接电弧弧输送送电能的能的电源称源称为交流弧交流弧焊电源，源，产生的生的焊接接电弧是交流弧是交流电弧。弧。五、交流五、交流电弧的特点弧的特点交流交流电弧一般是由弧一般是由频率率为50Hz50Hz的交流的交流电源供源供电。每秒。每秒钟电弧弧电流有流有100100次次过零点，即每秒零点，即每秒钟电弧熄弧熄灭和再引燃和再引燃100100次。次。交流交流电弧有以下特点：弧有以下特点：（1 1）电弧周期性地熄弧周期性地熄灭和引燃和引燃交流交流电弧在弧在过零点改零点改变极性极性时熄熄灭，电弧空弧空间温度下降，此温度下降，此时电弧中异性弧中异性带电粒子粒子发生复合，降低生复合，降低了了电弧空弧空间的的导电能力。只有当能力。只有当电源源电压增大到超增大到超过再引燃再引燃电压后，后，电弧才有可能被再次引燃。弧才有可能被再次引燃。（2 2）电弧弧电压和和电流的波形流的波形发生畸生畸变由于由于电弧弧电压和和电流是流是交交变的，使的，使电弧空弧空间和和电极表面的温度也随极表面的温度也随时变化。因而化。因而电弧弧电阻不阻不是常数，而是随着是常数，而是随着电弧弧电流的流的变化而化而变化。当化。当电源源电压按正弦曲按正弦曲线变化化时，电弧弧电压和和电流就不按正弦流就不按正弦规律律变化，而化，而发生了畸生了畸变。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性以交流电形式向焊接电弧输送电能的电源称为交流弧焊电源，产生的23（3 3）热惯性作用性作用较明明显由于由于电弧弧电压和和电流流变化得化得较快，而快，而电弧弧热的的变化滞后于化滞后于电的的变化。某一化。某一时刻的瞬刻的瞬时电流，使流，使电弧空弧空间发生生热电离的效离的效应要推要推迟一定一定时间才能表才能表现出来。出来。六、交流六、交流电弧弧连续燃燃烧的条件的条件交流交流电弧燃弧燃烧时若有熄弧若有熄弧时间，则熄弧熄弧时间越越长，电弧就越不弧就越不稳定。定。为了保了保证焊接接质量，必量，必须将熄弧将熄弧时间减小至零，即减小至零，即电弧在每次熄弧在每次熄灭后后能迅速地自行恢复燃能迅速地自行恢复燃烧，使交流，使交流电弧弧连续燃燃烧。对纯电阻性阻性电路，即路，即焊接回路的接回路的电阻阻值远远大于感抗大于感抗值，通，通过理理论分分析可知，它析可知，它总是存在一定的熄弧是存在一定的熄弧时间，不利于交流，不利于交流电弧的弧的稳定燃定燃烧；对电感性感性电路，根据路，根据电压与与电流的波形流的波形图（图7-67-6）看出，只要看出，只要电路中路中电感感值足足够大，就能使大，就能使焊接接电流滞后于流滞后于电源源电压一定的相位角一定的相位角，使，使电源源电压的的值达到引弧达到引弧电压，便能保，便能保证交流交流电弧弧连续、稳定地燃定地燃烧。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性（3）热惯性作用较明显 由于电弧电压和电流变化得24要使交流要使交流电弧弧稳定燃定燃烧，就，就应保保证焊接回路中有足接回路中有足够大的大的电感，感，这样才能保才能保证电流改流改变极性极性时电弧能迅速地自行恢复燃弧能迅速地自行恢复燃烧，保，保证交流交流电弧弧稳定性，提高定性，提高焊接接质量。量。七、影响交流七、影响交流电弧燃弧燃烧的因素和提高的因素和提高电弧弧稳定性的措施定性的措施1 1影响交流影响交流电弧燃弧燃烧的因素的因素（1 1）空）空载电压越高，在相同的引弧越高，在相同的引弧电压下熄弧下熄弧时间越越短，短，电弧越弧越稳定。一般条件下定。一般条件下（2 2）再引燃）再引燃电压对电弧的弧的稳定燃定燃烧有很大的影响。有很大的影响。值越大，越大，电弧引燃越困弧引燃越困难，电弧越不弧越不稳定。定。（3 3）电路参数路参数主主电路的路的电感、感、电阻阻对电弧弧连续燃燃烧也有也有较大大的影响。增大的影响。增大或减小或减小，均可使，均可使电弧弧趋向向稳定定连续地燃地燃烧。第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性要使交流电弧稳定燃烧，就应保证焊接回路中有足够大的电感，这25（4 4）焊接接电流流焊接接电流越大，流越大，电弧空弧空间的的热量就越多，而且量就越多，而且电流流变化率化率也越大，即也越大，即热惯性作用越性作用越显著，将著，将导致致降降低，低，电弧的弧的稳定性提高。定性提高。（5 5）电源源频率率提高提高，周期和，周期和电弧熄弧熄灭时间相相应缩短。短。（6 6）电极的极的热物理性能和尺寸物理性能和尺寸电极具有极具有较大的大的热容量和容量和热导率，或具有率，或具有较大的尺寸和大的尺寸和较低的熔点，就会使低的熔点，就会使电极散极散热迅速，温度降低迅速，温度降低快，因而快，因而较大大，增大，增大电弧不弧不稳定性。定性。2 2提高交流提高交流电弧弧稳定性的措施定性的措施（1 1）提高弧）提高弧焊电源的源的频率率（2 2）提高）提高电源的空源的空载电压（3 3）改善）改善电弧弧电流的波形流的波形（4 4）叠加高）叠加高压电 第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性（4）焊接电流 焊接电流越大，电弧空间的热量就越26图7-6 电感性电路交流电弧的电压和电流波形图第一讲第一讲 电弧的基本特性电弧的基本特性图7-6 电感性电路交流电弧的电压和电流波形图第一讲 电27