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焊接電弧及弧焊電源知識
第一節 焊接電弧的引燃方法及直流電弧的結構和溫度
一、焊接電弧的性質及引燃方法
焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達到原子結合的一種加工方法。
根據焊接過程中金屬所處的狀態不同，可以把焊接分為熔焊、壓焊和釬焊三類。
熔焊：利用局部加熱使連接處的金屬熔化再加入（或不加入）填充金屬而結合的方法，熔焊的特點是焊件間產生原子的結合，焊接接頭的力學性能較高，連接原件、大件時的生產率高，缺點是產生的應力、變形較大，熱影響區發生組織變化。熔焊是工業生產中應用最廣泛的一種焊接方法。
壓焊：在焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱）以完成焊接的方法，壓焊也是使原子間結合而焊接的。但接頭力學性能較熔焊差，適宜于小型金屬加工，焊后變形極小，機械化自動化程度高。
釬焊：采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于母材熔點溫度，利用液態釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現連接焊件的方法。釬焊的優點是加熱溫度低，接頭平整、光滑，外形美觀，應力及變形小；缺點是接頭強度較低，裝配時對裝配間隙要求高。
1.焊接電弧的性質 兩電極間強烈而持久的放電現象稱為電弧。電弧是一種空氣導電的現象。它具有兩個特性，即能放出強烈的光和大量的熱。焊接電弧是指由焊接電源供給的具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間氣體介質中產生的強烈而持久的放電現象。
2.電弧引燃方法
(1)接觸短路引燃法 將焊條與焊件接觸短路產生短路電流，然后迅速將焊條提起2mm~4mm,這時焊條與焊件表面之間立即產生一個電壓，即焊機空載電壓，使空氣電離而產生電弧。接陰極區觸法引弧主要用于手工電弧焊和埋弧自動焊中。
(2)高頻高壓引弧法利用高壓（2000V~3000V)直接將兩電極間的空氣間隙擊穿電離，引發電弧。由于高壓對人身有危險，所以通常將其頻率提高到150kHz~260kHz。高頻高壓引弧法主要用于氫弧焊、等離子電弧焊中。
二、直流電弧的結構
直流電弧由陰極區、陽極區和弧柱區組成.
1.陰極區 電弧緊靠負電極的區域為陰極區，陰極區很窄，電場強度很大。在陰極表面上有一個明亮的斑，稱為陰極斑點。它是電子發射時的發源地，電流密度很大，也是陰極區溫度最高的地方。
2.陽極區 電弧緊靠正電極的區域為陽極區，陽極區較陰極區寬，在陽極表面也有一個光亮的斑點，稱為陽極斑點。它是集中接收電子的微小區域。陽極區電場強度比陰極小得多。
3.弧柱區 在陰極區和陽極區之間為弧柱區，其長度占弧長的絕大部分。在弧柱區充滿了電子、正離子、負離子和中性的氣體分子或原子，并伴隨著激烈的電離反應。
三、焊接電弧的溫度分布
焊接電弧中三個區域的溫度分布是不均勻的。一般情況下，陽極斑點溫度高于陰極斑點溫度，分別占放出熱量的43%和36%;但都低于該種電極材料的沸點，弧柱區的溫度最高，但沿其截面分布不均，其中心部溫度最高，可達5000K~8000K,離開弧柱中心線，溫度逐漸降低。
