焊接電弧的性質(zhì)與弧焊電源的種類,電弧的狀態(tài)、電弧周圍的介質(zhì)和電極材料等有關(guān)。從不同的角度,焊接電弧可作如下分類:
1)按電流種類分為交流電弧、直流電弧和脈沖電弧(包括高頻脈沖電弧)。
2)按電弧狀態(tài)分為自由電弧和壓縮電弧。焊條電弧焊電弧屬于自由電??;等離子弧屬于壓縮電弧。
3)按電弧周圍介質(zhì)可分為焊條電弧焊電弧、焊劑層下“燃燒”的電弧、氣體保護電弧焊電弧以及介于明弧和埋弧之間的電弧。
4)按電極材料可分為熔化極電弧和非熔化極電弧。例如,鎢極氬弧焊是非熔化極電弧,CO,氣體保護焊是熔化極電強。
前面主要論述了應(yīng)用較廣的自由電弧中交流電弧和直流電弧的電特性和特點。下面重點論述自由電弧中的非熔化板電弧和培化極電弧的特點,外,對壓縮電弧和脈沖電弧的特點作一簡單介紹。
1.非熔化極電弧
非熔化極電弧,顧名思義在焊接過程中電極本身不熔化,沒有金屬熔滴過渡,通常采用情性氣體(如氬氣、氮氣等)保護。由于氮氣十分昂費,大多數(shù)情況下我國都采用氬氣保護,電極多采用鎢極或摻有少量稀土金屬的鴿極,如稀土仕或飾,這種電弧通常稱為鎢極氬弧。
鎢極氬弧又分為直流電弧與交流電弧兩種。直流鎢極氨弧一旦點燃之后,電弧非常穩(wěn)定,電流最小可達5A,故經(jīng)常用于薄板的焊接;交流鎢極氬弧,電流每秒鐘有100次過零點,故每秒鐘要有100次重新引燃。除此之外,氬氣的電離電壓很高,所以氬弧的引燃電壓比一般電弧要高得多,導(dǎo)致交流鎢極氬弧的電弧穩(wěn)定性較差。
2.熔化極電弧
熔化極電弧,就是在焊接電弧燃燒過程中作為電弧的一個極不斷熔化,并按一定規(guī)律過渡到焊接工件上去的。根據(jù)電弧是否可見,熔化極電弧又可分為明弧和埋弧兩大類。
明弧的電極也分兩種:一種是在金屬絲表面敷有藥皮,即人們常見到的焊條電弧焊所用的焊條。另一種明弧是采用光電極,即光焊絲。在后一種情形下,通常為提高焊接質(zhì)量而采用保護氣體,以保護電弧燃燒穩(wěn)定且不受大氣中有害氣體的影響。隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了在焊絲中摻入合金元素的冶金技術(shù),其中合金元素起保護作用,而不必采用保護氣體,這種電弧稱為自保護電弧。采用藥芯焊絲的焊接電弧就屬這種情況。
采用光焊絲的電弧多數(shù)用直流弧焊電源,特別是采用活性氣體保護焊的電弧必須采用直流電源,而惰性氣體保護焊的電弧,則可采用脈沖弧焊電源、矩形波交流弧焊電源或普通的交流弧焊電源。
埋弧即所指埋弧焊,也是采用光焊絲,但在焊接過程中要不斷地往電弧周圍送給顆粒狀焊劑,電弧被埋在焊劑層下進行燃燒,而燃燒的電弧不可見。因為焊劑中含有穩(wěn)弧元素,故電弧能夠穩(wěn)定燃燒。這類電弧既可以是直流電弧,也可以是交流電弧。
在熔化極電弧焊中,電極不斷地熔化并以一定形式過渡到焊縫中去,這就要求電極連續(xù)不斷地向電弧區(qū)送進,以維持弧長的基本恒定。
對于普通的熔化極電弧,電極在熔化過程中形成的熔滴有大有小,短路過渡電弧是經(jīng)應(yīng)用的電弧現(xiàn)象之一。這種電弧在燃燒過程中,不僅弧長發(fā)生激烈的變化,更主要的是在滴短路之后必有一個重新引燃電弧的問題存在。因此,對于有熔滴短路的電弧,使電弧變得不穩(wěn)定,而需對弧焊電源提出很高的要求,如弧焊電源必須具備良好的動特性。