焊條電弧焊電弧基礎(chǔ)知識講稿

1、焊條電弧焊電弧基礎(chǔ)知識講稿引課： （5min）從焊接與粘接、機械連接的區(qū)別入手引入：焊接作為材料永久性連接方法的本質(zhì)是實現(xiàn)了原子間結(jié)合。一、焊接過程的物理本質(zhì) （25min） 1意義：正確認(rèn)識其本質(zhì)，對于保證焊接質(zhì)量，提高焊接水平和提高新的焊接方法具有重要的意義。 2連接方法分類：(1)粘接 (2)鉚接 (3)機械連接(4)焊接講解： 其物理本質(zhì)都不同，并分析、比較其區(qū)別 講述1粘接是借助膠粘劑在固體表面上所產(chǎn)生的粘合力，將同種或不同種材料牢固地連接在一起的方法。膠粘劑及其粘接點必須能傳遞結(jié)構(gòu)應(yīng)力，在設(shè)計范圍內(nèi)不影響其結(jié)構(gòu)的完整性及對環(huán)境的適用性。 鉚接使用鉚釘連接兩件或兩件以上的工件叫鉚接，

2、鉚接分冷鉚和熱鉚。 通俗的講鉚接就是指兩個厚度不大的板，通過在其部位上打洞，然后將鉚釘放進(jìn)去，用鉚釘槍將鉚釘鉚死，而將兩個板或物體連接在一起的方法 如 剪刀，鉗子。角尺、三環(huán)鎖上的銘牌、橋梁建筑 機械連接是以機械單位進(jìn)行的連接，機械連接包括直螺紋連接、錐螺紋連接、套管冷擠壓連接等幾種情況引出： 3焊接的定義：焊接焊接是被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的建和而形成永久性連接的工藝過程。 特點是使被焊接工件達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接。提問并啟發(fā)學(xué)生：那么怎樣才能實現(xiàn)焊接過程呢？首先從理論上講：兩個工件表面距離（rA）只要達(dá)到

3、原子之間連接距離，就在接觸表面上進(jìn)行擴散，通過再結(jié)晶等物理化學(xué)過程，從而形成金屬鍵達(dá)到焊接過程。再從實際上講解：事實上在沒有外加能量的情況下，要是兩個分開的固體表面距離達(dá)到rA是不可能的，即使是過精細(xì)加工的表面，在微觀上也會存在凹凸不平之處。更何況在一般金屬表面上存在著油污和水分等吸附層。這些都會阻礙金屬表面之間的緊密結(jié)合。導(dǎo)出：兩種措施：加壓加熱可見：加壓和加熱都可實現(xiàn)金屬之間連接，形成焊接接頭，可分用也可并用。那么對每一金屬實現(xiàn)焊接所必須的溫度和壓力之間存在一定關(guān)系。必須注意：盡管根據(jù)溫度與壓力配合實現(xiàn)焊接的途徑很多，在實際上，對于金屬來講都是使兩個被焊接材料之間（母材與焊縫）形成共同晶粒

4、。二、焊接電弧的物理基礎(chǔ)知識目標(biāo)：1.掌握焊接的物理本質(zhì)，焊接電弧的物理基礎(chǔ)；2.焊接電弧的定義；3.帶電粒子的來源；能力目標(biāo)：1.能用焊接電弧基礎(chǔ)知識解釋說明生產(chǎn)問題；2.掌握電弧中帶點粒子來源形式，以提高穩(wěn)定性；3.能正確選用與使用焊接勞保用品，并能進(jìn)行個人安全防護(hù)。素質(zhì)目標(biāo)：1.學(xué)習(xí)中知識點的串聯(lián)、合并、升華以及相關(guān)知識結(jié)構(gòu)的邏輯思維能力；2.理論聯(lián)系實際的能力和意識。重點：電弧的物理基礎(chǔ) 解決方法：采用掛圖、圖片、動畫、視頻等形象生動的載體講解。難點：帶電粒子的來源：氣體電離、陰極電子發(fā)射解決方法：通過在黑板上畫出示意圖，采用思維導(dǎo)圖法，引導(dǎo)學(xué)生的邏輯思維，逐步演示、推導(dǎo)講解。1.電弧

5、的定義 40min解讀一：（電弧是一種強烈的、刺眼的光。）講解 電弧或弧光是氣體放電的一種形式。在正常狀態(tài)下，氣體具有良好的電氣絕緣性能，但當(dāng)在氣體間隙的兩端加上足夠大的電場時，就可以引起電流通過氣體，這種現(xiàn)象稱為放電。 一種氣體放電現(xiàn)象：形式，弧光放電：低弧壓，大電流，自持放電電弧的本質(zhì) 焊接電弧是在焊條與工件之間產(chǎn)生的強烈、持久又穩(wěn)定的氣體放電現(xiàn)象。焊接引弧時，焊條和工件瞬間接觸形成短路，強大的電流產(chǎn)生強烈電阻熱使接觸點熔化甚至蒸發(fā)，當(dāng)焊條提起時，在電場作用下，熱的金屬發(fā)射大量電子，電子碰撞氣體使之電離，正、負(fù)離子和電子構(gòu)成電弧。區(qū)別：正常氣體不導(dǎo)電。解讀二：帶電粒子通過兩電極之間氣體空間

6、的一種導(dǎo)電過程。(1)電弧是一種導(dǎo)體；注意與金屬導(dǎo)電機理的不同。(2)電弧是一種柔性導(dǎo)體；可以變形（粗、細(xì)、高、低變化）(3)電弧是一種能量形式；將弧焊電源輸送的電能轉(zhuǎn)化為熱能和機械能。(4)電弧還是一種力源：表現(xiàn)為對熔池金屬的攪拌作用。三、帶電粒子的來源（電弧帶電粒子的產(chǎn)生 ） （25min）1.氣體電離 （物理基礎(chǔ)）(1)定義 ：氣體受到電場或熱能的作用，就會使中性氣體原子中的電子獲得足夠的能量，以克服原子核對它的引力而成為自自電子，同時中性的原子或分子由于失去了帶負(fù)電荷的電子而變成帶正電荷的正離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程叫做氣體電離（單位）電子伏 ev問題1：

7、中性氣體分、原子的來源？（焊接方法不同，結(jié)果不同） 問題2：衡量氣體電離難易程度的尺度？（電離電壓）(2)電離的種類 重點講解熱電離和場致電離 熱電離： 是弧柱區(qū)產(chǎn)生帶電粒子的主要途徑。 電場作用下的電離： 陰極區(qū)和陽極區(qū)的電場強度非常高，高達(dá)105107V/cm，氣體電離以電場作用下的電離為主。 光電離：次要途徑。2.陰極電子發(fā)射逸出功：使一個電子從金屬表面飛出所需的能量稱為逸出功。通常用逸出電壓表示。見書2-3（有氧化物時逸出功比較低，所以電子容易從氧化膜出逸出，形成陰極斑點。 ）電子發(fā)射：電極表面受到外加能量的作用，使其內(nèi)部的電子沖破電極表面的束縛飛到電弧空間的現(xiàn)象稱為電子發(fā)射。陰極電子

8、發(fā)射種類熱發(fā)射 電場發(fā)射 光發(fā)射 粒子碰撞發(fā)射實際焊接中往往是多種電子發(fā)射機構(gòu)共同完成電子發(fā)射的任務(wù)。 3.其他物理過程(1)激勵 (2)擴散 (3)復(fù)合 (4)負(fù)離子產(chǎn)生等。負(fù)離子的形成主要是由中性氣體粒子（原子或分子）吸附一個電子形成的，負(fù)離子所帶電量與電子相同，但是質(zhì)量大，不能有效參與電弧導(dǎo)電過程。造成電弧不穩(wěn)。不希望電弧中存在大量的負(fù)離子。內(nèi)容小結(jié)： （5min）兩個工件表面距離（rA）只要達(dá)到原子之間連接距離，就在接觸表面上進(jìn)行擴散，通過再結(jié)晶等物理化學(xué)過程，從而形成金屬鍵達(dá)到焊接過程。焊接電弧是一種通過兩電極之間氣體空間的一種導(dǎo)電現(xiàn)象，電弧是一種熱源，可以熔化焊接材料和母材；焊接電

9、弧更是一種力源，具有挺度和剛性，可以攪拌熔池，改善焊縫力學(xué)性能。焊接電弧帶電粒子的來源方式主要有氣體電離和陰極發(fā)射電子。課堂訓(xùn)練/答疑：1結(jié)合焊接實踐生產(chǎn)過程，講述焊接電弧的特性？2焊接電弧的職能分析？作業(yè)布置：完成教材P32思考與練習(xí)：一、二、三題。板書設(shè)計：一、焊接過程的物理本質(zhì)（重點）首先從理論上講：再從實際上講解：二、焊接電弧的物理基礎(chǔ)解讀一：解讀二：三、帶電粒子的來源 （難點）氣體電離陰極電子發(fā)射引課：結(jié)合實操課堂訓(xùn)練：答疑： 兩個問題副板區(qū)：主板區(qū)： 焊接電?。ㄒ唬﹥?nèi)容小結(jié)： 作業(yè)布置：電弧的主要特點 1、維持電弧放電的電壓較低，一般為10-50V 。     2、電弧中的電流很大，可從幾A到幾千A。    3、具有很高的溫度?；≈行臏囟瓤蛇_(dá)5000-30000K，某些情況下可達(dá)50000K以上(等離子弧)，大大超過了金屬的熔點，所以可以用來熔化金屬，作為各種電弧焊方法的熱源。 利用電弧將工作連接在一起的焊接方法，稱為電弧焊，電弧焊是焊接方法中應(yīng)用最為廣泛的一種。據(jù)一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的統(tǒng)計，電弧焊在焊接生產(chǎn)總量中所