如何提高熔滴过渡的稳定性?
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发布时间：2022-04-23 18:40
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时间：2023-10-13 08:33
熔滴是电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的和向熔池过渡的液态金属滴。熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程称为熔滴过渡。熔滴过渡对焊接过程的稳定性，焊缝形成，飞溅及焊接接头的质量有很大的影响，因此了解这个问题对于掌握熔化极焊接工艺是很重要的。
金属熔滴向熔池过程的形式，大致可分为三种
即：滴状过渡、短路过渡、喷射过渡
为什么熔滴过渡会有上述这些不同的形式呢？这是由于作用于液体金属熔滴上的外力不同的缘故。在焊接时，采取一定的工艺措施。就可以改变熔滴上的作用力，也就使熔滴按人们所需要的过渡形式自焊条向熔池过渡。
一熔滴过度的作用力
1熔滴的重力
任何物体都会因为本身的重力而具有下垂的倾向。平焊时，金属熔滴的重力起促进熔滴过渡作用。但是在立焊及仰焊时，熔滴的重力阻碍了熔滴向熔池过渡，成为阻碍力。
2表面张力
液体金属象其它液体一样具有表面张力，即液体在没有外力作用时，其表面积会尽量减小，缩成圆形，对液体金属来说，表面张力使熔化金属成为球形。
焊条金属熔化后，其液体金属并不会马上掉下来，而是在表面张力的作用下形成球滴状悬挂在焊条末端。随着焊条不断熔化，熔滴体积不断增大，直到作用在熔滴上的作用力超过熔滴与焊芯界面间的张力时，熔滴才脱离焊芯过渡到熔池中去。因此表面张力对平焊时的熔滴过渡并不利。
但表面张力在仰焊等其它位置的焊接时，却有利于熔滴过渡，其一是熔池金属在表
面张力作用下，倒悬在焊缝上而不易滴落；其二当焊条末端熔滴与熔池金属接触时，会由于熔池表面张力的作用，而将熔滴拉入熔池。表面张力越大焊芯末端的熔滴越大。表面张力的大小与多种因素有关，如焊条直径越大焊条末端熔滴的表面张力也越大；液体金属温度越高，其表面张力越小，在保护气体中加入氧化性气体（Ar—O2 Ar—CO2）
可以显著降低液金属的表面张力，有利于形成细颗粒熔滴向熔池过渡。
3电磁力
向相同，则这两根导体彼此相吸，使这两根导体相吸的力叫做电磁力，方向是从外向内，图1所示。电磁力的大小与两根导体的电流的乘积成正比，即通过导体的电流越大，电磁力越大。
在进行焊接时，我们可以把带电的焊丝及焊丝末端的液体熔滴看做是由许多载流导体组成的。这样，根据上述的电磁效应原理，不难理解，焊丝及熔滴上同样受有四周向中心的径向收缩力，因此称之为电磁压缩力。电磁压缩力使焊条的横截面具有缩小的倾向，电磁压缩力作用在焊条的固态部分是不起作用的，但是对焊条末端部的液体金属来说却具有很大的影响，促使熔滴很快形成。在球形的金属熔滴上，电磁力垂直地作用其表面上，电流密度最大的地方将在熔滴的细径部分，这部分也将是电磁压缩力作用最大的地方。因此随着颈部逐渐变细，电流密度增大，电磁压缩力也随之增强，则促使熔滴很快地，脱离焊条端部向熔池过渡。这样就保证了熔滴在任何空间位置都能顺利过渡到熔化。

在焊接电流较小和焊接的两种情况下，电磁压缩力对熔滴过渡的影响是不同的。焊接电流较小时，电磁力较小，这时，焊丝末端的液体金属主要受到两个力的影响，一个是表面张力，另一个是重力。因此，随着焊丝不断熔化，悬挂在焊丝末端的液体熔滴的体积不断增大，当体积增大到一定程度，其重力足以克服表面张力的时候，熔滴便脱离
焊丝，在重力作用下落向熔池。这种情况下熔滴的尺寸往往是较大的。这种大熔滴通过电弧间隙时，常使用电弧短路，产生较大的飞溅，电弧燃烧非常不稳。焊接电流较大时，电磁压缩力就比较大，相比之下，重力所起的作用就很小，液体熔滴主要是在电磁压缩力的作用下，以较小的熔滴向熔池过渡，而且方向性较强，不论是平焊位置或仰焊位置，熔滴金属在磁场压缩力的作用下，总是沿着电弧轴线自焊丝向熔池过渡。
焊接时，一般焊条或焊丝上的电流密度都比较大，因此电磁力是焊接过程中促使熔滴过渡的一个主要作用力。在气体保护杆时，通过调节焊接电流的密度来控制熔滴尺寸，是工艺上的一个主要手段。
焊接是电弧周围的电磁力，除了上述的作用以外，还能产生另外一种作用力，这就是由于磁场强度分布不均匀而产生的力。因为焊条金属的电流密度大于焊件的密度，因此在焊条上所产生的磁场强度要大于焊件上所产生的磁场强度，因此产生了一个沿焊条纵向的场力。它的作用方向是由磁场强度大的地方（焊条）指向磁场强度小的地方（焊件）所以无论焊缝的空间位置如何，始终是有利于熔滴向熔池过渡的。

4极点压力
在焊接电弧中的带电微粒主要是电子和正离子，由于电场的作用，电子线阳极运动，正离子向阴极运动，这些带电粒子撞击在两极的辉点上，便产生了。在直流正接时，阻碍熔滴过渡的正离子的压力。反接时阻碍熔滴过渡的是电子的压力。由于正离子比电子的质量大，所以正离子流的压力要比电子流的压力大。因此，反接时容易产生细颗粒过渡，而正接则不容易，这就是极点压力不同的缘故。
5气体的吹力
在手工电弧焊时，焊条药皮的熔化稍微落后于焊芯的熔化，在药皮末端形成一小段尚未熔化的“喇叭”形套管，如图3所示。套管内有大量的药皮造气剂分解产生的气体
以及焊芯中碳元素氧化生成的CO气体，这些气体因加热到高温，体积急剧膨胀，并顺着未熔化套管的方向，以挺直（直线的）而稳定的气流冲去，把熔滴吹到熔池中去，不论焊缝的空间位置怎样，这种气流都将有利于熔滴金属的过渡。
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时间：2023-10-13 08:34
熔滴是电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的和向熔池过渡的液态金属滴。熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程称为熔滴过渡。熔滴过渡对焊接过程的稳定性，焊缝形成，飞溅及焊接接头的质量有很大的影响，因此了解这个问题对于掌握熔化极焊接工艺是很重要的。
金属熔滴向熔池过程的形式，大致可分为三种
即：滴状过渡、短路过渡、喷射过渡
为什么熔滴过渡会有上述这些不同的形式呢？这是由于作用于液体金属熔滴上的外力不同的缘故。在焊接时，采取一定的工艺措施。就可以改变熔滴上的作用力，也就使熔滴按人们所需要的过渡形式自焊条向熔池过渡。
一熔滴过度的作用力
1熔滴的重力
任何物体都会因为本身的重力而具有下垂的倾向。平焊时，金属熔滴的重力起促进熔滴过渡作用。但是在立焊及仰焊时，熔滴的重力阻碍了熔滴向熔池过渡，成为阻碍力。
2表面张力
液体金属象其它液体一样具有表面张力，即液体在没有外力作用时，其表面积会尽量减小，缩成圆形，对液体金属来说，表面张力使熔化金属成为球形。
焊条金属熔化后，其液体金属并不会马上掉下来，而是在表面张力的作用下形成球滴状悬挂在焊条末端。随着焊条不断熔化，熔滴体积不断增大，直到作用在熔滴上的作用力超过熔滴与焊芯界面间的张力时，熔滴才脱离焊芯过渡到熔池中去。因此表面张力对平焊时的熔滴过渡并不利。
但表面张力在仰焊等其它位置的焊接时，却有利于熔滴过渡，其一是熔池金属在表
面张力作用下，倒悬在焊缝上而不易滴落；其二当焊条末端熔滴与熔池金属接触时，会由于熔池表面张力的作用，而将熔滴拉入熔池。表面张力越大焊芯末端的熔滴越大。表面张力的大小与多种因素有关，如焊条直径越大焊条末端熔滴的表面张力也越大；液体金属温度越高，其表面张力越小，在保护气体中加入氧化性气体（Ar—O2 Ar—CO2）
可以显著降低液金属的表面张力，有利于形成细颗粒熔滴向熔池过渡。
3电磁力
向相同，则这两根导体彼此相吸，使这两根导体相吸的力叫做电磁力，方向是从外向内，图1所示。电磁力的大小与两根导体的电流的乘积成正比，即通过导体的电流越大，电磁力越大。
在进行焊接时，我们可以把带电的焊丝及焊丝末端的液体熔滴看做是由许多载流导体组成的。这样，根据上述的电磁效应原理，不难理解，焊丝及熔滴上同样受有四周向中心的径向收缩力，因此称之为电磁压缩力。电磁压缩力使焊条的横截面具有缩小的倾向，电磁压缩力作用在焊条的固态部分是不起作用的，但是对焊条末端部的液体金属来说却具有很大的影响，促使熔滴很快形成。在球形的金属熔滴上，电磁力垂直地作用其表面上，电流密度最大的地方将在熔滴的细径部分，这部分也将是电磁压缩力作用最大的地方。因此随着颈部逐渐变细，电流密度增大，电磁压缩力也随之增强，则促使熔滴很快地，脱离焊条端部向熔池过渡。这样就保证了熔滴在任何空间位置都能顺利过渡到熔化
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时间：2023-10-13 08:34
熔滴过渡是指在电弧热作用下，焊丝或焊条端部的熔化金属形成熔滴，受到各种力的作用从焊丝端部脱离并过渡到熔池的全过程。它与焊接过程稳定性、焊缝成形、飞溅大小等有直接关系，并最终影响焊接质量和生产效率
熔滴过渡的主要形式分为三种：自由过渡、接触过渡（短路过渡）和渣壁过渡。
1．自由过渡
自由过渡是指熔滴在电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触的过渡方式。
(1)滴状过渡其特点是熔滴直径大于焊丝直径。
1)粗滴过渡。条件：电流较小，电弧电压高时，如小电流MIG焊（熔化极惰性气体保护焊）。过渡频率低，主要是重力与表面张力的平衡。
2)细滴过渡。条件：较大电流时，如大电流气体保护焊。过渡频率高，电弧稳定，焊缝质量高。
(2)喷射过渡在MIG焊时会出现这种形式的过渡，又分为射滴过渡、亚射流过渡、射流过渡等。
1)射滴过渡。熔滴直径接近焊丝直径，尺寸规则呈球形，沿轴向过渡。
形成原因：熔滴被弧柱笼罩，电弧呈钟罩形，从而电磁收缩力形成较强的推力。
出现场合：铝及其合金的氩弧焊及钢的脉冲氩弧焊。
2)射流过渡。电流密度大，熔滴直径小于焊丝直径。
形成原因：电流密度大，焊丝熔化端部形成尖锥状，出现金属蒸发，电弧跳弧（此时电流称为射流过渡的临界电流），形成很强的等离子流力。
出现场合：大电流MIG焊或大电流富氩混合气体保护焊。
3)亚射流过渡。介于接触过渡与射滴过渡之问的熔滴过渡形式。
形成原因：因其电弧较短，在电弧热作用下，形成的熔滴长大，在即将以射滴过渡时与熔池短路，在电磁收缩力的作用下断裂形成过渡。
特点：短路前就已经形成细颈；短路时间短；飞溅小，焊缝成形美观；电弧自调节能力强；主要用于铝及其合金的焊接。
2．接触过渡
接触过渡又称短路过渡，是指当电流较小，电弧电压较低时，弧长较短，熔滴未长成大滴就与熔池接触形成液态金属短路，电弧熄灭，随之金属熔滴在表面张力及电磁收缩力的作用下过渡到熔池中去，熔滴脱落之后电弧重新引燃，如此交替进行的过渡方式。短路过渡是燃弧、熄弧交替进行的。短路过渡时，焊接平均电流较小。
3．渣壁过渡
渣壁过渡是埋弧焊和焊条电弧焊时熔滴过渡形式之一。埋弧焊时，电弧在熔渣形成的空腔内燃烧，熔滴中大部分是通过渣壳的内壁溜向熔池，这种过渡形式称沿渣壁过渡；焊条金属熔滴过渡形态由焊芯和药皮的类型、成分及药皮厚度决定，除了有前述的大熔滴过渡、喷射过渡、爆炸过渡等类型外，也有渣壁过渡。焊条熔滴渣壁过渡的特点是熔滴总是沿着焊条套筒内壁的某一侧滑出套筒，并在没有脱离套筒边缘之前，已脱离焊芯端部而和熔池接触（不构成短路），然后向熔池过渡，故又称沿套筒过渡。渣壁过渡电弧稳定，飞溅小，综合工艺性能优良，是理想的过渡形式。细熔滴和深套筒是焊条熔滴渣壁过渡形式的基本条件，使熔滴和熔渣表面张力减小，或焊条药皮厚度增大，使套筒变长，都有利于渣壁过渡
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时间：2023-10-13 08:35
焊丝(条)端头的金属在电弧热作用下被加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝(条)进入熔池，称之为熔滴过渡。
熔滴过渡状态是指焊条熔化后滴入熔池的状态。对熔滴过渡产生影响的因素包括保护气体的种类和成分，焊接电流和电压，焊条的成分和直径等。
1. 粒状熔滴过渡(Globular transfer)
指熔滴直径比所使用的wire直径大时的过渡状态。可以细分为低电流和中间程度的焊接电流范围内所产生的drop transfer和较高电流co2焊接时产生的repelled transfer。
2.短路熔滴过渡 (Short circuiting transfer)
Wire端部产生的熔滴与熔池直接接触过渡。在低电流电压co2焊接时，或在惰性气体成分高的焊接条件下，即MAG或MIG焊接时会出现。
3.旋转熔滴Rotating transfer :
在GMAW的大电流领域产生的现象。由于电流越高熔合效率越高，因此从效率方面考虑时电流越高越好。但是与其相对应缺点是很难控制熔池，易产生焊接不良。目前对提高焊接效率的研究主要集中在 rotating mode的 control方面。
4.射流过渡 Spray transfer :
是指比焊接wire小的熔滴的过渡状态。在较高电流中Ar主成份的保护气体焊接时产生。喷雾过渡时熔滴一滴一滴有规律的过渡，因此称为projected transfer。熔化后滴落的wire前端形成小的粒状，熔滴以流淌的状态过渡，称为 streaming transfer 。另外熔化的wire前端拉长并高速旋转的过渡称为rotating transfer。
5.球状体过渡 前端熔化金属变大形成球状，继而发展为比表面张力还重的大粒熔滴，向母材侧落下过渡的形态叫球状体过渡。这种形式在CO2焊接的电流区更明显。因熔滴过渡时不是直落而下，所以焊缝略显不规则，飞溅也多。
折叠编辑本段短路过渡
使受电弧热熔化的消耗电极(焊条)前端与母材熔池短路，边重复进行燃弧，短路熔滴边过渡的形态叫短路过渡式，这种形式在CO2焊接与MIG焊接的小电流，低电压区焊接时尤为显著，被应用于熔深较浅的薄板焊接。电极前端的熔融部分逐渐变成球状并增大形成熔滴，与母材熔池里的熔融金属相接触，借助于表面张力向母材过渡。
短路过渡在采用低电流装置和较小焊丝直径的条件下产生，短路过渡易形成一个较小的、迅速冷却的熔池，适合于焊接留较大根部间隙的横梁结构，适合于全位置焊接。焊丝通过电弧间隙时没有熔滴过渡发生，当接触到焊接熔池时才会发生熔滴过渡。
A当电弧正常工作时，母材和焊丝都处于高温状态，送丝机构稳定的送进焊丝。当焊丝接触到熔池时，同时伴随着如下3个过程发生。
①较大的焊接电流通过焊丝进入焊缝和母材，使焊丝末端开始熔化。
②在图中短弧区，焊接电流迅速提高。
③当初始焊接电弧较短时，电弧电压值降低，电弧熄灭。
B采用平特性焊接电源可以使电流持续增加，主要是为了保持焊接电压稳定并提高电弧电压。此时电弧保持稳定，熔化的焊丝继续向焊接熔池熔敷金属。
C当焊接电流与电压继续增加时，焊丝在焊缝上形成一个圆锥形区域，通过持续的送丝过程，将更多的焊丝送进该圆锥形区域中。
D随着焊接电压和电流继续增加，更多焊丝的送进，锥形区域不断扩大，接着焊丝在锥形顶部开始产生缩颈，为下一步的剪切作准备。电磁剪切力主要是焊接电流通过焊丝与焊缝熔敷金属之间的短路过渡产生的，电磁剪切力沿着焊丝的方向向内辐射。
E从D开始，焊丝与焊缝上部形成的锥形区域分离，电弧再引燃，电流开始降低，电压从短路过渡电压升高到电弧电压，熔滴停止向焊缝中过渡。
F电弧对焊丝和焊缝进行加热。
G在电弧区，利用电弧热清除锥形区域，使之熔入焊缝中，增加焊缝和焊丝的热量，为下一个焊接周期作准备。
H当电压降低到电弧电压以下时，短路过渡过程结束，焊丝接触到焊缝并熄灭。
短路过渡工艺过程中的注意事项如下。
①焊丝熔滴只在短路过渡时才能熔入焊缝金属中，并且没有金属离子通过电弧。
②短路过渡的熔滴过渡周期为20~250次/s。
③在短路过渡过程中，电流产生的磁力场是主要影响因素，而重力不是主要因素，因此所有的焊接位置均可以采用。
④焊丝周围的电流磁力场在短路过渡过程中会引起电磁收缩效应，焊丝顶部熔化的金属熔滴在电磁收缩力的作用下转变成球形熔滴并附着在顶部，形成一个自由熔滴并进人焊接熔池。
⑤短路过渡适合于直径为1.2mm焊丝的焊接。
⑥厚板材料采用大直径焊丝，并且采用喷射过渡来提高金属熔敷效率。
⑦短路过渡对于母材的焊接热量输入较低，因此比较适合焊接薄板，焊接过程中不会产生烧穿现象，常用于焊接板厚小于5mm的碳钢和低合金钢。
