㈠ 焊接電弧的發展現狀
我國焊接技術的發展趨勢
國外專家認為：「到2020年焊接仍將是製造業的重要加工工藝。它是一種精確、可靠、低成本，並且是採用高科技連接材料的方法。目前還沒有其他方法能夠比焊接更為廣泛地應用於金屬的連接，並對所焊的產品增加更大的附加值。
世界上鋼及其它金屬產量、品種的不斷增長及其對製品質量、性能要求的日益提高，特別是隨著我國的入世及世界製造加工基地向我國不斷轉移，作為工業縫紉和線（材料）的焊割機和焊絲、焊條的數量、質量和品位及其自動化生產水平，也將有限大提高。按每億噸鋼材需求25萬台焊機，我國每年消耗鋼材3億噸（焊接結構約1.2噸），需要焊機約75萬台，不難預測，今後8~10年內它們將會繼續保持高速發展。為適應國內外市場急速發展和激烈競爭的需求，焊接設備與製造業將以市場為目標，進行傳統、通用產品改造、產品結構的調整、質量認證和規范管理，組織化規模化、專業化、自動化的批量生產；同時加強對現代焊接技術的研究開發，特別是發展高效、節能、高性能、優質和多絲高速焊接設備、重大裝備及其數字化控制技術和新焊接材料，取代進口，爭取出口。
1.焊接自動化技術的現狀與展望
隨著數字化技術日益成熟，代表處動地接技術的數字焊機、數字化控制技術業已穩步進入市場。三峽工程、西氣東輸工程、航天工程、船舶工程等國家大型基礎工程，有效地促進了先進焊接特別是焊接自動化技術的發展與進步。汽車及零部件的製造對焊接的自動化程度要求日新月異。我國焊接產業逐步走向「高效、自動化、智能化」。目前我國的焊接自動化率還不足30%，同發達工業國家的80%差距甚遠。從20世紀未國家逐漸在各個行業推廣自動焊的基礎焊接方式——氣體保護焊，來取代傳統的手工電弧焊，現已初見成效。可以預計在未來的10年，國內自動化焊接技術將以前所未有的速度發展。
2.高效、自動化焊接技術的現狀
20世紀90年代，我國焊接界把實現焊接過程的機械化、自動化作為戰略目標，已經在職各行業的科技發展中付諸實施，在發展焊接生產自動化，研究和開發焊接生產線及柔性製造技術，發展應用計算機輔助設計與製造；葯芯焊絲由現在的2%增長到20%；埋弧焊焊材也將在10%的水平上繼續增長。其中葯芯焊絲的增長幅度明顯加大，在未來20年內會超過實芯焊絲，最終將成為焊接中心的主導產品。
（2）高效、節能並能夠自動調節焊接參數的智能型逆變焊機將逐取代手弧焊和普通晶閘管焊機，而且焊機的操作趨向於簡單化、智能化，以符合當今淡化操作技能的趨勢。
（3）在汽車上、造船、工程機械和航空等領域，適用於不同場合的智能化焊接機器人較為廣泛的應用，大幅度提高了焊接質量和生產效率。
可喜的是我國很多待業部門和大型個業已經意識到這些問題，船舶工業已經率先提出，到2005年，船廠的高效率焊接要達到80%以上，其中二氧化焊接自動化的發展相對來說較好，國內的焊接廠商先後為一汽、東風、長豐、徐工、成都神鋼、美的、格蘭仕等多家著名的汽車生產廠、家電生產企業研究制了幾十台（套）自動化焊接專機線，整個生產過程由PLC可編程式控制制器作為中心控制環節，大量採用非接觸傳達室感器件和光電編碼控制環節。該生產線通過焊接工位機械實現了自動化操控，運行規范、可靠，在保證產品質量的基礎上，極大地提高了生產效率，減少生產人員達80%以上。該生產線被日本專家評價為後橋殼生產亞洲自動化程度最高生產線之一。推進焊接自動化進程，學習、吸收、借鑒、提高是十分重要的環節，應加強現有世藝的學習和提高。由於現有工藝多為手工操作，有其局限性，但如果在學習的基礎上利用現代自動化技術進行嫁接改造，往往就可以實現一定的突破。
國外如歐美、日本等發達國家早在20世紀80年代便在石油，化工、造船、建築、電力、汽車、機械等行業採用數字控制的小車式自動氣保焊機，代替人工進行焊接生產。近年來，國內幾家企業開發了幾種類似的自動焊接小車，但在結構和功能上均屬低端產品，在數字控制、焊接參數預置和專家系統自動調用等方面均為空白。在吸收和借鑒國外先進、成熟基礎之上，代表自主知識產權的第一代數控小車式自動焊在國內問世。該焊具有攜帶方便、安裝簡單、操作靈活、智能化程度高等特點，通過微機控制的多種焊接模式和專家程序，可在不同焊接位置滿足多種焊接工藝要求焊縫的焊接。數字化控制小車自動焊機的研製和市場推廣，一方面為石油、化工、造船、電力等行業提供了同國外同等技術檔次的國產自動焊接設備，另一方面為國內成功自主研發高端數字化焊機找到了一個切入點，對推動焊接行業在專用自動焊接設備的發展，具有里程碑的重大意義。
3.焊接自動化技術的展望
電子技術、計算機微電子住處和自動化技術的發展，推動了焊接自動化技術的發展。特別是數控技術、柔性製造技術和信息處理技術等單元技術的引入，促進了焊接自動化技術革命性的發展。
（1）焊接過程式控制制系統的智能化是焊接自動化的核心問題之一，也是我們未來開展研究的重要方向。我們應開展最佳控制方法方面的研究，包括線性和各種非線性控制。最具代表性的是焊接過程的模糊控制、神經網路控制，以及專家系統的研究。
（2）焊接柔性化技術也是我們著力研究的內容。在未來的研究中，我們將各種光、機、電技術與焊接技術有機結合，以實現焊接的精確化和柔性化。用微電子技術改造傳統焊接工藝裝備，是提高焊接自動化水平淡的根本途徑。將數控技術配以各類焊接機械設備，以提高其柔性化水平，是我們當前的一個研究方向；另外，焊接機器人與專家系統的結合，實現自動路徑規劃、自動校正軌跡、自動控制熔深等功能，是我們近期研究的重點。
（3）焊接控制系統的集成是人與技術的集成和焊接技術與信息技術的集成。集成系統中信息流和物質流是其重要的組成部分，促進其有機地結合，可大大降低信息量和實時控制的要求。注意發揮人在控制和臨機處理的響應和判斷能力，建立人機聖誕的友好界面，使人和自動系統和諧統一，是集成系統的不可低估的因素。
（4）提高焊接電源的可靠性、質量穩定性和控制，以及優良的動感性，也是我們著重研究的課題。開發研製具有調節電弧運動、送絲和焊槍姿態，能探測焊縫坡開頭、溫度場、熔池狀態、熔透情況，適時提供焊接規范參數的高性能焊機，並應積極開發焊接過程的計算機模擬技術。使焊接技術由「技藝」向「科學」演變輥實現焊接自動化的一個重要方面。本世紀頭十年，將是焊接行業飛速發展的有利時期。我們廣大焊接工作者任重而道遠，務必樹立知難而上的決心。抓住機遇，為我國焊接自動化水平的提高而努力奮斗。
4.橋梁焊接技術發展趨勢
1、中國鋼橋發展概況
常見的鋼橋型式有：梁橋（Ⅰ型板梁、桁梁、箱梁），拱橋（系桿拱、下承拱、上承拱、中承拱），以及懸索橋和斜拉橋等。大跨徑公路和鋼橋主要是懸索橋和斜拉橋；鐵路鋼橋多為梁橋和拱橋。按造橋方法，鋼橋可分為：鉚接橋（工廠製造和工地拼接均為鉚接）、栓焊橋（工廠製造為焊接，工地拼接為高強度螺栓邊接）和全焊橋（工廠製造和工地拼接均為焊接）。栓焊橋和全焊橋統稱為焊接橋。我國僅在長江上已有各種型式的橋梁29餘座，其中接近半數為鋼橋。「萬里長江成了中國當代橋梁 的展台。」 在世界建成全部懸索橋中排名前十位的焊接鋼橋中，中國有2座：江陰長江大橋（L=1385m）排名第四，香港青馬大橋（L=1377 m）排名第五。而在全部斜拉橋排名前十位的焊接鋼橋，中國有6座橋，排名第三、四、五、六、七和第九（南京長江二橋L=628m，排第三位；武漢長江三橋L=618m，排第四位）。其中「不少已躋身世界級橋梁，展示出中國當代建橋技術達到了世界先進水平」。
2、焊接鋼橋的製造技術
我國橋梁鋼結構由早期的鐵路橋簡單工型桿件、箱型桿件到目前懸索橋和斜拉橋的復雜的正交異性板之類結構，繹焊接技術的要求提高很多，各鋼橋製造單位為適應發展的需要，在不斷地完善和革新製造技術，工藝裝備和工藝水平在不斷提高。發展到今天，已具有了製造質量焊接鋼橋的條件。早期製造鋼箱梁時，沒有專用胎具，採用國外早期使用過的「倒裝法」。當前採用正裝法「多節段邊續匹配組裝法，」焊接和預拼裝同時完成。這當然需要很大的場地，並且要布置的非常合理。主拼裝胎架縱向線形按橋梁設計線形設置橫向預設上拱度。板單元組裝定須在無日照時進行。這種多節段邊續匹配組裝法的實施具有一定的創造性。但工藝裝備方面尚有進一步提高和平共處完善之處，以進一步提高效率和質量。當前，定位板的使用尚不能完全避免，應盡可能減少。焊接方法應用與早期也有很大不同。已經不再僅僅是手工電弧焊定位、埋弧自動焊完成焊接任務的情況。在公路斜拉橋和懸索橋鋼箱梁 製造中，高效率焊接方法的應用受到重視，應用最多的為CO2自動焊和半自動焊和單面焊雙面焊成型技術，例如，據潤場長江大橋的統計，CO2自動焊和半自動焊應用比例已達75%，埋弧焊則約佔15%，其餘為焊條手工電弧焊。其它各廠的情況大體相似。而對於杵梁結構形式的鐵路橋或公鐵兩用橋，主要焊接方法仍是埋弧焊，例如，1995年建成的孫口黃河大橋，埋弧焊約佔70%，CO2焊接法僅占約3%；2000年建成的蕪湖長江大橋，埋弧焊方法約佔60%，CO2焊接法約佔15%。為了根部熔透和背面成形，廣泛應用了陶質襯墊。已經配備有焊槍可擺動的CO2自動焊機、用於U形式肋與橋面板角焊縫的雙頭CO2自動焊機等。但與國外相比較，中國高效焊接方法的應用還比較單一，主要是CO2焊接法和埋弧焊接法。國防大學外很重視高效焊接方法的開始和應用，常用TIG焊實施根部焊道的單面焊雙面成形來代替襯墊焊；除使用Ar/CO2(82/18)混合氣體，即Ar/He/CO2/O2四種氣體相混合的混合氣體，並已應用於焊接鋼橋。另外，在U形肋與橋面板焊接時則採用了六頭自動焊機。焊接機器人已在國外應用於橋面板構件的焊接。在這方面，與國外相比還有差距。
在焊接材料方面，一個突出的變化是葯芯焊絲的應用逐漸增多，例如，宜昌大橋焊接中，CO2焊接時完全使用葯芯焊絲，用量為210噸，占該橋用鋼量的1.9%。軍山大工業橋的情況相同，葯芯焊絲占該橋用鋼量的1.8%。目前，高韌性和工藝性能優異的焊接材料的開發穩定供貨， 是進一步提高焊接鋼橋質量的重要因素之一。
5.油氣管道焊接技術發展趨勢
1、我國石油天然氣管道建設初期焊接工藝應用情況
我國在70年代初開始建設大口徑長輸管道，80年代初開始推廣手工向下焊工藝，同時研製開發了纖維型和低氫型向下焊條。90年代初開始推廣自保護葯芯焊絲闐自動手工焊，有效地克服了其他焊接工藝方法野外作業抗風能力差的缺點，同時也具有焊接效率高、質量好且穩定的特點，現成為管道環縫焊接的主要方式。管道全位置自動焊的應用趨於高效率、高質量，這標志著我國油氣管道焊接技術已達到了較高水平。
2、焊接工藝
管道自動焊技術由於焊接效率高，勞動強度小，焊接過程受人為因素影響小等優勢，在大口徑、厚壁管道建設的應用中具有很大潛力。
自動焊方法包括：1、內焊機根部+自動外焊機填充、蓋面；2、STT氣保護半自動焊部根焊+自動外焊機填寫充、蓋面；3、纖維素焊條手工電弧焊根部了焊+外焊機自動焊填寫充、蓋面。這幾種焊接方法的區別在於根部焊方法的不同。自動外焊技術對坡口形狀及管口組對要求嚴格，現場施工必須具備內對口器、管端坡口整形機等配套機具。另外，採用手工焊或半自動焊方面時就極易形成坡口邊緣未熔合。半自動焊方法為纖維素型焊條手工正向根部焊，自保護葯芯焊絲半自動焊填寫充、蓋面。
3、管道焊接施工未來的展望
隨著管線鋼性能的不斷提高，管道建設越來越趨於向長距離，高工作壓力，大口徑、厚壁化方向發展，這就需要研究高質量的焊接材料和高效率的焊接方法與之匹配，保證環焊接頭的強韌性。未來的管道建設，為獲得施工的高效率和高質量，將優先考慮熔化極氣體保護焊。而自保護葯芯焊絲半自動焊與手工電弧焊相結合，由於操作靈活，環境適應性強，一次性投資小，對於大直徑、大壁厚鋼管是一種好的焊接工藝。
6.汽車製造焊接技術發展趨勢
汽車的發動機、變速箱、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術的應用。在汽車零部件的製造中，點焊、凸焊、縫焊、滾凸焊、焊條電弧焊、CO2氣體保護焊、氬弧焊、氣焊、釺焊具有生產量大，自動化程度高，高速、低耗、焊接變形小、易操作的特點，所以對汽車車向薄板覆蓋零部件特別適合，因此，在汽車生產中應用最多。在投資費用中點焊約佔75%，其他焊接方法只佔25%。
隨著汽車工業的發展，汽車車身焊裝生產線也在逐漸向全自動化方向發展實現自動化的前提是零部件製造精度要很高，希望焊接變形最小，焊接部位外觀要清爽，故要求焊接技術越來越高。我國面臨加WTO的機遇和挑戰，焊接方面新技術的推廣應用對汽車工業的品牌提升有著極其重要的作。
一、汽車工業中焊接新技術的應用
現今，汽車工業中的先進焊接技術很多，這里只列舉出氣體保護焊接技術和等離子焊接技術。
1、氣體保護焊接技術
（1）表面張力過渡的波形控製法 方法的關鍵是用2個電流脈沖完成1個熔滴過渡，第1個電流脈搏沖形成熔滴並使之長大，直至熔滴與工件短路；第2個電流脈沖是1個短時窄脈沖並不斷檢測其di/dt，同時控制電流脈值，以產生適當的電磁收縮力，使熔滴頸部收縮變細，最後靠熔池表面張力拉斷，完成1個熔滴過渡而不產生飛濺。
（2）逆變電源波形控制 利用逆變電源良好的動特性和靈活的可控性，採用波形控制，在短路階段初期抑制電流上升，以減少電磁力在剛形成小橋時熔滴過渡的阻礙和爆斷，減少大顆粒飛濺，並利於熔滴在熔池攤開；當熔滴在熔池攤開後，使電流迅速成上升，以加速形成縮頸，以後再慢速上升到一校低峰值，使小橋爆斷時飛濺減少。
（3）氬弧焊接技術 氬弧焊有非熔化極（TIG）和熔化極（MIG）兩種，均用於汽車工業有色金屬和高合金鋼焊接中。為了改善CO2氣體保護焊的成形和減少飛濺，採用加入80%或20%Ar的混合氣體保護焊。
2、等離子體的應用
氬氣保護的等離子焊接切割早已在和業應用，主要用於合金鋼和有色金屬加工。目前空氣等離子切割已普遍應用於一般鋼鐵和有色金屬的切割，國內鐵路客車廠引進了水下等離子切割，以減少變形和提高精度。發動機氣閥體早已採用填充圈等離子焊接。近十幾年來粉末等離子堆焊有很大發展，可進行小熔合比的薄層料精細堆焊，能堆焊各種特種合金錶面。
二、汽車工業焊接的總體發展趨勢
1、發展自動化柔性生產系統
工業機器人，因集自動化生產和靈活性生產特點於一身，故轎車生產近年來大規模、迅速地使用了機器人。在焊接方面，主要使用的是點焊機器人和弧焊機器人。由下圖可見，機器人在轎車中的使用量正在迅速上升。焊接生產線要高度自動化，廣泛採用6自由度的機器人，且機器人具有焊鉗儲存庫，可根據焊裝部位的確良不同要求或焊裝產品的變更，自動從儲存庫抓換所需焊鉗。傳輸裝置則已發展為採用無人駕駛的更具柔性化的感應導向小車。
2、發展輕便組合式智能自動焊機
近年來，國內的汽車製造廠都非常重視焊接的自動化。如一汽引進捷達車身焊裝車間的13條生產線的自動化率達80%以上。各條線都由計算機（可編程式控制制器PLC-3）控制，自完成工件的傳送和焊接。焊接由R30型極坐標式機器人和G60肘節式機器人61台進行，機器人驅動由微機控制，數字和文字顯示，磁帶記錄儀輸入和輸出程序。機器人的動作採用點到點的序步軌跡，具有很高的焊接自動化水平，既改善了工件條件，提高了產品質量和生產率，又降低材料消耗。類似高水平的生產線，在上海、武漢等地都有合資及引進，包括了德國、美國、法國和日本的先進汽車製造技術。但這些畢竟還遠不能適應我國民族汽車工業迅速發展的需要，我們必須堅持技術創新，大力加速發展高效節能的焊接新材料、新工藝和新設備，發展應用機器人技術，發展輕便靈巧的智能設備，建立高效經濟的焊接自動化系統，必須用計算工機及住處技術改造傳統產業，提高檔次。
第五節 工程機械焊接技術發展趨勢
世界大多數發達國家，大量使用柔性焊接系統（FWS）和高水平全自動焊接系統，在勞動力不足，企業員工高去出費用的情況下，使焊接質量，生產效率均保持世界領先地位，顯示出良好的經濟效益。在我國應結合實際情況，採用優質，高效，節能的焊接技術，且焊接設備投資不大，利用率較高，投資回收期較短。焊接過程中焊絲自動送進或配備自動行走等機構，在焊接質量，生產效率，降低焊材消耗，節約能源等方面均有明顯的經濟效益。典型的方法有CO2氣體保護焊和埋弧焊等。
1、工程機械行業焊接技術的現狀
1999年我國工程機械結構件焊接工藝中，採用自動（半自動）CO2氣體保護焊工藝約佔70%（以重量計），採用弧焊機器完成的焊接工住處量不足50%，其餘為手工電弧焊。我們也應該看到，現在工藝水平不能適合弧焊機器人的要求。工程機械行業雖然機器人的水平較高、數量較多，但由於焊接前零件的質量較低。弧焊機器人不能滿足生產要求，以至造成大量昂貴的設備處於半閑置的不利狀態。此外，CO2半自動焊機及自動焊接小車的廣泛應用，帶動了國內焊絲機零件配件等質量的普遍提高，有力地推動了CO2焊接工藝的發展。
2、工程機械待業應大力推廣低成本自動焊
今天，盡管高效節能的CO2所體保護焊工藝在工程機械行業焊接工藝中的自動化程度還不高，工程機械生產廠應在積極推進C02焊接工藝的同時，通過技術改造不斷地區性完善工藝。
（1）採用節能，優質高效的焊接工藝和設備，如自動（半自動）逆變CO2氣體保護焊機和埋弧自動焊。
（2）發展自動化焊接，在CO2氣體保護半自動焊接基礎上，增大自動焊接對規則焊縫（如直線和賀）進行焊接的使用面。希望在自動焊應用於非規則曲線型零件的焊接上有所突破，取得寶貴的經驗和良好的進展，拓寬自動焊的應用范圍，擴大自動焊接的比例。
（3）通過多種匯道完善工藝裝備，如裝配夾具和焊接變位機等。提高焊接質量和工件效率，減輕焊工的勞動強度，改善作業環境。
第六節機床行業焊接技術發展趨勢
機床行業焊接技術的發展是隨著機床產品技術的發燕尾服而發展趣來的。八十年代後，機床行業產品技術的引進，對機床行業焊接技術的發展起決定性的作用。隨著機床產品焊接結構越來越多地應用，徹底改變了過去幾十年鑄造結構「一統天下」的局面。以焊代鑄，以焊代鍛，以焊代切割已成為機床製造業的發展趨勢。目前，機床行業焊接技術的展也正朝著高效、自動方向發展。機床行業焊接新技術的應用具有廣闊前景，大力推廣應用新的、先進的焊接工藝和方法。
1、氣體保護焊等高效率焊接技術的應用
隨著國外技術的引進，1981年由濟南第二機床首先應用了ф1.6實芯CO2氣體保護焊技術替代美國VERSON全鋼機械壓力機公司的ф0.24葯芯富氬氣體保護焊工藝，對壓力機大型焊接件焊接工藝進行了攻關，並取得成功。1986年齊齊哈爾第二機床廠應用了ф1.2實芯富氬氣體保護焊技術，解決了壓力機大型焊接件的焊接問題，並用絲極氬弧銅堆焊技術，對活塞、氣缸等工件表面銅層堆焊，替代我國傳統的銅套獲得成功。1992年濟南第一機床廠在機床的薄板罩殼結構件上首次應用了ф0.8實芯CO2氣體保護焊。「七五」期間，濟南第二機床廠還將CO2氣體保護焊應用到了壓力機拉緊螺栓的加長焊接上，該項目獲機械部機床行業「七五」工藝成果二等獎。目前，氣體保護焊等高效率焊接技術，已廣泛應用於機床床身、齒輪、偏心體、搖桿軸、缸體、焊後不加工的管路法蘭和罩殼等零件，已成為機床行業焊接的主要工藝之一。
2、焊接自動化、機械化技術的應用
機床行業焊接自動化除CO2半自動焊以外主要不得體現在埋弧自動焊的應用上，主要應用於鋼板的拼焊和壓力容器的簡體焊接上。濟南第二機床廠，1993年採用焊縫自動跟蹤系統，改造十字操作架自動埋弧焊設備，實現了18mm厚以下壓力容器簡體、封頭不開坡口對接雙面自動跟蹤埋弧焊，取得了園滿成功。焊接機械化，主要是焊接變位機的應用，1981年濟南第二機床廠，開始了變位機的應用研究。此後，焊接變位機相繼在上海鍛壓機床廠、營口鍛壓機床廠、營口鍛壓機床廠、黃石鍛壓廠得到了應用，提高了焊接機械化程度。
3、機床待業焊接新技術的應用展望
隨著焊接技術和機床技術的飛速發展，焊接新技術在機床待業應用也具有廣闊的前景。機床行業的焊接結構也正在尋求探索應用焊接領域的新技術、新材料。
（1）葯芯焊絲在機床特別是數控產品上的應用
金屬切削機床特別是數控金切機床，精度要求高，外觀造型漂亮。為此，要求焊接結構外觀焊縫尺寸小、光滑美觀飛濺少，含鐵粉葯芯焊絲熔敷效率較高，具有優於實芯氣體保護焊的許多優點。
（2）細絲氣體保護焊的應用
近幾年，ф0.8細絲氣體保護焊在機床行業應用的趨勢已越來越強。隨著機床產品的技術進步，對機床的外觀造型和質量要求也越來越來高。過去機床產品採用手工電弧焊接的薄板罩殼零部件，已基本都不能滿足現有機床產品外觀質量的要求，特別是數控機床。現在都有在尋求控索，採用激光切割、ф0.8細絲氣體保護焊。濟南一機床集團有限公司，從1990年初開始應用激光切割和ф0.8細絲CO2氣體保護焊，焊接生產機床罩殼零部件，外觀質量滿足了數控機床高水平的要求。
（3）焊接機械化、自動化是機床行業應用於焊接新技術的重要途徑。機床產品焊接結構多為復雜的箱型 結構，在目前的焊接生產中大都採用整體組裝、整體焊接的工藝方法，實現自動化焊接較為困難。若將機床產品焊接結構的組裝、焊接合為一道工序，配以機械化工裝和變位機，實現自動化焊接是完全可行的。
㈡ 什麼是焊接電弧其形成特點如何
建立在焊接電極與被焊工件之間的電弧稱為「焊接電弧」；
焊接電弧具有電壓低（10-40v)，電流大(20-1000A）的基本特點。
焊接電弧的一個重要特點是：與焊絲的熔滴過渡相關。
㈢ 什麼是焊接電弧
焊接電弧是一種強烈的持久的氣體放電現象。在這種氣體放電過程中產生大量的熱能和強烈的光輝。通常，氣體是不導電的，但是在一定的電場和溫度條件下，可以使氣體離解而導電。焊接電弧就是在一定的電場作用下，將電弧空間的氣體介質電離，使中性分子或原子離解為帶正電荷的正離子和帶負電荷的電子（或負離子），這兩種帶電質點分別向著電場的兩極方向運動，使局部氣體空間導電，而形成電弧。
焊接電弧的引燃一般採用兩種方法：接觸引弧和非接觸引弧。手工電弧焊是採用接觸引弧的。引弧時，焊條與工件瞬時接觸造成短路。由於接觸面的凹凸不平，只是在某些點上接觸，因而使接觸點上電流密度相當大；此外，由於金屬表面有氧化皮等污物，電阻也相當大，所以接觸處產生相當大的電阻熱，使這里的金屬迅速加熱熔化，並開始蒸發。當焊條輕輕提起時，焊條端頭與工件之間的空間內充滿了金屬蒸氣和空氣，其中某些原子可能已被電離。與此同時，焊條剛拉開一瞬間，由於接觸處的溫度較高，距離較近，陰極將發射電子。電子以高速度向陽極方向運動，與電弧空間的氣體介質發生撞擊。碰撞的結果使氣體介質進一步電離，同時使電弧溫度進一步升高，則電弧開始引燃。只要這時能維持一定的電壓，放電過程就能連續進行，使電弧連續燃燒。 非接觸引弧一般藉助於高頻或高壓脈沖引弧裝置，使陰極表面產生強場發射，其發射出來的電子流再與氣體介質撞擊，使其離解導電。
焊接電弧可分為三個區域，即陽極區、弧柱區和陰極區。用鋼焊條焊接時，陰極區溫度為2400K左右，放出熱量為電弧總熱量的38％；陽極區溫度為2600K左右，熱量佔42％；弧柱區中心溫度可達5000－8000K，熱量佔20％左右。
㈣ 簡述手工電弧焊的焊接過程
首先將電焊機的輸出端兩極分別與焊件和焊鉗連接。再用焊鉗夾持電焊條。焊接時在焊條與焊件之間引出電弧，高溫電弧將焊條端頭與焊件局部熔化而形成熔池。然後，熔池迅速冷卻、凝固形成焊縫，使分離的兩塊焊件牢固地連接成一整體。焊條的葯皮熔化後形成熔渣覆蓋在熔池上，熔渣冷卻後形成渣殼對焊縫起保護作用上。最後將渣殼清除掉，接頭的焊接工作就此完成。
焊芯：焊芯是焊條內被葯皮包覆的金屬絲。它的作用是：
起到電極的作用。即傳導電流，產生電弧。
形成焊縫金屬。焊芯熔化後，其液滴過渡到熔池中作為填充金屬，並與熔化的母材熔合後，經冷凝成為焊縫金屬。葯皮：葯皮是壓塗在焊芯上的塗料層。它是由多種礦石粉、有機物粉、鐵合金粉和粘結劑等原料按一定比例配製而成。由於葯皮內有穩弧劑、造氣劑和造渣劑等的存在見表5-3，所以葯皮的主要作用有：穩定電弧
葯皮中某些成分可促使氣體粒子電離，從而使電弧容易引燃，並穩定燃燒和減少熔滴飛濺等。保護熔池
在高溫電弧的作用下，葯皮分解產生大量的氣體和熔渣，防止熔滴和熔池金屬與空氣接觸。熔渣凝固後形成渣殼覆蓋在焊縫表面上，防止了高溫焊縫金屬被氧化，同時可減緩焊縫金屬的冷卻速度。
改善焊縫質量
通過熔池中的冶金反應進行脫氧、去硫、去磷、去氫等有害雜質，並補充被燒損的有益合金元素。
㈤ 焊接的原理與電弧是什麼
焊 接 電 弧
焊接電弧的產生
焊接電弧的概念
電弧是一種氣體導電（放電）現象。焊接電弧則是兩個電極之間強烈而持久的放電現象。電弧產生的條件就是氣體要成為導電體。通常氣體是不導電的，氣體成為導體則需要兩個條件，即①陰極電子發射和②氣體電離。
①陰極電子發射
陰極的金屬表面連續地向外發射電子的現象叫做陰極電子發射。一般情況下，電子是不能離開金屬表面向外發射的。如果陰極電子獲得一定能量後，就可以克服金屬內部正電荷對它的引力而向外發射。這種能量可以是熱能、電能或者運動能量，即陰極在高溫狀態下，電子運動速度加快，當其能量大於正電荷對其的靜電引力，即可有電子發射；或者當兩極間的電場強度達到一定程度後，電場對陰極表面電子的吸引力大於正電荷的靜電引力時，也可發生電子發射。同時，在電場作用下，陰離子的運動速度加快，撞擊陰極表面，將能量傳遞給陰極，也可使電子發射。
② 氣體電離
中性的氣體原子在受到電場或熱能作用時，氣體原子中電子獲得足夠的能量，克服原子核對電子的引力，而成為自由電子。中性原子因失去帶負電荷的電子而成為帶正電荷的正離子的過程，就叫做氣體電離。當有陰極電子發射，電子高速運動與氣體原子相互碰撞，如果撞擊的能量大於氣體原子核與電子間的引力時，則發生氣體電離；或者在高溫下，氣體原子的運動速度加快，原子間相互碰撞，也會引起氣體電離。
焊接電弧的引燃
焊條與焊件之間是有電壓的，當它們相互接觸時，相當於電弧焊電源短接。由於接觸點很大，短路電流很大，則產生了大量電阻熱，使金屬熔化，甚至蒸發、汽化，引起強烈的電子發射和氣體電離。這時，再把焊絲與焊件之間拉開一點距離（3～4㎜），這樣，由於電源電壓的作用，在這段距離內，形成很強的電場，又促使產生電子發射。同時，加速氣體的電離，使帶電粒子在電場作用下，向兩極定向運動。弧焊電源不斷的供給電能，新的帶電粒子不斷得到補充，形成連續燃燒的電弧。
焊條（或焊絲）的加熱和熔化
熔化極電弧焊時，焊條具有兩個作用：一方面作為電弧焊的一個電極；另一方面作為填充金屬形成焊縫。焊條的熔化主要是靠焊接電流通過焊條所產生的電阻熱，而焊接電弧產生的熱量對焊條熔化屬次要作用（大部分熱量是用來熔化母材、葯皮和焊劑）。
電阻熱的大小決定於焊條伸出長度、電流密度和焊條本身的電阻率。焊條伸出長度越大，則通電的時間增長，電阻熱增大；電流密度增加，電阻熱也增大；同種材料焊條直徑約大，電阻率越小，則產生的電阻熱越小。但是過高的電阻熱會給焊接過程帶來不利的影響，將使焊條的葯皮在進入熔化區前發紅變質，失去保護和冶金作用。在自動焊時，過高的電阻熱將使焊絲崩斷，影響焊接質量。為此，在焊接過程中要控制焊條伸出長度
㈥ 什麼是焊接電弧電弧的構造有何特點
電弧產生的主要是：氣體（或空氣）中含有少量正負離子,在外施電壓的作用下,離子加速運動,在碰撞中離子數目大大增加,這些離子在電場中的定向運動就形成電流.電流通過氣體時伴隨著強烈的發熱過程,以致電流通道內的中性氣體分子全被電離而形成等離子體.這種有強烈的聲、光和熱效尖的弧光放電,就是電弧的形成過程.所以,電弧實質上就是一種能導電的電子、離子流,其中還包括燃燒著的銅分子流.這就是造成科羅拉多煉油公司大爆炸的真正原因.
㈦ 焊接電弧是怎樣一種現象
焊接電弧也是一種氣體放電現象，不過它發生在電極與焊件之間而已。電弧焊就是利用焊接中電弧放電時產生的熱量來加熱，熔化焊條（焊絲）和母材，使之形成焊接接頭。電弧是電弧焊接的熱源。
焊接電弧的產生
氣體原子的激出、電離和電子發射
中性氣體原來是不能導電的，為了在氣體中產生電弧而通過電流，就必須使氣體分子(或原子)電離成為正離子和電子。而且，為了使電弧維持燃燒，要求電弧的陰極不斷發射電子，這就必須不斷地輸送電能給電弧，以補充能量的消耗。氣體電離和電子發射是電弧中最基本的物理現象。
1.氣體原子的激發與電離
如果氣體原子得到了外加的能量，電子就可能從一個較低的能級跳躍到另一個較高能級，這時原子處於「激發」狀態。使原子躍為「激發」狀態所需的能量稱為激發能。氣體原子的電離就是使電子完全脫離原子核的束縛，形成離子和自由電子的過程。由原子形成正離子所需的能量稱為電離能。
在焊接電弧中，根據引起電離的能量來源，有以下3種形式：
(1)撞擊電離。是指在電場中，被加速的帶電粒子(電子、離子)與中性點(原子)碰撞後發生的電離。
(2)熱電離。是指在高溫下，具有高動能的氣體原子(或分子)互相碰撞而引起的電離。
(3)光電離。是指氣體原子(或分子)吸收了光射線的光子能而產生的電離。
氣體原子在產生電離的同時，帶異性電荷的質點也會發生碰撞，使正離子和電子復合成中性質點，即產生中和現象。當電離速度和復合速度相等時，電離就趨於相對穩定的動平衡狀態。一般地，電弧空間的帶電粒子數量越多，電弧越穩定，而帶電粒子的中和現象則會減少帶電粒子的數量，從而降低電弧的穩定性。
2．電子發射
在陰極表面的原子或分子，接受外界的能量而釋放出自由電子的現象稱為電子發射。電子發射是引弧和維持電弧穩定燃燒的一個很重要的因素。按其能量來源不同，可分為熱發射、光電發射、重粒子碰撞發射和強電場作用下的自發射等。
(1)熱發射。物體的固體或液體表面受熱後，其中某些電子具有大於逸出功的動能而逸出到表面外的空間中去的現象稱為熱發射。熱發射在焊接電弧中起著重要作用，它隨著溫度上升而增強。
(2)光電發射。物質的固體或液體表面接受光射線的能量而釋放出自由電子的現象稱為光電發射。對於各種金屬和氧化物，只有當光射線波長小於能使它們發射電子的極限波長時，才能產生光電發射。
(3)重粒子撞擊發射。能量大的重粒子(如正離子)撞到陰極上，引起電子的逸出，稱為重粒子撞擊發射。重粒子能量越大，電子發射越強烈。
(4)強電場作用下的自發射。物質的固體或液體表面，雖然溫度不高，但當存在強電場並在表面附近形成較大的電位差時，使陰極有較多的電子發射出來，這就稱為強電場作用下的自發射，簡稱自發射。電場越強，發射出的電子形成的電流密度就越大。自發射在焊接電弧中也起著重要作用，特別是在非接觸式引弧時，其作用更加明顯。
綜上所述，焊接電弧是氣體放電的一種形式，焊接電弧的形成和維持是在電場、熱、光和質點動能的作用下，氣體原子不斷地被激發、電離以及電子發射的結果。同時，也存在負離子的產生、正離子和電子的復合。顯而易見，引燃焊接電弧的能量來源主要靠電場及由其產生的熱、光和動能，而這個電場就是由弧焊電源提供的空載電壓所產生的。
㈧ 電弧焊接的基本原理
電弧焊是採用極間低電壓大流量持續供電所產生的電弧，將金屬熔化後進行焊接的一種方法，它是現代工業生產的一項重要加工工藝，具有省金屬材料，減輕勞動強度，提高生產效率，以及保持良好的水密、氣密等特點，已成為我國工業生產的重要技術力量。
㈨ 焊接電弧是什麼意思
焊接電弧是一種強烈的持久的氣體放電現象。
在這種氣體放電過程中產生大量的熱能和強烈的光輝。通常，
氣體是不導電的，但是在一定的電場和溫度條件下，
可以使氣體離解而導電。焊接電弧就是在一定的電場作用下，
將電弧空間的氣體介質電離，
使中性分子或原子離解為帶正電荷的正離子和帶負電荷的電子（
或負離子），這兩種帶電質點分別向著電場的兩極方向運動，
使局部氣體空間導電，而形成電弧。
焊接電弧的引燃一般採用兩種方法：接觸引弧和非接觸引弧。
手工電弧焊是採用接觸引弧的。引弧時，
焊條與工件瞬時接觸造成短路。由於接觸面的凹凸不平，
只是在某些點上接觸，因而使接觸點上電流密度相當大；此外，
由於金屬表面有氧化皮等污物，電阻也相當大，
所以接觸處產生相當大的電阻熱，使這里的金屬迅速加熱熔化，
並開始蒸發。當焊條輕輕提起時，
焊條端頭與工件之間的空間內充滿了金屬蒸氣和空氣，
其中某些原子可能已被電離。與此同時，焊條剛拉開一瞬間，
由於接觸處的溫度較高，距離較近，陰極將發射電子。
電子以高速度向陽極方向運動，與電弧空間的氣體介質發生撞擊。
碰撞的結果使氣體介質進一步電離，同時使電弧溫度進一步升高，
則電弧開始引燃。只要這時能維持一定的電壓，
放電過程就能連續進行，使電弧連續燃燒。 非接觸引弧一般藉助於高頻或高壓脈沖引弧裝置，
使陰極表面產生強場發射，其發射出來的電子流再與氣體介質撞擊，
使其離解導電。
焊接電弧可分為三個區域，即陽極區、弧柱區和陰極區。
用鋼焊條焊接時，陰極區溫度為2400K左右，
放出熱量為電弧總熱量的38％；陽極區溫度為2600K左右，
熱量佔42％；弧柱區中心溫度可達5000－8000K，
熱量佔20％左右
㈩ 電弧焊接,怎樣操作
穿戴好，安全防護將電弧引燃，就可以對准需要焊接的位置進行焊接。