简述焊接电弧静性曲线的意义

简述焊接电弧静性曲线的意义

(1)、电弧的静特性是电弧放电现象的重要特性之一.它决定在一定的弧长条件下,电弧稳定燃烧时,电流和电压之间的关系.通常把电流和电压之间的这种关系,叫做电弧的静特性,也可以叫做焊接电弧的伏 - 安特性.它反映了电弧在稳定燃烧时的静态（或稳态）电流和电压之间的关系.
(2)、大家知道通常金属的电阻是一个常数,其电流和电压的关系是线性关系.电弧也是一个电阻性的负载,但它不同于一般的电阻负载.因为电阻的大小与电弧的温度有关,而电弧的温度又与电弧的电流有直接的关系,对于不同数值的电弧电压就有不同的电弧温度,而不同的电弧温度,电弧电阻又不同,所有电弧的电阻就不是一个常数,电弧负载就不是一个线性负载,而是随电流的变化而变化的负载.这样一来,电弧电压与电流的关系也就不再是一个线性关系.(如图所示)由图可以看出,当电流变化较大的时候,电弧的静特性可分为性质不同的三段：下降特性段（ab段）、平特性段(bc段)、和上升段（cd段）.在ab段,电弧电压随电流的增加而下降；在bc段,电弧电压不随电流变化而变化,基本保持恒定；在cd段,电弧电压随电流增加而升高,有近似的线性关系,曲线上翘.这是因为,当焊接电流比较小时（即在ab段）,电流增加,极性斑点和弧柱的截面积也相应增加,电流密度电流密度基本差不多,但对弧柱来讲,电流增加,弧柱变粗,单位弧长散热面的增加却慢的多,这样导致弧柱温度上升,电离度提高,导电性能改善,电阻率迅速降低.结果使得电弧电压随着电流的增加而减小,出现了所谓的负特性；(可用水管直径,水压作比喻)；在bc段,虽然其基本情况与上段类似,弧柱电阻随着电流的增加有所下降,但其下降的速度却比ab段缓慢得多,因为弧柱的面积虽然仍在扩展,但此时受到电极面积,电极金属蒸发和等离子流的作用等的限制,能量消耗随电流的增加而增加,使弧柱电阻率下降的速度与电流的上升速度基本相当,出现了平特性段；在cd段,电流继续增大时情况就不同,因为受到电极面积、电极金属的大量蒸发、等离子和电磁收缩力的作用等限制,电弧断面不能随电流增加而任意增加,电弧的导电率将大大减小,因此要保证在较小的面积通过较大的电流,则必须提高电场的强度,使电弧压降增加,即随着电流的增加电弧电压也必须增加.所有出现了上升特性段.
(3)、综上所述在电流值变化范围很大时,随着电流的增加,焊接电弧出现一个U形状伏——安特性曲线,即首先出现一个下降特性段,随后是平特性段,最终变为上升特性段.
(4)、现有的每一种电弧焊接方法在一定条件下只适应于此特性曲线的某一范围,如在ab段,电流很小,在这种规范下,如果不采取特殊措施,电弧不容易引燃,所有一般弧焊不用此段,此段只适用于某些特殊情况（如小电流脉冲氩气保护焊）；大多数焊接（如手工电弧焊、埋弧焊等）都在bc段内工作,即电弧电压不随电流的变化而变化；对于电弧特性的上升段（cd）段,只是在焊丝中电流密度较高的情况下才适应,例如细丝熔化极气体保护焊、大电流密度的埋弧焊和高压缩电弧焊等都在这段范围工作.