水性防飞溅液在氩弧焊中的作用
发布时间:2014-04-17 14:35
依据材质、焊件尺寸、焊接姿势而使用MIG焊熔滴的不同过渡形态，分为短路过渡、喷射过渡、亚射流过渡、脉冲过渡等。在MIG焊熔滴的过程中需要使用水性防飞溅液清除焊接过程中产生的焊渣。
短路过渡
在较小电流低电压时，熔滴未长成大滴就与熔池短路，在表面张力及电磁收缩力的作用下，熔滴向母材过渡，这种过渡称为短路过渡。短路过渡电弧稳定，飞溅较小，选择合适的水性防飞溅液，避免浪费，熔滴过渡频率高，焊缝成型好，通常产生体积小而快速凝固的熔池，适用于薄板、全位置焊接。
实现熔滴短路过渡的基本条件是采取较细的焊丝，以较小的电流在低的电弧电压下进行焊接。在电弧引燃的初期，焊丝受到电弧的加热而逐渐熔化，端部形成熔滴并逐渐长大，此时电弧向未熔化的焊丝中传递的热量在逐渐减小，焊丝熔化速度下降，而焊丝仍然以一定的速度送进，使熔滴接近熔池而发生短路，此时电弧熄灭，电压急副下降，短路电流逐渐增大，形成短路液柱。
在熔池金属表面张力和液柱中电流形成的电磁收缩力的作用下，使液柱靠近焊丝端头的部位迅速产生“颈缩”，称作颈缩小桥。当短路电流增加到一定数值时，“小桥”迅速断开，电弧电压很快恢复到电源空载电压，电弧又重新引燃（相当于接触引弧），而后电流逐渐降低（向稳定位靠近），又重新开始上述过程。
喷射过渡
MIG焊熔滴喷射过渡主要用于中等厚度和大厚度板水平对接和水平角接。MIG焊产生喷射过渡的原因是电弧形态的扩展。在二氧化碳电弧下，水性防飞溅液应用最为广泛，二氧化碳气体高温分解对电孤有很大的冷却作用，使电弧电场强度提高，电弧收缩，弧根面积减小，增加了斑点压力而阻碍熔滴过渡，并形成大滴状排斥过渡。在MIG焊电弧下，氩气是单原子气体，没有分解问题，而且热传导率较小，对电弧的冷却作用小，因此电弧电场强度低，形态上容易扩展，能够较大范围包含焊丝端头，熔滴过渡比较容易。
熔滴以小于焊丝直径的尺寸进行的过渡统称为喷射过渡。然而通过对过渡形态的细致观察，发现网焊丝材质的不同其熔滴过渡形态仍有差异，由此把MIG焊熔滴喷射过渡分为射滴过渡和射流过渡两种。
(1)射滴过渡
射滴过渡时，熔滴直径接近于焊丝直径，熔滴脱离焊丝时加速度，此时焊丝端部的熔滴大部分或全部被弧根所笼罩。实现熔滴从粗滴过渡到射滴过渡转变的临界电液称作射滴过渡临界电流。
射滴过渡时电弧形态呈钟罩形。由于弧根面积大并包围熔滴，熔滴内部的电流线发散，作用在熔滴E的电磁收缩力成为过渡的推动力。斑点压力作用在熔滴表面各个部位，阻碍熔筋过渡的作用降低，这时阻碍熔滴过渡的力主要是焊丝对熔滴的表面张力。
由于铝合金的导热性好，熔点低，不会在焊丝端部形成很长的液态金属柱，所以常常表现为这种过渡形式。气体保护焊时，均有射滴过渡形式。对钢焊丝MIG焊时，射滴过渡是介于小电流滴状过渡和大电流射流过渡之间的一种熔滴过渡形式。它的电流区间非常窄，甚至认为钢焊丝MIG焊时没有射滴过渡。
MIG焊射滴过渡主要是低熔点材料所表现出的熔滴过渡形式，但在脉冲MIG焊中通过脉冲参数控制，即使是钢质焊丝也会产生射滴过渡，实际上射滴过渡是脉MIG/MAG焊所力求实现的过渡形式。
(2)射流过渡
钢焊丝MIG焊电流较小时，电弧呈圆柱状。这时电磁收缩力较小，熔滴在重力作用下呈大滴状过渡。随着电流的增加，电弧阳极斑点笼罩的面积逐渐扩大，可以达到熔滴的根部，这时熔滴与焊丝间形成缩颈。
全部电流在缩颈流过，该处电流密度很高，细颈被过热，一旦缩颈表面上温度达到金属沸点，电弧的阳极斑点将瞬时从熔滴的根部扩展到缩颈的根部，称这一现象为跳弧现象。当第一个较大熔滴脱落之后，电弧呈圆锥状，这就容易形成较强的等离子流，使焊丝端部的液态金属呈“铅笔尖”状。
焊丝端部液体金属直径很细，熔滴的表面张力很小，再加等离子气流的作用，细小的熔滴从焊丝尖端一个接一个向熔池过渡，过渡速度很快，脱离焊丝端部的熔滴加速度可以达到重力加速度的几十倍，称这种过渡形式为射流过渡。发生这种跳弧现象的最小电流称为射流过渡临界电流。射流过渡临界电流值与焊丝材料、焊丝直径、焊丝干伸长、保护气成分有直接联系。
亚射流过渡
熔化极氩弧焊对于铝合金焊接还有一种亚射流过渡方式可以利用。这是介于短路过渡与射滴过渡之间的一种过渡形式，因其弧长较短，在电弧热作用下形成熔滴并长大，形成缩颈在即将以射滴形式过渡脱离之际与熔池短路，在电磁收缩力的作用下细颈破断，并重燃电弧完成过渡。
铝合金亚射流过渡与正常短路过渡的差别是缩颈在熔滴短路之前形成未达到临界脱离状态。因此短路时间很短，在电流上升得不太大时，在熔池金属表面张力和颈缩部位电磁收缩力作用下，缩颈快速断开，熔滴过渡到熔池中并重新引燃电弧。因此，熔滴过渡平稳，基本没有飞溅发生。
亚射流过渡时电弧具有较强的固有自调节作用。铝合金MIG焊时，可采用等速送丝恒流特性电源进行稳定的焊接，容易得到均匀一致的熔深。
焊接过程中使用水性防飞溅液可在工件表面形成一层保护膜，焊接过程产生的焊渣直接掉在保护膜上，用工具轻轻一敲即可清除焊接产生的大量焊渣，效果明显，提高工人的工作效率，是焊接工人的得力助手。
本文参考《焊接材料手册》一书。 相关链接
