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2024-01-04
焊接规范培训课件焊接过程气体与流体力学
目录
焊接过程气体概述
流体力学基础知识
焊接过程中的气体流动
焊接过程气体对流体力学的影响
目录
焊接过程气体与流体力学的控制方法
焊接过程气体与流体力学的实践应用
焊接过程气体概述
如氩气、二氧化碳等，用于防止焊接区域氧化，保证焊缝质量。
保护气体
辅助气体
特殊气体
如氧气、乙炔等，用于助燃或提供特定气氛，促进焊接过程。
如氮气、氢气等，用于特殊焊接工艺，如氮弧焊、氢弧焊等。
03
02
01
防止焊接区域氧化，减少焊缝中的氧化物夹杂，提高焊缝质量。
保护作用
通过与金属元素反应，改变焊缝组织和性能，提高焊接接头质量。
冶金作用
降低焊接区域温度，减小热影响区范围，防止焊接变形和裂纹。
冷却作用
不同焊接方法需要不同的保护气体和辅助气体。
根据焊接方法选择
不同材料需要不同的保护气体和冶金反应气体。
根据被焊材料选择
根据焊缝质量要求、生产效率等因素选择合适的气体。
根据工艺要求选择
在满足工艺要求的前提下，尽量选择成本低、安全性好的气体。
考虑成本和安全因素
流体力学基础知识
流体是指在外力作用下，能够连续变形且不能恢复原有形状的物质。在焊接过程中，主要涉及的气体如保护气体和焊接气氛均可视为流体。
流体具有易流动性、压缩性和黏性。其中，黏性对焊接过程中的气体流动和传热有重要影响。
流体性质
流体定义
流体静力学
研究流体在静止状态下的力学性质，如压力、密度和重力等。在焊接中，静力学原理有助于理解焊枪喷嘴内外气体的压力分布和稳定性。
流体动力学
研究流体在运动状态下的力学性质，如流速、流量和阻力等。在焊接过程中，动力学原理对于分析气体流动、保护效果以及传热过程具有重要意义。
层流与湍流
01
层流是指流体各质点平行于管道轴线流动，互不干扰；湍流则是指流体各质点相互混杂、不规则运动。在焊接过程中，层流和湍流的存在会影响保护气体的覆盖效果和传热过程。
流动边界层
02
在流体与固体壁面接触处，由于黏性作用形成一层流速较慢的流体层，称为流动边界层。在焊接中，边界层的存在对保护气体的流动和传热具有重要影响。
压力损失与阻力
03
流体在管道内流动时，由于黏性摩擦和管道形状变化等原因会产生压力损失和阻力。在焊接过程中，需要合理设计焊枪喷嘴和送气系统以降低压力损失和阻力，确保保护气体的稳定供应。
焊接过程中的气体流动
焊接时，母材和填充材料熔化形成熔池。熔池中的气体流动对焊缝成形和质量有重要影响。
熔池的形成
熔池中的气体受热膨胀，密度减小，向上流动。同时，熔池表面张力作用使得气体在熔池内部形成涡流。
气体流动特性
焊接速度、焊接角度、熔池深度等都会影响熔池中的气体流动。
影响因素
气体流动特性
焊缝中的气体在冷却过程中，由于密度差异和表面张力作用，会形成气泡并上浮至焊缝表面。
焊缝的形成
焊接完成后，熔池冷却凝固形成焊缝。焊缝中的气体流动对焊缝质量和性能有重要影响。
影响因素
焊接材料、焊接工艺参数、冷却速度等都会影响焊缝中的气体流动。
焊接过程气体对流体力学的影响
不同气体成分对电弧稳定性有不同影响，如氧气、氮气等会导致电弧不稳定，而二氧化碳、氩气等则有助于提高电弧稳定性。
气体成分
气体流量的大小直接影响电弧的稳定性。流量过大或过小都会导致电弧不稳定，甚至产生飞溅。
气体流量
喷嘴的形状和尺寸对电弧稳定性也有影响。合适的喷嘴设计能够减少气流干扰，提高电弧稳定性。
喷嘴设计
某些气体成分可以改变熔滴的表面张力，从而影响熔滴的过渡。例如，添加一定量的氧气可以降低熔滴的表面张力，促进熔滴过渡。
气体成分
气体流量的大小对熔滴过渡也有影响。适当的气体流量可以稳定熔滴过渡，避免飞溅和未熔合等缺陷。
气体流量
电弧长度对熔滴过渡的影响也不可忽视。过长的电弧容易导致熔滴过渡不稳定，而合适的电弧长度则有助于稳定熔滴过渡。
电弧长度
气体成分
不同的气体成分会对焊缝成形产生不同的影响。例如，使用纯氩气作为保护气体可以得到较宽的焊缝和较好的焊缝成形。
气体流量
气体流量的大小直接影响焊缝成形。过大的气体流量会导致焊缝表面出现波纹和咬边等缺陷，而过小的气体流量则容易导致焊缝氧化和未熔合等问题。
焊接速度
焊接速度的快慢也会对焊缝成形产生影响。过快的焊接速度容易导致焊缝成形不良，而过慢的焊接速度则可能导致焊缝过宽和熔深不足等问题。
焊接过程气体与流体力学的控制方法
保护气体的选择
根据焊接材料、工艺要求及成本考虑，选择适当的保护气体，如氩气、二氧化碳等。
03
焊丝伸出长度的调整
根据焊接工艺要求及实际情况，调整焊丝伸出长度，以保证焊接过程的稳定性和焊缝质量。
01
焊接电流与电压的匹配
根据焊接材料的性质、厚度及工艺要求，选择合适的焊接电流和电压，以获得良好的焊缝成形和力学
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