二、焊接电弧的静特性

二、焊接电弧的静特性

1.电弧的静特性的意义

在电弧长度一定时，电弧燃烧电压与焊接电流之间的关系称为电弧静特性。表示它们关系的曲线称为电弧的静特性曲线。

焊接电弧是焊接回路中的负载，它起着把电能转变为热能的作用，在这一点上，它与普通的电阻有相似之处。但是，它与普通的电阻相比又有明显的特点。

普通电阻通过电流时，电阻两端的电压降与通过的电流值成正比。根据欧姆定律，其比值基本是不变的，称为电阻静特性，如图1-4中的虚线1所示。而焊接电弧在燃烧时，电弧两端的电压降与通过电弧的电流值不成正比关系，其比值是随着电流值的不同而变化的，如图1-4中的曲线2所示。

（1）ab段是在电流很小情况下的变化。电流小，电弧电压增高；电流增大时电弧的温度升高，气体电离和阴极电子发射增强，所以维持电弧所需的电弧电压就降低。

（2）bc段为在正常工艺参数焊接时，电流通常从几十安培到几百安培。加大电流只是增加对电极材料的加热和熔化程度，电弧电压却不再随着电流强度的改变而改变。

（3）当焊接电流从曲线c点继续增加时，如果电极直径仍然不变，则由于电极区电流密度过大，电极辉点受电极端面积限制而相对地比正常状态有所压缩，使电极区的电压降增大，于是维持电弧所需的电弧电压随着焊接电流的增加而增加，形成曲线cd段。

图1-4　普通电阻静特性与电弧静特性

1—普通电阻静特性；2—电弧静特性

2.弧长变化对电弧静特性的影响

自动熔化极氩弧焊和自动钨极氩弧焊中，两极间距离基本固定不变，所以弧长变化不大。手工钨极氩弧焊或半自动熔化极氩弧焊中，均以手工操作运弧，所以弧长随时变化。因此，电弧的静特性曲线位置也随之变化，但电弧静特性曲线形状基本不变。电弧拉长时，电弧静特性曲线向上移动；电弧缩短时，电弧静特性曲线向下移动，见图1-5。

图1-5　不同弧长对静特性曲线位置的影响

l₁—正常弧长；l₂—拉长弧长；l₃—缩短弧长

3.电弧静特性曲线各区段的应用范围

焊接时，电弧静特性曲线中如图1-4所示的b～d区段的任何一点均可使电弧稳定燃烧。氩弧焊中，随着使用的电极类别不同，对电弧静特性曲线各区段的选用也不同。

（1）钨极氩弧焊。由于钨极的使用电流小，电流密度也小，电弧受气体的压缩作用较小，故一般只用电弧静特性曲线的水平区段（b～c区段）。

（2）熔化极氩弧焊。由于焊丝细，许用电流大，电流密度也大，同时气流对弧柱起着强烈的压缩和冷却作用，故一般都用电弧静特性曲线的上升区段（c～d区段）。