滴熔

　　熔滴是指在电弧焊时，从焊丝端头形成的，并向熔池过渡的滴状液态金属。1

　　熔滴过渡形式

　　在电弧热的作用下，焊条端部熔化形成的滴状液态金属称为熔滴。熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程称为熔滴过渡。熔滴过渡对焊接过程的稳定性、焊缝成形、飞溅及焊接接头的质量有重要的影响，其过渡形式大致分为三种：

　　短路过渡

　　在短弧焊时焊条端部的熔滴长大到一定的尺寸就与熔池发生接触，形成短路，于是电弧熄灭。

　　由于强烈过热和磁收缩作用，使熔滴爆断，直接过渡到熔池中去，电弧重新引燃。如此重复的过程，就形成了稳定的短路过渡，其示意图如右图所示。

　　滴状过渡

　　当电弧的长度足够大时，焊条端部的熔滴长大到较大的尺寸，然后在各种力的作用下，将熔滴缩短拉断而以粗大颗粒形式落入熔池，此时不发生短路，接着进行下一个过渡周期。

　　滴状过渡有轴向滴状过渡和非轴向滴状过渡两种状态，其示意图如右图所示。

　　喷射过渡

　　喷射过渡是指熔滴呈细小颗粒并且以喷射状快速进入电弧空间向熔池过渡的熔滴过渡形式。当焊接电流增大到一定数值后，即出现喷射过渡状态。喷射过渡具有电弧稳定、没有飞溅、熔深大、焊缝成形好、生产效率高等优点。

　　喷射过渡又可分为射滴过渡和射流过渡两种形式，如右图所示。

　　滴状过渡使用的电流小，熔滴直径比焊丝直径大，飞溅较大，焊接过程不稳定，生产中很少采用。短路过渡电弧间隙小，电弧电压低，电弧功率小，仅适用于薄板焊接。生产中应用最广泛的是喷射过渡。2

　　熔滴过渡的作用力

　　熔滴过渡时所受的力有很多，并且这些力在不同的空间焊接位置时所起到的作用是不同的，具体情况介绍如下：

　　熔滴的重力

　　焊接时，熔化金属的重力具有下垂的倾向。平焊时，金属熔滴的重力起促进熔滴过渡的作用。但是在立焊或仰焊时，熔滴的重力阻碍了熔滴向熔池过渡，成为阻碍力。

　　表面张力

　　熔化的液体金属像其他液体一样具有表面张力，即液体在没有外力作用时，其表面积会尽量减小，缩成圆形，这种使熔化金属收缩为球形的力称为表面张力。平焊时，表面张力对于熔滴过渡是不利的。但在仰焊等其他位置焊接时，表面张力却有利于熔滴过渡。其一是熔池金属在表面张力作用下，倒悬在焊缝上而不易滴落；其二是当焊条末端熔滴与熔池金属接触时，会由于熔池表面张力的作用，而将熔滴拉入熔池。

　　电磁力

　　从电工学里我们知道，两根平行的载流导体若它们通过的电流方向相同，则这两根导体彼此相吸，使这两根导体相吸的力叫做电磁力。用直流电源进行焊接时，电磁效应会形成电磁压缩力，电磁压缩力保证熔滴注任何空间位置都能顺利过渡到熔池、

　　电磁力的大小，与通过导体的电流大小成正比，即电流越大，电磁力越大。焊接时，一般焊条（或焊丝）上的电流密度都比较大，因此电磁力是焊接过程中促使熔滴过渡的一个主要作用力，并且无论焊缝的空间位置如何，电磁力始终是有利于熔滴向熔池过渡的。

　　极点压力

　　在焊接电弧中的正离子和电子，由于电场的作用，电子向阳极运动，正离子向阴极运动，这些带电粒子撞击在两极的斑点上，便产生了机械压力，这个力称为极点压力，它是阻碍熔滴过渡的力。在直流正接时，阻碍熔滴过渡的是正离子的压力，反接时，阻碍熔滴过渡的是电子的压力。由于正离子比电子的质量大，所以正离子流的压力要比电子流的压力大，因此反接时容易产生细颗粒过渡，而正汇接时则不容易，这就是极点压力不同的缘故。

　　气体的吹力

　　在手工电弧焊时，焊条药皮的熔化稍微落后于焊芯的熔化，在药皮的末端形成一小段尚未熔化的药皮套管，套管内有大量的药皮造气剂分解产生的气体及焊芯中碳元素氧化生成的CO气体，这些气体因加热到高温，体积会急剧膨胀，并顺着未熔化套管的方向，以挺直而稳定的气流冲击，把熔滴吹到熔池中去，不论焊缝的空间位置怎样，这种气流都有利于熔滴金属的过渡。3

　　金属熔滴在弧区中的过渡

　　金属电极端面受到电弧的高温作用而被加热熔化，当熔化的金属在电极端面累积到一定的大小以后每就以熔滴的形式脱离电极穿过弧柱区而落到熔池中去。这个金属熔滴穿过电弧空间的过程被称为熔滴在弧区的过渡过程，如右图所示。这个过渡过程对合金质量有很大影响，应当掌握其规律性。4

　　在熔炼过程中，电极末端的金属熔滴不仅处于大电流密度和强磁场的包围之中，而且还受到电弧高温作用所造成的气体流动的机械力作用。

　　金属熔滴主要受到下列几种力的作用：

　　（1）熔滴的重力作用也就是地球对熔滴的吸引力。这种力促使熔滴脱离电极末端而落到熔池中去。

　　（2）熔滴的表面张力作用促使熔滴成为球状并粘附在电极末端，阻止熔滴向熔池过渡。

　　（3）电磁力作用。在电流通路中通过电流以后，在电极和电弧周围产生一个自身横向磁场，它对熔滴产生一个径向的压缩力P，P正比于熔炼电流强度的平方，它加速熔滴断落，促进熔滴细化。

　　（4）电弧及气体对熔滴所起的作用。真空电弧重熔过程中，由于电磁力及重力的作用，自耗电极端部形成熔滴，开始时是颈部收缩，伸长，最后克服表面张力断落。根据推断，在金属熔滴脱离开电极端面的瞬间，可能产生电弧放电（类似带电拉闸刀时产生的现象）。在这种瞬间电弧的作用下，熔滴被击散，即碎裂成许多小的熔滴，它们中的大尺寸颗粒落入金属熔池，部分小尺寸颗粒飞向结晶器壁并粘附在结晶器壁上与挥发物喷溅物共同凝结成锭冠。显然，在电极熔化时，其中所含气体的析出与体积膨胀以及碳氧反应形成的气体的析出与体积膨胀也会导致熔滴的分散，但在双真空工艺路线或真空电弧炉两次以上的重熔中，后者影响的可能性小得多。

　　（5）荷电质点轰击力的作用。在正极性法熔炼过程中，金属熔滴受到来自阳极区正离子的轰击（反极性法中受到电子和负离子的轰击）；这种轰击力阻止熔滴的过渡。5

　　本词条内容贡献者为:

　　陈红 - 副教授 - 西南大学