Date: 2010-04-30 01:44:51Written By
双极焊条的加热和熔化（三)
双极焊条的加热和熔化（三)
2．2 TE43O3焊条的动态温升曲线
图4为沿双电极焊条长度方向不同位置处的温度曲线。由于焦耳效应产生的电阻热，在电弧燃烧过程中，焊条的温度明显升高。在160 A的电流条件下，见图4a，在双电极焊条电弧燃烧了72 S后到达离焊条端部300 illm的位置(热电偶E)，此时焊条温度升高到了650 K。这说明双电极焊条在快燃烧完与焊接开始时焊芯的温度相比，焊芯的温度高于650 K。
对于120 A的电流，电弧燃烧到相同的位置要用约90 8，温度升高到大约500 K，见图4b。而对于200 A的电流，电弧燃烧到相同的位置只需要约52 s，温度升高到了750 K，见图4c。当两焊芯间距减小时，焊芯升高到相同温度所需的时间更短，见图4d。
在图4中焊条各位置的温度与时间曲线的形状大体相同，并且温度一时间曲线能清楚地分为两部分，最开始温度随时间直线增长的速度对于不同位置，几乎是相等的，对不同的电流则有些不同，随电流的增大，温度随时问增大的快些，这是电阻热(，2 )起作用的表现。焊接开始(对于120 A电流为l0 s，对于160 A电流为7 s，对于200 A 电流为4 s)，热电偶记录的温度曲线随时间增大升高的速度加快，很快地达到很高的温度(1 200 K以上)，使热电偶与焊条芯断开。焊条温度曲线的变化支持了焊接过程中两个热过程引起焊条温度增加的假设，即焊芯焦耳效应产生的电阻热和从熔滴传导的电弧热(，2 +电弧)，特别在曲线的第二区域。接近焊条端部的位置(如位置A，约40 mm)在区域II温度改变的速率与离焊条端部较远的区域(如位置E，约300 mm)相比更快些。一般认为，焊条中的热量开始主要来自电阻热，电弧传导的热量对应不同的温度曲线略有不同。
图5展示了在200 A电流下沿焊条长度方向的温度分布，类似于Waszink和Pienna 提出的模型，然而不同于该文献估计的温度转变限制在离熔化焊条端部l mm范围内。电弧热的贡献明显在焊接开始后4．8 s就起作用了，或者说离焊条端部大约13 mm的位置。注意在电弧熔化热电偶A前1．6 s(对比曲线t=4．8 S和t=6．7 s)，相应的距离电弧9．1 mm(按平均熔化速度 =5．7 mm／s估算)，热电偶已经感测到了电弧的热量。相同的观察能够从热电偶c(从曲线 =24．5 s和t=27．4 s)得到，热电偶在熔化前2．9 s就感测到了电弧热或者说在距电弧16．5 mm处就感测到了电弧热。对应的热电偶B的数据为2．9 S和l6．5 mm，热电偶D的数据为2．8 s和16，0 ITlm。这些观察与Stern_1 和Braca．reDse 的试验能很好地一致。这说明电弧热和电阻热在对双电极焊条和单芯焊条的加热作用上基本一致。
2．3 不同药皮重量系数和焊条类型对温升的影响药皮重量系数和焊条类型对焊条温升的影响见图6，热电偶位置距离焊条端部200 mm处(热电偶D)。从图中可以观察到，电弧燃烧过程中药皮重量系数明显影响焊芯的温升情况，药皮重量系数小的焊条温度升高较快，因而熔化速度也快。例如，药皮重量系数为31．2％ 的TFA303一D焊条燃烧到热电偶位置D时只用了55 s的时问，焊芯温度升高到450 K。单位时间里产生的热由电流和电压的乘积决定，电流的不同代表了必须用于熔化药皮的热量。这些结果能很好地与ter Berg【2 建议的范围一致。熔化完相同长度的焊条，药皮重量系数为31．2％的焊条只用了大约90％的时间。这些观察证实了药皮重量系数对熔化速度的影响。
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