球状熔滴金属过渡

20世纪80年代以来，关于焊接有害物质产生机理，逐渐形成了比较相近的理论。该理论认为，在电弧高温作用下，焊条端部的熔化物（液态金属和熔渣）以及熔滴和熔池表面产生过热蒸气，在空气中被迅速氧化凝聚成极细固态粒子，以“气溶胶”状态弥散在电弧周围，形成了颗粒状态有害物质，即焊接烟尘。与此同时，熔滴过渡区激烈的化学冶金反应，产生了大量气态有害物质，如CO、CO2、H2、O3、氮氧化物和碳氢化物等。

前端熔化金属变大形成球状，继而发展为比表面张力还重的大粒熔滴，向母材侧落下过渡的形态叫球状体过渡。这种形式在CO2焊接的电流区更明显。因熔滴过渡时不是直落而下，所以焊缝略显不规则，飞溅也多。

射滴过渡时电弧呈钟罩形，由于弧根面积大并包围熔滴，使流过熔滴的电流线发散，则产生的电磁收缩力F 形成较强的推力。斑点压力Fy 作用在熔滴的不同部位，在下部阻碍熔滴过渡，而在熔滴的上部和侧面则是压缩和推动熔滴以促进其过渡。阻碍熔滴过渡的主要是表面张力F..从大滴状过渡转变为射滴过渡的电流值称为射滴过渡临界电流,其值大小与焊丝直径、焊丝材料、伸出长度和保护气成分有关。

熔滴过渡的主要形式分为三种：自由过渡、接触过渡（短路过渡）和渣壁过渡。

1．自由过渡

自由过渡是指熔滴在电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触的过渡方式。

(1)滴状过渡其特点是熔滴直径大于焊丝直径。

1)粗滴过渡。条件：电流较小，电弧电压高时，如小电流MIG焊（熔化极惰性气体保护焊）。过渡频率低，主要是重力与表面张力的平衡。

2)细滴过渡。条件：较大电流时，如大电流

(2)喷射过渡在MIG焊时会出现这种形式的过渡，又分为射滴过渡、亚射流过渡、射流过渡等。

1)射滴过渡。熔滴直径接近焊丝直径，尺寸规则呈球形，沿轴向过渡。

形成原因：熔滴被弧柱笼罩，电弧呈钟罩形，从而电磁收缩力形成较强的推力。

出现场合：铝及其合金的氩弧焊及钢的脉冲氩弧焊。

2)射流过渡。电流密度大，熔滴直径小于焊丝直径。

形成原因：电流密度大，焊丝熔化端部形成尖锥状，出现金属蒸发，电弧跳弧（此时电流称为射流过渡的临界电流），形成很强的等离子流力。

出现场合：大电流MIG焊或大电流富氩混合气体保护焊。

3)亚射流过渡。介于接触过渡与射滴过渡之问的熔滴过渡形式。

形成原因：因其电弧较短，在电弧热作用下，形成的熔滴长大，在即将以射滴过渡时与熔池短路，在电磁收缩力的作用下断裂形成过渡。

特点：短路前就已经形成细颈；短路时间短；飞溅小，焊缝成形美观；电弧自调节能力强；主要用于铝及其合金的焊接。

2．接触过渡

接触过渡又称短路过渡，是指当电流较小，电弧电压较低时，弧长较短，熔滴未长成大滴就与熔池接触形成液态金属短路，电弧熄灭，随之金属熔滴在表面张力及电磁收缩力的作用下过渡到熔池中去，熔滴脱落之后电弧重新引燃，如此交替进行的过渡方式。短路过渡是燃弧、熄弧交替进行的。短路过渡时，焊接平均电流较小。

3．渣壁过渡

渣壁过渡是埋弧焊和焊条电弧焊时熔滴过渡形式之一。埋弧焊时，电弧在熔渣形成的空腔内燃烧，熔滴中大部分是通过渣壳的内壁溜向熔池，这种过渡形式称沿渣壁过渡；焊条金属熔滴过渡形态由焊芯和药皮的类型、成分及药皮厚度决定，除了有前述的大熔滴过渡、喷射过渡、爆炸过渡等类型外，也有渣壁过渡。焊条熔滴渣壁过渡的特点是熔滴总是沿着焊条套筒内壁的某一侧滑出套筒，并在没有脱离套筒边缘之前，已脱离焊芯端部而和熔池接触（不构成短路），然后向熔池过渡，故又称沿套筒过渡。渣壁过渡电弧稳定，飞溅小，综合工艺性能优良，是理想的过渡形式。细熔滴和深套筒是焊条熔滴渣壁过渡形式的基本条件，使熔滴和熔渣表面张力减小，或焊条药皮厚度增大，使套筒变长，都有利于渣壁过渡。