为什么在电弧焊时仅电极的尖端熔化？

我在YouTube上看到有人用“消耗电极”进行电弧焊。乍一看，我看到电流流过所有电极和工件，而我的问题来自这一事实。

我认为工件不会熔化，因为它通常比电极大很多，因此，它可以更快地散热。虽然电极较薄，但我不明白，如果流过电极的电流足够高，足以熔化电极的尖端，为什么整个电极都不会熔化。

我考虑了一下，我的猜测是它与电极尖端的接触电阻与电极材料的接触电阻不同有关。原因是功率与产生的热量成正比，应该为 但是我认为两个电阻之间的差异并不足以解释这种现象，因此我想知道哪一部分我迷路了！

电极的电阻并不是加热的原因，而是电弧中电离空气的电阻！

因此，靠近弧线的物体会变热，而离弧线较远的事物不会变热。

当电极靠近工件时，气隙变窄，以至于当电场强度（例如，每米伏特）升高到足以使中间的空气分子电离时，就会产生火花。

电离的空气是等离子体，其温度非常高-足以熔化电极和工件材料。

只要焊工保持适当长度的间隙，电场强度就会足够高，以使间隙中的空气电离，并使焊条和工件附近的材料熔化。一些金属也可能会气化，并变成等离子，从而对电弧产生影响。

如果间隙太大，则等离子体将停止焊接。

任何使用棒焊机（使用焊条的焊机）工作的人都可以告诉您，如果间隙太小，您可能将焊条碰到工件，则在接触时可能会产生足够的等离子体来焊接杆到工件。到那时，您将拥有一个没有等离子体的连续金属电路。它会传导与进行适当焊接时相同的电流量，但是如果没有等离子弧，则不会熔化。

该解释与等离子体的电阻无关。这是等离子体如何响应所施加的电场强度而形成的函数。

有几种通过不同方式产生热量的焊接工艺。我认为，TIG焊接在概念上比粘焊或MIG焊接更容易理解。该说明将帮助您理解其他焊接过程，因此我将开始解释TIG焊接。

在TIG焊接（气体钨极电弧焊或GTAW）中，焊接电源通过钨尖连接到手电筒上。负极连接到割炬。正极连接到要焊接的工件。

电源中的电路称为电弧启动器，会产生电弧，该电弧会在钨尖和工件之间产生高压高频脉冲。电弧具有足够的能量，可以从保护气体中剥离电子，并产生离子通道，该离子通道将电流从钨尖传导到工件。对于tig焊接，通常使用氩气，因为它价格便宜，易于离子化并且比空气重，因此可以将氧气排除在外。

当离子路径完成时，电源将感应电极之间的电压降。当电极和工件之间没有电离路径时，钨电极和工件电极之间可能会有50V或更高的电压差。电弧开始后，电极之间的电压将下降到10V左右，具体取决于间隙大小。此时，电源接通焊接电流。氩弧焊使用恒流电源进行。

通过保护气体的电阻加热来保持电弧。电离的气体起电阻器的作用，热量是间隙两端的电压和通过间隙的电流的函数。通过电离气体的高电流耗散了太多的热量，以致该气体保持足够热以保持等离子体并继续传导。

但是，热量在电弧上分布不均匀。在我刚刚描述的这种配置中，电子实际上是从钨尖端发射出来并撞击工件。这导致热量集中在工件上。如果我颠倒了电极的极性，并将负极连接到工件，正极连接到割炬，则会产生相反的效果。我仍然会得到电弧和大量热量，但是热量会集中在尖端而不是我试图焊接的工件上。这将导致尖端融化成球状并掉落。由于钨具有最高的熔点，因此钨被用作尖端。在tig焊接中，您不希望电极熔化并成为焊接的一部分，但在其他类型的焊接中，您希望这样做。

在MIG焊接（气体保护金属电弧焊或GMAW）中，这就是您想要的。在MIG焊接中，焊条是从线轴以高速进给的导线。焊丝熔化并成为焊缝的一部分。极性相反，以便导线为正，工件为负。您不需要MIG的起弧器。

当您挤压the割炬的扳机时，送丝机将开始推出焊丝。电线与工件接触时，电线会充当电阻并发热。导线的伸出时间越长，电阻将越大，并且导线两端将产生不同的电压降。

由于通过电线的电流大，电线将熔化并烧回。这会在工件和导线之间产生一个很小的间隙，在该间隙处有足够的电离电压。这将创建一个弧。无需深入了解不同的MIG工艺（短路，滴灌和喷涂转移）的细节，此过程基本上可以重复。电线接触。加热并融化。打弧，然后再次接触。等等。

通常，工件也需要熔化（但不要熔化太多，否则会突破材料），否则就不会有牢固的机械连接。您可以通过调节电流和进料速度来考虑工件的厚度，热质量和导热系数。正如马库斯·穆勒（MarcusMüller）所说：它与电极电阻无关。