1最小能量（电压）原理——在给定的电流及周边条件情况下，电弧稳定燃烧时，其导电区截面能自动调节使电场强度达到最低值（即电弧电压取最低值），以维持最低的能量消耗。
最低能量（电压）原理描述了一定电流及周边条件下电弧自我保持最低能量消耗的自然属性。
Ⅰ值一定，以E 为最小确定其导电截面，这时若外界因素使导电截面增大或缩小，都会导致E 的增大。
2影响温度分布的因素：电弧电流；电极斑点；电弧长度；电极材料及尺寸；保护气成分及环境条件P41阴极清理作用的机理是正离子受阴极电场加速以很高的速度冲击阴极表面．使阴极表面上的氧化膜破碎并消失；另外在通常情况下，氧化物的功函数比纯金属低，阴极斑点会不断地移动寻找新的氧化膜，形成新的阴极斑点，从而将电弧覆盖区内的氧化膜扫除。
阴极斑点的清理作用是来自电弧空间正离子对阴极表面的碰撞所造成的，所以使用氩气比使用氦气的清理效果要好，因为氩气的原子质量较大。
P42电弧的挺直性(arc stiffness)电弧挺直性是指电弧作为柔性导体具有抵抗外界干扰、力求保持焊接电流沿电极轴线方向流动的性能。
电弧挺直性是由自身磁收缩力、等离子流力等赋予的，也是流过电极棒中的电流在电弧空间形成的磁力线与电弧电流之间产生的电磁力作用的结果。
它能保持弧柱轴线与工件成一定倾角。
电弧的挺直性随电流值的增大而增大。
电流越大，电弧自身磁场强度越大，电弧越受拘束，电弧的挺直性也就越大。
此外，电弧的等离子气流、保护气气流、周围气流的冷却作用，也有助于电弧挺直性的提高。
保护气种类影响电弧的挺直性．如CO2、H2、He等气氛均有利于提高电弧挺直性。
利用电弧挺直性这一特性，在高速焊和全位置焊时，电极倾斜，电弧亦随之倾斜，可以得到所希望的焊缝成形，这在实际中已有广泛应用。
产生的机理可能包括以下几方面。
熔池中心区与周边区的温度差所造成的表面张力流；熔池内部电流密度差产生的磁力流；等离子气流引发的吹力流等：熔滴上的作用力及其特点重力（促进或阻碍熔滴过渡）表面张力（促进或阻碍熔滴过渡）电磁收缩力（促进或阻碍熔滴过渡）等离子流力（促进熔滴过渡）气体吹送力（促进熔滴过渡）金属蒸气的反作用力（阻碍熔滴过渡）斑点压力（阻碍熔滴过渡）爆破力（造成飞溅）在不同的焊接条件下，力的种类、大小不同，形成了不同的熔滴过渡形式熔化极电弧焊中都存在熔滴过渡问题。
对于MIG/MAG（实心焊丝），当保护气体确定后，通常焊接电流和焊接电压决定着熔滴过渡形态。
然而，过渡形态转变时的电流、电压值及其影响因素？保护气成份及焊丝中的合金元素，药芯焊丝的成分等对熔滴过渡的影响？等等不明确的问题目前还有许多。
尤其是后一个问题，不仅涉及熔化金属的粘性及表面张力改变问题，而且还涉及电弧等离子体的导电性及热传导率改变问题。
这些问题单纯从熔滴过渡角度来进行研究是不能解决的。
（1）滴状过渡熔滴在重力作用下经电弧空间落入熔池；这类过渡出现在小电流密度、弧长大的情况，熔滴与焊丝之间不能形成缩颈，难以爆断，而且电磁推力小、斑点压力大（弧根直径小于熔滴直径），直到熔滴长大至重力大于其它总的向上力时脱落。
熔滴直径一般大于焊丝直径，熔滴摆动、电弧飘荡、焊缝表面粗糙甚至呈断续状。
出现场合：在小电流、弧长大的Ar气保护焊；CO2气保焊工况下出现（正极性接法时更显著（2）喷射过渡在Ar气保护（或富氩气保护）、电流密度较大且弧长也较大的情况下出现。
熔深大、熔敷效率高，适用于中、厚板平位置的填充、盖面焊。
可细分为以下几种形态：a）射滴过渡熔滴脱离焊丝沿轴向射入熔池；熔滴直径接近焊丝直径，加速度大于重力加速度。
熔滴大部分或全部被弧根包围，电磁收缩力大、斑点压力小，大大促进熔滴脱离焊丝端部b）射流过渡细小熔滴从焊丝端部接连不断射向熔池的过渡方式（比射滴过渡的熔滴小、速度快，等离子流力的作用使其加速度达重力加速度的几十倍）。
在其它因素相同的条件下，发生射流过渡的电流较射滴过渡的大，从射滴转换为射流的最小电流称为射流过渡的临界电流，其值同样与焊丝材质、直径、极性、干伸长，保护气成份等有关，但变化范围很窄。
喷射过渡的电弧稳定（电流、电压波动小），飞溅很小，焊缝成形好，气流保护均匀，电弧热流集中、穿透力强，熔池呈T 形。
比较适合于3mm以上的厚板焊接。
C）亚射流过渡这是一种介于短路过渡与射滴过渡之间的过渡形式，在铝合金焊丝的MIG 焊中出现。
在短弧长情况下，熔滴形成缩颈即将以射滴形式脱离时已与熔池接触短路，较大的电磁收缩力即刻使缩颈断开而完成过渡。
它比正常的“短路过渡”短路时间少、短路电流小（电流来不及上升已脱开）。
这种过渡方式下的电流、电压变化不剧烈、电弧稳定、焊缝成形美观，在Al 合金MIG 焊中广泛采用，弧长在2～8mm内均可实现这种过渡形式，且电弧具有较强的自调节能力，即使使用“恒流电源”，也能进行等速送丝MIG焊。
焊条手工焊（SMA W）：酸性焊条：渣壁过渡＋细颗粒滴状过渡；碱性焊条：粗滴过渡（Globular transfer & Drop transfer ），短路过渡（Short circuiting transfer）；CO2焊：滴状过渡（粗丝）；短路过渡，表面张力过渡（STT）（细丝）MIG焊：射滴、射流（焊铝）过渡，亚射流过渡；MAG焊：熔滴过渡形式最多、最灵活，可以有短路过渡、射滴过渡、射流过渡等多种形式；随着电流的增加，熔滴过渡的体积减小、频率加快。
第三章TIG焊的特点（1）焊接过程中电极不熔化，弧长基本不变，电弧稳定；（2）保护效果好，焊缝及热影响区性能易得到保证；（3）可填丝，也可不填丝，视焊件厚度、接头型式而定；优点：工艺可靠性高；接头质量好（焊缝纯净、成形好、热影响区小）；适于薄板及打底／全位置焊；缺点：焊接效率低、成本高；对焊前清理要求严格；弧光强烈、臭氧浓度高；抗风能力差。
阴极清理作用（阴极雾化作用）的机理流反接时带电粒子的运动如图：工件为阴极，正离子向工件运动。
因阴极区有很高的电压降，在电场作用下正离子高速撞击工件（上的氧化膜），使氧化膜破碎、分解而被清理掉。
又由于阴极斑点总是优先在氧化膜处形成（那里电子逸出功低），阴极斑点又在邻近氧化膜上发射电子，继而氧化膜又被清除脉冲钨极氩弧焊的特点：a、脉冲式加热，高温停留时间短、金属冷凝快，易于焊接热敏感材料；b、热输入小、电弧能量集中、HAZ小，利于薄板焊接；c、可精确控制热输入及熔池尺寸，适于单面焊双面成形和全位置焊；d、高频电弧震荡利于细化晶粒、消除气孔，提高接头性能；e、适合高速焊、提高生产率。
☆应用：一般用于打底或薄件的焊接途径：将电极内缩于导电喷嘴内部，产生三种压缩作用。
电弧通过小孔——机械压缩（前提）水冷却——热收缩（主因）电流密度高——电磁收缩（加强二、等离子弧焊接中的双弧问题2、形成双弧的条件根据电弧电压最小原理，当钨极与工件之间的电弧电压大于或等于钨极—喷嘴—工件之间的电压时，副弧就会产生。
即：UAB ≥UAc+ UdB + UT = U1 + U2 + UT 式中UT击穿冷气膜所需的电压，冷气膜越厚，UT越大；3、影响双弧形成的因素（1）喷嘴结构与尺寸：内孔越小、孔道越长、内缩长度越大，越易产生双弧；（2）电流大小：电流越大，弧柱压降越高，形成越有利；（3）等离子流量：流量越大，冷气膜越厚，越不利形成；4）等离子进气方式：切向进气气流稳定，冷气膜较厚且四周均匀，不利双弧形成；（5）喷嘴冷却效果：冷却不好，喷嘴温升高，局部氧化或粘连飞溅，易促使双弧形成；（6）等离子气成分：气体电离电压越高，越有利双弧产生；（7）喷嘴至工件距离：距离越大，越有利双弧形成。
但当距离很小时，飞溅易粘连、堵塞喷嘴，也会导致双弧发生；（8）工件厚度：等离子切割时，工件越厚，越易形成双弧；（9）电源外特性：陡降的电源外特性可抑制双弧,yinwei外界因素变化时，电流能维持恒定不变；一、等离子弧切割原理及特点1. 切割原理熔化型。
2. 特点(1)切割速度快；(2)切口质量好；(3)适应性好：可切割高熔点非金属材料第五章为何要用CO2作为焊接保护气？①焊条药皮燃烧中放出气体含有较多的CO2；工业生产中产生大量的CO2 副产品，可以廉价利用。
②电弧产热密度较高，可提高焊接效率。
一、CO2 焊的特点1、优点⑴焊接生产率高：比SMAW 高2～4倍；⑵焊接成本低：是SMAW 或SAW 的40～50%⑶焊接变形小：特别适用于薄板焊接；⑷焊接质量高：对铁锈不敏感，焊缝含氢量低；⑸适用范围广：全位置操作性好，打底/填充/盖面、厚/薄板均宜⑹操作简便：比SMAW 容易操作，便于实现（robot）自动焊；⑺绿色环保：CO2来自可再生资源2、缺点⑴电弧燃烧不够平稳，飞溅较大；（这一点已逐步得到解决）⑵不能焊接有色金属，也不适宜焊接高合金钢；⑶易产生气孔，及较大的烟尘，恶化环境1、脱氧剂及熔池脱氧对脱氧剂的要求：a）与O的亲和力较大，生成物不是气体，以免气孔；b）生成物的熔点低、密度较小，且不溶于液态金属；c）剩余的可作为焊缝的合金元素；常用的脱氧剂有：Al、Ti、Si、Mn 等，将它们加入到焊丝中作为脱氧元素，可有效去除熔池中的FeO。
①Al 的脱氧能力最强，能抑制CO 的生成；②Ti 的作用除脱氧外，还能细化晶粒；③Si、Mn 的作用除脱氧外，还是重要的合金元素，而且两者要联合使用。
否则，单一使用时，生成物SiO2的熔点高、颗粒小，易成为夹渣。
生成物MnO 的密度大、不易浮出，也会成为夹渣三、CO2气体焊的气孔问题及对策1、气孔原因产生气孔的因素：气体直接侵入熔池而溶于其中；脱氧产物之一CO;熔池受到气体冷却、凝固速度快；2、气孔性质（1）N2 气孔N2的来源：空气侵入熔池（是主要的）；CO2气体中含有少量N2（一般少于1％，是次要。
焊接过程中CO2气流量不足或受到侧向风吹致气流不稳，是N2侵入引发气孔的主要原因。
对策：合理选用焊嘴和调节气流量；短弧操作；避免侧向风吹；2）H2 气孔H2 来源：焊丝工件表面的水锈、油污受热分解产生；CO2气体中含有的少量水汽分解产生；对策：清理焊丝、工件上的严重水锈、油污；减少CO2气体中水汽进入电弧区；应当指出：CO2电弧的H2氧化性在抑制气孔方面是有相当作用的；此外在电弧高温中，H是以离子形态溶入金属中的，直流反接时，熔池为阴极，它发射大量的电子，使熔池表面的H离子又复合成原子，因而可减少进入熔池的。
因此对于轻度水锈、油污一般不必清理。
（3）CO 气孔CO的来源：CO2 →CO + O ；Fe + C →Fe + CO ；对策：限制焊丝中的C 含量；在焊丝中加入足够的脱氧元素，脱去FeO ；1、产生飞溅的原因（1）电弧形态所决定的熔滴过渡阻力较大；（2）工艺条件所决定的熔滴短路、颗粒过渡方式；（3）控制方式所决定的电弧自调节特性；2、主要飞溅形式（1）短路熔滴的过热爆断飞溅；（2）熔滴、熔池中反应气体的爆出飞溅；（3）斑点压力、金属蒸汽反作用力的排斥飞溅；二、减少飞溅的措施1、焊接材料方面（1）尽量限制焊丝材质中的 C 含量（通常不大于15％）；（2）采用CO2 + Ar 混合保护气体；2、工艺参数方面（1）正确选择焊接电流，匹配合适的电压，能避免排斥过渡形式（通常在小电流短路过渡区的飞溅量小，大电流细颗粒过渡区的飞溅也较小，而在细丝中等参数区产生的飞溅量较大）；（2）尽量减小焊枪倾角（不超过20。