焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫的影響

1、焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的各項(xiàng)參數(shù)（例如焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱叫焊接工藝參數(shù)。所謂線能量是指（J /cm或J/mm,亦稱熱輸入。熔焊時(shí)，由焊接熱源輸入給單位長(zhǎng)度焊縫上的能量焦?fàn)?厘米或焦?fàn)?毫米線能量的計(jì)算公式為：1UV式中Q 線能量，J/cm或J/mmI 焊接電流，A;U電弧電壓，V;V 焊接速度， cm/ s或 mmr s。例：某焊接性試驗(yàn)的焊接工藝參數(shù)如下：焊條直徑 4mm焊接 電流180A,電弧電壓24V,焊接速度150mr/min。試計(jì)算其線能 量。解：線能量fr = 150w?/mins- 2.5mm!s60a IU 180x240-一 = 1728JI

2、 mmV 2.5答：該試驗(yàn)的線能量為 1728J / mm（或略有增加），見圖1 29,這是埋弧自（一）焊接電流當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加焊接電流，則焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變動(dòng)焊時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。分析這些現(xiàn)象的原因是：（1）焊接電流增加時(shí)，電弧的熱量增加，因此熔池體積和弧坑深度都隨電流而增加，所以冷卻下來后，焊縫厚度就增加。焊接電流增加時(shí)，焊絲的熔化量也增加，因此焊縫的余高也隨之增加。如果采用不填絲的鎢極氬弧焊，則余高就不會(huì)增加。（3）焊接電流增加時(shí)，一方面是電弧截面略有增加，導(dǎo)致熔寬增加；另一方面是電流增加促使弧坑深度增加。由于電壓沒有改變，所以弧長(zhǎng)也不變，導(dǎo)致電弧潛入熔池，使

3、電弧擺動(dòng)范圍縮小，則就促使熔寬減少。由于兩者共同的作用，所以實(shí)際上熔寬幾乎保持不變。330270 M0 350 J/ J J/410450600560焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的各項(xiàng)參數(shù)（例如焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱叫焊接工藝參數(shù)。所謂線能量是指焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的各項(xiàng)參數(shù)（例如焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱叫焊接工藝參數(shù)。所謂線能量是指H焊縫厚度 B 焊縫寬度d 余高I 焊接電流（二）電弧電壓當(dāng)其它條件不變時(shí)，電弧電壓增長(zhǎng)，焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和余高將略有減少，見圖1 30。這是因?yàn)殡娀‰妷涸黾右馕吨娀度的增加，因此電弧擺動(dòng)范圍擴(kuò)大

4、而導(dǎo)致焊縫寬度增加。其次，弧長(zhǎng)增加后，電弧的熱量損失加大，所以用來熔化母材和焊絲的熱量減少，相應(yīng)焊縫厚度和余高就略有減小。圖1 30電弧電壓對(duì)焊縫形狀的影響由此可見，電流是決定焊縫厚度的主要因素，而電壓則是影響焊縫寬度的主要因素。因此，為得到良好的焊縫形狀，即得到符合要 求的焊縫成形系數(shù)，這兩個(gè)因素是互相制約的，即一定的電流要配合一定的電壓，不應(yīng)該將一個(gè)參數(shù)在大范圍內(nèi)任意變動(dòng)。（三）焊接速度焊接速度對(duì)焊縫厚度和焊縫寬度有明顯的影響。當(dāng)焊接速度增加時(shí)，焊縫厚度和焊縫寬度都大為下降，見圖1 31。這是因?yàn)楹附铀俣仍黾訒r(shí)，焊縫中單位時(shí)間內(nèi)輸入的熱量減少了。iHt 109a7；20L §18

5、匚5-16k 414“3L012L 2【0L tiL、【丄11-4,JIIII-40 50 60 70 SO 90圖1 31焊接速度對(duì)焊縫形狀的影響從焊接生產(chǎn)率考慮，焊接速度愈快愈好。但當(dāng)焊縫厚度要求一定時(shí)，為提高焊接速度，就得進(jìn)一步提高焊接電流和電弧電壓，所以， 這三個(gè)工藝參數(shù)應(yīng)該綜合在一起進(jìn)行選用。（四）其它工藝參數(shù)及因素對(duì)焊縫形狀的影響電弧焊除了上述三個(gè)主要的工藝參數(shù)外，其它一些工藝參數(shù)及因素對(duì)焊縫形狀也具有一定的影響。（1）電極直徑和焊絲外伸長(zhǎng)當(dāng)其它條件不變時(shí)，減小電極 （焊絲）直徑不僅使電弧截面減小，而且還減小了電弧的擺動(dòng)范圍，所以焊縫厚度和焊縫寬度都將減小焊絲外伸長(zhǎng)是指從焊絲與導(dǎo)電

6、嘴的接觸點(diǎn)到焊絲末端的長(zhǎng)度，即焊絲上通電部分的長(zhǎng)度。當(dāng)電流在焊絲的外伸長(zhǎng)上通過時(shí)，將產(chǎn)生電阻熱。因此，當(dāng)焊絲外伸長(zhǎng)增加時(shí)，電阻熱也將增加，焊絲熔化加快，因此余高增加。焊絲直徑愈小或材料電阻率愈大時(shí)，這種影響愈明顯。實(shí)踐證明，對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼焊絲來說，直徑為5mm以上的粗焊絲，焊絲的外伸長(zhǎng)在60150mm范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，實(shí)際上可忽略其影響。但焊絲直徑小于3mm時(shí)，焊絲外伸長(zhǎng)波動(dòng)范圍超過510mm寸，就可能對(duì)焊縫成形產(chǎn)生明顯的影響。不銹鋼焊絲的電阻率很大，這種影響就更大。因此，對(duì)細(xì)焊絲，特別是不銹鋼熔化電極弧焊時(shí)，必須注意控制外伸長(zhǎng)的穩(wěn)定。 電極（焊絲）傾角焊接時(shí)，電極（焊絲）相對(duì)于焊接方向可以傾斜一個(gè)角

7、度。當(dāng)電極（焊絲）的傾角順著焊接方向時(shí)叫后傾；逆著焊接方向時(shí)叫前傾，見圖1 32（a）、（b）。電極（焊絲）前傾時(shí)，電弧力對(duì)熔池液體金屬后排作用減弱，熔池底部液體金屬增厚了，阻礙了電弧 對(duì)熔池底部母材的加熱，故焊縫厚度減小。同時(shí)，電弧對(duì)熔池前部未熔化母材預(yù)熱作用加強(qiáng)，因此焊縫寬度增加，余高減小，前傾角度。愈小，這一影響愈明顯，見圖1 32（c）。圖1 32電極（焊絲）傾角對(duì)焊縫形狀的影響（a）后傾（b）前傾（c）前傾傾角的影響電極（焊絲）后傾時(shí)，情況與上述相反。（3）焊件傾角焊件相對(duì)水平面傾斜時(shí)，焊縫的形狀可因焊接方向不同而有明顯差別。焊件傾斜后，焊接方法可分為兩種：從高處往低處焊叫下坡焊；從

8、低處往高處焊叫上坡焊，見圖1 33（a）（b）r圖1 33焊件傾角對(duì)焊縫形狀的影響(a)下坡焊(b)上坡焊(c)下坡焊時(shí)焊件傾角的影響(d)上坡焊時(shí)焊件傾角的影響當(dāng)進(jìn)行上坡焊時(shí)，熔池液體金屬在重力和電弧力作用下流向熔池尾部，電弧能深入到加熱熔池底部的金屬，因而使焊縫厚度和余高都增加。同時(shí)，熔池前部加熱作用減弱，電弧擺動(dòng)范圍減小，因此焊縫寬度減小。上坡角度愈大，影響也愈明顯。上坡角度。>612°時(shí)，焊縫就會(huì)因余高過大，兩側(cè)出現(xiàn)咬邊而使成形惡化，見圖1 33(d)。因此，在自動(dòng)電弧焊時(shí)，實(shí)際上總是盡量避免采用上坡焊。下坡焊的情況正好相反，即焊縫厚度和余高略有減小，而焊縫寬度略有增加

9、。因此傾角。<68°的下坡焊可使表面焊縫成形得到改善，手弧焊焊薄板時(shí)，常采用下坡焊，一方面是避免焊件燒穿，另一方面可以得到光滑的焊縫表面成形。如果傾角過大，則會(huì)導(dǎo)致未焊透和熔池鐵水溢流，使焊縫成形惡化，見圖1 33(c)。(4) 坡口形狀當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加坡口深度和寬度時(shí)，焊縫厚度略有增加，焊縫寬度略有增加，而余高顯著減小，見圖1 34.圖1 34坡口形狀對(duì)焊縫形狀的影響(5) 焊劑 埋弧焊時(shí)，焊劑的成分、密度、顆粒度及堆積高度均對(duì)焊縫形狀有一定影響。當(dāng)其它條件相同時(shí)，穩(wěn)弧性較差的焊劑焊縫厚度較大、而焊縫寬度較小。焊劑密度小，顆粒度大或堆積高度減小時(shí)，由于電弧四周壓力減低，

10、弧柱體積膨脹，電弧擺動(dòng)范圍擴(kuò)大， 因此焊縫厚度減小、焊縫寬度增加、余高略為減小。此外，熔渣粘度對(duì)焊縫表面成形有很大影響，若粘度過大，使熔渣的透氣性不良， 熔池結(jié)晶時(shí)所排出的氣體無法通過熔渣排除，使焊縫表面形成許多凹坑，成形惡化。(6) 保護(hù)氣體成分氣體保護(hù)焊時(shí)，保護(hù)氣體的成分以及與此密切相關(guān)的熔滴過渡形式對(duì)焊縫形狀有明顯影響。采用不同保護(hù)氣體進(jìn)行熔化極氣體保護(hù)焊直流反接時(shí)，焊縫形狀的變化，見圖1 35。射流過渡氬弧焊總是形成明顯蘑菇狀焊縫，氬氣中加入Q、CQ或H2時(shí),可使根部成形展寬，焊縫厚度略有增加。顆粒狀和短路過渡電弧焊則形成的焊縫形狀寬而淺。圖1 35保護(hù)氣體成分對(duì)焊縫形狀的影響(7)

11、母材的化學(xué)成分母材的化學(xué)成分不同，在其它工藝因素不變的情況下，焊縫形狀不一樣，這一點(diǎn)在氬弧焊時(shí)特別明顯。如三種產(chǎn)地不同的0Cr18Ni19和0Cr18Ni12Mo2不銹鋼，用鎢極氬弧焊方法焊接，采用相同的焊接工藝參數(shù)時(shí)，所得焊縫形狀的變化， 見表1 10.表1 10母材化學(xué)成分對(duì)焊縫形狀的影響序號(hào)此材的化學(xué)成分(厚度(mm)寬度 (mm)電弧 電壓 (V)CSiMnPSCrMoNi16 0340. 55L630.0306 00217. 22W511- 42. 56.815. 120.0370.630. 930-0180. 0216. Q2* 1810. 2h 76.814.93乩0426 45L 650.0320.01216.32. 62ILS1.