埋弧焊主要适用于平焊位置的焊接，采用一定的辅助设备也可以实现角焊和横焊位置的焊接。由于埋弧焊工业应用以平焊为主，本节主要讨论平焊位置的情况，其他位置的焊接与平焊位置具有相似的规律。影响埋弧焊焊缝形状和性能的因素主要是焊接参数、工艺条件等。

1.焊接参数

埋弧焊的焊接参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度等。

（1）焊接电流 当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝形状和尺寸的影响如图4-21所示。无论是带钝边V形坡口还是I形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即H＝k_mI，k_m为比例系数，随电流种类、极性、焊丝直径以及焊剂的化学成分变化而异。各种条件下k_m值见表4-5。焊接电流对焊缝断面形状的影响，如图4-22所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹。

同样焊接电流条件下，焊丝直径不同（电流密度不同），焊缝形状和尺寸会发生变化。表4-6表示电流密度对焊缝形状和尺寸的影响，从表中可见，其他条件不变时，熔深与焊丝直径成反比关系，但这种关系随电流密度的增加而减弱，这是由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属量不断增加，熔融金属后排困难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加，余高增加，焊缝成形变差，所以埋弧焊时增加焊接电流的同时要增加电弧电压，以保证焊缝成形。

表4-5 k_m值与焊丝直径、电流种类、极性及焊剂的关系

图4-21 焊接电流与熔深的关系^［13］（焊丝直径4.8mm）

图4-22 焊接电流对焊缝断面形状的影响^［13］

a）I形坡口 b）带钝边V形坡口

表4-6 电流密度对焊缝形状、尺寸的影响（电弧电压30～32V，焊接速度33cm/min）

（2）电弧电压 电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊剂不同，电弧空问电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图4-23所示。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹；电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。

图4-23 电弧电压对焊缝断面形状的影响^［13］

a）I形坡口 b）带钝边V形坡口

极性不同时，电弧电压对熔宽的影响不同。表4-7为采用HJ431焊剂时，正极性和反极性条件下电弧电压对熔宽的影响。

表4-7 不同极性埋弧焊时，电弧电压对熔宽的影响

注：焊丝直径5mm，焊接电流550A，焊接速度40cm/min。

（3）焊接速度 焊接速度对熔深和熔宽都有明显的影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大。随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔宽都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图4-24所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图4-25所示。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差；焊接速度较大的，熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接中为了提高生产率同时保持一定的热输入，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证一定的熔深和熔宽。

图4-24 焊接速度对焊缝成形的影响

H—熔深 B—熔宽

图4-25 焊接速度对焊缝断面形状的影响^［13］

a）I形坡口 b）带钝边V形坡口

2.工艺条件(www.daowen.com)

（1）焊丝倾角和工件斜度 焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾两种，如图4-26所示。倾斜的方向和大小不同，电弧对熔池的力和热的作用就不同，对焊缝成形的影响也不同。图4-26a为焊丝前倾，图4-26b为焊丝后倾。焊丝在一定倾角内后倾时，电弧力后排熔池金属的作用减弱，熔池底部液体金属增厚，故熔深减小。而电弧对熔池前方的母材预热作用加强，故熔宽增大。图4-26c是焊丝后倾角度对熔深、熔宽的影响。实际工作中焊丝前倾只在某些特殊情况下使用，例如焊接小直径圆筒形工件的环缝等。

图4-26 焊丝倾角对焊缝成形的影响^［1］

a）焊丝前倾 b）焊丝后倾 c）焊丝后倾角度对熔深熔宽的影响

工件倾斜焊接时有上坡焊和下坡焊两种情况，它们对焊缝成形的影响明显不同，如图4-27所示。上坡焊时，若斜度β＞6°～12°，则焊缝余高过大，两侧出现咬边，成形明显恶化。实际焊接中应避免采用上坡焊。下坡焊的情况与上坡焊相反，当β为6°左右时，焊缝的熔深和余高均有减小，而熔宽略有增加，焊缝成形得到改善。继续增大β角将会产生未焊透、焊瘤等缺陷。在焊接圆筒工件的内、外环缝时，一般都采用下坡焊，以减少发生烧穿的可能性，并改善焊缝成形。

图4-27 工件斜度对焊缝成形的影响

a）上坡焊 b）上坡焊工件斜度的影响 c）下坡焊 d）下坡焊工件斜度的影响

（2）对接坡口形状、问隙的影响 在其他条件相同时，增加坡口深度和宽度，焊缝熔深增加，熔宽略有减小，余高显著减小，如图4-28所示。在对接焊缝中，如果改变问隙大小，也可以调整焊缝形状，同时板厚及散热条件对焊缝熔宽和余高也有显著影响，见表4-8。

图4-28 坡口形状对焊缝成形的影响^［1］

表4-8 焊缝间隙对对接焊缝尺寸的影响（焊丝直径5mm，焊剂HJ330）

（3）焊剂堆高的影响 埋弧焊焊剂堆高一般在25～40mm，应保证在丝极周围埋住电弧。当使用粘结焊剂或烧结焊剂时，由于密度小，焊剂堆高比熔炼焊剂高出20％～50％。焊剂堆高越大，焊缝余高越大，熔深越浅。

3.焊接参数对焊缝金属性能的影响

当焊接条件变化时，母材的稀释率、焊剂熔化比率（焊剂熔化量/焊丝熔化量）均发生变化，从而对焊缝金属性能产生影响，其中焊接电流和电弧电压的影响较大。图4-29～图4-31给出了焊接电流、电弧电压和焊接速度对焊剂熔化比率的影响。由于焊剂比率的变化，焊缝金属的化学成分、力学性能均发生变化，特别是烧结焊剂中合金元素的加入对焊缝金属化学成分的影响最大。图4-32～图4-34给出各种焊接参数变化时对焊缝金属Mn、Si含量的影响。

图4-29 焊接电流对焊剂熔化比率的影响

图4-30 电弧电压对焊剂熔化比率的影响

图4-31 焊接速度对熔化比率的影响

图4-32 焊接电流对焊缝金属化学成分的影响

图4-33 电弧电压对焊缝金属化学成分的影响

图4-34 焊接速度对焊缝金属化学成分的影响