焊接参数对焊缝的影响分析

时间：2023-06-23 理论教育 版权反馈

【摘要】：热输入对焊缝质量影响非常大，会导致焊缝变脆或结晶粗大。焊接电流增加时，焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。当焊丝直径小于3mm，焊丝伸出长度波动范围为5～10mm时，就可能对焊缝成形产生明显的影响。

焊接参数对焊缝的影响分析

焊接参数：焊接时，为保证焊接质量而选定的各个物理量（如焊接电流、电弧电压、焊接速度、热输入等）的总称。

1.热输入

热输入指熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量。热输入是一个受焊接电流、电弧电压和焊接速度等综合影响的焊接参数，焊接电流或电弧电压越大则热输入越大，焊接速度快则热输入小。热输入对焊缝质量影响非常大，会导致焊缝变脆或结晶粗大。

2.焊接电流

当其他条件不变时，增加焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度几乎保持不变（或略有增加），这是埋弧焊时的实验结果。这些现象的原因如下。

（1）焊接电流增加时，电弧的热量增加，因此熔池体积和弧坑深度都随电流增加而增加，所以冷却下来后，焊缝厚度就会增加。

（2）焊接电流增加时，焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的钨极氩弧焊，则余高就不会增加。

（3）焊接电流增加时，一方面由于电弧横断面略有增加，会导致熔宽增加；另一方面电流增加会促使弧坑深度增加。但同时，由于电压并没有改变，所以弧长也不变，导致电弧潜入熔池而使电弧摆动范围缩小，则会促使熔宽减小。在两者共同作用下，焊缝熔宽实际上几乎保持不变。

图1-17 电弧电压对焊缝形状的影响

H—焊缝厚度 B—焊缝宽度 a—余高 U—电弧电压

3.电弧电压

当其他条件不变时，电弧电压增加，焊缝宽度会显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少，如图1-17所示。这是因为电弧电压增加意味着电弧温度的升高，因此电弧摆动范围扩大而导致焊缝宽度增加。同时，弧长增加后，电弧的热量损失加大，所以用来熔化母材和焊丝的热量减少，相应焊缝厚度和余高就略有减小。

4.焊接速度

焊接速度对焊缝厚度和焊缝宽度有明显的影响。当焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝宽度都大为下降，这是因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少了。

从焊接生产率考虑，焊接速度越快越好。但当焊缝厚度要求一定时，为提高焊接速度，就得进一步提高焊接电流和电弧电压，所以这三个焊接参数应该综合在一起进行选用。

5.其他焊接参数及因素对焊缝形状的影响(www.daowen.com)

电弧焊除了上述三个主要的焊接参数外，其他一些焊接参数及因素对焊缝形状也有一定的影响。

（1）电极直径和焊丝伸出长度：当其他条件不变时，减小电极（焊丝）直径不仅使电弧横断面减小，还减小了电弧的摆动范围，所以焊缝厚度和焊缝宽度都将减小。

当焊丝直径小于3mm，焊丝伸出长度波动范围为5～10mm时，就可能对焊缝成形产生明显的影响。不锈钢焊丝的电阻率很大，这种影响就更明显。

（2）电极（焊丝）倾角：电极（焊丝）相对于焊接方向可以倾斜一个角度。当电极（焊丝）的倾角顺着焊接方向时叫后倾，逆着焊接方向时叫前倾。电极（焊丝）前倾时，电弧力对熔池液体金属后排作用减弱，熔池底部液体金属增厚，阻碍了电弧对熔池底部母材的加热，故焊缝厚度减小。

（3）焊件倾角：焊件相对水平面倾斜时，焊缝的形状可因焊接方向不同而有明显差别。焊件倾斜后，焊接方法可分为两种：从高处往低处焊叫下坡焊；从低处往高处焊叫上坡焊，如图1-18a、b所示。

当进行上坡焊时，熔池液体金属在重力和电弧力作用下流向熔池尾部，电弧能深入到熔池底部进行加热，因而使焊缝厚度和余高都增加。同时，熔池前部加热作用减弱，电弧摆动范围减小，因此焊缝宽度减小。上坡角度越大，影响也越明显。上坡角度为6°～12°时，焊缝就会因余高过大，两侧出现咬边现象而使成形恶化，如图1-18c所示。下坡焊的情况正好相反，即焊缝厚度和余高略有减小，而焊缝宽度略有增加。因此倾角为6°～8°的下坡焊可使焊缝表面成形得到改善，用焊条电弧焊进行薄板焊接时，常采用下坡焊，一方面是避免焊件烧穿，另一方面可以得到光滑的焊缝表面成形，如图1-18d所示。

（4）坡口形状：当其他条件不变时，增加坡口深度和宽度，焊缝厚度和焊缝宽度会略有增加，而余高则显著减小，如图1-19所示。