埋弧焊工艺参数

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第128页（2634字）

影响埋弧焊焊缝成形和质量的主要因素有：线能量、接头结构形式、尺寸、施工工艺及焊接材料性能。决定线能量大小的参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度。

1．焊接电流对焊缝形状尺寸的影响

熔深H、熔宽B、余高a随焊接电流I的增加而增加，其增加的趋势如图4－4b所示。熔深H几乎与焊接电流成正比增加，即H=K_mI，比例系数K_m随焊接条件不同而变化，见表4－3。图4－4a是随焊接电流增加，焊缝横断面面积增加和形状变化的情况。

图4－4 焊接电流对焊缝形状的影响

B－熔宽 H－熔深 a－余高

表4－3 K_m在不同条件下的取值范围

在其他条件不变的情况下，改变焊接电流密度(即调换焊丝直径)，将明显影响焊缝熔深H，熔宽B及其比值B／H——焊缝形状系数。表4－4是在电弧电压为30～32V，焊接速度为33cm／min时，不同焊丝直径和电流的焊缝尺寸数值。可见电流密度增加，焊缝形状系数B／H相应减小。若要保持B／H不变，在增加电流密度的同时，需增加电弧电压。保持合理焊缝成形常用电流取值范围见表4－5。

表4－4 电流密度对焊缝形状尺寸的影响

表4－5 不同焊丝直径时电流取值范围

2．电弧电压对焊缝形状的影响

电弧电压增加，焊缝熔宽B增加，而熔深H和余高a略有减小。变化趋势如图4－5所示。应当指出电弧电压的调节范围是不大的，它要随焊接电流的调节相应地调节。即当焊接电流增加，适当增加电弧电压，才能保证焊缝形状系数B／H在良好的范围内。若采用直流电源时，反极性比正极性焊缝熔宽B要增大一些。另外电弧电压增加，焊剂的熔化速度和消耗量几乎成比例增加。

图4－5 电弧电压对焊缝成形的影响

H－熔深 B－熔宽 α－余高

3．焊接速度对焊缝形状的影响

当焊接速度v大于76cm／min时，随着焊接速度的增加，由于线能量的减小，焊缝熔深和熔宽均有明显下降。当焊速小于76cm／min时，焊速增加，焊缝熔深、熔宽变化不大。焊速影响熔深、熔宽的情况见图4－6。

图4－6 焊速对成形的影响

H－熔深 B－熔宽

4．焊丝倾斜角度对焊缝成型的影响

埋弧焊焊丝在运动的平面内与工件垂直面的夹角称为焊丝倾斜角α。前倾角如图4－7a所示，后倾角如图4－7b所示，图4－7c是焊丝后倾时α从0°增加到60°焊缝形状的变化情况。前倾的情况很少应用。

图4－7 焊丝倾角对焊缝成形的影响

(a)前倾 (b)后倾 (c)焊丝后倾角度的影响

5．工件倾斜角度对焊缝成形的影响

工件与水平面的夹角β称为工件倾斜角，由于向上焊或向下焊的方式不同，β角对焊缝成形影响完全不同，如图4－8所示。

图4－8 工件倾角对焊缝成形的影响

(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β－工件斜度

6．坡口对焊缝成型的影响

增加坡口的深度和宽度，焊缝熔深增加，熔宽减小，余高及熔合比显着减小，如图4－9所示。可用此法调节余高和熔合比。

图4－9 坡口形状对焊缝成形的影响

7．焊缝间隙对焊缝金属熔合比及焊缝尺寸的影响

板厚在一定的范围内，调节焊缝间隙可以有效地调节熔合比(母材熔化量／填充金属熔化量)。如熔深不超过被焊板厚70%时，间隙增加，熔合比显着下降，而当单面焊道完全熔透板厚时，调节间隙、熔合比没有明显变化。在一些典型规范条件下，测试间隙变化对焊缝成形的影响数据见表4－6。

表4－6 焊缝间隙对焊缝成形的影响(焊丝5mm，焊剂HJ330)

注：当熔深不超过被焊板厚的70%时，可用调整间隙的方法控制熔合比。当单面焊道完全熔透板厚时，改变间隙对熔合比几乎不起作用。

8．焊丝直径对焊缝成形和尺寸的影响

在其他条件相同的情况下，焊丝直径减小，熔深H增加，熔宽B减小，焊缝形状系数B／H减小。随着焊丝直径不断减小，电流密度增大到100A／mm²时，由于电弧受过多的液体金属阻碍，熔深不再增加，此时随着焊丝熔化量的增加，焊缝余高显着增加，焊缝成形变坏。为保持良好的焊缝成形，应适当提高电弧电压。

9．熔剂层厚度对焊缝成形的影响

熔剂层太薄会出现电弧外露，失去保护作用，易形成气孔、裂纹等缺陷，而且熔深变浅。熔剂层太厚会出现熔透过深、焊道变窄、余高加大等现象。合理的厚度在20～30mm之间。