焊接工艺参数选择

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第75页（1923字）

手工电弧焊工艺参数包括：焊条种类、牌号和直径，焊接电流的种类、极性和大小，电弧长度、焊接速度，焊道层数和每层焊道数等。

1．焊条种类、牌号和直径的选择

实际生产中主要根据母材种类、强度级别、接头刚性和工作条件选择焊条种类和牌号。普通低碳钢和低合金钢一般按等强匹配原则选用强度级别相同的焊条，而对断裂强度不小于800MPa的低合金高强钢则按低强匹配原则选用强度级别低的焊条。一般结构选用酸性焊条，重要结构选用低氢型焊条^［14］。

2．焊接电流种类、极性和大小的选择

焊条类型决定焊接电流种类和极性，低氢钠型焊条必须采用直流反接；低氢钾型焊条可采用直流反接或交流；酸性焊条一般采用交流，也可采用直流。但采用直流焊接时，电弧因受焊接回路所产生的电磁力的作用而产生电弧磁偏吹，焊接电流越大，磁偏吹现象越严重。解决这一问题主要采用的措施是：改变地线的引入部位，使电弧周围磁场均匀；采用短弧焊接，调整电极角度，使电极向磁偏吹相反方向倾斜。此外，采用分段退焊法及小电流焊接，对减小磁偏吹也有一定作用。

焊接电流越大，熔深越大，焊条熔化越快，焊接效率越高。但当焊条快用完时，焊接电流太大，在电阻热的作用下，焊条会发红，焊条药皮成块脱落，保护效果差，容易产生气孔，焊缝成形不好，容易产生咬边、焊瘤、烧穿等缺陷，将严重影响焊接质量。应根据焊条剩余部分的药皮温度确定焊接电流的上限。焊接电流太小，则引弧困难，电弧不稳，容易造成未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷，生产效率低。因此，应在保证焊接质量的前提下尽量采用大的焊接电流。

焊接电流一般可根据焊条直径进行初步选择，然后再考虑板厚、接头形式、焊接位置、环境温度、工件材质等因素。例如：当焊接导热快的工件时，焊接电流要大一些，而焊接热敏感材料时，则焊接电流小一些为好。碳钢和低合金钢用酸性焊条平焊对接时，焊接电流值可参考表1－2－59选用，立焊、横焊时焊接电流应减小10%～15%，仰焊时减小15%～20%。用低氢型焊条焊接时，焊接电流还要适当减小。

表1－2－59 酸性焊条焊接时焊接电流与焊条直径的关系

3．电弧长度

电弧长度决定焊接电压，影响焊缝宽度。电弧越长，焊接电压越高，焊缝越宽，但电弧太长，则电弧挺度不足，飘忽不定，熔滴过渡时容易产生飞溅，对电弧中的熔滴和熔池中熔化的金属保护不良，导致焊缝产生气孔；而电弧太短，熔滴向熔池过渡时容易产生短路，导致熄弧，使电弧不稳定，从而影响焊缝质量。因此，焊接时应尽量使电弧长度保持在适当范围内。

电弧长度随焊接电流和焊接位置的变化而变化。焊接电流大，则电弧长度也相应增大。平焊时，根据焊缝尺寸要求，拉长或压短电弧，以得到要求的焊缝宽度。采用厚药皮焊条焊接时，可以将焊条端头轻轻靠在接缝上。立焊和仰焊时，通过弧长控制来建立合适的熔池尺寸和保持熔池沿焊接方向均衡移动。电弧发生磁偏吹时，电弧长度应尽可能缩短。

4．焊接速度

焊接速度是单位时间内完成的焊缝长度，可用秒表测定一根焊条烧完所需的时间，再测量该焊条熔敷的焊道长度，然后计算得出。手工电弧焊时，在保证焊缝具有所要求的尺寸和外形，保证熔合良好的原则下，焊接速度由焊工根据实际情况灵活掌握。通常焊接电流大、间隙大、坡口角度小时，焊接速度大；反之，则焊接速度小。

5．焊接层数和焊道数目

焊接厚板时，一般要开坡口并采用多层焊或多层多道焊。多层焊或多层多道焊的前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起后热处理作用，有利于提高焊缝金属的韧性和塑性，因此，一般采用这种焊接方法得到的接头显微组织较细，热影响区较窄，出现裂纹的可能性较小。焊接低合金高强钢等钢种时，焊接层数少，每层焊缝厚度太大时，由于晶粒粗化，将导致焊接接头的塑性和韧性降低，因此，提倡采用小直径焊条，减小线能量施焊。