焊接工艺参数的选择

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108页（1802字）

埋弧焊的工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度等。

1．焊接电流焊接电流是决定焊缝熔深的主要因素。其他条件不变时，焊接电流增大，焊缝的熔深H及余高a均增加，而焊缝的宽度变化不大。正常情况下，焊接电流与熔深间成正比关系：

H=k_mI

k_m为电流系数，决定于电流种类、极性及焊丝直径等。表1－3－24给出了各种条件下的k_m值。

表1－3－24 各种条件下的k_m值^［2］

因此，焊接电流应根据熔深要求首先选定。增大焊接电流可提高生产率，但焊接电流过大时，焊接热影响区宽度增大，并易产生过热组织，从而使接头韧性降低；此外电流过大还易导致咬边、焊瘤或烧穿等缺陷。焊接电流过小时，易产生未熔合、未焊透、夹渣等缺陷，使焊缝成形变坏。

2．电流种类与极性

采用直流反接时，熔敷速度稍低，熔深较大。焊接时一般情况下都采用直流反接。

采用直流正接时，熔敷速度比反接高30%～50%，但熔深较浅，降低了熔敷金属中母材的百分比，特别适合于堆焊。母材的热裂纹倾向较大时，为了防止热裂，也可采用直流正接。采用交流进行焊接时，熔深处于直流正接与直流反接之间。

3．电弧电压

电弧电压对熔深的影响很小，主要影响熔宽，随着电弧电压的增大，熔宽增大，而熔深及余高略有减小。为保证电弧的稳定燃烧及合适的焊缝成形系数，电弧电压应与焊接电流保持适当的关系，如图1－3－15所示。焊接电流增大时，应适当提高电弧电压，与每一焊接电流对应的焊接电压的变化范围不超过10V(图中阴影部分)。当电弧电压取下限时，焊道窄；取上限时，焊道宽。若电弧电压超出该合适范围，焊缝成形将变差。

图1－3－15 电弧电压与焊接电流的匹配关系^［10］

电弧电压除对焊缝成形有影响外，还会改变熔敷金属的化学成分。当电弧电压增加时，焊剂的熔化量增加，熔渣和液态金属重量问的比值增大，过渡到熔敷金属中的合金元素会有所增加。

4．焊接速度

焊接速度对熔深及熔宽均有明显的影响。焊接速度增大时，熔深、熔宽均减小。因此，为了保证焊透，提高焊接速度时，应同时增大焊接电流及电压。但电流过大、焊速过高时易引起咬边等缺陷。因此焊接速度不能过高。

焊接电流与焊接速度的匹配关系如图1－3－16所示。对于一定的焊接电流，有一合适焊接速度范围，在此范围内焊缝成形美现，当焊接速度大于该范围上限时，将出现咬边等缺陷。

图1－3－16 焊接速度与焊接电流的匹配关系^［10］

5．焊丝直径及干伸长度

电流一定时，焊丝直径越细，熔深越大，焊缝成形系数越小。然而对于一定的焊丝直径，使用的电流范围不宜过大，否则将使焊丝因电阻热过大而发红，影响焊丝的性能及焊接过程的稳定性。不同直径焊丝的许用电流范围如表1－3－25所示。

表1－3－25 不同直径焊丝的焊接电流范围^［1］

干伸长度越大，焊丝熔化量增大，余高增大，而熔深略有减小。焊丝的电阻率越大，这种影响越大。

6．坡口及间隙的形状及尺寸

其他条件不变时，坡口及间隙尺寸越大，余高越小，熔合比越小。因此，可通过开坡口或留间隙来调整余高及熔合比。此外，通过开坡口还可改善熔池的结晶条件。