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焊接工藝規範及焊接通用工藝參數

科技 更新时间:2024-11-27 16:28:00

要實現材料焊接并保證焊接質量,除選擇正确焊接方法和焊接材料外,執行焊接工藝的一個共同特點就是控制焊接線能量,焊接線能量是保證焊接質量非常關鍵的一個因素。

焊接線能量影響金屬焊接接頭的冶金特性和力學性能。線能量過大,容易造成接頭和熱影響區組織過熱,産生過熱組織,而使其脆化,降低焊縫和熱影響區的硬度和韌性,所以一定要控制。那麼什麼是焊接線能量?

焊接線能量:是指熔焊時,由焊接熱源輸入給單位長度焊縫上的能量焦爾/厘米或焦爾/毫米(J/cm或J/mm),亦稱熱輸入。

線能量的計算公式為:

焊接工藝規範及焊接通用工藝參數(焊接工藝參數及其對焊縫形狀的影響解析)1

式中 Q——線能量,J/cm或J/mm;

I—焊接電流(A);U—電弧電壓(V);V—焊接速度(cm/s或mm/s)。

既然說到焊接線能量、焊接電流、電弧電壓等,我們就一起來了解焊接工藝中的焊接工藝參數。先說定義:

焊接工藝參數: 焊接工藝參數是指焊接過程中為保證焊接質量而選定的物理量 ( 焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等 ) 的總稱。下面逐一解析,最後一定要記住結論。

1、焊接電流

焊接電流:焊接時流經焊接回路的電流稱為焊接電流。

焊接電流大小對熔化速度、母材熔深、焊縫内在質量、焊接接頭性能和生産效率有着重要的影響。焊接電流太大,容易在母材金屬的兩側産生咬邊,甚至燒穿。焊接電流過小,則母材金屬未充分加熱,容易造成夾渣和未焊透等缺陷。正常情況下,焊接電流大,則熔深大;焊接電流小,則熔深小。

當其它條件不變時,增加焊接電流,則焊縫厚度和餘高都增加,而焊縫寬度則幾乎保持不變(或略有增加),見圖。産生這些現象的原因是:(1)電流增大後,工件上的電弧力和熱輸入均增大,熱源位置下移,熔深增大。熔深與焊接電流近于正比關系。

(2)電流增大後,弧柱直徑增大,但是電弧潛入工件的深度增大,電弧斑點移動範圍受到限制,因而熔寬近于不變。

(3)電流增大後,焊絲熔化量近于成比例地增多,由于熔寬近于不變,所以餘高增大。

焊接工藝規範及焊接通用工藝參數(焊接工藝參數及其對焊縫形狀的影響解析)2

焊接電流對焊縫形狀的影響

2、電弧電壓

電弧電壓:電弧兩端(兩電極)之間的電壓降稱為電弧電壓。它包括陰極電壓降、陽極電壓降和弧柱電壓降,在數值上等于三個電壓降之和。

當其它條件不變時,電弧電壓增長,焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和餘高将略有減少,見圖。産生這些現象的原因是:電弧電壓增大,電弧功率加大,工件熱輸入有所增大,同時弧長拉長,分布半徑增大,将熔池向兩邊吹,因而熔深略有減小而焊縫寬度增加。其次弧長增加後,電弧的熱量損失加大,所以用來熔化母材和焊絲的熱量減少,相應焊縫厚度和餘高就略有減小。

焊接工藝規範及焊接通用工藝參數(焊接工藝參數及其對焊縫形狀的影響解析)3

電弧電壓對焊縫形狀的影響

由此可見,電流是決定焊縫厚度的主要因素,而電壓則是影響焊縫寬度的主要因素。因此,為得到良好的焊縫形狀,即得到符合要求的焊縫成形系數,這兩個因素是互相制約的,即一定的電流要配合一定的電壓,不應該将一個參數在大範圍内任意變動。

3、焊接速度

焊接速度:單位時間内完成的單道焊縫長度稱為焊接速度。焊接速度對焊縫厚度和焊縫寬度有明顯的影響。其他參數不變的情況下,當焊接速度增加時,焊縫厚度和焊縫寬度都大為下降,見圖。這是因為焊接速度增加時,焊縫中單位時間内輸入的熱量減少了。

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焊接速度對焊縫形狀的影響

從焊接生産率考慮,焊接速度愈快愈好。但不要誤認為焊接生産效率的高低取決于焊接速度。不是焊接速度越高,焊接生産效率就越高,而是焊接電流大小決定焊接生産效率的高低。焊接電流越大,單位時間内熔化金屬量越多,則焊接生産效率越高。在一定焊接電流下,焊接速度的大小影響着焊道厚度。焊接速度大則焊道薄,焊接速度小則焊道厚。

但當焊縫厚度要求一定時,為提高焊接速度,就得進一步提高焊接電流和電弧電壓,所以,這三個工藝參數應該綜合在一起進行選用。

焊接速度可由電焊工根據具體情況靈活掌握,原則是:保證焊縫具有所要求的外形尺寸,保證熔合良好。在焊接過程中,焊工應随時調整焊接速度,以保證焊縫的高低和寬窄的一緻性。如果焊接速度太小,則焊縫會過高或過寬,外形不整齊,焊接薄闆時甚至會燒穿。如果焊接速度太大,焊縫較窄,則會發生未焊透的缺陷。

總結。焊接線能量是保證焊接質量的非常關鍵的因素,所以要控制匹配好焊接電流、電弧電壓和焊接速度這三者之間的關系。總體而言:三者對焊縫形狀的主要影響為(基本知識、重要):

當其它條件不變時,增加焊接電流,焊縫厚度和餘高都增加,而焊縫寬度則幾乎保持不變(或略有增加);

當其它條件不變時,電弧電壓增大,焊縫寬度顯著增加,而焊縫厚度和餘高略有減少;

當其它條件不變時,焊接速度增加,焊縫寬度、焊縫厚度和餘高都減少。

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