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焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响

焊接时，为保证焊接质量而选定的各项参数的总称叫焊接工艺参数。

(一)焊接电流

当其它条件不变时，增加焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度则几乎保持

不变(或略有增加)，见图1—22，这是埋弧自动焊时的实验结果。分析这些现象的原因是：

(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而增加，所

以冷却下来后，焊缝厚度就增加。

(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，一方面是电弧截面略有增加，导致熔宽增加；另一方面是电流增

加促使弧坑深度增加。由于电压没有改变，所以弧长也不变，导致电弧潜入熔池，使电弧摆

动范围缩小，则就促使熔宽减少。由于两者共同的作用，所以实际上熔宽几乎保持不变。

图1—22焊接电流对焊缝形状的影响

H—焊缝厚度B—焊缝宽度d—余高I—焊接电流

(二)电弧电压

当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少，

见图1—23。这是因为电弧电压增加意味着电弧K度的增加，因此电弧摆动范围扩大而导致

焊缝宽度增加。其次，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。

图1—23电弧电压对焊缝形状的影响

由此可见，电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压则是影响焊缝宽度的主要因素。因

此，为得到良好的焊缝形状，即得到符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是互相制约的，

即一定的电流要配合一定的电压，不应该将一个参数在大范围内任意变动。

(三)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，见图1—24。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。

图1—24焊接速度对焊缝形状的影响

从焊接生产率考虑，焊接速度愈快愈好。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，这三个工艺参数应该综合在一起进行选用。

(四)其它工艺参数及因素对焊缝形状的影响

电弧焊除了上述三个主要的工艺参数外，其它一些工艺参数及因素对焊缝形状也具有一

定的影响。

(1)电极直径和焊丝外伸长当其它条件不变时，减小电极(焊丝)直径不仅使电弧截面

减小，而且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。

焊丝外伸长是指从焊丝与导电嘴的接触点到焊丝末端的长度，即焊丝上通电部分的长度。

当电流在焊丝的外伸长上通过时，将产生电阻热。因此，当焊丝外伸长增加时，电阻热也将

增加，焊丝熔化加快，因此余高增加。焊丝直径愈小或材料电阻率愈大时，这种影响愈明显。

实践证明，对于结构钢焊丝来说，直径为5mm以上的粗焊丝，焊丝的外伸长在60～150mm

范围内变动时，实际上可忽略其影响。但焊丝直径小于3mm时，焊丝外伸长波动范围超过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，这种影响就更大。

因此，对细焊丝，特别是不锈钢熔化电极弧焊时，必须注意控制外伸长的稳定。

(2)电极(焊丝)倾角焊接时，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，见图1—25(a)、(b)。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了，阻碍了电弧

对熔池底部母材的加热，故焊缝厚度减小。同时，电弧对熔池前部未熔化母材预热作用加强，

因此焊缝宽度增加，余高减小，前倾角度。愈小，这一影响愈明显，见图1—25(c)。

图1—25电极(焊丝)倾角对焊缝形状的影响

(a)后倾(b)前倾(c)前倾倾角的影响

电极(焊丝)后倾时，情况与上述相反。

(3)焊件倾角焊件相对水平面倾斜时，焊缝的形状可因焊接