46-通过焊口成型分析电流电压焊接速度对焊缝形貌的影响

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1、通过焊口成型分析电流、电压、焊接速度对焊缝形貌的影响管道工程二处刘渊焊接时，为保证焊接质量而选定的各项参数(例如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等)的总称叫焊接工艺参数。所谓线能量是指熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量焦尔/厘米或焦尔/毫米(J/cm或J/mm)，亦称热输入。线能量的计算公式为：式中Q线能量，了/咖或』/™!!;I——焊接电流，A;U——电弧电压，V;V——焊接速度，(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，而焊缝宽度则儿乎保持不变(或略有增加)，见图1一29这是熔化极气体保护电弧焊的理论结果。分析这些现象的原因是：(

2、1)焊接电流堉加时，电弧的热量堉加，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。(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：另一方而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。(«>HOI(b)1-29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一焊接电流(一)电弧电压当其它条件不变时，电弧电压堉长，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高

3、将略有减少，见图1一30。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。OV1—30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耍因素，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。在实际的焊接中，通常通过电流变化来论证如上结论，实验数据如下:选取100A、110A、135A、155A、170A

4、壁厚(mm)直径(mm)电流(A)电压(V)送丝速度(m/min)焊接速度(cm/min)通气量(L/min)图像实验115.3101610019.51225103-6实验215.3101611019.51225103-7实验315.3101613519.51225103-8实验415.3101615519.51225103-9实验515.3101617019.51225103-10如图3-6当电流为110时，由于电流过小，还未形成熔池，焊缝未形成由阁3-8、9可知，在实验2、3中，焊接幵始吋电弧对工件的预热作用不明显，电弧作用在工件上的能量不高，焊缝熔深较小，随着时间的增加

5、，电弧对工件的预热作用不断增强，焊缝余高何熔宽逐渐增加，形成焊缝。阁39塚缝成形W实验4、5屮，由于操作原因，也可能是其他原因，焊缝屮间出现了有I次断弧。jflj且焊缝后半段由于热量集中，熔宽增加。3-10.焊缝成形阳由3-10可知，由于焊接电流太大，导致没有形成焊缝。综上分析得结论---随着电流的增加，电弧对焊件的预热作用增强，电弧作用在工件上的能量更高，焊缝熔深增加。随着电流强度的继续增加，电弧对工件的预热作用不断增强，提高能量的吸收率。随着电流强度达到一个数值后，熔深又随着电流的增加而增加。随着焊接电流增加，焊缝余高和熔宽逐渐增加，这主要是因为焊接电流增加，单位时间内的

6、送丝量也相应的增加，从而单位焊缝的熔敷金属增加。由图分析得：电流增大时，由于电弧的压缩和稳定作用降低，导致大量飞溅，焊缝成型差。随着电流的减小，焊缝表面形成更加圆滑，但是当电流小于135A吋，电弧对工件的预热作用减弱，使得焊缝表面变差。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，即一定的电流耍配合一定的电压，不应该将一个参数在大范围内任意变动。(一)焊接速度在焊件厚度，焊接电流、电弧电压等其他条件确定的条件K,焊接速度增加,焊缝熔深及熔宽均减小，焊缝单位长度上的焊丝熔敷量减小，焊缝余高减小；焊接速度过高可能会产生咬边，要根据焊缝成型及焊接

7、电流啦确定合适的焊接速度。其他焊接参数不变，只改变焊接速度，进行四组实验，四种焊接速度分别为35cm/min、55cm/min、65cm/min、85cm/min,再此焊接速度下，焊缝形貌如图3-1，3-2,3-3,3-4所示。壁厚(mm)直径(mm)电流(A)电压(V)送丝速度(m/min)焊接速度(cm/min)通气量(L/min)图像实验15.3101621219.51235103-11实验215.3101621219.51255103-2实验315.3101621219.51265103-3实验