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1、焊接参数的选择影响焊缝形状及尺寸的变量包括焊接工艺参数、工艺因素和结构因素等几方面。1、焊接工艺参数埋弧焊时焊接工艺参数主要有:焊接电流、电弧电压和焊接速度。(1) 焊接电流其他条件不变时,增加焊接电流对焊缝形状和尺寸的影响如图 4-27 所示。正常焊接条件下,焊缝熔深 H 几乎与焊接电流成正比:H=Km*IKm 为比例系数,随电流种类、极性、焊丝直径以及焊剂的化学成分而异。表 4-14 为各种条件下的 Km 值。表 4-14 Km 值与焊丝直径、电流种类、极性及焊剂的关系焊丝直径(mm)坡口的对接焊缝开坡口的对接焊缝5交流HJ4311.51.12交流HJ4312.01.05直流反接HJ431
2、1.751.15直流反接HJ4311.251.05交流HJ4301.551.15电流种类焊剂牌号Km 值 (mm/100A) T 形焊缝和开 堆焊和不同样大小的电流下,改变焊丝直径(即变更电流密度),焊缝的形状和尺寸将随之改变。表 4-15 表示了它们之间的关系。焊接电流(A)项目700-7501000-11001300-140焊丝直径(mm)6546546平均电流密度(A/)263658385284486熔深 H(mm)7.08.511.510.512.016.517.519熔宽 B(mm)222119262422272形状系数 B/H3.12.51.72.52.01.31.51表 4-15
3、 电流密度对焊缝形状、尺寸的影响从该表可见,当其他条件相同时,熔深与焊丝直径约成反比关系。但这种关系在电流密度极高时(超时 100A/)即不复存在。此时由于焊丝熔化量不断增加,熔池中填充金属量增多,熔融金属后排困难,熔深增加得比采用一般电流密度(3050A/)的慢。并且随焊接电流的增加,焊丝熔化量增大。当焊缝熔宽保持不变时,余高加大,使焊缝成形恶化。因而提高电流的同时,必须相应地提高电弧电压。(2) 电弧电压电弧电压与电弧长度成正比,在相同的电弧电压和电流数值时,如果所用的焊剂不同,电弧空间的电场强度也不同,则电弧长度可能不同。在其他条件不变的情况下,改变电弧电压对焊缝形状影响如图 4-28
4、所示。可见,随着电弧电压的增高,焊缝熔宽显著增加而熔深和余高将略微有减少。极性不同时,电弧电压对熔宽的影响不同。表 4-16 为采用 HJ431 时,正极性和反极性下电弧电压对熔宽的影响。埋弧焊时,电弧电压是根据焊接电流确定的。即一定的焊接电流时要保持一定范围的弧长,以保证电弧的稳定燃烧, 因此电弧电压的变动范围是有限的。表 4-16 不同极性埋弧焊时电弧电压对熔宽的电弧电压(V)熔宽B(mm)30-32正极性21反极性2240-42252853-552533影响3)焊接速度焊接速度对熔深和熔宽均有明显影响。焊接速度较小(如单丝埋弧焊焊速小于 67cm/min)时;随焊接速度的增加,弧柱倾斜,
5、有利于熔池金属向后流动, 故熔深略有增加,但焊接速度到达一定数值后,由于线能量减少的影响增大,熔深和熔宽都明显减少。实际生产中为了提高生产率同时保持一定的线能量,在提高焊接速度的同时必须加大电弧功率,从而也将保证一定的熔深和熔宽。2、工艺因素焊丝倾角和工件斜度对焊缝成形的影响焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾两种,见图 4-30。倾斜的方向和大小不同, 电弧对熔池的力的热的作用就不同,从而对焊缝成形的影响各异。图 4-30 a 为焊丝前倾,b 为后倾。焊丝在一定倾角内后倾时,电弧力后排熔池金属的作用减弱,熔池底部液体增厚,故熔深减小。而电弧对熔池前方的母材预热作用加强,故熔宽增大。图 4-30c 是
6、后倾角对熔深、熔宽的影响。实际工作中焊丝前倾只在某些特殊情况下使用,例如焊接小直径圆筒形工件的环缝等。工件倾斜焊接时有上坡焊和下坡焊两种情况,它们对焊缝成形的影响明显不同,见图 4-31。上坡焊时(图 4-31a、b), 若斜度 角6-12,则焊缝余高过大, 两侧出现咬边,成形明显恶化。实际工作中应避免采用上坡焊。下坡焊的效果与上坡焊相反,见图4-31c、d。当 5-99-12b2131413-55-99-12b0122 3-143 6-204 3-125 3-126 6-246-12b2111-2431710-208 b p10-16b10-202141016-209 10-3010 10-
7、24p617110-1616-2020-30b213141p21b10-162116-2431p314110-1616-2020-3011 10-30b21p31324112 6-16b6-77-122112-1613 10-30p3110-20b0518120-30014 30-6015p71Hp b30-6010222170510120-3020-30b016p611724-6024-6018p61 50-100102100-1606250-1619b0p81R101b0040-1320021 6-1440-601 102b Hp R6-9b60-90620121211019-14090-13042Kmi64n22 10-2010-1515-20bp Kmi40216n20-40b023 20-40p21H81Kmi4n242-66-1110-1 14-2402-2025b0Kmi3000456nn、l(e)由设计确定5285000034681012262- 5-1 12-1 25-4 40-62-6027b Kmin10-1515-2020-2428 10-24bp Kmin021681016-4029 16-40b030 30-60p4130-60b030 2-10p R b lK611012-1002(+1)0.8