摘 要:焊接成型受焊接工藝因素影響非常明顯,不同的焊接方式、焊接速度、焊接電壓、電弧電壓等等,都會導(dǎo)致焊接縫隙產(chǎn)生不同的變化,對應(yīng)的性能也存在差異。
關(guān)鍵詞:焊接工藝;焊縫成形;焊接技術(shù)
一、 前言
生活中我們可見不同人焊接的焊縫不同,有的相對美觀平整耐用耐撞擊,有的則出現(xiàn)焊接咬邊,有的出現(xiàn)焊瘤、氣孔、夾渣等等,導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生不同應(yīng)力,降低了其強度。分析影響焊縫成形的影響因素,有利提高焊接工藝,促進(jìn)行業(yè)操作水平得到長足發(fā)展。
二、 影響焊縫成形的核心影響因素
雖然焊接工藝這個詞匯涉及的內(nèi)容量很大,比如焊接方式就有幾十種,限于文章篇幅,筆者只能抓住所有焊接共有的焊接電流、電弧電壓、焊接速度來綜合論述其對焊縫成形的影響。這是屬于幾十種焊接方法中核心的技術(shù)參數(shù),很具有代表性。
(一) 焊接電流
焊接熔深和余高是隨著焊接電流的增加而增加的,熔寬相對比變化較小,只是略微增加。為什么會出現(xiàn)這樣的狀況呢?主要由三個原因決定的:第一,作用在焊件上的電弧力是隨著焊接電流改變而改變,二者呈現(xiàn)正比關(guān)系,當(dāng)焊接電流變大,焊件上的電弧力得到增強,故此焊件受熱更快,此時想要將熔深加大,就要下移熱源,讓熱量向熔池深度予以傳導(dǎo)。故此,焊接電流越大,熔深越大。比如在鎢極氬弧焊中,焊接電流每增加100毫安,熔深一般會增加0.8-1.8毫米;等離子弧焊1.6噴嘴口徑,每增加100毫安,其熔深增加1.2-2毫米。熔深和焊縫關(guān)系密切熔深不僅僅受電流影響,也受焊接方法影響,不同的焊接方法需要不同的熔深,自然而然不同的焊接方法也注定焊縫存在差異。第二,電弧焊時,焊絲融化速度受電流影響非常明顯,焊接電流越大焊絲融化越快,但是因為熔寬增加少,必然使得焊接余高明顯增大。第三,熔寬增加小是因為電流增加以后,弧柱直徑增加,此時電弧潛入工件深度增加,在很大程度上限制了電弧半點移動范圍。
自然焊縫和工件材料有關(guān),比如母材為鋁的工件,如果在氣體保護(hù)熔化極氬弧焊過程中,焊接電流大,電流密度高,就會容易導(dǎo)致指狀熔深影響焊縫。
另外焊接電流分為直流和交流,直流電弧焊又根據(jù)有無電流脈沖分為恒定直流和脈沖直流,又根據(jù)極性分為直流正接和直流反接,而交流電弧焊有正弦波交流和方波交流。焊縫受焊接電流種類和極性影響較為明顯。比如鎢極氬弧焊焊接方式來處理鋼板,直流正反接產(chǎn)生的熔深是不同的。不過因為直流正接焊縫熔深大,而且對鎢極傷害相對較小,所以焊接鋼一類的器材時,都采用直流正接。脈沖直流的好處則是可以控制脈沖參數(shù),這就使得這種焊接方式能更好地控制熔深熔寬,從而更好拿捏焊縫。
(二) 電弧電壓
因為電弧電壓和電弧功率是正比關(guān)系,電弧電壓增加,電弧功率變大,熱量增加。不過需要說明的是,電弧電壓增加是通過增加電弧長度來達(dá)成,這就導(dǎo)致了受熱區(qū)域增大,也就是導(dǎo)致熔寬增加,相應(yīng)的熔深受影響較小,此時掌握穩(wěn)定焊接電流,使得焊絲融化量恒定,就會明顯地控制焊接余高,實現(xiàn)焊接工件焊接部位平整美觀。
(三) 焊接速度
我們知道焊接速度越快,就會導(dǎo)致熱量傳導(dǎo)能力減小,熔寬和熔深也就很難達(dá)標(biāo)。為了實現(xiàn)規(guī)定的生產(chǎn)效率,就勢必要通過增加電弧電壓或者電流來促進(jìn)熔深和熔寬的增加,但是在高速度的焊接過程中,熔池凝固過程中會出現(xiàn)一些焊接缺陷,比如咬邊、裂紋,因此所謂的焊接速度提升,只是相對提升,不可能大幅度提升。再者,對焊接速度掌握不夠,過慢的化會導(dǎo)致熔深、熔寬增加,導(dǎo)致焊縫增大。
三、 影響焊縫的其他因素
(一) 鎢極端部形狀、焊絲直徑和伸出長度對焊縫影響
電弧集中性和電弧電壓,和鎢極前端角度有著直接關(guān)系。因此焊接不同的材質(zhì),要選擇不同的鎢極端部形狀。在具體操作中,焊絲粗細(xì)影響電弧加熱速度和范圍,越細(xì)的焊絲產(chǎn)生的熱量越集中,熔深增加明顯,熔寬減小,焊縫越小。因此在考慮具體焊縫要求時,比如要求一定的熔深和熔寬時,要針對性選擇焊絲。
(二) 焊絲傾斜角度
焊絲在具體操作中有前傾和后傾,兩種角度均對熔池金屬排出有重要影響,從而影響到具體的熔深,決定了焊縫的成形。
(三) 坡口和間隙
如果想要焊接余高較小的焊縫,此時可以將坡口和間隙放大。當(dāng)然,此時要控制其他條件,比如電流、電弧電壓、焊接速度都符合標(biāo)準(zhǔn),在固定范圍。否則不能保證焊縫和余高在要求的范圍之內(nèi)。
四、 總結(jié)
因為焊接的方式太過龐雜,限于篇幅只能從焊接工藝最核心的電流、電弧電壓、焊接速度以及常見的幾個影響因素來對焊縫的形成進(jìn)行基本論述。
參考文獻(xiàn):
[1]侯仰強,王天琪,李亮玉,等.擺焊參數(shù)對焊縫成形的影響分析[J].焊接,2017(3):26-30.
[2]孫東升,趙來偉,張躍,等.焊接工藝參數(shù)對焊縫成形和組織性能的影響[J].熱加工工藝,2016(1):223-225.
作者簡介:
王光東,海南省三亞市,海南省三亞市海南省三亞技師學(xué)院。