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焊缝成形不良是什么原因

除工艺因素外,其他焊接工艺因素,如坡口尺寸和间隙尺寸、电极与工件的倾斜角度、接头的空间位置等也会影响焊缝成型和焊缝尺寸。

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1、焊接电流对焊缝形成的影响

在其他一定条件下,随着弧焊电流的增大,焊缝的熔深和残余高度增大,熔深宽度略有增大。原因如下:

随着弧焊电流的增大,作用在焊件上的电弧力增大,电弧对焊件的输入热量增大,热源位置下移,有利于热量向熔池深度传导,增大穿透深度。熔深与焊接电流近似成正比,即焊缝熔深H约等于Km×I。

2)电弧焊芯或焊丝的熔化速度与焊接电流成正比。随着电弧焊的焊接电流增大,焊丝熔化速度增大,焊丝熔化量近似成比例增大,而熔化宽度增大幅度较小,因此焊缝强化程度增大。

3)焊接电流增大后,弧柱直径增大,但电弧侵入工件的深度增大,且电弧光斑的移动范围受到限制,因此熔化宽度增加幅度较小。

气体保护电弧焊时,焊接电流增大,焊缝熔深增大。如果焊接电流过大、电流密度过高,容易出现指状熔深,特别是焊接铝时。

2、电弧电压对焊缝形成的影响

在其他条件一定的情况下,提高电弧电压,电弧功率也会相应提高,焊件的热量输入也会增加。然而,电弧电压的增加是通过增加电弧长度来实现的。电弧长度的增加增加了电弧热源半径,增加了电弧散热,降低了输入焊件的能量密度。因此,穿透深度稍微减小,而穿透深度增加。同时,由于焊接电流保持不变,焊丝的熔化量基本保持不变,导致焊缝强化程度下降。

各种电弧焊方法都是为了获得合适的焊缝成型,即保持合适的焊缝成型系数φ,在增大焊接电流的同时适当增大电弧电压。要求电弧电压与焊接电流有适当的匹配关系。。这在金属电弧焊中最常见。

3、焊接速度对焊缝成型的影响

在某些其他条件下,提高焊接速度会导致焊接热输入减少,从而减少焊缝宽度和熔深深度。由于焊缝单位长度的焊丝金属熔敷量与焊接速度成反比,因此焊缝补强也会降低。

焊接速度是评价焊接生产率的重要指标。为了提高焊接生产率,应提高焊接速度。但结构设计中为了保证所需的焊缝尺寸,在提高焊接速度的同时,必须相应提高焊接电流和电弧电压。这三个量是相互关联的。同时还应考虑到,当增大焊接电流、电弧电压和焊接速度(即采用大功率焊接电弧和高焊接速度焊接)时,在熔体形成过程中可能会出现焊接缺陷。熔池和熔池的凝固过程,如咬合。边缘、裂纹等,所以焊接速度的提高是有限度的。

4、焊接电流类型和极性以及电极尺寸对焊缝成形的影响

1、焊接电流的类型及极性

焊接电流的类型分为直流和交流。其中,直流弧焊根据电流有无脉冲分为恒定直流和脉冲直流;按极性分为直流正接(焊件接正极)和直流反接(焊件接负极)。交流弧焊根据电流波形不同分为正弦波交流和方波交流。焊接电流的类型和极性影响电弧向焊件输入的热量,从而影响焊缝成型。它还会影响熔滴过渡过程和母材表面氧化膜的去除。

钨极电弧焊用于焊接钢、钛等金属材料时,形成的焊缝熔深在直流电反接时熔深最小,交流电介于两者之间。二。由于直流连接时焊缝熔深最大,钨极烧损最小,因此用钨极氩弧焊焊接钢、钛等金属材料时应采用直流连接。钨极氩弧焊采用脉冲直流焊接时,可以调节脉冲参数,从而可以根据需要控制焊缝成形尺寸。用钨极电弧焊焊接铝、镁及其合金时,需要利用电弧的阴极清洁作用,清除母材表面的氧化膜。最好使用交流电。由于方波交流波形参数可调,焊接效果更好。。

金属电弧焊时,直流反接时的焊缝熔深和宽度比直流时大,交流焊时的焊缝熔深和宽度介于两者之间。因此,埋弧焊时采用直流反接,以获得更大的熔深;埋弧堆焊时采用直流正接,以减少熔深。气体保护焊时,不仅直流反接时熔深较大,而且焊接电弧和熔滴过渡过程比直流和交流时更稳定,而且还具有阴极清洁作用,因此应用广泛,而直流正接和通讯一般不使用。

2、钨极尖端形状、丝直径和延伸长度的影响

钨极前端的角度和形状对电弧集中和电弧压力影响较大,应根据焊接电流的大小和焊件的厚度来选择。一般情况下,电弧越集中,电弧压力越大,熔深越大,熔深宽度相应减小。

熔化极气体保护焊时,当焊接电流一定时,焊丝越细,电弧加热越集中,熔深增加,熔深宽度减小。但在实际焊接工程中选择焊丝直径时,还必须考虑电流大小和熔池形状,以避免焊缝成型不良。

熔化极气体保护焊中,当焊丝伸出长度增加时,焊接电流通过焊丝伸出部分产生的电阻热增加,使焊丝的熔化速度加快,因此焊缝强化程度增加,焊接强度增加。穿透深度减小。由于钢焊丝的电阻率较大,在钢材和细丝焊接中,焊丝的伸出长度对焊缝成型的影响更为明显。铝焊丝的电阻率较小,影响不大。虽然增加焊丝的延伸长度可以提高焊丝的熔化系数,但考虑到焊丝熔化的稳定性和焊缝的形成,焊丝的延伸长度有一个允许的变化范围。焊丝。

5、其他工艺因素对焊缝形成因素的影响

除上述工艺因素外,其他焊接工艺因素,如坡口尺寸和间隙尺寸、电极与工件的倾斜角度、接头的空间位置等也会影响焊缝成型和焊缝尺寸。

1. 凹槽和间隙

采用电弧焊焊接对接接头时,通常根据焊接板的厚度来确定是否预留间隙、间隙的大小、坡口的形式。在其他条件不变的情况下,坡口或间隙尺寸越大,焊缝的补强越小,相当于焊缝位置减少,此时熔合率降低。因此,留间隙或开凹槽可用于控制增强材料的尺寸,调整熔合比。与不留间隙的斜切相比,两者的散热条件有些不同。一般来说,倒角的结晶条件较为有利。

2、电极(焊丝)倾斜角度

电弧焊时,根据电极倾斜方向与焊接方向的关系,分为电极前倾和电极后倾两种。当焊丝倾斜时,电弧轴也相应倾斜。当焊丝向前倾斜时,电弧力对熔池金属向后排出的作用减弱,熔池底部的液态金属层变厚,熔深减小,电弧的熔深深度增加。进入焊件的量减少,电弧光斑移动范围扩大,熔体宽度增加,同高减小。焊丝前进角α越小,这种效果越明显。当焊丝向后倾斜时,情况相反。采用焊条电弧焊时,常采用焊条后倾法,倾斜角度α在65°~80°之间。

3、焊件倾斜角度

焊件倾斜在实际生产中经常遇到,可分为上坡焊和下坡焊。此时,熔池金属在重力作用下趋于沿斜坡向下流动。上坡焊时,重力帮助熔池金属向熔池后部移动,因此熔深大,熔宽窄,剩余高度大。当上坡角α为6°~12°时,配筋过大,两侧易出现咬边。在下坡焊接过程中,这种效应可以防止熔池中的金属排出到熔池的后部。电弧不能深度加热熔池底部的金属。熔深减小,电弧光斑移动范围扩大,熔宽增大,残余高度减小。如果焊件倾斜角度过大,会导致熔池内液态金属熔深不足而溢出。

4、焊件材质及厚度

焊接熔深与焊接电流以及材料的导热率和体积热容有关。材料的导热性越好,体积热容越大,熔化单位体积的金属并提高相同的温度所需的热量就越多。因此,在一定的焊接电流等条件下,熔深和熔深宽度都会减小。材料的密度或液体的粘度越大,电弧就越难置换液态熔池金属,熔深也越浅。焊件的厚度影响焊件内部的热传导。其他条件相同时,焊件厚度增加,散热增加,熔深宽度和熔深深度减小。

5、焊剂、焊条涂料和保护气体

焊剂或焊条药皮成分的不同,导致电弧的极性电压降和弧柱电位梯度不同,必然影响焊缝的成形。当磁通密度较小、粒径较大或堆积高度较小时,电弧周围的压力较低,电弧柱膨胀,电弧光斑移动范围较大,因而熔深较小,熔化宽度大,残余高度小。用大功率电弧焊焊接厚件时,使用浮石状焊剂可以降低电弧压力,减小熔深,增加熔深宽度。另外,焊渣应具有适当的粘度和熔化温度。若粘度太高或熔化温度高,则熔渣透气性差,焊缝表面易形成许多压坑,焊缝表面变形不良。

电弧焊所用的保护气体(如Ar、He、N2、CO2)的成分不同,其导热系数等物理性能也不同,影响着电弧的极压降、电势梯度等。弧柱、弧柱的导电截面以及等离子体流力。、比热流分布等,所有这些都会影响焊缝的形成。

总之,影响焊缝成形的因素有很多。为了获得良好的焊缝成型,需要根据焊件的材料和厚度、焊缝的空间位置、接头形式、工作条件、接头性能和焊缝尺寸的要求等选择合适的焊接方法和焊接条件是用于焊接的,最重要的是焊工对待焊接的态度!否则,焊缝成型和性能可能达不到要求,甚至出现各种焊接缺陷。


发布时间:2024年2月27日