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焊縫成形不良是什麼原因

除製程因素外,其他焊接製程因素,如坡口尺寸和間隙尺寸、電極與工件的傾斜角度、接合處的空間位置等也會影響焊縫成形和焊接尺寸。

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1.焊接電流對焊縫形成的影響

在其他一定條件下,隨著弧焊電流的增加,焊接的熔深和殘餘高度增加,熔深寬度略有增加。原因如下:

隨著弧焊電流的增加,作用在銲接上的電弧力增大,電弧對銲接件的輸入熱增大,熱源位置下移,有利於熱向熔池深度傳導,增大穿透深度。熔深與焊接電流近似成正比,即焊縫熔深H約等於Km×I。

2)電弧焊芯或焊絲的熔化速度與焊接電流成正比。隨著電弧焊的焊接電流增大,焊絲熔化速度增大,焊絲熔化量近似成比例增大,而熔化寬度增大幅度較小,因此焊縫強化程度增大。

3)焊接電流增大後,弧柱直徑增大,但電弧透入工件的深度增大,且電弧光斑的移動範圍受到限制,因此熔化寬度增加幅度較小。

氣體保護電弧焊時,焊接電流增大,焊縫熔深會增加。如果焊接電流過大、電流密度過高,容易出現指狀熔深,特別是焊接鋁時。

2.電弧電壓對焊縫形成的影響

在其他條件一定的情況下,提高電弧電壓,電弧功率也會隨之提高,銲接件的熱輸入也會增加。然而,電弧電壓的增加是透過增加電弧長度來實現的。電弧長度的增加增加了電弧熱源半徑,增加了電弧散熱,降低了輸入銲接件的能量密度。因此,穿透深度稍微減小,而穿透深度增加。同時,由於焊接電流保持不變,焊絲的熔化量基本上保持不變,導致焊縫強化程度下降。

各種電弧焊接方法都是為了獲得適當的焊縫成型,即保持適當的焊縫成型係數φ,在增加焊接電流的同時適當增加電弧電壓。要求電弧電壓與焊接電流有適當的匹配關係。。這在金屬電弧焊中最常見。

3.焊接速度對焊縫成型的影響

在某些其他條件下,提高焊接速度會導致焊接熱輸入減少,從而減少焊接寬度和熔深深度。由於焊縫單位長度的焊絲金屬熔敷量與焊接速度成反比,因此焊縫補強也會降低。

焊接速度是評估焊接生產率的重要指標。為了提高焊接生產率,應提高焊接速度。但結構設計中為了確保所需的焊接尺寸,在提高焊接速度的同時,必須相應提高焊接電流和電弧電壓。這三個量是相互關聯的。同時也應考慮到,當增大焊接電流、電弧電壓和焊接速度(即採用大功率焊接電弧和高焊接速度焊接)時,在熔體形成過程中可能會出現焊接缺陷。熔池和熔池的凝固過程,如咬合。邊緣、裂縫等,所以焊接速度的提高是有限的。

4、焊接電流類型和極性以及電極尺寸對焊縫成型的影響

1.焊接電流的類型和極性

焊接電流的類型分為直流和交流。其中,直流弧焊接依電流有無脈衝分為恆定直流和脈衝直流;依極性分為直流正接(銲接正極)和直流反接(接件接負極)。交流弧焊依電流波形不同分為正弦波交流和方波交流。焊接電流的種類和極性會影響電弧向銲接件輸入的熱量,進而影響焊接成形。它還會影響熔滴過渡過程和母材表面氧化膜的去除。

鎢極電弧焊用於焊接鋼、鈦等金屬材料時,形成的焊縫熔深在直流電反接時熔深最小,交流電介於兩者之間。二。由於直流連接時焊縫熔深最大,鎢極燒損最小,因此用鎢極氬弧焊焊接鋼、鈦等金屬材料時應採用直流連接。鎢極氬弧焊採用脈衝直流焊接時,可調整脈衝參數,因此可依需求控制焊接成形尺寸。以鎢極電弧焊接焊接鋁、鎂及其合金時,需利用電弧的陰極清潔作用,清除母材表面的氧化膜。最好使用交流電。由於方波交流波形參數可調,焊接效果更好。。

金屬電弧焊時,直流反接時的焊縫熔深和寬度比直流時大,交流焊時的焊縫熔深和寬度介於兩者之間。因此,埋弧焊接時採用直流反接,以獲得更大的熔深;而埋弧堆焊時採用直流正接,以減少熔深。氣體保護焊時,不僅直流反接時熔深較大,而且焊接電弧和熔滴過渡過程比直流和交流時更穩定,而且還具有陰極清潔作用,因此應用廣泛,而直流正接和通訊一般不使用。

2.鎢極尖端形狀、絲直徑和延伸長度的影響

鎢極前端的角度和形狀對電弧集中和電弧壓力影響較大,應根據焊接電流的大小和銲接的厚度來選擇。一般情況下,電弧越集中,電弧壓力越大,熔深越大,熔深寬度會相應減少。

熔化極氣體保護焊接時,當焊接電流一定時,焊絲越細,電弧加熱越集中,熔深增加,熔深寬度減少。但在實際焊接工程中選擇焊絲直徑時,也必須考慮電流大小和熔池形狀,以避免焊縫成型不良。

熔化極氣體保護焊中,當焊絲伸出長度增加時,焊接電流通過焊絲伸出部分產生的電阻熱增加,使焊絲的熔化速度加快,因此焊縫強化程度增加,焊接強度增加。穿透深度減小。由於鋼焊絲的電阻率較大,在鋼材和細絲焊接中,焊絲的伸出長度對焊縫成型的影響更為明顯。鋁焊絲的電阻率較小,影響不大。雖然增加焊絲的延伸長度可以提高焊絲的熔化係數,但考慮到焊絲熔化的穩定性和焊縫的形成,焊絲的延伸長度有一個允許的變化範圍。焊絲。

5.其他製程因素對焊接形成因素的影響

除上述製程因素外,其他焊接製程因素,如坡口尺寸與間隙尺寸、電極與工件的傾斜角度、接合處的空間位置等也會影響焊縫成型與焊接尺寸。

1. 凹槽和間隙

採用電弧焊接對接接合時,通常會根據焊接板的厚度來決定是否預留間隙、間隙的大小、坡口的形式。當其他條件一定時,坡口或間隙尺寸越大,焊接的補強越小,相當於焊接位置減少,此時熔合率降低。因此,留間隙或開凹槽可用於控制增強材料的尺寸,調整熔合比。與不留間隙的斜切相比,兩者的散熱條件有些不同。一般來說,斜切的結晶條件較為有利。

2、電極(焊絲)傾斜角度

電弧焊接時,依電極傾斜方向與焊接方向的關係,分為電極前傾與電極後傾兩種。當焊絲傾斜時,電弧軸也相應傾斜。當焊絲向前傾斜時,電弧力對熔池金屬向後排出的作用減弱,熔池底部的液態金屬層變厚,熔深減小,電弧的熔深深度增加。進入銲件的量減少,電弧光斑運動範圍擴大,熔體寬度增加,同高減少。焊絲前進角α越小,這種效果越明顯。當焊絲向後傾斜時,情況相反。採用焊條電弧焊時,常採用焊條後傾法,傾斜角度α在65°~80°之間。

3.銲接件傾斜角度

銲件傾斜在實際生產中經常遇到,可分為上坡焊和下坡焊。此時,熔池金屬在重力作用下趨於沿著斜坡向下流動。上坡焊時,重力幫助熔池金屬向熔池後方移動,因此熔深大,熔寬窄,剩餘高度大。當上坡角α為6°~12°時,配筋過大,兩側易出現咬邊。在下坡焊接過程中,這種效應可以防止熔池中的金屬排出到熔池的後部。電弧不能深度加熱熔池底部的金屬。熔深減小,電弧光斑移動範圍擴大,熔寬增大,殘餘高度減少。如果銲件傾斜角度過大,會導致熔池內液態金屬熔深不足而溢出。

4.銲接件材質及厚度

焊接熔深與焊接電流以及材料的導熱率和體積熱容有關。材料的導熱性越好,體積熱容越大,熔化單位體積的金屬並提高相同的溫度所需的熱量就越多。因此,在一定的焊接電流等條件下,熔深和熔深寬度都會減少。材料的密度或液體的黏度越大,電弧就越難置換液態熔池金屬,熔深也越淺。銲件的厚度會影響接件內部的熱傳導。其他條件相同時,銲接厚度增加,散熱增加,熔深寬度和熔深深度減少。

5.焊劑、焊條塗料和保護氣體

焊劑或焊條藥皮成分的不同,導致電弧的極性電壓降和弧柱電位梯度不同,必然影響焊縫的成形。當磁通密度較小、粒徑較大或堆積高度較小時,電弧周圍的壓力較低,電弧柱膨脹,電弧光斑移動範圍較大,因而熔深較小,熔化寬度大,殘餘高度小。以高功率電弧焊焊接厚件時,使用浮石狀焊劑可降低電弧壓力,減少熔深,增加熔深寬度。另外,銲渣應具有適當的黏度和熔化溫度。若黏度太高或熔化溫度高,則熔渣透氣性差,焊接表面易形成許多壓坑,焊接表面變形不良。

電弧焊所使用的保護氣體(如Ar、He、N2、CO2)的成分不同,其導熱係數等物理性質也不同,影響電弧的極壓降、電位梯度等。弧柱、弧柱的導電截面以及等離子體流力。、比熱流分佈等,所有這些都會影響焊接的形成。

總之,影響焊縫成形的因素很多。為了獲得良好的焊縫成型,需要根據銲件的材料和厚度、焊縫的空間位置、接頭形式、工作條件、接頭性能和焊縫尺寸的要求等選擇合適的焊接方法和焊接條件是用於焊接的,最重要的是焊工對待焊接的態度!否則,焊縫成型和性能可能達不到要求,甚至出現各種焊接缺陷。


發佈時間:2024年2月27日