【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， CO2焊接，電流增大時(shí)，熔敷效率增大 myms ???? ??167。 15 母材熔化和焊縫成形 一 、 基本要求 熟練掌握標(biāo)征熔池及焊縫形狀尺寸的幾個(gè)參數(shù)； 熟練掌握熱輸入、線能量、熔深、熔寬、成形系數(shù)、余高、熔合比等基本概念； 了解作用于熔池上的力 熟練掌握焊接參數(shù)對(duì)焊縫形狀尺寸的影響 了解各種焊縫缺陷形成的原因及預(yù)防措施。 二、重點(diǎn) 熱輸入、線能量、熔深、熔寬、成形系數(shù)、余高、熔合比等基本概念； 標(biāo)征熔池及焊縫形狀尺寸的參數(shù) 焊接參數(shù)對(duì)焊縫形狀尺寸的影響 ? 一、熔池和焊縫形狀尺寸 焊縫形狀由熔池形狀所確定。一般用熔深 H、焊縫寬度 B和余高 a三個(gè)參數(shù)來(lái)表征焊縫的形狀和尺寸。 ? 熔深 H反映焊接的熔透程度，它決定著焊接接頭的承載能力，是說(shuō)明焊縫質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。 ? 焊縫寬度 B不直接反映接頭的承載能力，但它和熔深 H構(gòu)成的焊縫的基本形狀，影響著焊縫的質(zhì)量。 ? 綜合熔深、焊縫寬度的焊縫成形系數(shù)描述焊縫形狀。 焊縫成形系數(shù) ? 當(dāng) φ 小時(shí)，焊縫窄而深，這樣的焊縫往往在熔池金屬冷凝過(guò)程中氣體難以逸出而易產(chǎn)生氣孔，同時(shí)熔池的結(jié)晶方向有利于焊接裂紋的生成；另一方面，這樣的焊縫反映其焊接熱量較集中，其接頭的熱影響區(qū)較??； ? 當(dāng) φ 大時(shí)，焊縫淺而寬，這樣的焊縫根部不易焊透。 ? 通常埋弧焊接頭的 φ ＞ 3較為合理。若是理弧堆焊，為了保證堆焊層成分和高的堆焊生產(chǎn)率，其焊縫成形系數(shù) φ 一般要求較大，可達(dá) 10。 常用焊接方法及其應(yīng)用 HB /??? 焊后焊縫產(chǎn)生凹陷是不允許的。焊縫余高是為了避免熔池金屬凝固時(shí)產(chǎn)生凹陷而留出的工藝允差，它的存在還能增大焊縫工作截面，從而捉高其承受靜載的能力。 ? 余高過(guò)大，則在焊趾處引起應(yīng)力集中，使接頭的疲勞壽命下降。所以要加以限制，使余高 a與焊縫寬 B應(yīng)有一個(gè)合理的比例關(guān)系。 ? 常用 余高系數(shù) —B/a來(lái)表達(dá)對(duì)余高的要求。 ? 一般要求 B/a＞ 4~8；為了提高焊件的疲勞壽命，最好的辦法是把對(duì)接接頭的焊縫余高去掉；或把角焊縫焊成凹面的或者焊后加工焊趾，使余高向母材平滑過(guò)渡。 常用焊接方法及其應(yīng)用 ? 熔焊時(shí)，被熔化的母村在焊縫金屬中所占的體積分?jǐn)?shù)稱 焊縫熔合比 。 ? 由圖 3332可見(jiàn)熔合比 γ 可用下式表示 常用焊接方法及其應(yīng)用 )/( Hmm FFF ???式中， Fm、 FH—母材熔化的橫截面積和填充金屬熔敷 (圖 3—3—32中影 線部分 )的橫截面積 (mm2)。 熔合比 γ 隨坡口和熔池的形狀與尺寸的改變而改變，在焊接中碳鋼、合金鋼和有色金屬時(shí)?？梢酝ㄟ^(guò)改變?nèi)酆媳鹊拇笮?lái)調(diào)整焊縫的化學(xué)成分和組織，這是防止焊縫產(chǎn)生冶金缺陷、提高焊縫力學(xué)性能的有效途徑。 ?? 二、焊接條件對(duì)焊縫成形的影響 影響焊縫形狀及尺寸的因素：焊接工藝參數(shù)、工藝因素和結(jié)構(gòu)因素 ? 焊接工藝參數(shù) 影響焊縫形狀及尺寸的工藝參數(shù)主要是焊接電流、電弧電壓和焊接速度。 ? 焊接電流：其他條件不變時(shí)，作平面堆焊，焊接電流對(duì)焊縫形狀及尺寸的影響如圖 3334所示，熔深 H幾乎與焊接電流成正比。 ? 電弧電壓：在其他條件不變的情況下，電弧電壓對(duì)焊縫形狀及尺寸的影響如圖 3335所示。 常用焊接方法及其應(yīng)用 在實(shí)際生產(chǎn)中電弧電壓和電流有圖 3336所示的關(guān)系，表示在焊接電流增加時(shí)，電弧電壓也相應(yīng)增加，或熔深增加的同時(shí)，電弧電壓也相應(yīng)增加。但是，在每一檔焊接電流上約有 10V左右的電壓變動(dòng)范圍，較低的電壓將焊出窄焊道，而較高電壓將焊出寬焊道，超出 10V的工作范圍焊縫金屬的質(zhì)量下降。 常用焊接方法及其應(yīng)用 ? 焊接速度：在其他條件不變的情況下，焊接速度對(duì)焊縫形狀及尺寸的影響如圖 3337所示。提高焊接速度則單位長(zhǎng)度焊縫上輸入熱量減小，加入的填充金屬量也減少，于是熔深減小、余高降低和焊道變窄。 常用焊接方法及其應(yīng)用 ? 工藝因素 主要指焊絲傾角、焊件斜度和焊劑層的寬度與厚度等。 ? 焊絲傾角：通常認(rèn)為焊絲垂直水平面的焊接為正常狀態(tài)，若焊絲在前進(jìn)方向上偏離垂線，如產(chǎn)生前傾或后傾，其焊縫形狀是不同的，后傾焊熔深減小，熔寬增加，余高減少；前傾恰相反，見(jiàn)圖 3338。 常用焊接方法及其應(yīng)用 ? 焊件傾斜：指焊件傾斜后使焊縫軸線不處在水平線上，山現(xiàn)了俗稱的 上坡焊 或 下坡焊 。 ? 上坡焊隨著斜角 ?增加重力引起熔池向后流動(dòng)，母材的邊緣熔化并流向中間，熔深和熔寬減小，余高加大。當(dāng)傾斜度 ?角＞6176。 ~12176。 ，則余高過(guò)大，兩邊出現(xiàn)咬邊，成形明顯惡化，見(jiàn)圖 3339a。應(yīng)避免上坡焊，或限制傾角 ?小于 6176。 。 (約 1： 10)。 ? 下坡焊效果與上坡焊相反，若 ?過(guò)大，焊縫中間表面下凹，熔深減小，熔寬加大，就合出現(xiàn)未焊透、未熔合和焊瘤等缺陷。在焊接圓筒狀工件的內(nèi)、外環(huán)縫時(shí)，一般都采用下坡焊，以減少燒穿的可能性，并改善焊縫成形。 常用焊接方法及其應(yīng)用 ? 焊劑層厚度：在正常焊接條件下，被熔化焊劑的重量約與被熔化的焊絲的重量相等。焊劑層的厚度對(duì)焊縫外形與熔深的影響見(jiàn)圖 3341。 ? 焊劑層太薄時(shí)，則電弧露出，保護(hù)不良，焊縫熔深淺，易生氣孔和裂紋等缺陷。 ? 過(guò)厚則熔深大于正常值，且出現(xiàn)峰形焊道。 ? 在同樣條件下用燒結(jié)焊劑焊的熔深淺，熔寬大。其熔深僅為熔煉焊劑的 70％ 90％。 常用焊接方法及其應(yīng)用 ? 焊劑粗細(xì)：焊劑粒度增大時(shí)，熔深和余高略減，而熔寬略增，即焊縫成形系數(shù)和余高系數(shù)增大，而熔合比稍減。 ? 焊絲直徑：在其他工藝參數(shù)不變的情況下，減小焊絲直徑，意味著焊接電流密度增加，電弧窄，因而焊縫熔深增加，寬深比減小，見(jiàn)圖 3342。 ? 極性：直流正極性 (焊件接正極 )，焊縫的熔深和熔寬比直流反接的小，而交流電乎兩者之間。 常用焊接方法及其應(yīng)用 ? 結(jié)構(gòu)因素 主要指接頭形式、坡口形狀、裝配間隙和工件厚度等對(duì)焊縫形狀和尺寸的影響。表 3310列出其它焊接條件相同情況下坡口形狀和裝配間隙對(duì)接接頭焊縫形狀的影響。 常用焊接方法及其應(yīng)用 焊縫參數(shù)及工藝因素對(duì)它的影響 一）、焊縫形狀參數(shù)及其與焊縫質(zhì)量的關(guān)系 基本參數(shù)有： H、 B、 a 熔深 H： Hweld=Hpool，直接影響承載能力 熔寬 B： Bweld=Bpool ?=B/H成形系數(shù) ?意義： 1）影響氣孔敏感性 2）影響結(jié)晶方向 3）影響中心偏析 ?大時(shí)較有利，一般應(yīng)大于 FH Fm Fm FH B H a Fm H B a FH Fm H B FH Fm 余高 a： 1）防止因疑固收縮而造成的缺陷 2）增大承受靜載的能力 3）造成應(yīng)力集中 4）疲勞壽命下降 一般規(guī)定： a=0?3mm或 B/a4?8 熔合比：母材金屬在焊縫中的含量 HMMFFF???調(diào)整熔合比可調(diào)整焊縫化學(xué)成分，改善性能。 一般通過(guò)開(kāi)坡口來(lái)實(shí)現(xiàn)。 二）、影響焊縫形狀尺寸的因素 （一）焊接電流 Ia Ia增大， H增大， a增大， B基本不變 Ia↑ Fa↑→熱源下移 →H↑ q= ?IU↑ → H↑ H=km I Ia增大，電弧分布半徑 增大但潛入工件深度大，限 制 r有效增大， B基本不變。 ?減小。 Ia↑，焊絲熔化量增加， B不變， a↑ （二）電弧電壓 Ua↑ q增加不多， 增大， qm減小，因此， B、 ?增大， H、 a 較小。 通常， Ia選定后， Ua也基本上定下來(lái)了。總是根據(jù)板厚選 Ia ，再由 Ia選定 Ua。 r （三）焊接速度 將 q/?w 定義為線能量，即單位長(zhǎng)度的焊縫上 輸入的熱量。 ?w增大時(shí)， q/?w減小， H、 B、 a等均減小 為了促進(jìn)生產(chǎn)率，應(yīng)提高 ?w ，但為了保證焊 透，應(yīng)同時(shí)提高 Ia，即采用大電流高速焊，這 種方法易引起咬邊。通常采用雙弧焊或多弧 焊來(lái)提高焊接速度。 （四）電流的種類及極性 TIG： PAPK BDCSPBACBDCRP HDCSPHACHDCRP PAPK BDCSPBACBDCRP HDCSPHACHDCRP （五）電極形狀、尺寸、伸出長(zhǎng)度 MIG焊： Ds減小 Ls減小 ?qm? H?、 a? B? MIG、 CO2等： TIG焊： dw ?w ? ?qm? H? B變化不大 （六）坡口、間隙 用于增大 H，調(diào)整熔合比 ?，改善結(jié)晶條件。 坡口、間隙越大， a↓?↓ （七）電極傾角 前傾：電弧下液態(tài)金屬厚，電弧潛入深度小，所以 H↓B↑a↓ 后傾：相反 （八）工件傾角 下坡焊：重力阻止液金后排，電弧潛入深度減小， H↓a↓B↑易于導(dǎo)致滿溢，未焊透等 上坡焊：相 反。 a過(guò)大、咬邊等缺陷 （九）工件材料 比熱容 C： C↑， Vm↓，則 H及 B↑ 密度 ?： ?↑則 H↓ 板厚： 當(dāng) H?時(shí)， ?↑則 H↓ 當(dāng) H?時(shí)， ?無(wú)影響 （十）焊劑、藥皮及氣體 焊劑： 穩(wěn)弧性差 →E↑→B ↓ H↑ ?大 → 壓力大 → E↑→ H↑ 顆粒度小 → 壓力大 → E↑→ H↑ 氣體：導(dǎo)熱性高 、 解離嚴(yán)重 → 弧柱收縮 → E↑→ H↑ 3 焊縫缺陷 主要有： 氣孔、裂紋、夾渣、未焊透、未熔合、燒穿、咬邊、 焊瘤 一）、未焊透 熔焊時(shí)，接頭根部未完全焊透的現(xiàn)象。最易發(fā)生在短路過(guò)渡 CO2焊中。 原因： Ia太小 υw太大 坡口尺寸不合適 二）、未熔合 熔焊時(shí)，焊道與焊道間或焊道與母材間未完全熔化結(jié)合的部 分叫未熔合。 原因： 高速大電流焊 上坡焊 三）、燒穿 熔焊時(shí)熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔的現(xiàn)象叫燒穿。 原因： Ia過(guò)大 焊接速度過(guò)小 坡口尺寸過(guò)大 四）、咬邊 沿焊趾的母材部位燒熔成凹陷或溝槽的現(xiàn)象叫咬邊。 原因： 1）大電流高速焊 2）角焊縫、焊腳過(guò)大或 Ua過(guò)大 五）、焊瘤 熔焊時(shí)熔化金屬流淌到焊縫以外未熔合的母材上形成金屬瘤的現(xiàn)象叫焊瘤。 原因： 坡口尺寸小 Ua過(guò)小 干伸長(zhǎng)度太大 六）、凹坑 焊縫表面低于母材表面的部分叫凹坑。 原因： 1） Ia太大 2）坡口尺寸太大 七）、塌陷 焊縫表面塌陷，背面凸起的現(xiàn)象。 原因： 1） Ia太大 2）焊接速度太小 4 焊縫成型 良好焊縫成型的標(biāo)準(zhǔn)： 無(wú)缺陷 表面過(guò)度圓滑 基礎(chǔ)：首先要保持住熔池 一、平面內(nèi)直縫的焊接 平焊：最容易成型 薄板用單面單道焊：自由成型、強(qiáng)制成型 厚板：?jiǎn)蚊娑嗟篮?、雙面多道焊 其他位置的焊接 問(wèn)題：熔池易于流淌 解決方法：強(qiáng)制成型、小電流（脈沖 +擺動(dòng)） 二、曲面焊縫的焊接 環(huán)焊縫、螺旋焊縫 e 焊頭固定： 防止熔池金屬的流淌： 逆著焊接方向偏移一定位置。 全位置焊接 1）分段 2）減小線能量，采用脈沖 TIG焊 第三章 埋弧焊 一 、 基本要求 了解埋弧焊特點(diǎn)及應(yīng)用 熟練掌握埋弧焊的治金特點(diǎn) 掌握自動(dòng)焊的焊接焊接參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)原理及方法 了解埋弧焊焊機(jī)的分類及基本原理 熟練掌握埋弧焊工藝 三 、 重點(diǎn) 埋弧焊的治金特點(diǎn) 自動(dòng)焊的焊接焊接參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)原理及方法 埋弧焊焊機(jī)的分類及基本原理 掌握埋弧焊工藝 基 本 原 理 2 6 7 8435熔透深度1 焊 接 方 向31 埋弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 一）、埋弧焊的特點(diǎn) 焊劑下燃燒，依靠熔渣保護(hù)，效果好。 優(yōu)點(diǎn) 1） 生產(chǎn)率高，因?yàn)椋?a）電流密度大， b） η 大 2） 焊縫