焊接工藝因素對焊縫成形影響的分析

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，都會導致焊接縫隙產生不同的變化，對應的性能也存在差異。

關鍵詞：焊接工藝；焊縫成形；焊接技術

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，有的則出現焊接咬邊，有的出現焊瘤、氣孔、夾渣等等，導致焊縫產生不同應力，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，促進行業操作水平得到長足發展。

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參數，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，二者呈現正比關系，當焊接電流變大，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。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，比如母材為鋁的工件，如果在氣體保護熔化極氬弧焊過程中，焊接電流大，電流密度高，就會容易導致指狀熔深影響焊縫。

另外焊接電流分為直流和交流，直流電弧焊又根據有無電流脈沖分為恒定直流和脈沖直流，又根據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，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成，這就導致了受熱區域增大，也就是導致熔寬增加，相應的熔深受影響較小，此時掌握穩定焊接電流，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，就會導致熱量傳導能力減小，熔寬和熔深也就很難達標。為了實現規定的生產效率，就勢必要通過增加電弧電壓或者電流來促進熔深和熔寬的增加，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，過慢的化會導致熔深、熔寬增加，導致焊縫增大。

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系。因此焊接不同的材質，要選擇不同的鎢極端部形狀。在具體操作中，焊絲粗細影響電弧加熱速度和范圍，越細的焊絲產生的熱量越集中，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、焊接速度都符合標準，在固定范圍。否則不能保證焊縫和余高在要求的范圍之內。

四、 總結

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行基本論述。

參考文獻：

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[2]孫東升，趙來偉，張躍，等.焊接工藝參數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院。