科普培训：焊工知识

焊工的一些焊接知识：

焊接电流、电压、焊接速度是决定焊缝尺寸的主要能量参数。


1、电弧电压
电弧电压增大后，电弧功率加大，工件热输入有所增大，同时弧长拉长，分布半径增大，因而熔深略有减小而熔宽增大。余高减小，这是因为熔宽增大，焊丝熔化量却稍有减小所致。



2、焊接电流
焊接电流增大时(其他条件不变)，焊缝的熔深和余高增大，熔宽没多大变化(或略为增大)。这是因为：
(1)电流增大后，工件上的电弧力和热输入均增大，热源位置下移，熔深增大。熔深与焊接电流近于正比关系。
(2)电流增大后，焊丝融化量近于成比例地增多，由于熔宽近于不变，所以余高增大。
(3)电流增大后，弧柱直径增大，但是电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽近于不变。

3、焊接速度
焊速提高时能量减小，熔深和熔宽都减小。余高也减小，因为单位长度焊缝上的焊丝金属的熔敷量与焊速成反比，熔宽则近于焊速的开方成反比。
其中的U代表焊接电压，I是焊接电流，电流影响熔深，电压影响熔宽，电流以烧透不烧穿为益，电压以飞溅最小为益，两者固定其一，调另一个参数即可焊接电流的大小对焊接质量和焊接生产率的影响很大。
焊接电流主要影响熔深的大小。电流过小，电弧不稳定，熔深小，易造成未焊透和夹渣等缺陷，而且生产率低;
电流过大，则焊缝容易产生咬边和烧穿等缺陷，同时引起飞溅。
因此，焊接电流必须选得适当，一般可根据焊条直径按经验公式进行选择，再根据焊缝位置、接头形式、焊接层次、焊件厚度等进行适当的调整。
电弧电压是由弧长决定的，电弧长，电弧电压高；电弧短，则电弧电压低。
电弧电压的大小主要影响焊缝的熔宽。
焊接过程中电弧不宜过长，否则，电弧燃烧不稳定，增加金属的飞溅，而且还会由于空气的侵人，使焊缝产生气孔。因此，焊接时力求使用短电弧，一般要求电弧长度不超过焊条直径。
焊接速度的大小直接关系到焊接的生产率。为了获得最大的焊接速度，应该在保证质量的前提下，采用较大的焊条直径和焊接电流，同时还应按具体情况适当调整焊接速度，尽量保证焊缝高低和宽窄的一致。

1、短路过渡焊接
CO2电弧焊中短路过渡应用最广泛，主要用于薄板及全位置焊接，规范参数为电弧电压焊接电流、焊接速度、焊接回路电感、气体流量及焊丝伸出长度等。

（1）电弧电压和焊接电流，对于一定的焊丝直径及焊接电流（即送丝速度），必须匹配合适的电弧电压，才能获得稳定的短路过渡过程，此时的飞溅最少。
不同直径焊丝的短路过渡时参数如表：
焊丝直径（㎜） 0.8 1.2 1.6
电弧电压（V）  18  19  20
焊接电流（A） 100-110 120-135 140-180


（2）焊接回路电感，电感主要作用：
a 调节短路电流增长速度di/dt, di/dt过小发生大颗粒飞溅至焊丝大段爆断而使电弧熄灭，di/dt过大则产生大量小颗粒金属飞溅。
b 调节电弧燃烧时间控制母材熔深。
c 焊接速度。焊接速度过快会引起焊缝两侧吹边，焊接速度过慢容易发生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。
d 气体流量大小取决于接头型式板厚、焊接规范及作业条件等因素。通常细丝焊接时气流量为5-15 L/min，粗丝焊接时为20-25 L/min。
e 焊丝伸长度。合适的焊丝伸出长度应为焊丝直径的10-20倍。焊接过程中，尽量保持在10-20㎜范围内，伸出长度增加则焊接电流下降，母材熔深减小，反之则电流增大熔深增加。电阻率越大的焊丝这种影响越明显。
f 电源极性。CO2电弧焊一般采用直流反极性时飞溅小，电弧稳定母材熔深大、成型好，而且焊缝金属含氢量低。


2、细颗粒过渡
（1）在CO2气体中，对于一定的直径焊丝，当电流增大到一定数值后同时配以较高的电弧压，焊丝的熔化金属即以小颗粒自由飞落进入熔池，这种过渡形式为细颗粒过渡。
细颗粒过渡时电弧穿透力强母材熔深大，适用于中厚板焊接结构。细颗粒过渡焊接时也采用直流反接法。
（2）随着电流增大电弧电压必须提高，否则电弧对熔池金属有冲刷作用，焊缝成形恶化，适当提高电弧电压能避免这种现象。然而电弧电压太高飞溅会显著增大，在同样电流下，随焊丝直径增大电弧电压降低。


CO2细颗粒过渡和在氩弧焊中的喷射过渡有着实质性差别。氩弧焊中的喷射过渡是轴向的,而CO2中的细颗粒过渡是非轴向的，仍有一定金属飞溅。

另外，氩弧焊中的喷射过渡界电流有明显较变特征。（尤其是焊接不锈钢及黑色金属）而细颗粒过渡则没有。


3、减少金属飞溅措施
（1）正确选择工艺参数，焊接电弧电压：在电弧中对于每种直径焊丝其飞溅率和焊接电流之间都存在着一定规律。在小电流区，短路过渡飞溅较小，进入大电流区（细颗粒过渡区）飞溅率也较小。
（2）焊枪角度：焊枪垂直时飞溅量最少，倾向角度越大飞溅越大。焊枪前倾或后倾最、好不超过20度。
（3）焊丝伸出长度：焊丝伸出长对飞溅影响也很大，焊丝伸出长度从20增至30㎜，飞溅量增加约5%，因而伸出长度应尽可能缩短。


4、保护气体种类不同其焊接方法有区别。
（1）利用CO2气体为保护气的焊接方法为CO2电弧焊。在供气中要加装预热器。因为液态CO2在不断气化时吸收大量热能，经减压器减压后气体体积膨胀也会使气体温度下降，为了防止CO2气体中水分在钢瓶出口及减压阀中结冰而堵塞气路，所以在钢瓶出口及减压之间将CO2气体经预热器进行加热。
（2） CO2＋Ar气作为保护气的焊接方法MAG焊接法，称为物性气体保护。此种焊接方法适用于不锈钢焊接。
（3）Ar作为气体保护焊的MIG焊接方法，此种焊接方法适用于铝及铝合金焊接。