焊縫它是指焊接時熔化的母材與冷卻後的焊接材料形成的連線部分。 焊縫的形狀和尺寸(寬度、殘餘高度、厚度等)直接影響焊接接頭的力學效能和使用壽命。 因此,了解和控制影響焊縫深度和寬度的引數是焊接工藝設計和質量控制的重要組成部分。
影響焊縫深度和寬度的引數主要有以下幾類:
焊接工藝引數它是指為保證焊接質量而選擇的引數,如焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線路能量等。 這些引數決定了焊縫熱源的強度、分布和運動,進而影響焊縫的熔化範圍和凝固過程。
一般來說,焊接電流是決定焊縫厚度的主要因素,電弧電壓是影響焊縫寬度的主要因素。 焊接速度和線能量綜合反映了焊縫每單位長度的熱量輸入,從而影響焊縫的熔深和寬度。 具體來說,當其他條件不變時:
當焊接電流增加時,焊縫的熔深和殘餘高度增加,固度保持不變(或略有增加)。
電弧電壓增大後,焊縫熔深略有減小,固度增大,殘餘高度減小。
當焊接速度增加時,焊縫的熔深、固隙寬度和殘餘高度減小。
因此,為了獲得良好的焊縫形狀,即獲得符合要求的焊縫成形係數,這些引數是相互制約的,必須綜合考慮和選擇。
焊接方式它是指焊接中使用的電弧型別、極性、保護方法等。 連線方式是指焊接時電極(焊絲)與工件之間的連線,如直流正向連線、直流反向連線、交流等。 不同的焊接方法和接合方式會影響電弧的穩定性、熱效率、液滴過渡形式等,從而影響焊縫的熔化和凝固。
一般來說,在熔化電極電弧焊的情況下,直流反向連線的熔深和熔深大於直流正向連線,這是由於工件(陰極)釋放的能量很大。 在鎢極氬電弧焊的情況下,直流正向連線的熔深最大,反向連線的熔深最小。 焊接鋁、鎂和合金存在去除熔池表面氧化膜的問題,最好使用交流電,焊接薄板時也可以採用反向連線。 焊接其他材料一般採用直流電連線。
焊接姿勢它是指焊條(焊絲)在焊接時相對於焊接方向的傾斜角度,如向前傾斜、向後傾斜等。 焊接角度是指焊接時焊件相對於水平面的傾斜角度,如上坡焊接、下坡焊接等。 不同的焊接姿態和角度會影響電弧力、重力、表面張力等對熔池中液態金屬的影響,從而影響焊縫的流動和成型。
一般來說,當焊條(焊絲)向前傾斜時,焊縫的熔深減小,溶液寬度增大,殘餘高度減小。 當電極(線)向後傾斜時,情況正好相反。 焊件傾斜後,焊接方法可分為兩種:從高到低的焊接稱為下坡焊接; 從低處到高處的焊接稱為上坡焊接。 在上坡焊接時,焊縫的熔深和殘餘高度增加,固度減小。 下坡焊接時,焊縫的熔深和殘餘高度略有減小,固度略有增大。 因此,為了獲得合適的焊縫形狀,需要根據焊接方法和焊件厚度選擇合適的焊接姿態和角度。
斜面形狀它是指焊件焊接前的切割方法,如單邊坡口、雙邊坡口、V形坡口、U型坡口等。 間隙是指焊件焊接前的對接間距。 坡口形狀和間隙會影響焊縫的填充量和熱量輸入量,進而影響焊縫的熔化和凝固。
一般來說,當坡口深度和寬度增加時,焊縫的熔深和固隙寬度略有增加,殘餘高度明顯降低。 當間隙增大時,焊縫的熔深和寬度增加,殘餘高度減小。 因此,為了獲得合適的焊縫形狀,需要根據焊接方法和焊件厚度選擇合適的坡口形狀和間隙。
母材和焊接材料的化學成分會影響熔化溫度、熔化速率、液滴轉變、熔渣粘度、熔池流動性等,從而影響焊縫的熔化和凝固。
一般來說,母材和焊接材料的熔化溫度越低,熔化速度越快,液滴過渡越容易,熔渣粘度越小,熔池流動性越好,焊縫的熔深和寬度越大,殘餘高度越小。 因此,為了獲得合適的焊縫形狀,需要根據母材和焊接材料的化學成分來選擇合適的焊接工藝引數和方法。
為了保證焊縫的深度和寬度符合設計要求,提高焊接接頭的力學效能和使用壽命,必須合理選擇和控制焊接工藝引數和方法。 常用的焊接質量控制方法如下:
焊接工藝規格:根據母材和焊接材料的化學成分、焊接方法和連線、坡口形狀和間隙、焊接位置和角度等因素,制定合適的焊接工藝引數,如焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等,以及相應的焊接操作規範,如焊條(焊絲)傾斜度、 焊絲伸長率、助焊劑積累高度、保護氣體流量等,作為焊接工藝的指導和依據。
焊接工藝測試:在正式焊接之前,對選定的焊接工藝引數和方法進行測試和驗證,觀察和檢測焊縫的形狀和尺寸,以及焊接接頭的力學效能和缺陷,評估焊接工藝的合理性和可行性,必要時進行調整和優化。
焊接過程監控:在焊接過程中,對焊接工藝引數和方法進行實時監測和控制,如感測器、儀表、計算機等裝置的使用,對焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等引數進行測量、顯示、記錄和調整,確保焊接過程的穩定性和一致性。
焊接質量檢驗:焊接後,對焊縫的形狀和尺寸,以及焊接接頭的力學效能和缺陷進行檢測和評價,如外觀檢查、尺寸測量、無損檢測、力學試驗等方法,對焊縫的深度、寬度、殘餘高度、成形係數等指標進行檢測,評價強度, 焊接接頭的韌性、耐腐蝕性等效能,對焊縫的未焊熔、燒穿、咬邊、焊結等缺陷進行鑑定分析,判斷焊接質量是否符合標準和要求。
焊縫的深度和寬度是影響焊接接頭效能和壽命的重要因素,它們受多種引數的影響,如焊接工藝引數、焊接方法和連線方法、焊接姿態和角度、坡口形狀和間隙、母材和焊接材料的化學成分等。 為了保證焊縫的深度和寬度符合設計要求,需要合理選擇和控制焊接工藝引數和方法,並採用焊接工藝規程、焊接工藝試驗、焊接工藝監控、焊接質量檢驗等方法,提高焊接質量和效率。