确定工艺参数的方法

三、确定工艺参数的方法

焊接工艺参数的选择不仅要保证电弧稳定，焊缝形状尺寸符合要求，焊缝表面成形光洁整齐，无气孔、裂纹、夹渣、未焊透等缺陷，而且要求生产效率高和成本低。在实际生产中，要根据接头的形式、焊接位置和焊件厚度等不同情况，进行焊接工艺评定和制订工艺规程，焊工应按工艺规程施焊。当需要焊工选择焊接工艺参数时，一般有查表、试验、经验、计算四种方法。通过上述方法确定的焊接规范，必须在实际生产中加以修正，以制订出更切合实际的规范。

1.查表法

查表即查阅类似的焊接情况所用的焊接参数表，作为制订新工艺参数的参考。由于这些焊接参数已在生产中应用过，一般均可满足焊接质量的要求。

2.试验法

试验是在与焊件相同的焊接试样板上试焊，最后确定规范。试验法通常与查表法结合使用。

3.经验法

经验法是根据焊工在实践中积累的经验，确定最佳焊接规范。如采用MZ-1000型埋弧焊机时，对于厚14mm以下的钢板，采用一般常用的焊丝和焊剂，不开坡口的双面交流自动焊接，根据板厚和焊丝直径，可按经验公式计算：

I=40S+50d+50

式中I——焊接电流（A）；

　　S——钢板厚度（mm）；

　　d——焊丝直径（mm）。对于其他板厚，可适当调节，以满足焊接的要求。同样，电弧电压也可通过经验公式计算：

式中U——焊接电压（V）；

　　I——焊接电流（A）；

　　C——焊丝直径系数。

焊丝φ5mm时，C取1；焊丝φ4mm时，C取2；焊丝φ3mm时，C取2。

计算出来的焊接电压，在使用过程中还应加以调节才能满足焊接的要求。

4.计算法

采用计算法确定焊接工艺参数的方法有两种，一种是为获得一定几何尺寸的焊缝而进行的尺寸计算，另一种是热计算。尺寸计算方法仅能确定电流、电弧电压和焊接速度等焊接工艺参数。热计算方法是计算保证焊缝附近区域，以及焊缝的金属具有一定的机械性能的焊接规范。确保焊缝所需形状和尺寸的参数计算（即尺寸计算）是在焊接各种钢和合金时都要用到的，而热计算主要是在焊接淬火钢时才应用的，因此，本节重点介绍计算法中的尺寸计算。

（1）不开坡口对接焊参数计算。焊缝的主要尺寸是熔深，保证达到要求熔深的焊接工艺参数是根据直线关系，也就是熔深和电流值之间正比关系H=KI进行计算的。

当用双面焊缝要求焊透厚为15mm的焊件。在这种情况下为了防止产生未焊透的现象，每一种焊缝的计算熔深H应该不小于金属厚度的0.6倍，如图3-15所示，因此H=0.6δ=0.6×15=9mm；比例系数K=1.1mm/100A（参看表3-3）。为了使边缘熔深为9mm，电流（A）；因此，可取电流为900A。

图3-15　双面对接焊缝

按照表3-1所列的数据，电压的数值是38～40V；焊接速度通常规定在20～45m/h的范围中。焊接速度在这个范围内的变化很少影响到熔深，但是严重地影响到焊缝宽度。究竟哪一种焊接速度恰当，还需要按所得到的焊缝外形来最后决定。

如果用单面焊缝进行边缘完全焊透的焊接，计算的熔深应取金属厚度的0.8倍，即H=0.8×15=12mm。这时，焊接电流应增加到

（2）角焊、堆焊与开坡口对接焊参数计算。在焊接角焊缝和有坡口的对接焊缝，以及在进行堆焊工作时常常要求计算能保证获得一定数量（即规定的焊缝或焊缝截面）填充金属的焊接工艺参数。这类计算是根据埋弧焊接时，填充金属的数量等于焊丝金属的熔化数量的原则来进行的，因而填充金属的数量正比于焊丝的熔化速度，但反比于焊接速度。填充金属的截面F_H可按下式计算：

式中v_s——焊丝熔化的线速度或送丝速度（m/h）；

　　F_s——焊丝的截面积（mm²）；

　　v_c——焊接速度（m/h）

为了获得所需的焊缝的截面，必须根据现有的焊丝直径来给定送丝速度。

例如，要求计算能保证获得有堆焊截面积为50mm²的堆焊焊缝的焊接工艺参数，所用的焊丝直径为5mm，则焊丝的截面积F_s=19.6mm²。对这种焊丝，正常的送丝速度通常在50～80m/h，电流相应地从550～900A，取送丝速度v_s=75m/h，在这种情况下，堆焊速度可由公式F_H=F_sv_s

v

得到：

同时可以看出，由于堆焊截面积是焊丝截面积的2.5倍，所以送丝速度应该是堆焊速度的2.5倍。

（3）小直径环缝的参数计算，在焊接直径不大的焊件的环缝时会遇到。这种计算式确定熔池的长度L。电弧的功率P和熔池长度L之间有着正比例的关系：

式中L——熔池长度（mm）；

　　K——比例系数，平均为3mm/kW；

　　P——电弧功率，为焊接电流I和电弧电压U的乘积（W）。例如，采用焊接电流650A和电弧电压36V进行小直径环缝焊接时，熔池的计算长度便为：

总之，焊接工艺参数的确定不应拘泥于某一方法，在实际中应结合多种方法确定，并在实际生产中加以修正，以制订出理想的焊接工艺参数，满足焊接生产需要。