埋弧焊焊接参数的选择

基础知识

影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度以及焊丝直径等。

1.焊接电流

焊接电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹；焊接电流小，熔深浅，余高和宽度不足。

2.电弧电压

电弧电压和电弧长度成正比。电弧电压过高，焊缝宽度增加，余高不够；电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹。埋弧焊时电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。

3.焊接速度

通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大；随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔宽都将减小。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差；焊接速度过大，熔化金属量不足，容易产生咬边。

4.焊丝直径

当其他条件不变时，焊丝直径不同，焊缝形状会发生变化。电流密度对焊缝形状尺寸的影响见表7-3表示。从表中可见，熔深与焊丝直径成反比关系，但这种关系随着电流密度的增加而减弱。

表7-3 电流密度对焊缝形状尺寸的影响         

5.焊丝伸出长度

一般将导电嘴出口到焊丝端部的长度称为焊丝伸出长度。当焊丝伸出长度增加时，则电阻热作用增大，使焊丝熔化速度加快，以致焊缝厚度稍有减少，余高略有增加；伸出长度太短，则易烧坏导电嘴。焊丝伸出长度随焊丝直径的增大而增大，一般在15～40 mm之间。

6.焊丝倾角与焊件倾斜

埋弧焊的焊丝位置通常垂直于焊件，但有时也采用焊丝倾斜方式，焊丝向焊接方向倾斜称为后倾，向焊接的相反方向倾斜则为前倾。焊丝后倾时，电弧吹力对熔池液态金属的作用加强，有利于电弧的深入，故焊缝厚度和余高增大，而焊缝宽度明显减小。焊丝前倾时，电弧对熔池前面的焊件预热作用加强，使焊缝宽度增大，而焊缝有效厚度减小。

焊件有时因处于倾斜位置，因而有上坡焊和下坡焊之分，上坡焊与焊丝后倾作用相似，焊缝厚度和余高增加，焊缝宽度减小，形成窄而高的焊缝，甚至产生咬边；下坡焊与焊丝前倾作用相似，焊缝厚度和余高都减小，而焊缝宽度增大，且熔池内液态金属容易下淌，严重时会造成未焊透的缺陷。

7.装配间隙与坡口角度

当其他焊接工艺条件不变时，焊件装配间隙与坡口角度的增大，使焊缝厚度增加，而余高减少，但焊缝厚度加上余高的焊缝总厚度大致保持不变。因此，为了保证焊缝的质量，埋弧焊对焊件装配间隙与坡口加工的工艺要求较严格。

任务实施

焊接工艺参数选择

1.坡口设计及加工

依据单丝埋弧焊使用电流范围，当板厚小于14 mm时，可以不开坡口，装配时留有一定间隙；板厚为14～22 mm，一般开V形坡口；板厚22～50 mm，开X形坡口；对于锅炉汽包等压力容器通常采用U形或双U形坡口，以确保底层熔透和消除夹渣。坡口加工方法常采用刨边机和气割机，加工精度有一定要求。

2.装配点固

埋弧焊要求接头间隙均匀无错边，装配时需根据不同板厚进行定间距、定位焊。另外，直缝接头两端尚需加引弧板和熄弧板，以减少引弧和引出时产生缺陷。

3.焊前清理

坡口内水锈、夹杂铁末，点焊后放置时间较长而受潮氧化等焊接时容易产生气孔，焊前需提高工件温度或用喷砂等方法进行处理。

4.焊接电流与电压的选择（表7–4）

表7-4 焊接电流与电弧电压的匹配关系

5.焊丝直径的选择（表7–5）

表7-5 焊丝直径与焊接电流的关系

拓展提高

一般需要调节的是焊接电流，电压自动匹配。与焊接电流有关的焊接参数有：

1.板厚

板越厚，在其他参数不变的条件下，需要的焊接电流越大。

2.焊接速度

在其他参数不变的条件下，焊接速度越快，需要的焊接电流越大。

3.焊丝直径

一般来说，焊丝越粗，能承受的最大电流越大，比如说3.2的焊丝，一般最大电流为600 A左右，4.0的焊丝一般最大电流不超过800 A。

例：16 mm钢板拼接用埋弧焊焊接工艺参数

无坡口焊接：

第一面电流600～800 A（根据间隙大小适当调整），电压30～35 V，速度350～450 mm/min，第二面电流700～950 A，电压30～35 V，速度350～450 mm/min（第二面成型会很不好看，这已经是不开坡口焊的极限板厚了）。

开Y形坡口焊接：

第一面打底，电流400 A，电压不大于31 V，速度350～450 mm/min，盖面电流650 A，电压30～38 V，速度350～450 mm/min；第二面，电流650～850 A，电压30～35 V，速度350～450 mm/min。