焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響分析

鄭戌雪

摘要：焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響是復(fù)雜且巨大的，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)、切合實(shí)際的分析具有重要意義。文章首先介紹了焊接工藝的概念和特點(diǎn)，其次主要從焊接電流、焊接電壓、焊接速度三大方面詳細(xì)分析焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響，提出自己的見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：焊接工藝;參數(shù);焊接質(zhì)量;變化;影響

引言

焊接技術(shù)是保證機(jī)械設(shè)備制造質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。隨著我國(guó)工業(yè)化的進(jìn)程，對(duì)工程機(jī)械設(shè)備的需求量越來(lái)越高，對(duì)質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。針對(duì)以上問(wèn)題，需要在生產(chǎn)過(guò)程中切實(shí)保障焊接質(zhì)量。焊接質(zhì)量又受到焊接工藝參數(shù)的影響，焊接工藝參數(shù)包括焊接電壓、焊接電流等，參數(shù)之間是相互聯(lián)系的、相互影響的，一項(xiàng)參數(shù)的細(xì)微變化可能會(huì)引起其他參數(shù)的劇烈波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致焊接數(shù)據(jù)的改變。因此，詳細(xì)研究焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響，對(duì)保障焊接質(zhì)量、提高焊接生產(chǎn)效率具有深遠(yuǎn)的影響。

一、焊接工藝及其特點(diǎn)分析

焊接工藝是一種帶有強(qiáng)制性質(zhì)的規(guī)定性工藝文件，具體是指承壓設(shè)備焊接的工藝文件。焊接工藝一般具有以下特點(diǎn)

（一）準(zhǔn)確性

焊接工藝的準(zhǔn)確性是指在焊接過(guò)程中各項(xiàng)舉措和活動(dòng)——例如焊接方法的選擇、焊接材料的選用、焊接次序的安排、預(yù)熱溫度、焊后消氫等一系列需要注意的要點(diǎn)——都要符合有關(guān)部門(mén)和工廠(chǎng)制定的相關(guān)準(zhǔn)則。

（二）實(shí)際性

焊接工藝的實(shí)際性是指參數(shù)的采集和分析必須根據(jù)工廠(chǎng)實(shí)際的生產(chǎn)情況，參數(shù)反映出來(lái)的問(wèn)題也要符合企業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況。這樣的參數(shù)才具有使用的價(jià)值。

（三）完整性

焊接工藝的完整性包含兩方面的意思。以某一具體產(chǎn)品為對(duì)象的焊接工藝需要包括受壓元件之間的焊縫、受壓元件相焊的焊縫兩方面，缺少其中任意一方面的焊接工藝都會(huì)被認(rèn)為是不完整的;以某一工藝卡為對(duì)象的焊接工藝需要包含的內(nèi)容雜而多，要求將每個(gè)環(huán)節(jié)所需要的焊接工藝參數(shù)、焊接的要點(diǎn)、焊接所需的工藝裝備均一一列出，否則也會(huì)被認(rèn)為是不完整的焊接工藝。

（四）有效性

焊接工藝的有效性就是指焊接工藝參數(shù)能夠被運(yùn)用到實(shí)際中，在生產(chǎn)中切實(shí)發(fā)揮指導(dǎo)焊接工作的作用。

以上焊接工藝的特點(diǎn)的體現(xiàn)通常是以焊接的工藝性為基礎(chǔ)。焊接工藝性是指在很簡(jiǎn)易的工藝環(huán)境下對(duì)一種金屬進(jìn)行焊接，卻可以獲得性能優(yōu)良的焊接接頭，包括強(qiáng)度、韌性等方面都能符合要求，同時(shí)這種焊接接頭可以正常投入使用，滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

焊接接頭的性能其實(shí)就是焊接質(zhì)量的一方面。所以說(shuō)影響焊接質(zhì)量的因素也就是影響焊接工藝的因素。影響焊接工藝的參數(shù)主要包括：焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度、坡口尺寸和間隙五個(gè)主要方面。接下來(lái)將詳細(xì)介紹焊接電流、焊接電壓、焊接速度三大主要參數(shù)對(duì)焊接工藝的影響。

二、焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響

（一）焊接電流

當(dāng)其他條件不變，只增大焊接電流時(shí)，不僅焊縫的熔深會(huì)增大，余寬也會(huì)隨之增大，而熔寬則不會(huì)產(chǎn)生太大的變化。引起這樣變化的原因有四點(diǎn)：1、當(dāng)電流增大時(shí)，工件上的電弧力和熱輸入均值隨之增大，熱源就會(huì)出現(xiàn)位置下移的趨勢(shì)，引起熔深增大。如果這一關(guān)系用數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)表示的話(huà)，可以說(shuō)焊接電流和熔深之間是存在正比關(guān)系的。2、當(dāng)電流增大時(shí)，焊絲融化的速度以成比例的速度增加，由于熔寬基本保持不變狀態(tài)，所以相應(yīng)的余高也會(huì)增加。3、當(dāng)電流增大后，弧柱的直徑也會(huì)隨之增加，電弧潛入工件的深度增大，導(dǎo)致電弧斑點(diǎn)的可移動(dòng)范圍遭到了極大的限制，所以熔寬是處于不變化的。4、當(dāng)其他條件不變時(shí)，只增加電流也就增加了熱輸入量，加深熔深。

（二）焊接電壓

電弧電壓隨弧長(zhǎng)的變化而變化。當(dāng)電弧電壓出現(xiàn)一定程度的增長(zhǎng)時(shí)，電弧功率也會(huì)隨之增大，焊接工件所承受的熱輸入就會(huì)有所增加。熱輸入的增加引起弧長(zhǎng)的拉長(zhǎng)，分布半徑增大，就會(huì)出現(xiàn)熔寬明顯增大而熔深只是略微減小的情況。由于熔寬增大，焊絲的熔化量會(huì)出現(xiàn)少量的減少，從而導(dǎo)致余高的減小。

焊接電壓增大時(shí)，焊接材料的融合比也會(huì)增大。主要原因是焊接電壓對(duì)熔深、材料成型、焊接材料的稀釋率等方面有一定的影響。在其他條件不發(fā)生變化的情況下，增加焊接電壓，材料的熱輸入量就會(huì)隨之增加，熱量的增加引起材料稀釋率的增加。需要注意的是，當(dāng)焊接電壓增加過(guò)多時(shí)，焊接電流值就會(huì)變得不穩(wěn)定，無(wú)法掌控，此時(shí)電弧會(huì)不穩(wěn)定，引起焊接時(shí)濺渣量的大量增多，帶來(lái)安全問(wèn)題。不僅如此，電弧不穩(wěn)定還會(huì)造成空氣的進(jìn)入，就會(huì)形成夾渣等問(wèn)題。但是電壓過(guò)低也不行。電壓過(guò)低會(huì)導(dǎo)致焊絲粘連焊接材料，并且會(huì)使焊接過(guò)程不穩(wěn)定，不易操作，并且極易出現(xiàn)焊瘤等問(wèn)題。因此，根據(jù)實(shí)踐檢驗(yàn)，通常情況下要控制弧長(zhǎng)不能超過(guò)焊條直徑。

（三）焊接速度

當(dāng)其他條件不發(fā)生變化時(shí)，焊接速度的增加會(huì)引起材料的熱輸入量降低，進(jìn)一步引起熔深、熔寬和余高的減少。需要注意的問(wèn)題有：當(dāng)焊接速度過(guò)快時(shí)，過(guò)強(qiáng)的電弧力會(huì)將已經(jīng)熔化的金屬材料猛烈甩至材料尾部，在短時(shí)間內(nèi)迅速凝固，這時(shí)熔化金屬未能均勻地分布在焊縫的寬度上，會(huì)導(dǎo)致咬邊不能完全融合;但是如果焊接速度過(guò)慢，也會(huì)引起材料漫溢的問(wèn)題。因此，合適的焊接速度能夠保證焊接質(zhì)量，促進(jìn)焊接生產(chǎn)率的提高?？梢圆捎秒p絲焊或者多焊弧技術(shù)防止以上問(wèn)題的出現(xiàn)。

實(shí)踐中通常為了提高生產(chǎn)率而增加焊接速度，但是也要同時(shí)保證焊縫的質(zhì)量和尺寸滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求。我們發(fā)現(xiàn)焊接速度、焊接電流、焊接電壓三者之間是相互聯(lián)系的，所以會(huì)采取相應(yīng)提高焊接電流和焊接電壓的措施來(lái)解決速度增加，質(zhì)量降低的問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響是復(fù)雜且深遠(yuǎn)的，這就要求研究人員根據(jù)焊接現(xiàn)象和問(wèn)題對(duì)參數(shù)的影響進(jìn)行細(xì)致的分析。在上述分析中我們發(fā)現(xiàn)，焊接工藝參數(shù)的變化會(huì)引起焊接過(guò)程中各項(xiàng)具體數(shù)據(jù)的變化，但是焊接工藝參數(shù)的變化也需要限定在某一范圍內(nèi)。一旦超出這個(gè)范圍或者沒(méi)有達(dá)到這個(gè)范圍數(shù)值，都會(huì)導(dǎo)致焊接過(guò)程的不可控，這樣就會(huì)增加問(wèn)題出現(xiàn)的頻率，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。從中我們可以學(xué)到不管做任何事情，都要有度的把握，不能不夠，也不可太過(guò)，否則只會(huì)帶來(lái)物極必反的效果。

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