焊接工艺因素对焊缝成形影响的分析

摘 要：焊接成型受焊接工艺因素影响非常明显，不同的焊接方式、焊接速度、焊接电压、电弧电压等等，都会导致焊接缝隙产生不同的变化，对应的性能也存在差异。

关键词：焊接工艺；焊缝成形；焊接技术

一、 前言

生活中我们可见不同人焊接的焊缝不同，有的相对美观平整耐用耐撞击，有的则出现焊接咬边，有的出现焊瘤、气孔、夹渣等等，导致焊缝产生不同应力，降低了其强度。分析影响焊缝成形的影响因素，有利提高焊接工艺，促进行业操作水平得到长足发展。

二、 影响焊缝成形的核心影响因素

虽然焊接工艺这个词汇涉及的内容量很大，比如焊接方式就有几十种，限于文章篇幅，笔者只能抓住所有焊接共有的焊接电流、电弧电压、焊接速度来综合论述其对焊缝成形的影响。这是属于几十种焊接方法中核心的技术参数，很具有代表性。

（一） 焊接电流

焊接熔深和余高是随着焊接电流的增加而增加的，熔宽相对比变化较小，只是略微增加。为什么会出现这样的状况呢？主要由三个原因决定的：第一，作用在焊件上的电弧力是随着焊接电流改变而改变，二者呈现正比关系，当焊接电流变大，焊件上的电弧力得到增强，故此焊件受热更快，此时想要将熔深加大，就要下移热源，让热量向熔池深度予以传导。故此，焊接电流越大，熔深越大。比如在钨极氩弧焊中，焊接电流每增加100毫安，熔深一般会增加0.8-1.8毫米；等离子弧焊1.6喷嘴口径，每增加100毫安，其熔深增加1.2-2毫米。熔深和焊缝关系密切熔深不仅仅受电流影响，也受焊接方法影响，不同的焊接方法需要不同的熔深，自然而然不同的焊接方法也注定焊缝存在差异。第二，电弧焊时，焊丝融化速度受电流影响非常明显，焊接电流越大焊丝融化越快，但是因为熔宽增加少，必然使得焊接余高明显增大。第三，熔宽增加小是因为电流增加以后，弧柱直径增加，此时电弧潜入工件深度增加，在很大程度上限制了电弧半点移动范围。

自然焊缝和工件材料有关，比如母材为铝的工件，如果在气体保护熔化极氩弧焊过程中，焊接电流大，电流密度高，就会容易导致指状熔深影响焊缝。

另外焊接电流分为直流和交流，直流电弧焊又根据有无电流脉冲分为恒定直流和脉冲直流，又根据极性分为直流正接和直流反接，而交流电弧焊有正弦波交流和方波交流。焊缝受焊接电流种类和极性影响较为明显。比如钨极氩弧焊焊接方式来处理钢板，直流正反接产生的熔深是不同的。不过因为直流正接焊缝熔深大，而且对钨极伤害相对较小，所以焊接钢一类的器材时，都采用直流正接。脈冲直流的好处则是可以控制脉冲参数，这就使得这种焊接方式能更好地控制熔深熔宽，从而更好拿捏焊缝。

（二） 电弧电压

因为电弧电压和电弧功率是正比关系，电弧电压增加，电弧功率变大，热量增加。不过需要说明的是，电弧电压增加是通过增加电弧长度来达成，这就导致了受热区域增大，也就是导致熔宽增加，相应的熔深受影响较小，此时掌握稳定焊接电流，使得焊丝融化量恒定，就会明显地控制焊接余高，实现焊接工件焊接部位平整美观。

（三） 焊接速度

我们知道焊接速度越快，就会导致热量传导能力减小，熔宽和熔深也就很难达标。为了实现规定的生产效率，就势必要通过增加电弧电压或者电流来促进熔深和熔宽的增加，但是在高速度的焊接过程中，熔池凝固过程中会出现一些焊接缺陷，比如咬边、裂纹，因此所谓的焊接速度提升，只是相对提升，不可能大幅度提升。再者，对焊接速度掌握不够，过慢的化会导致熔深、熔宽增加，导致焊缝增大。

三、 影响焊缝的其他因素

（一） 钨极端部形状、焊丝直径和伸出长度对焊缝影响

电弧集中性和电弧电压，和钨极前端角度有着直接关系。因此焊接不同的材质，要选择不同的钨极端部形状。在具体操作中，焊丝粗细影响电弧加热速度和范围，越细的焊丝产生的热量越集中，熔深增加明显，熔宽减小，焊缝越小。因此在考虑具体焊缝要求时，比如要求一定的熔深和熔宽时，要针对性选择焊丝。

（二） 焊丝倾斜角度

焊丝在具体操作中有前倾和后倾，两种角度均对熔池金属排出有重要影响，从而影响到具体的熔深，决定了焊缝的成形。

（三） 坡口和间隙

如果想要焊接余高较小的焊缝，此时可以将坡口和间隙放大。当然，此时要控制其他条件，比如电流、电弧电压、焊接速度都符合标准，在固定范围。否则不能保证焊缝和余高在要求的范围之内。

四、 总结

因为焊接的方式太过庞杂，限于篇幅只能从焊接工艺最核心的电流、电弧电压、焊接速度以及常见的几个影响因素来对焊缝的形成进行基本论述。

参考文献：

[1]侯仰强，王天琪，李亮玉，等.摆焊参数对焊缝成形的影响分析[J].焊接，2017（3）：26-30.

[2]孙东升，赵来伟，张跃，等.焊接工艺参数对焊缝成形和组织性能的影响[J].热加工工艺，2016（1）：223-225.

作者简介：

王光东，海南省三亚市，海南省三亚市海南省三亚技师学院。