焊接工艺参数的确定方法

焊接工艺参数是指焊接时为保证焊接质量而选定的各个物理量的总称。焊条电弧焊的焊接工艺参数主要有电源种类与极性、焊条直径、焊接电流和焊接层数等。

1.电源的种类与极性

焊条电弧焊电源应具有适当的空载电压和较高的引弧电压，以利于引弧，保证安全； 当电弧稳定燃烧时，焊接电流增大，电弧电压应急剧下降； 还应保证焊条与焊件短路时，短路电流不应太大； 同时焊接电流应能灵活调节，以适应不同的焊件及焊条的要求。常用的电源种类有两种:

(1)交流弧焊机

它是一种特殊的降压变压器，具有结构简单、噪声小、成本低等优点，但电弧稳定性较差。

(2)直流弧焊机

直流弧焊机有弧焊发电机(由一台三相感应电动机和一台直流弧焊发电机组成)和焊接整流器(整流式直流弧焊机)两种类型。直流弧焊机有两种接法，当工件接正极、焊条接负极时称正接法； 若工件接负极、焊条接正极则称反接法。由于电弧正极区的温度高，负极区的温度低，因此正接法时，工件的温度高，用于焊接黑色金属； 反接法用于焊接有色金属和薄钢板。

电源通常根据焊条的性质进行选择。酸性焊条可采用直流电源，也可采用交流电源； 碱性焊条一般选用直流弧焊机。

2.焊条直径的选择

焊条直径的大小主要取决于下列因素:

(1)焊件厚度

焊件厚度越大，选用的焊条直径也应越大； 反之，对薄焊件的焊接应选用小直径的焊条。在一般情况下，焊条直径与焊件厚度的关系可参考表11-2。

表11-2　焊条直径的选择 mm

(2)焊缝的位置

在板厚相同的条件下，焊接平焊缝的焊条直径应大些； 立焊焊条直径最大不超过5 mm；仰焊、横焊焊条最大直径不超过4 mm，这样可形成较小的熔池，减少熔化金属下滴。

(3)焊接层数

在进行多层焊道焊接时，第一层焊道应选用直径较小的焊条焊接，一般选φ 2.5 mm 或φ 3.2 mm 的焊条。这是因为若第一层采用的焊条直径过大，焊条就不能深入坡口根部而造成电弧过长，产生未焊透缺陷。(www.xing528.com)

3.焊接电流的选择

焊接电流是焊条电弧焊最重要的工艺参数，也可以说是唯一的独立参数，因为焊工在操作过程中需要调节的只有焊接电流，而焊接速度和电弧电压都是由焊工控制的。焊接电流越大，熔深就越大(焊缝宽度和余高变化都不大)，焊条熔化就快，焊接效率也高。

选择焊接电流时，要考虑的因素主要有焊条直径、焊接位置和焊道层次等。

(1)焊条直径

焊条直径越粗，熔化焊条所需的热量越大，就必须增大焊接电流。每种直径的焊条都有一个最合适的电流范围，表11-3 给出了各种直径焊条合适的焊接电流参考值。

表11-3　焊接电流与焊条直径的关系

(2)焊接位置

在平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流。横焊、立焊、仰焊位置焊接时，焊接电流应比平焊位置小10%～20%。

(3)焊道层次

通常焊接打底焊道时，特别是焊接单面焊双面成型的焊道时，使用的焊接电流应较小，以便于操作和保证背面焊道的质量； 焊填充焊道时，为提高效率，保证熔合好，通常使用较大的焊接电流； 而焊盖面焊道时，为防止咬边和获得较美观的焊道，使用的电流应稍小些。

4.电弧电压

电弧电压主要影响焊缝的宽窄，电弧电压越高，焊缝就越宽，因为焊条电弧焊时，焊缝宽度主要靠焊条的横向摆动幅度来控制，因此电弧电压的影响不明显。

5.焊接速度

焊接速度就是单位时间内完成焊缝的长度。焊条电弧焊时，在保证焊缝具有所要求的尺寸和外形及熔合良好的原则下，焊接速度由焊工根据具体情况灵活掌握。

6.焊接层数的选择

在厚板焊接时，必须采用多层焊或多层多道焊。多层焊的前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起热处理作用(退火和缓冷)，有利于提高焊缝金属的塑性和韧性。每层焊道厚度不能大于4～5 mm。