电弧焊焊接方法与设备使用.pptx

一、焊接电弧的物理基础（一）电弧及其电场强度分布 电弧:一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。 电弧的实质：气体放电（导电） 气体导电必须具备两个条件： 两电极之间有带电粒子； 两电极之间有电场。 带电粒子在电场作用下运动形成电流，从而使两电极之间的气体空间成为导体，也就形成了电弧。 电弧的特点：低电压、大电流、高温度、可移动等第一节 焊接电弧第1页/共74页沿电弧长度方向，电场强度分布不均匀！第2页/共74页 获得电弧的途径：气体电离+电子发射（二）电弧中带电粒子的产生1、电离的种类： 热电离场致电离光电离电离能及其与引弧的关系2、（阴极）电子发射 热发射场致发射光发射粒子碰撞发射逸出功及其与引弧的关系第3页/共74页（三）带电粒子的消失 带电粒子通过扩散、复合和电子结合成负离子等的过程消失。 电弧稳定“燃烧”时，带电粒子的产生和消失处于动平衡状态。负离子的存在对电弧稳定性的影响。第4页/共74页二、焊接电弧的导电特性 参与电荷运动并形成电流的带电粒子在电弧中产生、运动和消失的过程。（一）区域组成 由阴极区、阳极区、弧柱区三部分组成。Ua UcUk阳极区阴极区弧柱区-+10-510-6cm10-210-4cm1、阴极区：长度极短、电压较大、E（电场强度）极高2、阳极区：长度也极短、电压较大、E极高3、弧柱区长度基本上等于电弧长度，E较小第5页/共74页（二）弧柱区的导电特性IA+IeI1、带电粒子的产生（1）电离：热电离 光电离 场电离（2）阴极区注入的电子（3）阳极区注入的正离子2、带电离子的运动 A+冲向阴极正离子流IA+ e冲向阳极电子流Ie I =IA+ + Ie 其中：IA+ = 0.1%I Ie = 99.9%I（MeMA+）3、特点：（1）电中性；（2）E小、Uc小第6页/共74页（三）阴极区的导电特性 1、阴极区在导电过程中的作用2、热发射型（1）产生弧柱区导电所需要电子流 Ie=0.999I（2）接收弧柱区来的正离子流IA+=0.001I（1）产生条件：W、C阴极，且电流很大（2）带电粒子的产生方式：热发射热阴极：弧柱导电所需要的电子可完全由热发射来产生的阴极。冷阴极：热发射能力不足的阴极。热阴极材料：熔点高的材料。冷阴极材料：熔点低的材料。（3）特点：阴极压降很小第7页/共74页3、电场发射型（1） 条件：a.W、C阴极、且I较小b.Al、Fe、Cu作阴极（2） 带电离子产生方式a.场发射b.场电离 c.热发射 d.碰撞发射（3）特点：a.阴极附近存在正电性区阴极区b.阴极区断面收缩c.阴极表面上产生阴极斑点第8页/共74页+-+-Uk阴极区弧柱区电场发射型阴极热发射场发射碰撞发射场电离0.999I第9页/共74页（四）阳极区的导电机构1、阳极区在导电过程中的作用（1）接收弧柱区来的电子流 Ie=0.999I（2）产生弧柱区所需的正离子流IA+=0.001I2、热电离（1）产生条件：I较大（2）带电粒子产生方式：热电离（3）特点：a.阳极压降小，甚至为0 b.不存在阳极斑点。3、场致电离（1）产生条件：I较小（2）带电粒子的产生方式：场电离（3）特点：a.有阳极区，发生收缩 b.Ua较大 c.有阳极斑点第10页/共74页-+-+-Ua阳极区弧柱区阳极压降的形成+第11页/共74页（五）阴极斑点与阳极斑点1、阴极斑点：阴级上导通电流的一些灼亮的弧立点。（1）产生条件：a.W、C阴极且I很小b.AI、Fe、Cu作阴极（2）某点充当阴极斑点的条件a.电弧通过该点时耗能最小b.该点能发射电子（3）特点a.电流密度大、温度高b.跳跃性及粘着性c.存在斑点力：蒸发反力、A+的撞击力d.自动寻找氧化膜，对于铝、镁及其合金的焊接非常重要，起到阴极雾化作用。第12页/共74页-A焊接方向粘着性焊接方向-+AB跳跃性第13页/共74页2、阳极斑点（1）产生条件：I很小（2）点充当阳极斑点的条件a.通过该点导通电流时，耗能最小b.易蒸发，产生金属蒸气 （3）特点： a.电流密度大、温度高 b.粘着性、跳跃性 c.避开氧化膜 d.斑点力，小于阴极斑点力（六）最小电压原理 电流与周围条件一定时，电弧稳定燃烧时，会自动选择一个确定的导电截面，使电弧电场强度最小，能耗最小，固定弧长上电压降最小。第14页/共74页（一）电弧的热能特性 1、电弧热的形成机构 电能热能（1）弧柱的产热本质：A+、e在电场作用下被加速、动能增大的过程。宏观表现为温度上升产热。由于运动速度，自由程度不同，A+、e得到的能量不同，TA+、Te、TA有可能不同。电子动能：定向运动动能Ie 散乱运动动能 热运动，表现为热能。产热量主要用于散热损失 对流、幅射、传导 。三、焊接电弧的工艺特性第15页/共74页 影响因素不仅取决于电流。凡是影响Ua的因素均影响弧柱的产热。（2）阴极区的产热本质：产生电子、接受正离子的过程中有能量变化，这些能量的平衡结果就是产热，由三部分组成：产热公式：Pk=I（Uk-Uw-UT）作用：阴极的加热，阴极散热损失a.电子逸出阴极时消耗能量：-IUwb.电子进入弧柱前被电场（Ek）加速得到的能量：+IUk c.电子进入弧柱时带走的能量：-IUT第16页/共74页（3）阳极区的产热本质：接受电子、产生A+过程中伴随的能量转换，由三部分组成：产热公式：Pa=I（Ua+Uw+UT）作用：阳极的加热，阳极散热损失a.e被Ua加速所得到的能量：+eUab.电子带来的逸出功：+IUwc.电子带来的相当于弧柱温度那部分能量+IUT第17页/共74页2、电弧的温度分布温度电流密度功率密度（1）弧柱温度分布 轴向两极区低弧柱区高a.二电极尺寸相等时，轴向温度分布均匀b.二电极尺寸不等，轴向温度分布不均匀，靠近尺寸较小的一端，温度较高。径向：中心大四周小第18页/共74页3、焊接电弧的热效率及能量密度（1）电弧总产热PQ=Pc +Pa+Pk = I（Uc+Uk+Ua）=IUA（2）有效功率、热效率系数有效功率：用于加热工件和焊丝的功率PQ有效热效率系数：= PQ /PQ影响因素：a.焊接方法：TIG焊低、SAW焊高b.焊接工艺参数：c.外部条件（3）能量密度单位面积上的有效热功率，单位：w/cm2越高,H/B越大，焊接变形及HAZ越小。气焊电弧焊激光电子束1-10102-104106-107 106-108 第19页/共74页1、电弧力及作用（二）电弧的力学特性（1）电磁收缩力-电弧静压力 由于电磁收缩效应使可变导体（气、液）所受的力，对熔池形成压力，又叫电弧静压力，使熔池下凹，产生搅拌，利于细化晶粒，有利排气排炸，改善焊缝质量。流态导体中电磁收缩力柱形导体中的电磁收缩力第20页/共74页ALF推焊丝锥形电弧母材第21页/共74页（2）等离子流力-电弧动压力 F推引起的高温等离子流高速运动产生对熔池的附加压力。作用：促进熔滴过渡导致指状熔深 分布：轴线处大，周边小（3）斑点力 由三部分组成，阴极斑点力大于阳极斑点力带电粒子撞击力阴：A+撞击 大；阳：e撞击 小蒸发反力阴：T高，力大；阳：T低，力小电磁收缩力阴：大；阳：小阻碍熔滴过渡，直流反接可减小影响。第22页/共74页等离子流力等离子流力的分布FP第23页/共74页FF斑Fmg斑点力第24页/共74页（4）爆破力 仅产生于短路过渡中，短路小桥汽化爆断所产生的力，产生飞溅。（5）细熔滴的冲击力 仅产生于MIG焊射流过渡，熔滴以很大的加速度冲击熔池，形成冲击力。爆破力第25页/共74页2、影响因素（1）气体介质介质种类不同，影响不同。导热好，易解离的气体，电弧力，特别是斑点力较大。（2）焊接电流及电弧电压：电流增大，电弧力增大；电压增大，电弧力减小。（3）W极或焊丝直径：直径越小，力越大（4）极性 ：TIG焊时，DCSP大；而MIG焊正好相反。第26页/共74页(三) 焊接电弧的稳定性1、电源（1）电源特性：要与电弧燃烧要求相符；（2）电源种类：直流稳定性大于交流；（3）电源空载电压：高，引弧容易，燃烧稳定，但不安全。是保证焊缝质量的重要因素，除与操作技术有关，还与： 焊接电流与电弧电压一定，电弧放电可在长时间内连续且稳定燃烧的性能。2、药皮或焊剂： 含低电离能物质（如K、Na、Ca的氧化物），燃烧稳定； 酸性焊条稳定大于碱性； 焊条偏心，保存不当，药皮局部脱落等均会使稳定性下降。3、焊接电流：I大，电弧温度高，电离、场发射增强，电弧稳定性好。第27页/共74页 电弧作为一柔软的导体抵抗外界干扰，力求保持电流沿焊条/焊丝轴向流动的能力-刚（挺）直性。 影响因素： （1）电流越大，刚直性越大； （2）拘束度越大，刚直性大4、磁偏吹（与刚直性）： 因某种原因使磁力线分布均匀性破坏，电弧中电荷受力不均，使电弧由密的一侧偏向疏的一侧的现象-磁偏吹。 影响因素： （1）导线接法不合适 （2）铁磁性物质 （3）电弧到达工件边缘时第28页/共74页刚直性第29页/共74页+-+-电流+F左F右接线位置引起的磁偏吹+-+-+-+-电流+F左F右磁性物质引起的磁偏吹-+工件两端同时接地线，以消除不对称；或使用交流电源。尽可能在周围无铁磁物质处焊接。5、其它：电弧太长，电弧摆动，飞溅大；焊接处有异物；强风、气流；第30页/共74页 焊丝端部的熔化金属以滴状受各种力经电弧空间进入熔池的过程。 焊丝形成的熔滴作为填充金属与熔化的母材共同形成焊缝，因此，焊丝的加热熔化及熔滴的过渡过程将对焊接过程和焊缝质量产生直接的影响。熔滴过渡熔化的焊丝金属飞到熔池之外的现象-飞溅。第二节 焊丝的熔化与熔滴过渡第31页/共74页1、焊丝的热源电弧热（主）+电阻热（次）一、焊丝的加热和熔化特性 熔化极电弧焊：焊丝的熔化主要依靠阴极区或阳极区的产热及焊丝伸出长度上的电阻热。弧柱区产热对于焊丝的加热熔化作用较小。非熔化极电弧焊：主要靠弧柱区产热熔化焊丝。（1）电弧热阴极区：Pk=IUk-IUw-IUT阳极区：Pa=IUa+IUw+IUT 当弧柱温度为6000K左右，UT1V；当电流密度较大， Ua0，故：第32页/共74页阴极区：PkIUk-IUw= I（Uk-Uw）焊丝接负时：焊丝的加热与熔化取决于（Uk-Uw）。很多因素影响阴极电子发射，即影响的Uk大小。阳极区：PaIUw焊丝接正时：主要取决于材料逸出功和电流的大小。 熔化极气体保护焊时，焊丝材料作为冷阴极材料，UkUw ，则PkPa。所以，同种材料，相同电流的作用下，焊丝作为阴极的产热将比焊丝作为阳极时产热多。因为散热条件相近，所以焊丝接负时比焊丝接正时熔化快。第33页/共74页LHLs电源送丝轮导电嘴la（2）电阻热 在自动和半自动焊时，从焊丝与导电嘴接触点到焊丝端头的一段焊丝（即焊丝伸出长度，用Ls表示）有焊接电流通过，所产生的电阻热对焊丝有预热作用，从而影响焊丝的熔化速度。特别是焊丝比较细和焊丝的电阻系数比较大时（如不锈钢），这种影响更加明显。第34页/共74页 PR=I2Rs Rs=Ls/S 电阻热与伸出长度部分的电阻以及通过的I有关。 熔化极气体保护焊时，通常伸出长度Ls=1030mm，对于导电良好的铝和铜等金属，PR与Pa或PK相比很小，可忽略不计；而对于钢和钛等材料，电阻率高。 PR与Pa或PK相比很大，不可忽略。 用于加热和熔化焊丝的总热量P是单位时间内电弧热和电阻热提供的能量。材料不同，则电阻率不同，相应的电阻就会不同，相同伸出长度，相同电流条件下，电阻热也不同。P=Pa（k）+PR第35页/共74页区别清楚与焊丝熔化有关的几个概念：熔敷速度(kg/h) 熔敷系数(g/Ah) 熔敷效率(%) 飞溅率(%) 损失系数(%)2、焊丝的熔化特性 焊丝的熔化速度Vm：单位时间内，焊丝的熔化量。单位： (mm/min & kg/h) 焊丝的熔化特性：焊丝的Vm和I之间的关系。其主要与焊丝材料及焊丝直径有关。 单位时间内，由单位电流所熔化的焊丝量（长度，重量），叫：熔化系数m，单位：g/AS & cm/ASm= Vm /I第36页/共74页材料不同：电阻率、熔化系数不同伸出长度：电阻不同焊丝直径：电阻不同、导热能力不同第37页/共74页二、熔滴上的作用力是影响熔滴过渡及焊缝成形的主要因素。 1、重力 2、表面张力 3、电弧力（其包含几项力在内） 4、熔滴爆破力 5、电弧的气体吹送力 第38页/共74页 1、重力：当焊丝直径较大而I较小时，在平焊位置的情况下，使熔滴脱离焊丝的力主要是重力。 Fg=mg=4/3 r3 g 重力大于表面张力时，熔滴就要脱离焊丝。 立焊和仰焊时，重力阻碍熔滴过渡。对熔滴过渡的影响因焊接位置的不同而不同！第39页/共74页表面张力系数与材料成分、温度、气体介质等因素有关焊丝半径2、表面张力 在焊条端头上主要保持熔滴的主要作用力。 F=2R 平焊时，阻碍熔滴过渡，因此只要能使F减小的措施，都有利于平焊时的熔滴过渡。 使用小直径焊丝或者表面张力小的焊丝就能达到减小表面张力的目的。第40页/共74页 在液滴上有少量的表面活性物质时，可以降低 。 在液态钢中，最大的表面活化物质是O和S，纯铁被氧饱和后，表面张力系数由122010-3N/m变为103010-3N/m。 因此，影响这些杂质含量的各种因素（金属的脱氧程度、渣的成分等）都会影响熔滴的过渡。 增加熔滴温度会降低金属的，利于形成细颗粒熔滴过渡。第41页/共74页3、电弧力： 电弧对熔滴和熔池的机械作用力，包括：电磁收缩力、等离子流力、斑点力。 电弧力只有在I较大的时候，才对熔滴过渡起主要作用；I小时，重力、表面张力起主要作用。 电磁力对熔滴过渡的影响取决于电弧形态，如果弧根面积笼罩整个熔滴，此处的电磁力促进熔滴过渡；如果弧根面积小于熔滴直径，此处电磁力形成斑点压力的一部分阻碍熔滴过渡。 电流比较大的时候，高速等离子流力对熔滴产生很大的推力，使之沿轴线方向运动。斑点压力：阻碍熔滴过渡。第42页/共74页4、熔滴爆破力： 当熔滴内部因冶金反应而生成气体或者含有易蒸发金属时，在电弧高温的作用下，使气体体积膨胀而产生的内压力，致使熔滴爆破，这一内压力称为，它促进熔滴过渡，但产生飞溅。5、电弧的气体吹力 SMAW焊，药皮的熔化滞后于焊芯，焊条端头形成套筒，促进熔滴过渡。第43页/共74页 在不同的焊接条件下，力的种类、大小不同，形成了不同的熔滴过渡形式。 重力（促进或阻碍熔滴过渡） 表面张力（促进或阻碍熔滴过渡） 电磁收缩力（促进或阻碍熔滴过渡） 等离子流力（促进熔滴过渡） 斑点压力（阻碍熔滴过渡） 爆破力（阻碍，但造成飞溅） 电弧的气体吹力（促进熔滴过渡）总结：熔滴上的作用力及其特点第44页/共74页三、熔滴过渡的主要形式及特点 传统上，通常将熔滴过渡(metal transfer)分成自由过渡、接触过渡、渣壁过渡三种主要形式，每一种又可以再分为不同的类型。目前，熔滴过渡的名称尚未规范、统一。 过程复杂，对电弧稳定性、焊缝成形和冶金过程均有影响！滴状过渡喷射过渡爆破过渡短路过渡搭桥过渡渣壁过渡套筒过渡第45页/共74页1、自由过渡：熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝的端头和熔池不发生直接接触。（1）滴状过渡：过渡的熔滴直径大于焊丝直径。 电弧电压高，根据电流大小、极性和保护气体种类不同，又可分为粗滴过渡和细滴过渡。粗滴过渡： I比较小和U比较高时，弧长较长，使熔滴不易与熔池短路。因电流比较小，弧根面积的直径小于熔滴直径，熔滴与焊丝之间的电磁力不易使熔滴形成缩颈，同时斑点压力又阻碍熔滴过渡。随着焊丝熔化，颗粒长大，最后重力克服表面张力作用，而形成大的颗粒过渡。 电弧稳定性和焊缝质量都比较差。 氩气介质中，由于电弧电场强度低，弧根比较扩展，并且在熔滴下部弧根的分布是对称于熔滴的，因而形成粗滴过渡。第46页/共74页过渡的熔滴直径小于焊丝直径。 易于出现于Ar或者富Ar体保护的焊接方法中 ，过渡时，细小的熔滴从焊丝端部连续不断的高速冲向熔池，过渡频率快，飞溅少，电弧稳定，热量集中，熔深大（易形成指状熔深），熔敷效率高，适用于中、厚板平位置的填充、盖面，不适合薄板（易烧穿）。 CO2气体保护焊时，由于气体分解吸热对电弧的冷却作用，使电弧的电场强度提高，电弧收缩，弧根面积减小，增加了斑点压力而阻碍熔滴过渡，并形成大颗粒排斥过渡。 直流正接，由于斑点压力很大，无论氩气还是二氧化碳保护，都有明显的大颗粒排斥过渡。细滴过渡：I比较大，相应的电磁收缩力增大， F减小，熔滴存在的时间短，熔滴细化，过渡频率增加，电弧稳定性比较高，飞溅少，焊缝质量高，应用广。 气体介质或焊接材料不同时，细滴过渡的特点不同。CO2和酸性焊条电弧焊，熔滴非轴向过渡；铝合金熔化极氩弧焊或大电流活性气体保护焊焊钢则轴向过渡。第47页/共74页（3）爆炸过渡（不常用） 电弧气氛或保护气中含CO2，有时会发生爆炸现象，造成飞溅，只有部分熔滴得以过渡的形式。2、接触过渡焊丝端部的熔滴与熔池表面通过接触而过渡的方式。分类：短路过渡和搭桥过渡（1）短路过渡 电弧引燃后随电弧的燃烧，焊丝（条）端部形成熔滴并逐渐长大。当I较小，电弧电压比较低，弧长比较短，熔滴未长成大滴就与熔池接触形成液态金属短路，电弧随之熄灭，金属熔滴过渡到熔池中去。熔滴脱落后，电弧重新引燃，如此交替的过渡形式。 低电压细焊丝（小I）（但电流密度不小）均可获得；热输入小、焊接变形小、全位置焊性能好，但飞溅较大；适用于薄板焊接或中厚板的打底焊接。第48页/共74页出现场合：碱性焊条的焊条电弧焊 细丝气体保护电弧焊（1.6mm） 由燃弧和熄弧两个交替的阶段组成，电弧的燃烧是不连续的。实质：熔化速度与送丝速度不一致！ 第49页/共74页（2）搭桥过渡 TIG焊,在表面张力、重力及电弧力的作用下，熔滴进入熔池。特点：燃弧与熄弧交替进行，燃烧不连续；平均I小，峰值I大，适合薄板及全位置焊接；小直径焊条或焊丝，电流密度大，产热集中，焊接速度快；弧长短，焊件加热区小，质量高。3、渣壁过渡： 熔滴沿着熔渣壁面流入熔池的一种过渡形式。 出现场合：埋弧焊（沿渣壳）和焊条电弧焊（沿套筒）。第50页/共74页常见焊接方法的熔滴过渡形式 SMAW 酸性焊条：细滴过渡 碱性焊条：粗滴过渡+短路过渡CO2焊：滴状过渡（粗丝）、短路过渡MIG（焊铝）：喷射过渡、亚射流过渡MAG（熔滴过渡形式最多、最灵活）：短路过渡 射滴过渡 射流过渡 TIG：搭桥过渡 SAW：渣壁过渡规律：随着电流的增加，熔滴过渡的体积减小、频率加快。结论：同一焊接方法可能出现多种过渡形式，并非绝对一种，只是有主、次之分。第51页/共74页关于熔滴过渡技术的最新发展传统上，熔滴过渡在一个电流周期，形式内比较单一，缺乏灵活性，焊缝成形的好坏在很大程度上仍然依赖于焊工的操作技术水平和心理状态。近年来，随着逆变技术特别是数字技术在焊接设备上的应用逐渐推广，已经可以对熔滴过渡进行快速、精确的实时控制，情况发生了很大的变化，在熔化极气体保护焊中出现了如表面张力过渡（STT）、冷金属过渡（CMT）和双脉冲（double pulse、super pulse）过渡等新的熔滴过渡技术。第52页/共74页下面为冷金属过渡过程及其所焊的铝合金薄板对接焊缝。第53页/共74页瑞典ESAB公司发展的super pulse技术，在一个电流周期内可以采用不同熔滴过渡形式的组合，即正、负半波可分别采用不同熔滴过渡形式，使焊缝成形更加美观、精确并且易控制、飞溅极少。焊缝成形更多地依靠机器来完成，大大降低了人为因素对焊缝成形的影响、降低对焊工操作技能培训的要求，不但节省了生产成本，而且使以往难于解决的焊接问题（如极薄的铝或不锈钢板的MIG焊）变得简单，焊缝质量的稳定性、再现性得到极大的提高。点击看双脉冲（super pulse）过渡技术（瑞典ESAB公司）。点击了解冷金属过渡（CMT）技术（奥地利Fronius公司）第54页/共74页一、焊缝的形成过程 在电弧热的作用下，焊丝与母材被熔化，在焊件上形成一个具有一定形状和尺寸的液态熔池。 随着电弧的移动熔池前端的焊件不断的被熔化进入熔池中，熔池后部则不断的冷却结晶形成焊缝。第三节母材熔化与焊缝成形第55页/共74页温度分布：不均匀，电弧正下方高，其余低；熔池的体积：主要由电弧的热作用决定；熔池的形状：主要由电弧对熔池的作用力决定；在电弧压力作用下熔池表面出现凹坑；熔滴过渡机械冲击力对熔池的表面形状也有影响；空间位置不同，重力、表面张力对熔池的作用不同；工艺方法、焊接参数也影响熔池的尺寸；最希望的焊接空间位置：平焊，保证位置的措施（翻转、强迫成型装置） 焊缝的结晶过程与熔池的形状有密切的关系，因而对焊缝的组织和质量有重要的影响。 焊缝结晶方向：总是从熔池边缘处母材的原始晶粒开始，沿着熔池散热的相反方向进行，直至熔池中心与不同方向结晶而来的晶粒相遇为止。第56页/共74页所有的结晶晶粒的方向都与熔池的池壁相垂直。 成形系数小，焊缝的枝晶会在焊缝的中心交叉，易使低熔点的杂质聚集在焊缝中心而形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷熔池的形状决定了晶粒的交角，尾部越细长，焊缝中心晶粒交角越大，杂质偏析严重，产生裂纹的可能性越大，焊接速度过大易出现这种情况。第57页/共74页焊缝的有效厚度焊缝宽度焊缝余高焊缝成形系数 =c/S二、焊缝形状与焊缝质量的关系 焊缝的形状是指焊件熔化区横截面的形状，可用S、c、h这3个参数来描述。余高系数=c/h第58页/共74页 焊缝厚度是焊缝质量优劣的主要指标，焊缝余高和宽度则应与焊缝厚度有合理的比例。 理想的焊缝的余高为0，实际焊接中不可能获得，允许存在余高03mm，或余高系数为48，要求严格的场合，可磨平。成形系数小，即焊缝深而窄，可缩小焊缝宽度方向的无效加热范围，提高热效率和减小HAZ，但过小，焊缝过窄，不利于气体从熔池中逸出，易形成气孔，产生夹渣和裂纹。 在实际焊接过程中，在保证焊透的前提下焊缝成形系数的大小应该根据焊缝产生裂纹和气孔的敏感性来确定。埋弧焊1.25，堆焊=10。第59页/共74页 熔合比：焊缝截面上母材熔化部分所占面积与焊缝全部面积之比。 熔合比越大，焊缝成分越接近母材。 =Am/（Am+AH）第60页/共74页三、焊接工艺因素对焊缝成形的影响焊接工艺参数焊接电流I电弧电压U焊接速度V焊接热输入焊接参数工艺参数焊丝直径电流种类及极性电极、焊件倾角保护气体结构因数坡口形状、间隙焊件材料、厚度第61页/共74页（1）焊接电流I(主要影响S)：IS 、c稍、h（2）电弧电压U(主要影响c)：Uc 、s、h（3）焊接速度V：增加，则S、c、h均减小1、焊接工艺参数第62页/共74页2、工艺参数（1）焊丝直径：增大，则S、h减小，c增加（2）焊丝伸出长度L：增加，则S减小，h增加焊丝伸出长度对焊道形状的影响 1余高 2熔深 3焊道宽度 焊丝直径1.2mm 焊接电流250A 焊丝直径1.6mm 焊接电流350A(保护气体Ar95%+CO25%，气流量25L/min) 第63页/共74页（3）电极倾角前倾焊S变小，c变大，h变小 后倾焊S变大，c变小，h变大第64页/共74页焊丝倾角对焊道形状的影响 第65页/共74页（4）焊件倾角上坡焊相当于后倾焊下坡焊相当于前倾焊母材倾角对焊道形状的影响 第66页/共74页第67页/共74页坡口角度及间隙：增大，则h及减小板厚：增大，则S及h减小3、结构因数第68页/共74页四、焊缝成形缺陷及产生原因焊缝的形状缺陷：20种参见GB/T6417-1986金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明1、焊缝的成形尺寸不符合要求第69页/共74页2咬边沿焊趾的母材部位烧熔成凹陷或沟槽的现象。第70页/共74页3、未焊透和未熔合熔焊时，接头根部未完全焊透的现象，易发生在短路过渡CO2焊中。熔焊时，焊道与焊道间或焊道与母材间未完全熔化结合的部分。第71页/共74页4、焊瘤（满溢） 熔焊时熔化金属流淌到焊缝以外未熔合的母材上形成金属瘤的现象。第72页/共74页5、焊穿及塌陷 熔焊时熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔的现象。 焊缝表面塌陷，背面凸起的现象。第73页/共74页感谢您的观看！第74页/共74页