氩弧焊接工艺对焊接质量影响研究

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　　摘    要：随着我国科学技术不断发展，不锈钢焊接结构得到了越来越多的应用。对这种材料的焊接往往是以氩弧焊为主。从焊接质量与变形量，焊接时的传热过程而言，焊接速度、电弧焊接电压及焊接电流等焊接工艺参数对焊接质量有着直接的影响。所以，本文根据氩弧焊接工艺，分别介绍了焊接速度、电弧焊接电压及焊接电流对焊接质量有影响。
　　关键词：氩弧焊;工艺参数;焊接质量;影响
　　1  引言
　　随着科技的进步，技术的不断创新以及材料需求的增加， 不锈钢焊接结构件的应用越来越广泛。它的结构形式已从过去单一的型钢组对模式发展到现在用钢板组焊的轻型结构[1]。不锈钢材料的焊接主要是以氩弧焊为主。在焊接不锈钢构件的过程中，由于结构的差异常常会出现焊接变形的情况。尤其是焊接轻薄型的构件，焊接变形更为严重。焊接变形不但影响构件外观形状、几何尺寸和降低装配质量，而且还会降低结构的承载能力，从而使构件质量达不到设计及使用的要求[2]。为矫正这些变形，常常需要花费大量人力物力，从而增加了生产的成本。因此，研究焊接工艺对焊接质量的影响在理论与实践方面都显得极为重要。本文分别从焊接电流、焊接速度以及电弧电压等三个方面介绍了氩弧焊接工艺对焊接质量的影响，力求进一步提高氩弧焊接质量。下面我们分别对这几方面给焊接质量所带来的影响进行介绍。
　　2  焊接电流对焊接质量与热输入的影响
　　氩弧焊焊接开始，焊接操作者唯一调控的信息是焊接电流，焊接电流是氩弧焊关键工艺参数;操作中，焊接操作者需对电弧电压和焊接速度進行控制。焊接电流对焊接质量和劳动生产率的影响是致命的，焊接电流过大或过小都对焊接质量产生直接的影响，因此，焊接电流的大小要通盘考虑焊件焊缝的空间位置、接头形式和厚度等因素。如果电流大小合适，则接头质量与焊缝尺寸满足要求，焊接保持平稳。保持其他条件不变，当焊接电流增大也就是等于热输入量被增加，这时，虽然焊缝的余高与熔深均得以增加，焊接效率也相应地有所提高，但熔宽仅发生了细微变化，焊条根部易发生部分涂层失效并发红或崩落的现象，导致烧穿、焊瘤、咬边等焊接缺陷的出现[3]。另外，电流过大还造成焊缝夹钨、钨极烧损，焊件的变形机会增大，还会降低焊接接头的韧性，内部组织结构受到影响，接头热影响区晶粒变大，直接使力学性能和组织结构发生变化。焊接电流太小，则会使操作者引弧较困难甚至焊条会粘连在工件上，严重影响了焊接质量，另外还会出现夹渣、气孔、没有焊透和不熔合等残缺现象，同时还会造成电弧不稳定，在质量不能保证的同时也减小了生产效率。
　　所以，遴选焊接电流时不宜过大也不宜过小，应该按照焊接层数与焊缝位置、接头形式、焊件厚度、钨极端部的形状和直径来通盘考虑。在确保焊接质量和其他因素不变的情况下，尽可能运用较大的焊接电流，使生产效率得以提升。此外，在操作环境温度较低的情况下，板厚较小的搭接接头与T形接头导热非常迅速，焊接时也应当选择大电流。
　　3  焊接速度对热输入和焊接质量影响
　　在单位时间内完成的焊缝长度表示焊接速度。焊接速度可依照工件的厚度来调节，同时，要控制预热温度和焊接电流的大小，确保焊接所需的深度和宽度。在焊缝电流等外在参数恒定时，焊接速度与焊接材料厚度成反相关，即材料越厚，焊速越慢。过慢的焊接速度导致工作效率降低，焊缝变宽，漫溢，余高增加。过快的焊接速度会超越合理的范畴。氩气保护属于柔性保护，保护气流极度后偏，使得氩气出现弯曲的现象，进而对电弧、熔池和钨极的保护功效有所降低，最终可能会使熔池、弧柱、钨极端部等裸露于空气里，出现焊缝极度凸凹不平、变窄，同时，易于出现焊缝波形变尖、未熔合、气孔、咬边、烧穿与凹陷等缺陷。所以，为确保具有优良的保护功效，须运用对应的方法，例如把焊枪前倾相应角度或加大保护气体流量。
　　热输入量的大小还由焊接速度决定。加快焊接速度时，热输入量就会降低，同时余高会减少，熔宽、熔深也会降低。焊接速度是判断焊接效率的重要指标。仅仅从生产效率得以提高的角度来思考，提高生产效率的根本就是加快焊接速度;但是，若要考量焊接尺寸，满足前面焊接速度的加快的同时，对焊接电压与电流的提升也是不可或缺的。在钨极氩弧焊焊接过程中，为保障焊接质量，应选用相对慢一点的焊接速度，但不可过慢，因为焊接速度过慢会使生产效率变低，产品容易出现变形、咬边和烧穿等缺点，所以，在焊接过程中速度不宜过快也不宜过慢，保持适中即可。
　　4  电弧电压对焊接质量与热输入的影响
　　依照电源特征，当电阻一定时，焊接电流与电弧电压成正比，但事实并非如此，实际操作中电弧电压主要是由电弧的长度来决定的。电弧电压与电弧长度在一定范围内是正比例函数的关系，弧长的增加使得电弧电压也相应的增加，进而也加大了电弧的热量。当电弧长度大于区间上限后，弧长变长降低了热效率，使得气体的保护效果变坏，弧柱截面积对应变大。在别的参数恒定时，电弧功率、母材的稀释率、焊件热输入量、弧长、分布半径都会随着电弧电压的增加而增加，最终导致余高降低，熔深增大，熔深略微变浅。在低电压状况下，焊接过程易出现气体保护效果差、碰钨、不平稳、未焊透、焊瘤等焊接缺陷。在电压过高的状况下，无法确保合适的焊接电流，会产生气孔、不稳定、电弧没有平稳性、熔深短、咬边和电弧燃烧飞溅大等不足。此外，电压过高还会发生空气渗透现象，最终形成夹渣等焊接缺陷。由此可知，选择焊接电压不宜过大也不宜过小。
　　5  结束语
　　经过上述分析我们可以看出，影响焊缝成形的因素还有很多，如钨电极的焊缝的形状与半径，会影响焊接质量与焊接热输入。本文仅从氩弧焊接工艺，分别介绍了焊接速度、电弧焊接电压及焊接电流等几个方面对氩弧焊焊接工艺与焊接质量的影响进行了简单的探讨，希望给有关方面的研究人员带来一定的参考。
　　参考文献：
　　[1] 庄利军.浅析钢结构焊接变形产生及防治[J].科学之友，2017（7）：5～6.
　　[2] 宋广豪.钢结构焊接变形的起因及控制方法探讨[J].门窗，2016（10）：190+192.
　　[3] 翟俊峰.浅谈钢结构焊接变形的成因与控制策略[J].中国城市经济，2012（2）：230.
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