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科普培訓：焊工知識

焊工的一些焊接知識：

焊接電流、電壓、焊接速度是決定焊縫尺寸的主要能量參數。


1、電弧電壓
電弧電壓增大后，電弧功率加大，工件熱輸入有所增大，同時弧長拉長，分布半徑增大，因而熔深略有減小而熔寬增大。余高減小，這是因為熔寬增大，焊絲熔化量卻稍有減小所致。



2、焊接電流
焊接電流增大時(其他條件不變)，焊縫的熔深和余高增大，熔寬沒多大變化(或略為增大)。這是因為：
(1)電流增大后，工件上的電弧力和熱輸入均增大，熱源位置下移，熔深增大。熔深與焊接電流近于正比關系。
(2)電流增大后，焊絲融化量近于成比例地增多，由于熔寬近于不變，所以余高增大。
(3)電流增大后，弧柱直徑增大，但是電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點移動范圍受到限制，因而熔寬近于不變。

3、焊接速度
焊速提高時能量減小，熔深和熔寬都減小。余高也減小，因為單位長度焊縫上的焊絲金屬的熔敷量與焊速成反比，熔寬則近于焊速的開方成反比。
其中的U代表焊接電壓，I是焊接電流，電流影響熔深，電壓影響熔寬，電流以燒透不燒穿為益，電壓以飛濺最小為益，兩者固定其一，調另一個參數即可焊接電流的大小對焊接質量和焊接生產率的影響很大。
焊接電流主要影響熔深的大小。電流過小，電弧不穩定，熔深小，易造成未焊透和夾渣等缺陷，而且生產率低;
電流過大，則焊縫容易產生咬邊和燒穿等缺陷，同時引起飛濺。
因此，焊接電流必須選得適當，一般可根據焊條直徑按經驗公式進行選擇，再根據焊縫位置、接頭形式、焊接層次、焊件厚度等進行適當的調整。
電弧電壓是由弧長決定的，電弧長，電弧電壓高；電弧短，則電弧電壓低。
電弧電壓的大小主要影響焊縫的熔寬。
焊接過程中電弧不宜過長，否則，電弧燃燒不穩定，增加金屬的飛濺，而且還會由于空氣的侵人，使焊縫產生氣孔。因此，焊接時力求使用短電弧，一般要求電弧長度不超過焊條直徑。
焊接速度的大小直接關系到焊接的生產率。為了獲得最大的焊接速度，應該在保證質量的前提下，采用較大的焊條直徑和焊接電流，同時還應按具體情況適當調整焊接速度，盡量保證焊縫高低和寬窄的一致。

1、短路過渡焊接
CO2電弧焊中短路過渡應用最廣泛，主要用于薄板及全位置焊接，規范參數為電弧電壓焊接電流、焊接速度、焊接回路電感、氣體流量及焊絲伸出長度等。

（1）電弧電壓和焊接電流，對于一定的焊絲直徑及焊接電流（即送絲速度），必須匹配合適的電弧電壓，才能獲得穩定的短路過渡過程，此時的飛濺最少。
不同直徑焊絲的短路過渡時參數如表：
焊絲直徑（㎜）?0.8?1.2?1.6
電弧電壓（V）? 18? 19? 20
焊接電流（A）?100-110?120-135?140-180


（2）焊接回路電感，電感主要作用：
a?調節短路電流增長速度di/dt,?di/dt過小發生大顆粒飛濺至焊絲大段爆斷而使電弧熄滅，di/dt過大則產生大量小顆粒金屬飛濺。
b?調節電弧燃燒時間控制母材熔深。
c?焊接速度。焊接速度過快會引起焊縫兩側吹邊，焊接速度過慢容易發生燒穿和焊縫組織粗大等缺陷。
d?氣體流量大小取決于接頭型式板厚、焊接規范及作業條件等因素。通常細絲焊接時氣流量為5-15?L/min，粗絲焊接時為20-25?L/min。
e?焊絲伸長度。合適的焊絲伸出長度應為焊絲直徑的10-20倍。焊接過程中，盡量保持在10-20㎜范圍內，伸出長度增加則焊接電流下降，母材熔深減小，反之則電流增大熔深增加。電阻率越大的焊絲這種影響越明顯。
f?電源極性。CO2電弧焊一般采用直流反極性時飛濺小，電弧穩定母材熔深大、成型好，而且焊縫金屬含氫量低。


2、細顆粒過渡
（1）在CO2氣體中，對于一定的直徑焊絲，當電流增大到一定數值后同時配以較高的電弧壓，焊絲的熔化金屬即以小顆粒自由飛落進入熔池，這種過渡形式為細顆粒過渡。
細顆粒過渡時電弧穿透力強母材熔深大，適用于中厚板焊接結構。細顆粒過渡焊接時也采用直流反接法。
（2）隨著電流增大電弧電壓必須提高，否則電弧對熔池金屬有沖刷作用，焊縫成形惡化，適當提高電弧電壓能避免這種現象。然而電弧電壓太高飛濺會顯著增大，在同樣電流下，隨焊絲直徑增大電弧電壓降低。


CO2細顆粒過渡和在氬弧焊中的噴射過渡有著實質性差別。氬弧焊中的噴射過渡是軸向的,而CO2中的細顆粒過渡是非軸向的，仍有一定金屬飛濺。

另外，氬弧焊中的噴射過渡界電流有明顯較變特征。（尤其是焊接不銹鋼及黑色金屬）而細顆粒過渡則沒有。


3、減少金屬飛濺措施
（1）正確選擇工藝參數，焊接電弧電壓：在電弧中對于每種直徑焊絲其飛濺率和焊接電流之間都存在著一定規律。在小電流區，短路過渡飛濺較小，進入大電流區（細顆粒過渡區）飛濺率也較小。
（2）焊槍角度：焊槍垂直時飛濺量最少，傾向角度越大飛濺越大。焊槍前傾或后傾最、好不超過20度。
（3）焊絲伸出長度：焊絲伸出長對飛濺影響也很大，焊絲伸出長度從20增至30㎜，飛濺量增加約5%，因而伸出長度應盡可能縮短。


4、保護氣體種類不同其焊接方法有區別。
（1）利用CO2氣體為保護氣的焊接方法為CO2電弧焊。在供氣中要加裝預熱器。因為液態CO2在不斷氣化時吸收大量熱能，經減壓器減壓后氣體體積膨脹也會使氣體溫度下降，為了防止CO2氣體中水分在鋼瓶出口及減壓閥中結冰而堵塞氣路，所以在鋼瓶出口及減壓之間將CO2氣體經預熱器進行加熱。
（2）?CO2＋Ar氣作為保護氣的焊接方法MAG焊接法，稱為物性氣體保護。此種焊接方法適用于不銹鋼焊接。
（3）Ar作為氣體保護焊的MIG焊接方法，此種焊接方法適用于鋁及鋁合金焊接。