如何设置电渣焊焊接参数？

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：当用直径3.2mm焊丝和接近400A电流焊接时，提高焊接电流也增大焊缝的宽度，焊缝形状系数略有减小。采用恒压弧焊电源和等速送丝机构时，增大焊丝的伸出长度将增大电阻，则必须通过加长焊丝在导电渣池内的长度来补偿，使弧焊电源降低输出电流，从而略微增大焊缝形状系数。

电渣焊焊缝质量取决于焊接参数和焊接过程的稳定性。电渣焊熔池的冷却速度和结晶过程与铸型中液体金属的冷却过程十分相似。熔池四周的母材和水冷铜滑块，将熔化金属的热量带走，于是熔化金属从母材与熔池的界面和水冷铜滑块表面开始凝固并向焊缝中心生长，随着填充金属熔化，机头向上移动，渣池和熔池上升，同时熔化金属从熔池底部开始凝固慢慢地向上生长。晶粒在焊缝中心相交的角度，决定于焊接熔池的形状。焊接熔池的形状用焊缝形状系数来表征。焊缝形状系数是指熔宽与其最大熔深之比，其中宽度是接头间隙加上两侧母材的熔深。熔深是指从焊接熔池的表面到其最低的液-固界面的距离。形状系数大（宽而浅的焊接熔池）的焊缝，促使晶粒以锐角相交方式凝固。形状系数小（窄而深的焊接熔池）的焊缝，促使晶粒以钝角相交方式凝固。晶粒在焊缝中心相交的角度影响焊缝抗中心热裂纹的能力，晶粒若以钝角相交，抗裂性则低，而以锐角相交，抗裂性就高。因此，焊缝形状系数较大的焊缝具有较好的抗裂性。

调节焊接参数可以控制焊接熔池的形状，但必须指出仅仅依靠焊缝形状系数并不能完全控制焊缝裂纹，母材的化学成分（特别是含碳量）、填充金属的成分以及接头拘束度对焊缝裂纹倾向也有很大的影响。

电渣焊的焊接参数主要有焊接电流、焊接电压、装配间隙、电极数目、摆动参数、渣池深度、焊接速度和送丝速度等。

1.焊接电流

提高焊接电流，熔池的深度增大。当用直径3.2mm焊丝和接近400A电流焊接时，提高焊接电流也增大焊缝的宽度，焊缝形状系数略有减小。但是，当用直径3.2mm焊丝和高于400A电流焊接时，提高电流便减小焊缝宽度。因此，提高焊接电流的最终影响是减小形状系数，由此降低接头的抗裂性。

对于直径3.2mm焊丝，一般采用500～700A电流。对于易产生裂纹的金属或焊接条件，要求较大的焊缝形状系数，以低于500A焊接电流焊接。

当采用恒压弧焊电源时，焊接电流与送丝速度成正比，提高送丝速度便提高了焊接电流和熔敷率。

2.焊接电压

焊接电压对焊缝的熔深和焊接过程的稳定性有重要的影响。它是控制熔深的主要参数，提高焊接电压可增大熔深和焊缝的宽度。为保证焊缝边缘部位完全熔合，焊缝中部的熔深必须略大于需要值，因为在焊缝边缘部位必须抵消水冷滑块的激冷作用。

提高焊接电压使焊缝宽度增大，也就提高了熔池形状系数，并因此提高了焊缝的抗裂性。但焊接电压应保持在一定的范围内，以保证焊接过程的稳定。如果焊接电压太高，可能导致飞渣和在渣池顶面燃弧而使焊接过程不稳定，而焊接电压太低，易产生短路或在金属熔池上燃弧。每根焊丝焊接电压一般选用32～55V，焊接较厚工件时，选用较高的电压。

3.焊丝伸出长度

从渣池表面到导电嘴端面之间的距离，称为焊丝伸出长度。采用恒压弧焊电源和等速送丝机构时，增大焊丝的伸出长度将增大电阻，则必须通过加长焊丝在导电渣池内的长度来补偿，使弧焊电源降低输出电流，从而略微增大焊缝形状系数。如果采用调高焊接电压来获得需要的焊接电流值时，则焊缝形状系数显著增大。

焊丝伸出长度一般选用50～75mm。通常伸出长度小于50mm会引起导电嘴过热，伸出长度大于75mm，由于电阻增大而引起焊丝过热。因此，在大的伸出长度下，焊丝是在渣池表面而不是在渣池中熔化，则会造成电渣焊过程失稳及渣池的不正常加热。在熔嘴电渣焊中不存在焊丝伸出长度。

4.焊丝根数和间距

随着每根焊丝所占的金属厚度的增加，焊缝宽度略有减小，焊接熔池的深度则显著减小。这样，在焊丝根数给定的情况下，随着材料厚度的增大，焊缝形状系数有所改善。但是当冷却滑块近旁的焊缝宽度小于接头间隙而导致边缘未熔合时，必须增加焊丝根数。一般来说，对于厚度130mm以下的部件，可以利用一根摆动的焊丝，而厚度300mm以下的工件，可用两根摆动焊丝焊接。每增加一根摆动的焊丝，工件厚度相应可加大约150mm。如果焊丝不摆动，每根焊丝可焊接约65mm的板厚。三丝电渣焊原理如图4-3-3所示。

图4-3-3 三丝电渣焊原理图

1—导轨 2—焊接机头 3—焊件 4—导电嘴 5—渣池 6—熔池 7—水冷成形块

5.焊丝摆动

对于厚度在75mm以下的板材，可不用焊丝摆动和采用较高的焊接电压进行焊接。但是，板材厚度大于50mm时，往往要求焊丝沿板厚方向做横向摆动。这种摆动使热量均布并有助于获得较好的边缘熔合。摆动速度在8～40mm/s之间变化，速度随板厚加大而加快。一般说来，摆动速度是以3～5s的往复运动时间为基础。提高摆动速度便减小了焊缝宽度，从而也减小焊缝形状系数，因此，摆动速度必须与其他参数匹配。为了使母材完全熔合及抵消冷却滑块的激冷作用，在摆动行程终端应停留一定时间，停留时间一般在2～7s。

6.渣池深度

必需的最小渣池深度应使得焊丝插到渣池之中并在紧靠渣池表面底下熔化。渣池太浅将引起熔渣飞溅并在渣池表面燃弧。渣池过深将减小焊缝宽度并由此减小焊缝形状系数。在过深的渣池中环流不良，可能造成夹渣。渣池最佳深度是38mm，但渣池深度在25～50mm之间，不会有大的影响。

7.接头间隙

为取得足够的渣池体积、良好的熔渣环流效果以及在熔嘴电渣焊中为安放熔嘴及其绝缘所需的空间，要求有一最小接头间隙，增大接头间隙不会影响焊接熔池深度。然而，却增大焊缝宽度并因此增大焊缝形状系数。过大的接头间隙需要大量的填充金属，这是不经济的，而且，接头间隙过大可能引起边缘未熔合。接头间隙一般为20～40mm，取决于母材厚度、焊丝根数以及焊丝是否做摆动。

如何设置电渣焊焊接参数？

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