焊接工艺参数

焊接工艺指导书

电弧焊工艺

1 接口

焊条电弧焊的接头主要有对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头四种。

1．1 对接接头

对接接头是最常见的一种接头形式，按照坡口形式的不同，可分为I形对接接头（不开坡口）、V形坡口接头、U形坡口接头、X形坡口接头和双U形坡口接头等。一般厚度在6mm以下，采用不开坡口而留一定间隙的双面焊；中等厚度及大厚度构件的对接焊，为了保证焊透，必须开坡口。V形坡口便于加工，但焊后构件容易发生变形；X形坡口由于焊缝截面对称，焊后工件的变形及内应力比V形坡口小，在相同板厚条件下，X形坡口比V形坡口要减少1/2填充金属量。U形及双U形坡口，焊缝填充金属量更少，焊后变形也很小，但这种坡口加工困难，一般用于重要结构。

1．2 T形接头

根据焊件厚度和承载情况，T形接头可分为不开坡口，单边V形坡口和K形坡口等几种形式。T形接头焊缝大多数情况只能承受较小剪切应力或仅作为非承载焊缝，因此厚度在30mm以下可以不开坡口。对于要求载荷的T形接头，为了保证焊透，应根据工件厚度、接头强度及焊后变形的要求来确定所开坡口形式。

1．3 角接接头

根据坡口形式不同，角接接头分为不开坡口、V形坡口、K形坡口及卷边等几种形式。通常厚度在2mm以下角接接头，可采用卷边型式；厚度在2～8mm以下角接接头，往往不开坡口；大厚度而又必须焊透的角接接头及重要构件角接头，则应开坡口，坡口形式同样要根据工件厚度、结构形式及承载情况而定。

1．4 搭接接头

搭接接头对装配要求不高，也易于装配，但接头承载能力低，一般用在不重要的结构中。搭接接头分为不开坡口搭接和塞焊两种型式。不开坡口搭接一般用于厚度在12mm以下的钢板，搭接部分长度为3～5δ（δ为板厚）

2 焊条电弧焊工艺参数选择

2．1 焊条直径

焊条直径可根据焊件厚度、接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素进行选择。焊件厚度越大，可选用的焊条直径越大；T形接头比对接接头的焊条直径大，而立焊、仰焊及横焊比平焊时所选用焊条直径应小些，一般立焊焊条最大直径不超过5mm，横焊、仰焊不超过4mm；多层焊的第一层焊缝选用细焊条。焊条直径与厚度的关系见表4

焊接工艺参数的选择

手工电弧焊的焊接工艺参数主要条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。

1．焊条直径

焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。在一般情况下，可根据表6-4按焊件厚度选择焊条直径，并倾向于选择较大直径的焊条。另外，在平焊时，直径可大一些；立焊时，所用焊条直径不超过5mm；横焊和仰焊时，所用直径不超过4mm；开坡口多层焊接时，为了防止产生未焊透的缺陷，第一层焊缝宜采用直径为3.2mm的焊条。

表6-4 焊条直径与焊件厚度的关系 mm

焊件厚度

≤2

3~4

5~12

>12

焊条直径

2

3.2

4~5

≥15

2．焊接电流

焊接电流的过大或过小都会影响焊接质量，所以其选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键。在一般钢结构的焊接中，焊接电流大小与焊条直径关系可用以下经验公式进行试选：

I=10d2 (6-1)

式中

I ——焊接电流(A)；

d ——焊条直径(mm)。

另外，立焊时，电流应比平焊时小15％～20％；横焊和仰焊时，电流应比平焊电流小10％～15％。

3．电弧电压

根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外，电弧电压还与电弧长有关。电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。一般要求电弧长小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接时，为了预热部位或降低熔池温度，有时也将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。

4．焊接层数

焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。施工中每层焊缝的厚度不应大于4～5mm。

点焊焊接参数及其相互关系

1. 点焊焊接循环

焊接循环（welding cycle），在电阻焊中是指完成一个焊点（缝）所包括的全部程序。图19是一个较完整的复杂点焊焊接循环，由加压，…，休止等十个程序段组成，I、F、t中各参数均可独立调节，它可满足常用（含焊接性较差的）金属材料的点焊工艺要求。当将I、F、t中某些参数设为零时，该焊接循环将会被简化以适应某些特定材料的点焊要求。当其中I1、I3、Fpr、Ffo、t2、t3、t4、t6、t7、t8均为零时，就得到由四个程序段组成的基本点焊焊接循环，该循环是目前应用最广的点焊循环，即所谓“加压－焊接－维持－休止”的四程序段点焊或电极压力不变的单脉冲点焊。

2. 点焊焊接参数

点焊焊接参数的选择，主要取决于金属材料的性质、板厚、结构形式及所用设备的特点（能提供的焊接电流波形和压力曲线），工频交流点焊在点焊中应用最为广泛且主要采用电极压力不变的单脉冲点焊。

（1） 焊接电流I焊接时流经焊接回路的电流称为焊接电流，一般在数万安培（A）以内。焊接电流是最主要的点焊参数。调节焊接电流对接头力学性能的影响如图20所示。

AB段 曲线呈陡峭段。由于焊接电流小使热源强度不足而不能形成熔核或熔核尺寸甚小，因此焊点拉剪载荷较低且很不稳定。

BC段 曲线平稳上升。随着焊接电流的增加，内部热源发热量急剧增大（Q∝I2），熔核尺寸稳定增大，因而焊点拉剪载荷不断提高；临近C点区域，由于板间翘离限制了熔核直径的扩大和温度场进入准稳态，因而焊点拉剪载荷变化不大。

CD段 由于电流过大使加热过于强烈，引起金属过热、喷溅、压痕过深等缺陷，接头性能反而降低。

图20还表明，焊件越厚BC段越陡峭，即焊接电流的变化对焊点拉剪载荷的影响越敏感。

（2） 焊接时间t 自焊接电流接通到停止的持续时间，称焊接通电时间，简称焊接时间。点焊时t一般在数十周波（1周波＝0.02s）以内。焊接时间对接头力学性能的影响与焊接电流相似（图21）。但应注意二点：

CO2气体保护焊接工艺参数表

CO2气体保护焊接工艺参数表

钢板厚度（mm） 焊丝直径（mm） 焊缝形式 根部间隙

焊接电流（A） 焊接电压（V） 焊接速度（cm/分） 气体流量（L/分） 导电嘴母材间距（mm） 焊脚高度（mm）

2.0 1.0 对接 0~0.5 100~120 19~19.5 32~35 10~15 10 3

3.0 1.0 角焊 0~0.5 100~120 19~19.5 50~60 10~15 10 3

4.0 1.0 对接 0.5~1.0 140~160 22~24 40~50 10~15 10 3

5.0 1.0 平焊 - - - - - - -

6.0 1.0 对接 0~0.5 100~120 19~19.5 32~35 10~15 10 3

6.0 1.2 对接 0~0.5 100~120 19~19.5 32~35 10~15 10 3

8.0 1.2 对接 - - - - - - -

10.0 1.2 对接 - - - - - - -

钢板厚度为2.0-6.0mm时，焊丝直径为1.0mm或1.2mm，焊缝形式为对接或角焊。根部间隙为0-1.0mm，焊接电流为100-160A，焊接电压为19-24V，焊接速度为32-50cm/分，气体流量为10-15L/分，导电嘴母材间距为10mm，焊脚高度为3mm。

对于6.0mm以上的钢板厚度，建议使用1.2mm的焊丝直径，对接焊缝的根部间隙为0-0.5mm，焊接电流为100-120A，焊接电压为19-19.5V，焊接速度为32-35cm/分，气体流量为10-15L/分，导电嘴母材间距为10mm，焊脚高度为3mm。

在焊接8.0mm厚度的钢板时，建议使用1.2mm的焊丝直径，对接焊缝的根部间隙为0-0.5mm，焊接电流和电压以及焊接速度、气体流量、导电嘴母材间距和焊脚高度需要根据具体情况进行调整。

当钢板厚度为10.0mm时，建议使用1.2mm的焊丝直径，对接焊缝的根部间隙、焊接电流和电压、焊接速度、气体流量、导电嘴母材间距和焊脚高度也需要根据具体情况进行调整。