焊接电源是焊接工艺执行过程中最重要的因素。若焊接电源自身性能不好,必然不会产生良好的焊件。当焊机的引弧性能差,电弧燃烧不稳定,就不能保证工艺参数稳定,焊接过程就无法正常进行,焊接质量就得不到保证。
用交流电源焊接时,电弧稳定性差。采用直流电源焊接时,电弧稳定、柔顺、飞溅少,但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳弧性差,通常必须采用直流弧焊电源。用小电流焊接薄板时,也常用直流弧焊电源,因为引弧比较容易,电弧比较稳定。低氢型焊条用直流电源焊接时,一般用反接,因为反接的电弧比正接稳定。焊接薄板时,焊接电流小,电弧不稳定,因此焊接薄板时,不论是用碱性焊条还是用酸性焊条,都选用直流反接[3]。
4.2 工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响
4.2.1 焊接电流
焊接电流大小选择恰当与否直接影响到焊接的最终质量。焊接电流过大,可以提高生产率,并使熔透深度增加,但易出现咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量,也会使焊接接头的组织由于过热而发生变化,并增大气孔倾向。 尤其在立焊操作时熔池难以控制,易出现焊瘤,弧长增加,就会产生咬边。焊接电流过小,使电弧不稳,熔透深度减小,易出现未焊透、熔合不良、夹渣、脱节等缺陷。
焊接电流应根据板件厚度、接头形式、焊接位置、焊接层数、焊条类形、焊条直径和焊接经验等因素综合考虑。对于一定直径的焊条有一个合适的焊接电流范围,可参考表1选择[3]。
表 1 焊接电流和焊条直径的关系
焊条直径/mm 焊接电流/A
1.6 25~40
2.0 40~65
2.5 50~80
3.2 100~130
4 160~210
5 200~270
6 260~300
4.2.2 焊接速度
焊接速度是表征焊接生产效率的主要参数。合理选择焊接速度对保证焊接质量尤为重要。焊接速度应该均匀适当,既要保证焊透又要保证不焊穿,同时还要使焊缝宽度和余高等符合设计要求。焊速过快,使熔池温度不够,易造成未焊透、未熔合、焊缝成形不良等缺陷。焊速过慢,使高温时间长,热影响区宽度增加,焊接接头的晶粒变粗,机械性能降低,焊件的变形量增大,同时焊速过慢还会使每层的厚度增大,导致熔渣倒流,形成夹渣等缺陷。
a)铸件 b)锻件
图 1 钢的显微组织