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1、第三章 母材熔化和焊缝成形 3-1焊缝和熔池的形状及尺寸 一、焊缝形状 对接接头 角接接头 搭接接头 接头 形式 start 塞焊接头 形状参数H，B，Am, AH, 2 3-1焊缝和熔池的形状及尺寸 控制化学成分， 受熔池形状控制 H B 焊透 由确定 结晶方向 气孔 偏析 1.32 、 承载（静） 动载（应力集中） 3mm 48 熔合比 3 3-1焊缝和熔池的形状及尺寸 3-1焊缝和熔池的形状及尺寸 二、熔池形状 4 熔池： 熔化焊时，被焊金属（母材）和填充金属在 热源作用下熔融在一起，并形成具有一定几 何形状的液体金属 影响 熔池 因素 电弧 接头形式 空间位置 坡口形状 间隙尺寸 3-
2、2电弧和熔池形状的关系 一、电弧热输入对熔池形状的影响 5 （一）电弧热输入 影响因素 熔滴过渡方式 焊接方法 弧长 3-2电弧和熔池形状的关系 6 （二）焊接熔池的计算 解析法 数值法 雷卡林法（ 模拟） 简单，精度 低、误差大 有限差分、有限元 法、数值积分法 复杂，与实际 情况相附性好 3-2 电弧和熔池形状的关系 7 3-2电弧和熔池形状的关系 8 特 点 1.在电弧前方熔池的温度梯度较大，而在电弧 后方熔池的温度梯度较小 2.在工件表面的等温线（包括熔池形状）近 似椭园形，但熔池头部较宽，而尾部较尖 3.在垂直焊接方向平面上的等温线（包括熔 池）均为半圆形，即B=2H。P大，T高 3
3、-2 电弧和熔池形状的关系 9 （三）工件上的比热流分布及对熔池的影响 比热流 能量密度，与电弧收缩有关 影响因素 焊丝直径等 弧长 气体介质 电流 3-2电弧和熔池形状的关系 10 3-2电弧和熔池形状的关系 二、力对熔池形状的影响 11 （一）电弧力 电弧力 熔滴冲击力 电磁力 动压力 （二）熔池作用力 熔池 作用 力 重力 电磁力 表面张力 3-2 电弧和熔池形状的关系 12 3-3焊接工艺参数对焊缝成形影响 一、电流、电压和焊速 13 1.电流主要确定熔深 I H B a 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 14 2.电弧电压主要确定熔宽 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 15 3.
4、焊接速度重要参数 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 二、电流种类、极性及电极直径的影响 16 1.电流种类、极性 熔化极焊 TIG焊 反极性时H，B大，PK大（正极性时 ，a大） 正极性时H，B大，PA大 电 流 种 类 直流 交流 脉冲 介于之间 比极性情况更为强烈（V 相等情况下 ） 3-3焊接工艺参数对焊缝成形影响 17 2.焊丝直径和伸出长度 -电弧收缩 F-H； B 一般情况下，同时需提高Uf L -Pm m a 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 三、保护气体和熔滴过渡形式的影响 18 电弧形态、等离子流力，熔滴冲击力 CO2 小电流 短路过渡 大电流 细颗粒过渡 Ar 射流 A
5、r+x射流、射滴 分析 方法 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 四、其它工艺参数的影响 19 V，C H 电弧潜入 、 1.坡口间隙 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 20 2.电极倾角 H，B（预热作用）（后排） vw 前倾 后倾 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 21 3. 工件斜度 H，a,B(咬边) vw 上坡焊 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 22 4. 工件厚度和散热条件 ，aB,a； H变化不大 5. 焊剂和药皮 电弧截面q（r） 化学 成分 影响 电弧产热 渣粘度 3-3焊接工艺参数对焊缝成形影响 一、直缝焊接 23 成形工艺 自由成形 强迫成形 （一）平焊 （单面焊
6、、双面焊 ） F mg F 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 24 成形工艺 自由成形 强迫成形 （二）立、横、仰焊 特点 ： 熔池易流淌 质量 控制 方法 小电流、脉冲电流（0.5-15HZ） 摆动电弧、两侧停留 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 二、环缝焊接 25 成形工艺 转胎转动，枪水平焊 枪全位置焊，工艺参数在不同位置 需作调整 e 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 三、引弧、收弧与成形控制 26 1.引弧 质量隐患H、B过小；a过高；易产生气孔 工艺要求 质量控制 电弧的启动性能要好 要保证引弧处具有满意 的焊缝成形和冶金质量 非熔化极焊 1）引弧控制要可靠；2）采用预 热，
7、引弧板 熔化极焊 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 27 熔化极焊 可靠引 弧，防 止飞溅 采用滑擦引弧 动特性切换 选择合适的L值 送丝速度切换 焊丝剪尖 成形 控制 引弧极 非熔化极打底 热量切换 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 28 2.熄弧 质量隐患凹坑、粘丝、烧导电嘴 工艺要求 质量控制 减小对熔池的热输入与电弧力，并 保证填满弧坑 非熔化极焊 减少熔池大小 缓冷 补充熔池金属 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 29 2.熄弧 熔化极焊 回烧焊丝进行收弧，等速送丝 回抽焊丝进行收弧，变速送丝 降低焊接电流和送丝速度保持 时间收弧 降低脉冲电流、频率的方法 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 30 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 31 vf I 0 0 t t 3-3 焊接工艺参数对焊缝成形影响 32 I 0 焊接收弧
