手弧焊工艺参数

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1、1.4焊接工艺参数1.4焊接工艺参数焊接工艺参数是指焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量（例如：焊接电流、电弧电压、焊接速 度、热输入等）的总称。焊条电弧焊的焊接工艺参数主要包括焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度 和预热温度等。1.4.1焊条直径焊条直径是根据焊件厚度、焊接位置、接头形式、焊接层数等进展选择的。厚度较大的焊件，搭接和T形接头的焊缝应选用直径较大的焊条。对于小坡口焊件，为了保证底层的 熔透，宜采用较细直径的焊条，如打底焊时一般选用2.5mm或3.2mm焊条。不同的焊接位置，选用 的焊条直径也不同，通常平焊时选用较粗的（4.06.0）mm的焊条，立焊和仰焊时选用（3.24.0

2、）mm的 焊条；横焊时选用（3.25.0）mm的焊条。对于特殊钢材，需要小工艺参数焊接时可选用小直径焊条。根据工件厚度选择时，可参考表3-20。对于重要构造应根据规定的焊接电流范围（根据热输入确定） 参照表321焊接电流与焊条直径的关系来决定焊条直径。1.4.2焊接电流焊接电流是焊条电弧焊的主要工艺参数，焊工在操作过程中需要调节的只有焊接电流，而焊接速度和电 弧电压都是由焊工控制的。焊接电流的选择直接影响着焊接质量和劳动生产率。焊接电流越大，熔深越大，焊条熔化快，焊接效率也高，但是焊接电流太大时，飞溅和烟雾大，焊条尾 部易发红，局部涂层要失效或崩落，而且容易产生咬边、焊瘤、烧穿等缺陷，增大焊件

3、变形，还会使接头 热影响区晶粒粗大，焊接接头的韧性降低；焊接电流太小，那么引弧困难，焊条容易粘连在工件上，电弧 不稳定，易产生未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷，且生产率低。因此，选择焊接电流时，应根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊缝位置及焊接层数来综 合考虑。首先应保证焊接质量，其次应尽量采用较大的电流，以提高生产效率。板厚较的，T形接头和搭 接头，在施焊环境温度低时，由于导热较快，所以焊接电流要大一些。但主要考虑焊条直径、焊接位置和 焊道层次等因素。1）考虑焊条直径焊条直径越粗，熔化焊条所需的热量越大，必须增大焊接电流，每种焊条都有一个最 适宜电流范围，表3-21是常用的各种直径

4、焊条适宜的焊接电流参考值。当使用碳钢焊条焊接时，还可以根据选定的焊条直径，用下面的经历公式计算焊接电流：匸dK式中：| 焊接电流（A）:d焊条直径（mm）:K经历系数（A / era），见表3-20。表3-20焊接电流经历系数与焊条直径的关系9焊条直径d/mm1.62 2.53.246经历系数K20 2525 30304040 502）考虑焊接位置在平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流，非平焊位置焊接时，为了易于控制 焊缝成形，焊接电流比平焊位置小10%20%。3）考虑焊接层次 通常焊接打底焊道时，为保证反面焊道的质量，使用的焊接电流较小；焊接填充焊 道时，为提高效率，保证熔合好，使用较大的

5、电流：焊接盖面焊道时，防止咬边和保证焊道成形美观，使 用的电流稍小些。焊接电流一一般可根据焊条直径进展初步选择，焊接电流初步选定后，要经过试焊，检查焊缝成形和缺 陷，才可确定。对于有力学性能要求的如锅炉、压力容器等重要构造，要经过焊接工艺评定合格以后，才 能最后确定焊接电流等工艺参数。1.4.3电弧电压当焊接电流调好以后，焊机的外特性曲线就决定了。实际上电弧电压主要是由电弧长度来决定的。电弧长， 电弧电压高，反之那么低。焊接过程中，电弧不宜过长，否那么会出现电弧燃烧不稳定、飞溅大、熔深浅 及产生咬边、气孔等缺陷：假设电弧太短，容易粘焊条。一般情况下，电弧长度等于焊条直径的0.51倍 为好，相应

6、的电弧电压为1625V。碱性焊条的电弧长度不超过焊条的直径，为焊条直径的一半较好，尽 可能地选择短弧焊；酸性焊条的电弧长度应等于焊条直径。1.4.4焊接速度焊条电弧焊的焊接速度是指焊接过程中焊条沿焊接方向移动的速度，即单位时间内完成的焊缝长度。焊 接速度过快会造成焊缝变窄，严重凸凹不平，容易产生咬边及焊缝波形变尖；焊接速度过慢会使焊缝变宽， 余高增加，成效降低。焊接速度还直接决定着热输入量的大小，一般根据钢材的淬硬倾向来选择。1.4.5焊缝层数厚板的焊接，一般要开坡口并采用多层焊或多层多道焊。多层焊和多层多道焊接头的显微组织较细，热 影响区较窄。前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对

7、前一条焊道起热处理作用。因此，接 头的延性和韧性都比拟好。特别是对于易淬火钢，后焊道对前焊道的回火作用，可改善接头组织和性能。对于低合金高强钢等钢种，焊缝层数对接头性能有明显影响。焊缝层数少，每层焊缝厚度太大时，由于 晶粒粗化，将导致焊接接头的延性和韧性下降。1.4.6热输入熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量称为热输入。其计算公式如下：Q=NLU/u式中Q单位长度焊缝的热输入(J / cm)I一一焊接电流(A)；U一一电弧电压(V)；u焊接速度(cm / s)n热效率系数，焊条电弧焊为0.70.8。热输入对低碳钢焊接接头性能的影响不大，因此，对于低碳钢焊条电弧% 一般不规定热输入。对

8、于低 合金钢和不锈钢等钢种，热输入太大时，接头性能可能降低：热输入太小时，有的钢种焊接时可能产生裂 纹。因此，焊接工艺规定热输入。焊接电流和热输入规定之后，焊条电弧焊的电弧电压和焊接速度就间接 地大致确定了。般要通过试验来确定既可不产生焊接裂纹、又能保证接头性能合格的热输入范围。允许的热输入范围 越大，越便于焊接操作。1-4-7预热温度预热是焊接开场前对被焊工件的全部或局部进展适当加热的工艺措施。预热可以减小接头焊后冷却速 度，防止产生淬硬组织，减小焊接应力及变形。它是防止产生裂纹的有效措施。对于刚性不大的低碳钢和 强度级别较低的低合金高强钢的一般构造，一般不必预热。但对刚性大的或焊接性差的容

9、易产生裂纹的构 造，焊前需要预热。预热温度根据母材的化学成分、焊件的性能、厚度、焊接接头的拘束程度和施焊环境温度以及有关产品 的技术标准等条件综合考虑，重要的构造要经过裂纹试验确定不产生裂纹的最低预热温度。预热温度选得 越高，防止裂纹产生的效果越好；但超过必需的预热温度，会使熔合区附近的金属晶粒粗化，降低焊接接 头质量，劳动条件也将会更加恶化。整体预热通常用各种炉子加热。局部预热一般采用气体火焰加热或红 外线加热。预热温度常用外表温度计测量。1.4.8后热与焊后热处理焊后立即对焊件的全部（或局部）进展加热或保温，使其缓冷的工艺措施称为后热。后热的目的是防 止形成硬脆组织，以及使扩散氢逸出焊缝外

10、表，从而防止产生裂纹。焊后为改善焊接接头的显微组织和性能或消除焊接剩余应力而进展的热处理称为焊后热处理。焊后热处 理的主要作用是消除焊件的焊接剩余应力，降低焊接区的硬度，促使扩散氢逸出，稳定组织及改善力学性 能、高温性能等。因此，选择热处理温度时要根据钢材的性能、显微组织、接头的工作温度、构造形式、 热处理目的来综合考虑，并通过显微金相和硬度试验来确定。对于易产生脆断和延迟裂纹的重要构造，尺寸稳定性要求高的构造，以及有应力腐蚀的构造，应考虑进 展消除应力退火：对于锅炉、压力容器，那么有专门的规程规定，厚度超过一定限度后要进展消除应力退 火。消除应力退火必要时要经过试验确定。铬钼珠光体耐热钢焊后

11、常常需要高温回火，以改善接头组织， 消除焊接剩余应力。重要的焊接构造，如锅炉、压力容器等，所制定的焊接工艺需要进展焊接工艺评定，按所设计的焊接工 艺而焊得的试板的焊接质量和接头性能到达技术要求后，才子正式确定。焊接施工时，必须严格按规定的 焊接工艺进展，不得随意更改。前严格按照说明书的规定进展烘焙，焊前去除焊件上的油污、水分，减少 焊缝中氢的含量：选择合理的焊接工艺参数和热输入，减少焊缝的淬硬倾向：焊后立即进展消氢处理，使 氢从焊接接头中逸出：对于淬硬倾向高的钢材，焊前预热、焊后及时进展热处理，改善接头的组织和性能： 采用降低焊接应力的各种工艺措施。（3）再热裂纹焊后，焊件在一定温度范围内再次

12、加热（消除应力热处理或其他加热过程）而产生的裂纹 叫再热裂纹。产生的原因：再热裂纹一般发生在含V、Cr、Mo、B等合金元素的低合金高强度钢、珠光体耐热钢及 不锈钢中，经受一次焊接热循环后，再加热到敏感区域（550650C。范围内）而产生的。这是由于第一次 加热过程中过饱和的固溶碳化物（主要是V、Mo、Cr，碳化物）再次析出，造成晶内强化，使滑移应变 集中于原先的奥氏体晶界，当晶界的塑性应变能力缺乏以承受松弛应力过程中的应变时，就会产生再热裂 纹。裂纹大多起源于焊接热影响区的粗晶区。再热裂纹大多数产生于厚件和应力集中处，多层焊时有时也 会产生再热裂纹。防止措施：在满足设计要求的前提下，选择低强度

13、的焊条，使焊缝强度低于母材，应力在焊缝中松弛， 防止热影响区产生裂纹：尽量减少焊接剩余应力和应力集中；控制焊接热输入，合理地选择热处理温度， 尽可能地避开敏感区范围的温度。手工电弧焊的焊接工艺参数主要有焊条直径、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

14、 3.2mm 的焊条。mm焊件厚 S23451212 度焊条直2 3.2 45 1径52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。在一般钢构造 的焊接中，焊接电流大小与焊条直径关系可用以下经历公式进展试选：I = 10d2(6-1)式中I 一一焊接电流(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。电弧长那么 电弧电压

15、高，电弧短那么电弧电压低。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展焊接，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。5电源种类及极性直流电源由于电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接构造或厚板大刚度构造上。 其他情况下，应首先考虑交流电焊机。根据焊条的形式和焊接特点的不同，利用电弧中的阳极温度比阴极高的特点，选用不同的极性来 焊接各种不同的构件。用碱性焊条或焊接薄板时，采用直流反接(工件接负极)；而用酸性焊条时， 通常采用正接(工件接正极)。手工电弧焊焊接工艺 本工艺适用于低碳钢、低合金高强度钢、及各种大型钢构造工程制造重要构造的焊接，确保 焊接生产施工质量，特制订本工艺。一、焊前准备1、根据施焊构造钢材的强度等级，各种接头型式选择相反强度等给牌号焊条和适宜焊 条直径。2、当施工环境温度低于零度，或钢材的碳当量大于0.41%及构造刚性过大，构件较厚 时应采用焊前预热措施，预热温度为8OUIOOC。，预热范围为板厚的5倍，但不小于1003、工件厚度大于6毫米对接焊时，为确保焊透强度，在板材的对接边沿应开切V型