平角焊操作
平角焊操作
一、焊接工艺参数
焊接工艺参数（又称为焊接规范）是指焊接时为保证焊接质量而选定的各项参数 （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通常包括焊条的选择、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数等。正确选择焊接工艺参数是获得质量优良的焊缝和较高的生产率的关键。
1.焊条的选择
（1）焊条型号的选择 通常综合考虑所焊钢材的化学成分、力学性能、工作环境等方面的要求，以及焊接结构承载的情况和弧焊设备的条件等，选择合适的焊条型号，从而保证焊缝金属的性能要求。
（2）焊条直径的选择 焊条直径大小的选择与下列因素有关∶
1）焊件的厚度 当焊件厚度大于5mm时，应选择直径φ4.0、φ5.0mm的焊条;反之，焊接薄焊件时则应选用直径φ3.2、φ2.5mm的焊条。
2）焊缝的位置 在板厚相同的条件下，平焊焊缝选用的焊条直径比其他位置焊缝大一些，但一般不超过φ5 mm;立焊一般使用φ3.2、φ4.0mm 直径的焊条;仰焊、横焊时，为避免熔化金属的下淌，能够得到较小的熔池，选用的焊条直径不超过φ4mm。
3）焊接层数 进行多层焊时，为保证第一层焊道根部焊透，打底层焊接应选用直径较小的焊条，以后各层可选用较大直径的焊条。
4）接头形式 搭接接头、T形接头因不存在全焊透问题，所以应选用较大的焊条直径，以提高生产效率。
2.焊接电流
焊接时，适当加大焊接电流，可以加快焊条的熔化速度，从而提高工作效率。但是过大的焊接电流，会造成焊缝咬边、焊瘤、烧穿等缺陷，而且金属组织还会因过热发生性能变化。如果焊接电流过小，则易造成夹渣、未焊透等缺陷，降低焊接接头的力学性能。所以，应选择合适的焊接电流。选择焊接电流的主要依据是焊条直径、焊缝位置、焊条类型， 可凭焊接经验来调节合适的焊接电流。
（1）根据焊条直径选择 焊条直径一旦确定下来、也就限定了焊接电流的选择范围。不同的焊条直径均有不同的许用焊接电流范围。如果超出焊接电流许用范围，就会直接影响焊件的力学性能。
一般可以根据下列的经验公式来确定焊接电流范围，再通过试焊，逐步得到合适的焊接电流。
Ih=(30～55)d
式中 Ih——焊接电流，A;
d——焊条直径，mm。
（2）根据焊缝位置选择 在焊条直径相同的条件下，平焊时熔池中的熔化金属容易控制，可以适当地选择较大的焊接电流;立焊和横焊时的焊接电流比平焊时应减小10% ～15%;而仰焊时要比平焊减小10% ～20%
（3）根据焊条类型选择 在焊条直径相同时。奥氏体不锈钢焊条使用的焊接电流要 比非合金钢及细晶粒钢焊条小些;否则、会因其焊芯电阻热过大使焊条药皮过热而脱落。碱性焊条要比酸性焊条使用的焊接电流小些; 否则，焊缝中易形成气孔。
（4）根据焊接经验选择
1）焊接电流过大 此时，焊接爆裂声大。熔滴向熔池外飞溅;而且熔池也大，焊缝成形宽而低，容易产生烧穿、焊瘤、咬边等缺陷。运条过程中，熔渣不能覆盖熔池起保护作用，而使熔池裸露在外，造成焊缝成形波纹粗糙。过大的电流使焊条熔化到大半根时，余下部分焊条均已发红。
2）焊接电流过小 此时，焊缝窄而高，熔池浅，熔合不良，会产生未焊透、夹渣等缺陷;还会出现熔渣超前，与液态金属分不清。有时焊条会与焊件黏结。
3）焊接电流合适 此时，熔池中会发出煎鱼般的声音。运条过程中，以正常的焊接速度移动，熔渣会半盖半态金属和熔渣容易分清。焊缝金属与母材呈圆滑过渡熔合良好。焊接操作过程比较顺利。
3.电弧电压
焊条电弧焊时，电弧电压主要由电弧长度来决定。电弧长，电弧电压就高;电弧短，电弧电压就低。
在焊接过程中，如果电弧过长，则电弧燃烧不稳定，飞溅增多，焊缝成形不易控制。尤其对熔化金属的保护不利，有害气体的侵入将直接影响焊缝金属的力学性能。因此，焊接时应该使用短弧焊接。所谓短弧一般是焊条直径的0.5～1.0倍。
4.焊接速度
单位时间内完成的焊缝长度称为焊接速度。焊条电弧焊的焊接速度是由焊工控制的。焊接速度会直接影响焊缝成形的优劣和焊接生产效率。因此，应根据焊件的要求，焊工在焊接过程中可凭焊接操作经验来灵活调节焊接速度以及电弧长短，以保证焊接质量。
5.焊接层数
当焊件较厚时，往往需要多层焊。多层焊时，后层焊道对前层焊道重新加热和部分熔合，可以消除前层焊道存在的偏析、夹渣及一些气孔。同时，后层焊道还对前层焊道有热处理作用。能改善焊缝的金属组织，提高焊缝的力学性能。因此，一些重要的结构应采用多层焊，每层厚度最好不大于4mm。
6.热输入
热输入是指熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝的能量。电弧焊时，焊接能源是电弧。通过电弧将电能转换为热能，利用热能来加热和熔化焊条及焊件。实际上，电弧所产生的热量总有一些损耗 （如飞溅带走的热量，辐射、对流到周围空间的热量，熔渣加热和蒸发所消耗的热量等），即电弧功率中有一部分能量损失。真正加热焊件的有效功率为;
q0=ηIU
式中 qo——电弧有效功率，J/cm;
η——电弧有效功率系数;-
I——焊接电流，A;
U——电弧电压，V。
各种电弧焊方法在通用工艺参数条件下的电弧有关功率系数η值参见表3-31。
由上式可知，当焊接电流大、电弧电压高时，电弧的有效功率就大。但是这并不等于单位长度的焊缝上所得到的能量就会多。这是因为焊件受热程度还受焊接速度的影响。在焊接电流、电弧电压不变的条件下，加大焊接速度，焊件受热程度减轻。因此热输入为∶
q0 = ηIU/υ
式中 q——热输入，J/cm;
υ——焊接速度，m/h。
【例】有一批低碳钢焊接构件，钢板厚度为12mm，不开坡口，采用埋弧自动焊。焊接工艺参数为∶焊丝直径为φ4mm; 焊接电流为550A;电弧电压为36V;焊接速度为32mh。试计算焊接时的热输入。
解∶已知I=550A，U=36V，v=32m/h≈8.9mm/s，查表3—31得有效功率系数η值为0.8～0.9，取η=0.85。
q =ηIU/ υ=0.85 ×550 ×36/8.9≈1 891 J/mm
答∶ 焊接时的热输入为1891J/mm。
由图3—33所示可以看出，当焊接电流增大或焊接速度减慢时，焊接热输入增大，过热区的晶粒粗大，韧性严重降低;反之，热输入趋小时，硬度虽有提高，但韧性要变差。因此，对于不同钢种和不同焊接方法存在一个最佳的焊接工艺参数。例如，图3—33所示20Mn钢（板厚16mm，堆焊），在热输入g=30kJ/cm左右，可以保证焊接接头具有最好的韧性。当热输入值大于或小于30kJ/cm时进行焊接，都会引起20Mn钢焊接区域的塑性和韧性下降。
由上述可知，热输入对焊接接头会产生一定的影响。由于不同的钢材的热输入最佳范围不同，因此需要通过一系列试验
来确定合适的热输入和焊接工艺参数。此外，即使热输入数据相同，不同钢材的焊接电流焊接电压、焊接速度的数值也不一定相同。如果这些参数配合不合理，就无法获得性能良好的焊缝。因此，要在合理的焊接工艺参数范围内反复试焊，才能确定最佳的热输入。