焊接电流种类和极性、电极尺寸对焊缝成形的影响

焊接电流的种类分为直流和交流。其中,直流电弧焊根据电流的有无脉冲又分为恒定直流和脉冲直流;根据极性分为直流正接(焊件接正)和直流反接(焊件接负)。交流电弧焊根据电流波形的不同又分为正弦波交流和方波交流等。

1、 焊接电流的种类和极性

焊接电流种类和极性能影响电弧输入焊件热量的大小,因此能影响焊缝成形,同时还能影响熔滴过渡过程和对母材表面氧化膜的去除。

钨极氩弧焊焊接钢、钛等金属材料时,直流正接时形成的焊缝熔深最大,直流反接时的熔深最小,交流介于两者之间。由于直流正接时焊缝熔深最大,而且钨极烧损最小,所以钨极氩弧焊焊接钢、钛等金属材料时应采用直流正接。

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钨极氩弧焊采用脉冲直流焊接时,由于能够调整脉冲参数,因而可以根据需要控制焊缝成形尺寸。钨极氩弧焊焊接铝、镁及其合金时,需要利用电弧的阴极清理作用来清理母材表面的氧化膜,采用交流为好,由于方波交流的波形参数可调,则焊接效果更好。

熔化极电弧焊时,直流反接时的焊缝熔深和熔宽都要大于直流正接的情况,交流焊接的熔深和熔宽介于两者之间。因此,埋弧焊时,都采用直流反接以获得较大的熔深;而埋弧堆焊时,则采用直流正接以减小熔深。熔化极气体保护电弧焊时,由于直流反接时不仅熔深大,而且焊接电弧和熔滴过渡过程都较直流正接和交流时稳定,而且具有阴极清理作用,因此被广泛使用,而直流正接和交流则一般不被采用。

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2、钨极端部形状、焊丝直径和伸出长度的影响

钨极前端角度和形状对电弧的集中性及电弧压力影响较大,应根据焊接电流大小及焊件厚薄选取。通常电弧越集中、电弧压力越大,所形成的熔深越大,而熔宽相应减小。

熔化极气体保护电弧焊时,在焊接电流一定的情况下,焊丝越细,电弧加热越集中,熔深增加,熔宽减小。但在实际焊接工程中选择焊丝直径时,还要考虑电流大小和熔池形态,避免出现不良焊缝成形。

熔化极气体保护电弧焊的焊丝伸出长度增加时,焊接电流通过焊丝伸长部分产生的电阻热增加,使焊丝熔化速度增加,因此焊缝余高增大,而熔深有所减小。由于钢焊丝的电阻率比较大,因而在钢质、细焊丝焊接中焊丝伸出长度对焊缝成形的影响比较明显。铝焊丝的电阻率比较小,其影响不大。虽然增加焊丝伸出长度可以提高焊丝的熔化系数,但从焊丝熔化的稳定性和焊缝成形方面综合考虑,焊丝伸出长度存在一个允许的变化范围。