1焊接工艺规范
1)正确性：焊接工艺的正确性是指焊接工艺本身的各项要求，如坡口形式及尺寸、焊接方法选用、焊材选择、焊接顺序、接工艺参数、预热温度、焊后消氢、焊后热处理、工艺装备、操作要点等，均应符合焊接的基本规则，符合工厂的生产实际。
2)完整性：焊接工艺的完整性有两层含义，一是对某一产品而言，所焊的所有焊缝均应制定焊接工艺，否则就认为不完整。另一含义是对某一工艺卡而言，对某个节点所需的焊接工艺参数、施焊要点、工艺装备等均应列出。
3)有效性：焊接工艺有效性，就是能够指导焊接施工，在施焊过程中得到贯彻。
以上的焊接工艺的一般要求均建立在材料焊接工艺性的基础之上。焊接工艺性指一种金属可以在很简单的工艺条件下焊接而获得完好的焊接接头，能够满足使用要求。这里的使用要求主要指焊接接头的强度、韧性等要求，也就是焊接质量的要求。
2焊缝形状尺寸及其与焊缝质量的关系
图1是对接接头和角接接头焊缝横截面的形状尺寸。FH——母材金属在焊缝横截面中所占面积；Fm——填充金属焊缝横截面中所占的面积。
对接接头焊缝最重要的尺寸是熔深H，它直接影响到接头的承载能力。另一重要尺寸是焊缝宽度B。焊缝成形系数B／H的大小会影响到熔池中的气体逸出的难易、熔池的结晶方向、焊缝中心偏析严重程度等。焊缝的成形系数小，表明焊缝深而窄，焊缝结晶时，杂质或低熔点共晶物偏析于焊缝中心，易形成热裂纹。焊缝的成形系数过大，表明焊缝浅而宽，没有熔深，并且生产效率低。因此焊缝成形系数的大小要受焊缝产生裂纹和气孔的敏感性，即熔池合理冶金条件的制约。焊缝的另一个尺寸是余高a。余高可避免熔池金属凝固收缩时形成缺陷，也可增大焊缝截面提高承受静载荷能力。但是焊缝余高过大将引起应力集中或疲劳寿命的下降，因此要限制余高的尺寸。理想的角焊缝表面最好是凹形的，可在焊后除去余高，磨成凹形。焊缝的宽度、熔深和余高确定后，基本确定了焊缝横截面的轮廓，但还不能完全确定焊缝横截面的轮廓形状。焊缝的轮廓形状可由焊缝断面的粗晶腐蚀确定，也就决定了焊缝的横截面面积。焊缝的熔合比决定母材金属在焊缝中的横截面面积与焊缝横截面之比。
坡口和熔池形状改变时，熔合比都会发生变化。
电弧焊接中碳钢、合金钢和有色金属时，可通过改变熔合比的大小来调整焊缝的化学成分，降低裂纹的敏感性和提高焊缝的机械性能。
3焊缝与熔池的关系及焊缝形成
母材金属和焊丝金属在电弧作用下被熔化而且混合在一起形成熔池，电弧正下方的熔池金属在电弧力的作用下克服重力和表面张力被排向熔池尾部，随着电弧前移，熔池尾部金属冷却并结晶形成焊缝。焊缝的形状决定于熔池的形状，熔池的形状又与接头的型式和空间位置、坡口和间隙的形状尺寸、母材边缘、焊丝金属的熔化情况及熔滴的过渡方式(这与熔滴金属对熔池冲击力的大小有关)等有关。
接头的型式和空间位置不同，则重力对熔池的作用不同；焊接工艺方法和规范参数不同，则熔池的体积和熔池的长度等都不同。平焊位置时熔池处于最稳定的位置，容易得到成形良好的焊缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当坡口和间隙、焊接规范参数等不适合时，除了可能产生裂纹和气孔等缺陷外，还可能产生焊缝成形方面的缺陷。为了得到成形及机械性能良好的焊缝，我们就要在焊接过程中选择合理的坡口、间隙及适合的焊接工艺规范参数。
4焊接工艺规范参数对焊缝的影响
4．1焊接。电流焊接电流增大时(其他条件不变)，焊缝的熔深和余高均增大，熔宽没多大变化(或略为增大)。这是因为：
1)电流增大后，工件上的电弧力和热输入均增大，热源位置下移，熔深增大。熔深与焊接电流近于成正比关系。
2)电流增大后，焊丝熔化量近于成比例地增多，由于熔宽近于不变，所以余高增大。
3)电流增大后，弧柱直径增大，但是电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽近于不变。焊缝成形系数则由于熔深增大而减少。熔合比亦有所增大。
4)在其他条件不变的条件下，增加电流即增加了热输入量，从而使熔深增加。在焊缝中心晶粒因缓冷而形成粗大的柱状晶，降低了焊缝金属的塑性，并因晶粒粗大导致焊缝金属的韧性降低，强度也随之降低，同时伴随着一些合金元素的烧损，飞溅大，使得焊缝易出现焊接缺陷，例如烧穿、咬边。焊接电流过小，电弧不稳定，容易造成一些焊接缺陷，例如未焊透、未熔合、夹渣，且降低生产效率。
4．2电弧电压随弧长而异。电弧电压增大后，电弧功率加大，工件热输入有所增大；同时弧长拉长，分布半径增大，因此熔深略为减少而熔宽增大。余高减少，这是因为熔宽增大，焊丝熔化量却稍有减少所致。母材的熔合比亦有所增大。焊接电压对熔深、外表成型及母材稀释率的影响也很大。当其他条件不变时，增加焊接电压而热输入量增加，这增加母材的稀释率。但当电压过高时，焊接电流值不能保证，电弧失去稳定，溅渣量激增，同时会造成空气入侵，这时会形成夹渣等缺陷；电压过低，焊丝存在粘连母材现象，且焊接过程变得很不稳定，易产生焊瘤。一般情况下应控制弧长不超过焊条直径。
4．3焊接速度提高时热输入量减少，使熔深、熔宽有所降低，余高也减少。焊速太快，会造成咬边、未熔合；焊速太慢，会造成漫溢。焊接速度的高低是焊接生产率高低的重要指标之一。从提高焊接生产率考虑，措施之一是提高焊速。要保证给定的焊缝尺寸，则在提高焊接速度时要相应地提高焊接电流和焊接电压，这三个量是相互联系的。采用双丝焊或多弧焊可进一步提高焊速，并可防止上述相象的产生。一般容器制造厂常用的碳钢、低合金高强钢、Cr—Mo钢均采用西4mm直径的焊丝，一般焊接电流在(45O～550)A之间。焊接电压控制在(3O～35)V之间，焊接速度应不小于18m／hr。当然，具体的规范应根据材料及焊接材料来定。
4．5坡口尺寸和间隙。焊对接接头时可根据板厚不留间隙、留间隙、开V型坡口或U型坡口。其他条件不变时,坡口或间隙的尺寸越大，余高越小，相当于焊缝位置下沉,此时熔合比减少。因此留间隙或开坡口可用来控制余高的大小和调整熔合比。留间隙和不留间隙开坡口相比，两者的散热条件有些不同，一般来说开坡口的结晶条件较为有利。
5小结
根据上述的介绍，影响焊缝成形的关键因素是焊接电流、焊接电压、焊接速度等,汇总到一起,其实就是焊接热输入的控制，即熔焊时，焊接电弧供给单位长度焊缝的热能量,用公式表示：
q=IU／v
由上述焊接热输入公式可知，焊接电流大、焊接电压高或焊接速度慢，会导致焊缝成形变差，焊缝晶粒粗大，冲击韧性大大降低，随之强度也降低，严重影响了焊接接头的质量。我们应该通过调整热输入和预热温度改变焊缝成形系数和熔合比，以解决实际应用。
总之，影响焊缝成形的因素很多，要获得良好的焊缝成形，要根据工件的材料和厚度、接头的型式和焊缝的空间位置，以及工作条件对接头性能和焊缝的尺寸要求等，选择适宜的焊接方法和焊接规范才行，否则就可能出现这样那样的缺陷。
论文作者:曹鲁东, 刘建树, 卢军
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/22
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