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1、用每根焊條施焊長度控制焊條電弧焊線能量用每根焊條施焊長度控制焊條電弧焊線能量摘要本文敘述了焊條電弧焊線能量的控制原理，提出了控制線能量的方法，討論了控制焊條熔敷長度的允許誤差的問題。關(guān)鍵詞焊條電弧焊線能量控制控制焊接線能量是焊條電弧焊焊接過程中的重要工藝措施之一。焊接線能量過大，會使熱影響區(qū)過寬晶粒區(qū)擴(kuò)大，晶粒粗化且易產(chǎn)生過熱組織，導(dǎo)致焊接接頭的韌性劇降；焊接線能量過小，則焊接接頭的冷卻速度增快，淬硬傾向增大，易產(chǎn)生淬硬組織，促使冷裂紋的形成。1焊接線能量三要素焊接線能量是單位長度焊縫得到的焊接電弧熱量。計(jì)算方法是：E=60I?U/V其中I―焊接電流（安培）；U--電弧電壓（伏
2、）；V--焊接速度（厘米/分），是焊接線能量的三要素。線能量的單位是焦耳/厘米。線能量對于低碳鋼焊接接頭性能的影響不大，對于低合金鋼和不銹鋼等鋼種，應(yīng)依據(jù)焊接性試驗(yàn)和焊接工藝評定來確定其線能量范圍。2控制線能量的方法控制線能量主要是控制焊接速度：一為控制每根焊條的熔敷長度；另外為控制每道焊道的橫截面積（或焊道的形狀尺寸）2.1控制每根焊條的熔敷長度，其線能量E也可寫成E=IU/V=IU/L÷T式中T－熔敷一根焊條所需的時間，s。L－一根焊條熔敷的焊道長度，cm由于選定焊條直徑在給定的焊接位置上焊接時，焊接電流I和焊接電壓U的變動都是不大的。當(dāng)焊接電流I一定時，熔敷一根焊條所需時
3、間T基本是穩(wěn)定的，列如J422焊條φ4mm，I＝155～165A，T＝90～93s，T不可能有大起大落的情況。于是控制焊接線能量E的問題就變成主要控制一根焊條的熔敷長度L的問題。從另一方面來看，對于給定焊條直徑和焊接位置，熔化一根焊條所需的能量（IUT）來說，此數(shù)值變動是不大的。即使在焊接過程中，工藝參數(shù)I、U變動時，IUT也是變動不大的。事實(shí)也是這樣，當(dāng)I增大時，T將減小，I和T相互牽連，使IT變動小，見表1。表1焊接電流和一根焊條熔敷時間（T）的關(guān)系焊條直徑（mm）焊接電流（A）T（s）IT(A?s)4155～1609314415～1448804160～1659014400
4、～148503.2110～130758250～9750焊接電弧拉長，U增加時，據(jù)焊條電弧焊電源外特性和電弧靜特性的關(guān)系，I將減小，IU波動不大。由此可見，焊接線能量E主要是和一根焊條的熔敷長度L有關(guān)。如果能將一根焊條的熔敷長度控制在一定的范圍內(nèi)，則達(dá)到了控制焊接線能量的目的。焊條電弧焊焊工不可能做到每根焊條的熔敷長度都相等，對于L允許有20％的誤差，要達(dá)到這個要求，焊工只要經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，其操作技術(shù)完全可以符合要求。關(guān)于L的監(jiān)控也是很簡便的，只要用尺測量兩焊縫接頭之間的距離，就可以知道L的實(shí)際長度，因此說，用一根焊條熔敷長度來控制線能量是可行的。遼寧省壓力容器焊接工藝規(guī)程表格就
5、已采用mm/根表達(dá)焊接速度。表2為某產(chǎn)品控制一根焊條熔敷長度L的范圍。表2焊接位置焊條直徑（mm）焊接電流（A）L（mm）平3.2110～115200～2404160～165200～300橫3.2110～120150～2004150～160200～320立3.2105～120100～150仰2.585～9570～903.2100～110100～1502.2控制每道焊道的橫截面積F，既控制焊道的形狀尺寸（應(yīng)是每道熔敷金屬的橫截面積），在焊條直徑和焊接位置確定后，一根焊條熔化后獲得的熔敷金屬也是一個變動很小的量。G=γFLF=G/γL式中G-一根焊條的熔敷金屬重量，gγ-熔敷金屬的
6、比重g/cm3F-熔敷金屬的橫截面積，cm2L-一根焊條的熔敷長度，cmG/γ均可視為常量，則F/KL，也就是焊道橫截面積F可以反映一根焊條熔敷長度L的大小。若焊道橫截面積F大，即一根焊條熔敷長度L短，焊接線能量大。對于固定焊接位置的一定坡口形狀的焊縫，如規(guī)定用等截面的焊道焊幾道（不能多也不能少）來完成，這實(shí)質(zhì)上是規(guī)定了線能量。所以在制定焊接工藝之前，就應(yīng)該預(yù)先測定一根焊條的熔敷金屬重量G，才能確定F和焊道數(shù)。2.3從理論上分析，控制F和控制L是等同的，然而在實(shí)際監(jiān)控中有一定的難度：一是坡口形狀尺寸的誤差必然導(dǎo)致較大的控制線能量的誤差；二是每道焊道橫截面積的測量問題（坡口焊道的
7、厚度難以測量，寬度誤差會產(chǎn)生更大的面積誤差），所以這種控制方法只有在焊接線能量控制范圍較大的情況下才使用。3結(jié)論3.1焊條電弧焊的線能量是可以控制的，主要是控制焊接線能量三要素中的焊接速度。3.2用控制一根焊條的熔敷長度來控制焊接速度，也就控制了焊接線能量，這種方法合理簡便可行。3.3用控制每道焊道金屬的橫截面積來控制焊接線能量是比較粗糙的，它適用于控制線能量范圍較寬的情況。3.4焊接線能量的測量有一定困難，在給定的焊接位置和選定的焊條直徑下，對焊接電流和電弧電壓也應(yīng)有控制（誤差15％）。3
