熔池形狀對焊縫的影響

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1、熔池形狀對焊縫的影響熔池形狀對焊縫的影響主要表現(xiàn)在對焊縫成形、焊縫金屬化學(xué)成分和焊縫結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響。1.對焊縫成形的影響熔池冷凝后便形成了焊縫的外形，焊縫橫截面的形狀和尺寸，反映了熔池的最大橫截面的輪廓形狀和尺寸。通常用焙寬W、熔深H和余高C三個基本參數(shù)及它們之間的比例表示焊縫橫截面(也是熔池最大橫截面的特征)。（1）焊縫成形系數(shù)φ單道焊縫橫截面上熔寬W與焙深H之比值稱焊縫成形系數(shù)，即φ=W/H。φ愈小，表示熔池窄而深，這種熔池有利于熔透，熱影響區(qū)域小，并提高焊接熱效率。但要獲得窄而深的焊縫，須提高熱源功率密度，這并不

2、是所有悍接方法都能做到的，對于普通電弧焊，φ一段都能大于1，等離子孤焊φ接近于l。電子束焊和激光焊因功率密度高，則φ遠(yuǎn)小于l。另一方面，窄而深的焊縫易出現(xiàn)裂紋和氣孔等缺陷。固此，從冶金角度看，φ不宜過小。對于埋弧焊，一般要求φ大于1.3。（2）增高采數(shù)Φ焊鍵的余高C與寬度W的比值稱增高系數(shù)，它反映焊縫外表面凸出的程度。余高是由液體金屬在熔池中的質(zhì)量和流動情況決定，一般是通過改進(jìn)工藝參數(shù)、操作工藝、施焊位置等來控制。無余高而又不內(nèi)凹的對接焊縫最為理想，但一般在工藝上難以做到，故余高實(shí)際上是一種工藝允差而得以保留。余高在靜

3、載下有一定的加強(qiáng)作用，但過大的余高在焊趾處的應(yīng)力集中系數(shù)增加，對承受動載荷的結(jié)構(gòu)不利。一股控制在Φ=l.4以內(nèi)。對于特別重要的結(jié)構(gòu)，焊后需把焊縫表而磨平。角焊縫也不希望有余高，在動載結(jié)構(gòu)上的角焊縫呈凹形最理想，這樣在焊址處焊縫向母材能平滑過渡。2.對焊縫金屬化學(xué)成分的影響熔焊時，從焊接材料過渡到母材上的熔化金屬稱熔敷金屬。熔敷金屬的合金元素含量是由焊接材料的合金元素含量考慮了合金過渡系數(shù)后決定的。當(dāng)熔敷金屬與母材上熔化的金屬混合并凝固后，便形成焊縫。焊縫金屬的合金元素含量就取決于兩者之間的混合比例，這個比例與熔池的形狀

4、尺寸密切相關(guān)。（1）熔合比γ單道焊時把被熔化的母材部分在焊道金屬中所占的比例稱為熔合比。對于不同的接頭形式，改變焊接工藝參數(shù)或采用不同的坡口形狀等，都能引起熔合比γ的變化。當(dāng)母材與焊接材料選定后，通過改變?nèi)酆媳染涂梢赃_(dá)到調(diào)節(jié)焊縫金屬化學(xué)成分與性能的目的。（2）稀釋與稀釋率焊接時，熔敷金屬受母材或先前焊道的熔入而引起化學(xué)成分含量降低的現(xiàn)象，稱稀釋。常用稀釋率的大小來表示熔敷金屬被稀釋的程度，而稀釋率可用母材金屬或先前焊道的焊縫金屬在整個焊道中所占質(zhì)量比來確定，一般用熔合比來表達(dá)。也就是說，隨著母材金屬焙入到焊縫中所占的比

5、例增大(即熔合比γ增大)熔敷金屬的稀釋率也增大。顯然，在表面上進(jìn)行堆焊時，焙深越大，熔敷金屬被稀釋得越嚴(yán)重。凡是開坡口的焊縫，其稀釋率都較低，約20％。I形坡口對接或薄板焊接，因所需熔敷金屬量少，艘稀釋率高。多層堆焊時，最末層稀釋率最小，甚至為零。必須指出，熔合比是說明母材在焊縫金屬中所占的比例，而稀釋率是說明熔敷金屬的合金元素含量被母材稀釋的程度，兩者概念不同，當(dāng)兩者密度沒有明顯差別時，在數(shù)值上稀釋率可用熔合比來表達(dá)。若兩者合金元素含量已知，就可以用熔合比γ求計(jì)算焊縫金屬合金元素的含量。3.對焊縫結(jié)晶過程韻影響熔池金

6、屬的冷凝結(jié)晶是從熔池與固體母材的交界面(即母材熔點(diǎn)等溫面)開始的，晶粒生長的方向與熔池散熱方向相反，基本上是垂直該交界面的方向生長。因此，熔池的形狀對焊縫金屬的結(jié)晶方向發(fā)生影響。窄而深(即φ