焊接规范的选择

二、焊接规范的选择

焊条电弧焊的焊接规范通常包括焊条牌号、焊条直径、弧焊电源种类与极性、焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊接层数等。

选择合适的焊接规范是生产中一个重要问题，它会直接影响到焊缝成形和产品质量。

1.焊条牌号的选择

（1）低碳钢、中碳钢和低合金结构钢的焊接，可按其强度等级来选用相应的焊条，唯在焊接结构刚性大，受力情况复杂时应选用比钢材强度低一级的焊条。但遇到焊后要进行回火处理的焊件，则应防止焊缝强度过低和焊缝中应有的合金元素含量达不到要求。

（2）在焊条的强度确定后再决定选用酸性还是碱性焊条时，主要取决于焊接结构具体形状的复杂性、构件刚性大小、构件承载情况、钢材的焊接性以及有无直流电源等。一般来说，对于塑性、冲击韧性和抗裂性能要求较高的焊缝应选用碱性焊条。

（3）低碳钢与低合金高强度钢的异种钢焊接，一般应选用与强度等级较低钢材相匹配的焊条。

（4）对于工作环境有特定要求的焊件，应选用相应的焊条。如低温钢焊条，水下焊条等。

（5）珠光体耐热钢一般选用与钢材成分相似的焊条或根据焊件的工作温度来选用。

（6）薄板焊接或定位焊接应采用Jxx1或Jxx2焊条。此类焊条易引弧又不易烧穿焊件。

（7）在满足焊件使用性能和操作性能的前提下，应选用规格大、效率高的焊条。

（8）在使用性能基本相同时，应尽量选择价格较低的焊条。

2.焊条直径的选择

为了提高生产率，尽可能选用较大直径的焊条，但直径过大会造成未焊透或焊缝成形不良等缺陷。因此必须正确选择焊条直径。焊条直径的大小与下列因素有关。

（1）焊件的厚度。厚度较大的焊件应选用直径较大的焊条；反之，薄件应选用直径小的焊条。

（2）焊缝位置。平焊缝用的焊条直径应比其他位置大一些；立焊时焊条直径最大不应超过5mm；仰焊、横焊时焊条最大直径不应超过4mm，这样可减少熔化金属的下淌。

（3）焊接层数。在多层焊时，为了防止根部焊不透，对多层焊的第一层焊道，应采用直径较小的焊条进行焊接，以后各层可根据焊件厚度，选用较大直径的焊条。在焊接低碳钢及16Mn等低合金结构钢的中、厚钢板的多层焊缝时，每层焊缝厚度过大时，对焊缝接头将产生不利影响，每层厚度最好不大于4～5mm。

通常，进行平焊时，焊件厚度与焊条直径的选用关系，见表2-2。

表2-2　焊件厚度与焊条直径选用关系　　（mm）

3.极性的选择

通常，酸性焊条可采用交、直流两种电源，一般优先选用交流弧焊电源。碱性焊条必须使用直流弧焊电源。

焊接电源采用直流电源，若工件接电源正极，焊条接电源负极时，称为直流正接；若工件接电源负极，焊条接电源正极时，称为直流反接，如图2-6所示。由于阴极的发热量远小于阳极，采用直流正接时，工件接正极，温度较高。因此，焊接厚板时用直流正接，而焊接薄板、铸铁、有色金属时应用直流反接。

图2-6　直流正接与反接

4.焊接电流的选择

焊接时决定焊接电流的因素很多，如焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊缝位置和层数等，但主要是焊条直径和焊缝位置。

焊条直径越大，熔化焊条所需要的电弧热能就越多，故焊接电流应相应增大。焊接电流一般按下列经验公式计算：

I=K·d

式中　I——焊接电流，A；

　　　d——电焊条直径，mm；

　　　K——经验系数。

焊条直径与经验系数K的关系，见表2-3。

表2-3　焊条直径与经验系数的关系

根据以上公式求得的焊接电流只是一个大概数值，实际生产中还要考虑下列因素的影响。

（1）焊件导热快时，焊接电流可以小些，而回路电阻高，焊接电流就要大些。

（2）如果焊条直径不变，焊接厚板的电流要比焊接薄板的电流要大。使用碱性焊条时，焊接电流一般要比酸性焊条小一些。

（3）焊接平焊缝时，由于运条和控制熔池中的熔化金属比较容易，因此可选用较大的电流进行焊接。立焊与仰焊用焊接电流要比平焊小15％～20％，而角焊电流比平焊电流要大。

（4）快速焊接电流要大于一般焊速的电流。

施焊前根据上述公式考虑到各种因素粗略地选好电流后，可在废钢板上引弧进行试焊，然后根据熔池大小、熔化深度、焊条的熔化情况鉴别焊接电流是否适当。焊接电流过大，会使焊条芯过热，药皮脱落，又会造成焊缝咬边、烧穿、焊瘤等缺陷，同时金属组织也会因过热而发生变化；若电流过小，则容易造成未焊透、夹渣等缺陷。

5.电弧电压的选择

电弧电压是由电弧长度决定的。电弧长，则电弧电压高；电弧短，则电弧电压低。电弧长短对焊缝质量有极大的影响。一般地讲，电弧的长度超过焊条的直径称为长弧，小于焊条的直径称为短弧。用长弧焊接时，电弧引燃不稳定，所得到的焊缝质量较差，表面鱼鳞不均匀，焊缝熔深较浅，当焊条熔滴向熔池过渡时，周围空气容易侵入，导致产生气孔，而且熔化金属飞溅严重，造成浪费。因此，施焊时应该采用短弧，才能保证焊缝质量。一般弧长按下述经验公式确定：

L=（0.5～1）d

式中　L——电弧长度，mm；

　　　d——焊条直径，mm。

6.焊接速度的选择

焊接速度就是焊条沿焊接方向移动的速度。应该在保证焊缝质量的前提下，采用较大直径的焊条和焊接电流，并按具体条件，适当加大焊接速度，以提高生产率，保证获得熔深、加强高和宽窄都较一致的焊缝。