氩弧焊焊接电流的作用与调整

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氩弧焊焊接电流的作用与调整

文/康英武

【关键词】焊接电流 焊接速度 电流调整

图1

1 前言

我们这里要介绍的是氩弧焊生产线上的自动焊接(即TIG焊)的焊接电流的作用与调整。众所周知,焊接电流I和焊接速度Vw、电弧电压U是决定焊缝质量的主要参数量,实际生产中常把这三个参数定为自动电弧焊的规范参数。根据焊接材料的不同比如铝、不锈钢、合金铜等,焊接电流I还受焊极直径、、电极极性、材料厚度、保护气体种类及微量元素等因素的影响。

2 焊接电流的作用

焊接电流通常是按公式计算的。焊接时流经焊接回路的电流称为焊接电流。焊接电流大小对焊极熔化速度、母材熔深、焊缝内在质量和生产效率有着重要的影响。 焊接电流过小,不仅引弧困难,而且电弧也不稳定,会造成焊不透和夹生等缺陷。由于焊接电流过小使热量不够,还会造成焊极的熔滴堆积在表面,使焊缝成形不美观。焊接电流过大,电弧和热功率都增加了,因此熔池体积和弧坑深度都不得随着焊接电流的增加而增加了。实验证明,在焊极直径、保护条件、熔融形式确定后,正常的电弧焊条件下,熔池深度几乎总是跟踪焊接电流I,并且是成正比的。使得熔深较大。如果焊接电流过大,不但容易产生烧穿和咬边等缺陷,而且还会使合金元素烧损过多,并使焊缝过热,造成接头晶粒粗大,影响焊缝机械性能。

在焊接电流I和焊接速度V等条件不变

时,电弧电压U增大,焊缝熔宽显著增加而熔池深度将略有减小。这是因为电弧电压U增加,意味着电弧长度的增加,使电弧斑点飘动范围扩大而导致熔宽增加。从能量角度来看,电弧电压U增加所带来的电弧功率主要用于熔宽增加及弧柱的热量散失,电弧对熔池作用力因熔宽增加而分散了,故熔池深度减小。

焊接速度对熔深和熔宽均有明显影响,焊接速度较小时,熔池深度随焊接速度的增加略有增加,熔宽减小。但焊接速度达到一定数值以后,熔池深度和熔池宽度都随焊速增大而明显减小.焊接速度直接影响焊接生产线的生产率,要获得较大的焊接速度,在保证质量的前提下,尽量用较大的焊极和焊接电流,以保证焊缝的高度和宽窄一致,

从焊接生产率角度来考虑,焊接速度是越快越好,因此焊接速度减慢熔池深度降低的这一段区间是没有实际意义的。当焊件的熔池深度要求确定时,为提高焊接速度,就得进一步提高焊接电流和电弧电压,即意味着要提高电弧功率,因此,焊接电流和焊接速度的选取就要考虑综合经济效果,简单的通过提高焊接功率来提高焊接速度是有限的。

线速度6m/min12m/min20m/min焊接电流(安)

6093150

图3

K值

6.423

其中Kn为同种直线的斜率;它的确定,需要经过反复试验,确定最佳起车速度和焊接电流、最高速度和最大焊接电流,确定直线斜率。

C=C1+C2+C3,为焊接常数,由引弧电压C1、同步跟踪电压C2、手动补偿电压C3三部分组成,C2与C1、C3之合极性相反。(以第五档为例)通常起弧电压或引弧电压调整好后,不再调整。而是根据不同的带厚选择,调整相应的同步跟踪信号C2,即调整W5和P5使焊接线落在焊接带内,并且在低速和高速时通过手动补偿C3,使焊接特性更接近实际的特性曲线。

根据上述特点和调整方法,在4#组装氩弧焊生产线上,经过反复试验,取得10空管生产的特性曲线:见图3

图3中1号线即为试验的实际特性线,通过C2、C3的配合调整,使得C≤0或者C≥0,便可得到图中的2、3特性线。

5 结束语

在设计和调试时,首先考虑的是所希望产生的电弧形态,再则是焊接工艺的侧重,对于模拟电路没有一台焊机能满足所有需求,必须要掌握对常数C的调整,既根据不同的带厚选择,调整相应的同步跟踪信号C2,并且在低速和高速时通过手动补偿C3,使焊接特性更接近实际的特性曲线。手动补偿C3合适与否,有一部分可能取决于经验,这样就出现了有的机器好用而有的不好用。工艺是经验值,对于其内在参数与电弧形态的关系,就不仅需要电子电路的知识,还要在大量实验基础上研究各种应用场合中达到理想焊缝所需的电弧参数,举一反三。

4 焊接电流的调整

焊接成型不仅仅取决于电源,就像电脑性能不仅仅取决于CPU一样,各个高性能组件的配合才能实现完美的焊接!当然电源的影响最大,掌控好电源,即控制和调整好焊接电流,就显得尤为重要。从上述讨论中我们知道,实际电弧电压总是随焊接电流而确定的,焊接电压的调整是有限的。因此,我们可以将问题得以简化,让焊接电流跟踪焊速。具体的讲,在我们2#、3#、5#氩弧焊生产线上以及1#、2#合金贯通地线氩弧焊生产线,都是让焊接电流跟踪牵引速度。

由于焊接电压的影响,形成一个焊接带,在焊接带内做一条直线,使焊接速度与焊接电流在起车速度以上成线性化。如图1。

即 I=Kn×V+C

3 电弧电压、焊接速度对焊缝成形的影响

电弧焊接时,焊接电流I是决定熔池深度的主要因素,而电弧电压U则是影响熔宽的主要因素。为了保证电弧过程的稳定性,这两个参数都有一定的范围,并且是相互制约的。焊接电压过高会造成气孔,这是不允许的。焊接电流一定时,电压允许范围一般是不大的。另外,由于测量上的困难,通常所指电弧电压包括焊极伸出长度的电阻压降。即使是电弧工作在电弧静特性的平直部分,电流增加时,电弧电压也是要取大一些的。因此,实际电弧电压总是随焊接电流而确定的。

作者单位

西安西电光电缆有限责任公司 陕西省西安市 710082

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