氩弧焊焊接电流的作用与调整.pdf

Electronic technology 电子技术 Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程 129 氩弧焊焊接电流的作用与调整 文/康英武 通过分析探讨焊接电流的作 用及调整的方法，从理论的角度 认识调整的意义和方法。 摘 要 【关键词】焊接电流 焊接速度 电流调整 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。 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。 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。 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=KnV+C 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