Además de los factores del proceso, otros factores del proceso de soldadura, como el tamaño de la ranura y el tamaño del espacio, el ángulo de inclinación del electrodo y la pieza de trabajo y la posición espacial de la junta, también pueden afectar la formación y el tamaño de la soldadura.
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1. La influencia de la corriente de soldadura en la formación del cordón de soldadura
Bajo ciertas otras condiciones, a medida que aumenta la corriente de soldadura por arco, la profundidad de penetración y la altura residual de la soldadura aumentan, y el ancho de penetración aumenta ligeramente. Las razones son las siguientes:
A medida que aumenta la corriente de soldadura por arco, aumenta la fuerza del arco que actúa sobre la pieza soldada, aumenta la entrada de calor del arco a la pieza soldada y la posición de la fuente de calor se mueve hacia abajo, lo que favorece la conducción de calor hacia la profundidad del baño fundido y aumenta. la profundidad de penetración. La profundidad de penetración es aproximadamente proporcional a la corriente de soldadura, es decir, la profundidad de penetración de la soldadura H es aproximadamente igual a Km×I.
2) La velocidad de fusión del núcleo de soldadura por arco o del alambre de soldadura es proporcional a la corriente de soldadura. A medida que aumenta la corriente de soldadura de la soldadura por arco, aumenta la velocidad de fusión del alambre de soldadura y la cantidad de alambre de soldadura derretido aumenta aproximadamente proporcionalmente, mientras que el ancho de fusión aumenta menos, por lo que aumenta el refuerzo de soldadura.
3) Después de que aumenta la corriente de soldadura, el diámetro de la columna del arco aumenta, pero aumenta la profundidad del arco que penetra en la pieza de trabajo y el rango de movimiento del punto del arco es limitado, por lo que el aumento en el ancho de fusión es pequeño.
Durante la soldadura por arco protegido con gas, la corriente de soldadura aumenta y la profundidad de penetración de la soldadura aumenta. Si la corriente de soldadura es demasiado grande y la densidad de corriente es demasiado alta, es probable que se produzca una penetración similar a la de un dedo, especialmente al soldar aluminio.
2. La influencia del voltaje del arco en la formación del cordón de soldadura.
Cuando se cumplen otras condiciones, aumentar el voltaje del arco aumentará la potencia del arco en consecuencia y aumentará la entrada de calor a la soldadura. Sin embargo, el aumento del voltaje del arco se logra aumentando la longitud del arco. El aumento de la longitud del arco aumenta el radio de la fuente de calor del arco, aumenta la disipación de calor del arco y reduce la densidad de energía de la soldadura de entrada. Por lo tanto, la profundidad de penetración disminuye ligeramente mientras que la profundidad de penetración aumenta. Al mismo tiempo, dado que la corriente de soldadura permanece sin cambios, la cantidad de fusión del alambre de soldadura permanece básicamente sin cambios, lo que hace que el refuerzo de soldadura disminuya.
Se utilizan varios métodos de soldadura por arco para obtener una formación apropiada de la costura de soldadura, es decir, para mantener un coeficiente de formación de costura de soldadura apropiado φ, y para aumentar apropiadamente el voltaje del arco mientras se aumenta la corriente de soldadura. Se requiere que el voltaje del arco y la corriente de soldadura tengan una relación de coincidencia adecuada. . Esto es más común en la soldadura por arco metálico.
3. Efecto de la velocidad de soldadura en la formación de soldadura.
Bajo ciertas otras condiciones, aumentar la velocidad de soldadura conducirá a una reducción en el aporte de calor de soldadura, reduciendo así tanto el ancho de la soldadura como la profundidad de penetración. Dado que la cantidad de deposición de alambre metálico por unidad de longitud de soldadura es inversamente proporcional a la velocidad de soldadura, el refuerzo de soldadura también se reduce.
La velocidad de soldadura es un indicador importante para evaluar la productividad de la soldadura. Para mejorar la productividad de la soldadura, se debe aumentar la velocidad de soldadura. Sin embargo, para garantizar el tamaño de soldadura requerido en el diseño estructural, la corriente de soldadura y el voltaje del arco deben aumentarse correspondientemente mientras se aumenta la velocidad de soldadura. Estas tres cantidades están interrelacionadas. Al mismo tiempo, también se debe considerar que al aumentar la corriente de soldadura, el voltaje del arco y la velocidad de soldadura (es decir, usar arco de soldadura de alta potencia y soldadura de alta velocidad), pueden ocurrir defectos de soldadura durante la formación del material fundido. piscina y el proceso de solidificación de la piscina fundida, como mordida. Bordes, grietas, etc., por lo que existe un límite para aumentar la velocidad de soldadura.
4. La influencia del tipo de corriente de soldadura, la polaridad y el tamaño del electrodo en la formación de la soldadura.
1. Tipo y polaridad de la corriente de soldadura.
Los tipos de corriente de soldadura se dividen en CC y CA. Entre ellos, la soldadura por arco CC se divide en CC constante y CC pulsada según la presencia o ausencia de pulsos de corriente; Según la polaridad, se divide en conexión directa de CC (la pieza soldada está conectada al positivo) y conexión inversa de CC (la pieza soldada está conectada al negativo). La soldadura por arco CA se divide en CA de onda sinusoidal y CA de onda cuadrada según las diferentes formas de onda de corriente. El tipo y la polaridad de la corriente de soldadura afectan la cantidad de calor aportado por el arco a la pieza soldada, afectando así la formación de la soldadura. También puede afectar el proceso de transferencia de gotas y la eliminación de la película de óxido en la superficie del metal base.
Cuando se utiliza soldadura por arco de tungsteno para soldar acero, titanio y otros materiales metálicos, la profundidad de penetración de la soldadura formada es mayor cuando se conecta corriente directa, la penetración es más pequeña cuando se conecta corriente directa de manera inversa y la CA está entre las dos. Dado que la penetración de la soldadura es mayor durante la conexión de corriente continua y la pérdida por combustión del electrodo de tungsteno es la más pequeña, se debe utilizar una conexión de corriente continua al soldar acero, titanio y otros materiales metálicos con soldadura por arco de argón con electrodo de tungsteno. Cuando la soldadura por arco de tungsteno y argón utiliza soldadura CC pulsada, los parámetros del pulso se pueden ajustar, de modo que el tamaño de formación de la costura de soldadura se puede controlar según sea necesario. Al soldar aluminio, magnesio y sus aleaciones con soldadura por arco de tungsteno, es necesario utilizar el efecto de limpieza catódica del arco para limpiar la película de óxido en la superficie del material base. Es mejor usar aire acondicionado. Dado que los parámetros de forma de onda de la onda cuadrada AC son ajustables, el efecto de soldadura es mejor. .
Durante la soldadura por arco metálico, la profundidad y el ancho de penetración de la soldadura en la conexión inversa de CC son mayores que los de la conexión de corriente directa, y la profundidad y el ancho de penetración en la soldadura de CA se encuentran entre los dos. Por lo tanto, durante la soldadura por arco sumergido se utiliza la conexión inversa CC para obtener una mayor penetración; mientras que durante la soldadura de superficie por arco sumergido, se utiliza una conexión directa de CC para reducir la penetración. Durante la soldadura por arco con protección de gas, la profundidad de penetración no solo es mayor durante la conexión inversa de CC, sino que también el arco de soldadura y los procesos de transferencia de gotas son más estables que los de la conexión de corriente directa y CA, y también tiene un efecto de limpieza del cátodo, por lo que se usa ampliamente, mientras que la conexión directa de CC y la comunicación generalmente no se usan.
2. Influencia de la forma de la punta de tungsteno, el diámetro del alambre y la longitud de extensión
El ángulo y la forma del extremo frontal del electrodo de tungsteno tienen una gran influencia en la concentración y la presión del arco, y deben seleccionarse de acuerdo con el tamaño de la corriente de soldadura y el espesor de la soldadura. Generalmente, cuanto más concentrado sea el arco y mayor sea la presión del arco, mayor será la profundidad de penetración y la correspondiente reducción en el ancho de penetración.
Durante la soldadura por arco metálico con gas, cuando la corriente de soldadura es constante, cuanto más delgado sea el alambre de soldadura, más concentrado será el calentamiento del arco, la profundidad de penetración aumentará y el ancho de penetración disminuirá. Sin embargo, al seleccionar el diámetro del alambre de soldadura en proyectos de soldadura reales, también se debe considerar el tamaño actual y la forma del baño fundido para evitar una mala formación de soldadura.
Cuando aumenta la longitud de extensión del alambre de soldadura en la soldadura por arco metálico con gas, aumenta el calor de resistencia generado por la corriente de soldadura a través de la parte extendida del alambre de soldadura, lo que aumenta la velocidad de fusión del alambre de soldadura, por lo que aumenta el refuerzo de soldadura y la La profundidad de penetración disminuye. Dado que la resistividad del alambre de soldadura de acero es relativamente grande, la influencia de la longitud de extensión del alambre de soldadura en la formación de la costura de soldadura es más obvia en la soldadura de acero y alambre fino. La resistividad del alambre de soldadura de aluminio es relativamente pequeña y su influencia no es significativa. Aunque aumentar la longitud de extensión del alambre de soldadura puede mejorar el coeficiente de fusión del alambre de soldadura, considerando la estabilidad de la fusión del alambre de soldadura y la formación de la costura de soldadura, existe un rango de variación permisible en la longitud de extensión del alambre de soldadura. alambre de soldadura.
5. La influencia de otros factores del proceso en los factores de formación de cordones de soldadura.
Además de los factores del proceso mencionados anteriormente, otros factores del proceso de soldadura, como el tamaño de la ranura y el tamaño del espacio, el ángulo de inclinación del electrodo y la pieza de trabajo y la posición espacial de la junta, también pueden afectar la formación y el tamaño de la soldadura.
1. Surcos y huecos
Cuando se utiliza soldadura por arco para soldar juntas a tope, si se debe reservar un espacio, el tamaño del espacio y la forma de la ranura generalmente se determinan en función del espesor de la placa soldada. Cuando otras condiciones son constantes, cuanto mayor es el tamaño de la ranura o espacio, menor es el refuerzo de la costura soldada, lo que equivale a una disminución en la posición de la costura soldada, y en este momento la relación de fusión disminuye. Por lo tanto, se pueden utilizar dejar espacios o abrir ranuras para controlar el tamaño del refuerzo y ajustar la relación de fusión. En comparación con el biselado sin dejar espacios, las condiciones de disipación de calor de los dos son algo diferentes. En general, las condiciones de cristalización del biselado son más favorables.
2. Ángulo de inclinación del electrodo (alambre de soldadura)
Durante la soldadura por arco, según la relación entre la dirección de inclinación del electrodo y la dirección de soldadura, se divide en dos tipos: inclinación hacia adelante del electrodo e inclinación hacia atrás del electrodo. Cuando el alambre de soldadura se inclina, el eje del arco también se inclina en consecuencia. Cuando el alambre de soldadura se inclina hacia adelante, el efecto de la fuerza del arco sobre la descarga hacia atrás del metal fundido se debilita, la capa de metal líquido en el fondo del baño fundido se vuelve más gruesa, la profundidad de penetración disminuye y la profundidad del arco penetra. dentro de la soldadura disminuye, el rango de movimiento del punto del arco se expande, el ancho de la masa fundida aumenta y la coaltura disminuye. Cuanto menor sea el ángulo de avance α del alambre de soldadura, más evidente será este efecto. Cuando el alambre de soldadura está inclinado hacia atrás, la situación es opuesta. Cuando se utiliza soldadura por arco con electrodo, a menudo se utiliza el método de inclinación hacia atrás del electrodo y el ángulo de inclinación α está entre 65° y 80°.
3. Ángulo de inclinación de la pieza soldada
La inclinación de la pieza soldada se encuentra a menudo en la producción real y se puede dividir en soldadura ascendente y descendente. En este momento, el metal fundido del charco tiende a fluir hacia abajo a lo largo de la pendiente bajo la acción de la gravedad. Durante la soldadura cuesta arriba, la gravedad ayuda a que el metal del charco fundido se mueva hacia la parte trasera del charco fundido, por lo que la profundidad de penetración es grande, el ancho del fundido es estrecho y la altura restante es grande. Cuando el ángulo de pendiente ascendente α es de 6° a 12°, el refuerzo es demasiado grande y es probable que se produzcan socavaduras en ambos lados. Durante la soldadura cuesta abajo, este efecto evita que el metal del baño fundido se descargue hacia la parte trasera del baño fundido. El arco no puede calentar profundamente el metal en el fondo del baño fundido. La profundidad de penetración disminuye, el rango de movimiento del punto del arco se expande, el ancho fundido aumenta y la altura residual disminuye. Si el ángulo de inclinación de la pieza soldada es demasiado grande, provocará una penetración insuficiente y un desbordamiento del metal líquido en el baño fundido.
4. Material y espesor de la pieza soldada
La penetración de la soldadura está relacionada con la corriente de soldadura, así como con la conductividad térmica y la capacidad calorífica volumétrica del material. Cuanto mejor sea la conductividad térmica del material y mayor sea la capacidad calorífica volumétrica, más calor se necesitará para fundir una unidad de volumen de metal y elevar la misma temperatura. Por lo tanto, bajo ciertas condiciones tales como la corriente de soldadura y otras condiciones, la profundidad y el ancho de penetración simplemente disminuirán. Cuanto mayor sea la densidad del material o la viscosidad del líquido, más difícil será para el arco desplazar el metal líquido fundido y menor será la profundidad de penetración. El espesor de la pieza soldada afecta la conducción del calor dentro de la pieza soldada. Cuando otras condiciones son iguales, el espesor de la soldadura aumenta, la disipación de calor aumenta y el ancho de penetración y la profundidad de penetración disminuyen.
5. Fundente, revestimiento de electrodos y gas protector.
Diferentes composiciones de fundente o recubrimiento de electrodo conducen a diferentes caídas de voltaje polar y gradientes de potencial de columna de arco del arco, lo que inevitablemente afectará la formación de la soldadura. Cuando la densidad de flujo es pequeña, el tamaño de partícula es grande o la altura de apilamiento es pequeña, la presión alrededor del arco es baja, la columna del arco se expande y el punto del arco se mueve en un rango grande, por lo que la profundidad de penetración es pequeña. el ancho de fusión es grande y la altura residual es pequeña. Al soldar piezas gruesas con soldadura por arco de alta potencia, el uso de un fundente similar a la piedra pómez puede reducir la presión del arco, reducir la profundidad de penetración y aumentar el ancho de penetración. Además, la escoria de soldadura debe tener una viscosidad y una temperatura de fusión adecuadas. Si la viscosidad es demasiado alta o la temperatura de fusión es alta, la escoria tendrá poca permeabilidad al aire, es fácil formar muchos hoyos de presión en la superficie de la soldadura y la deformación de la superficie de la soldadura será deficiente.
La composición del gas protector (como Ar, He, N2, CO2) utilizado en la soldadura por arco es diferente, y sus propiedades físicas como la conductividad térmica son diferentes, lo que afecta la caída de presión polar del arco, el gradiente de potencial del columna de arco, la sección transversal conductora de la columna de arco y la fuerza del flujo de plasma. , distribución específica del flujo de calor, etc., todo lo cual afecta la formación de la soldadura.
En resumen, existen muchos factores que afectan la formación de la soldadura. Para obtener una buena formación de soldadura, es necesario seleccionar en función del material y el espesor de la soldadura, la posición espacial de la soldadura, la forma de la junta, las condiciones de trabajo, los requisitos de rendimiento de la junta y el tamaño de la soldadura, etc. Las condiciones de soldadura se utilizan para soldar, ¡y lo más importante es la actitud del soldador hacia la soldadura! De lo contrario, es posible que la formación y el rendimiento de la costura de soldadura no cumplan con los requisitos y que incluso se produzcan diversos defectos de soldadura.
Hora de publicación: 27 de febrero de 2024
