熔池形状对焊缝的影响

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1、熔池形状对焊缝的影响熔池形状对焊缝的影响主要表现在对焊缝成形、焊缝金属化学成分和焊缝结晶结构的影响。1.对焊缝成形的影响熔池冷凝后便形成了焊缝的外形，焊缝横截面的形状和尺寸，反映了熔池的最大横截面的轮廓形状和尺寸。通常用焙宽W、熔深H和余高C三个基本参数及它们之间的比例表示焊缝横截面(也是熔池最大横截面的特征)。（1）焊缝成形系数φ单道焊缝横截面上熔宽W与焙深H之比值称焊缝成形系数，即φ=W/H。φ愈小，表示熔池窄而深，这种熔池有利于熔透，热影响区域小，并提高焊接热效率。但要获得窄而深的焊缝，须提高热源功率密度，这并不

2、是所有悍接方法都能做到的，对于普通电弧焊，φ一段都能大于1，等离子孤焊φ接近于l。电子束焊和激光焊因功率密度高，则φ远小于l。另一方面，窄而深的焊缝易出现裂纹和气孔等缺陷。固此，从冶金角度看，φ不宜过小。对于埋弧焊，一般要求φ大于1.3。（2）增高采数Φ焊键的余高C与宽度W的比值称增高系数，它反映焊缝外表面凸出的程度。余高是由液体金属在熔池中的质量和流动情况决定，一般是通过改进工艺参数、操作工艺、施焊位置等来控制。无余高而又不内凹的对接焊缝最为理想，但一般在工艺上难以做到，故余高实际上是一种工艺允差而得以保留。余高在静

3、载下有一定的加强作用，但过大的余高在焊趾处的应力集中系数增加，对承受动载荷的结构不利。一股控制在Φ=l.4以内。对于特别重要的结构，焊后需把焊缝表而磨平。角焊缝也不希望有余高，在动载结构上的角焊缝呈凹形最理想，这样在焊址处焊缝向母材能平滑过渡。2.对焊缝金属化学成分的影响熔焊时，从焊接材料过渡到母材上的熔化金属称熔敷金属。熔敷金属的合金元素含量是由焊接材料的合金元素含量考虑了合金过渡系数后决定的。当熔敷金属与母材上熔化的金属混合并凝固后，便形成焊缝。焊缝金属的合金元素含量就取决于两者之间的混合比例，这个比例与熔池的形状

4、尺寸密切相关。（1）熔合比γ单道焊时把被熔化的母材部分在焊道金属中所占的比例称为熔合比。对于不同的接头形式，改变焊接工艺参数或采用不同的坡口形状等，都能引起熔合比γ的变化。当母材与焊接材料选定后，通过改变熔合比就可以达到调节焊缝金属化学成分与性能的目的。（2）稀释与稀释率焊接时，熔敷金属受母材或先前焊道的熔入而引起化学成分含量降低的现象，称稀释。常用稀释率的大小来表示熔敷金属被稀释的程度，而稀释率可用母材金属或先前焊道的焊缝金属在整个焊道中所占质量比来确定，一般用熔合比来表达。也就是说，随着母材金属焙入到焊缝中所占的比

5、例增大(即熔合比γ增大)熔敷金属的稀释率也增大。显然，在表面上进行堆焊时，焙深越大，熔敷金属被稀释得越严重。凡是开坡口的焊缝，其稀释率都较低，约20％。I形坡口对接或薄板焊接，因所需熔敷金属量少，艘稀释率高。多层堆焊时，最末层稀释率最小，甚至为零。必须指出，熔合比是说明母材在焊缝金属中所占的比例，而稀释率是说明熔敷金属的合金元素含量被母材稀释的程度，两者概念不同，当两者密度没有明显差别时，在数值上稀释率可用熔合比来表达。若两者合金元素含量已知，就可以用熔合比γ求计算焊缝金属合金元素的含量。3.对焊缝结晶过程韵影响熔池金

6、属的冷凝结晶是从熔池与固体母材的交界面(即母材熔点等温面)开始的，晶粒生长的方向与熔池散热方向相反，基本上是垂直该交界面的方向生长。因此，熔池的形状对焊缝金属的结晶方向发生影响。窄而深(即φ