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主要表现在对焊缝成形、焊缝金属化学成分和焊缝结品结 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W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，即中二W/H。中愈小， 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，这并不是所有悍接方法都能做到的， 对于普通电弧焊，中一段都能大于1，等离子孤焊中接近于1。

2、电子束焊和激光 焊因功率密度高，则中远小于1。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，中不宜过小。对于埋弧焊，一般要求中大于1.3。（2）增高采数焊键的余高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6 =1.4以内。对于特别重要的结构，焊 后需把焊缝

3、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尺寸密切相关。（1）熔合比Y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Y的变 化。当母材与焊接材料选定后，通过改变熔

4、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例增大（即熔合比Y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

5、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Y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 熔池金属的冷凝结品是从熔池与固体母材的交界面（即母材熔点等温面）开始的， 品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品方向发生影响。窄而深（即01时）的焊缝品粒生 长到最后在焊缝中线处汇交，低熔点夹杂物聚集在汇交面上，就容易产生裂纹、 气孔和夹杂物等缺陷。在相同条件下，改变焊接速度也会引起熔池平面形状变化。 高速焊时，焙池变长，这时焊缝金属结品的方向几乎垂直地向焊缝中心线生长， 冷凝后，最容易在该处产生纵向裂纹。