激光焊接熔深计算公式(激光焊接熔深计算公式图)

知道所有参数。怎么计算焊接熔池深度，有什么公式

熔池是指在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。熔池结晶后形成焊缝，熔化焊均产生熔池。对于手工电弧焊、熔化极气体保护焊及芯焊丝电弧焊来说，熔池是类似的，但也不是完全相同的。手工或半自动焊工必须首先学习如何控制熔池金属。而焊或自动焊系统通过传感器及装置来控制熔池金属。必须对焊接工艺文件中的所有焊接参数（包括熔滴过渡方式）进行正确的设置才能保证得到可控的熔池。熔池行为是非常复杂的，必须从多个角度进行考虑。

大部分熔池的控制，特别是立焊及仰焊时熔池的控制均涉及电源及送丝机调节以及电弧的正确操纵。如果熔池过大，熔池重力使熔池金属流失，不能形成焊缝。如果熔深过大，则会使厚度较小的工件烧穿。但是，如果熔池的尺寸不够大，则不能形成有效的焊缝。薄板焊接时，如果焊接速度适当，则熔池的体积较小，电弧稳定走后熔池立即凝固，可得到高质量的焊缝。弧焊电源的动态响应特性也影响熔池的稳定性。

熔池是随电弧一起移动的，这使得熔池行为更加复杂。电弧热输入必须足够大才能熔化母材，形成熔池。电弧热输入是指单位时间内输入到焊缝中的热量，是可计算的。通常计算单位焊缝长度上的热输入，即线能量。线能量计算公式如下；

H(W/in或W/m)=60EI/S

式中，E为电弧电压、V;I为焊接电流，A：S为焊接速度，in/min或m/min；H为线能量，W/in或W/m。电弧产生的热量并不能全部输入到工件中，一部分通过辐射的形式散失到周围空间中，一部分用于熔化焊丝或焊条或者加热钨极。输入到工件中的热量占电弧总热量的百分数称为热效率系数。不同焊接方法的电弧热效率系数相差很大，最低只有20%，最高可达95%。

熔池中的液态金属的量取决于多种因素，包括电弧温度、热输入、母材的熔点、工件厚度、工件大小、母材的热导率以及工件的初始温度等。而热输入又受焊丝（或焊条、钨极）直径和极性、电弧气氛、焊接方法、焊接电流、电弧长度及焊接速度等的影响。只有正确地理解了这些焊接参数之间的关系才能成功地控制熔池。这些焊接参数还影响熔池的冷却速度和凝固速度。

电弧还通过影响加热及冷却速度来影响熔池和焊缝的冶金特点。冷却速度影响焊缝及热影响的冶金性能，对于高碳钢和合金钢的影响尤其明显。另外当焊丝的成分与母材不相同时，电弧还通过影响熔池的合金来影响焊缝的冶金性能。这些因素及其与熔池的关系将在后面予以阐述。

手工电弧焊时，焊工通过观察熔池来调节焊接参数并操纵电弧。而自动焊需采用传感器来监视熔池，进而调节焊接参数。熔池的深度及宽度是影响焊缝质量的主要因素。

通过观察熔池还可预先凑数是否有产生焊接缺陷的可能。高速焊接时，容易产生咬边和驼峰缺陷。驼峰是焊道上的一列金属熔瘤，这种缺陷通常产生于焊接速度大于50in/min(1270mm/min)的情况。咬边缺陷是指沿焊缝趾部的母材部位烧熔出的凹陷或沟槽的宽度取决于电弧 的能量，特别是电弧电压。如果熔池金属在填满坡口前就快速凝固，则产生咬边缺陷。这种情况下，熔池金属还没有铺展到坡口边缘就已凝固。产生咬边的主要原因是焊接速度过快人，另外，熔池金属对工件的润湿性也有一定的影响。熔池金属的润湿性取决于相关的各个表面张力之间关系。氧化物的表面张力显著小于纯金属的表面张力。驼峰产生的主要原因也是焊接速度过快快，但焊丝角度以及通过保护气体或工件表面的涂层进入电弧空间的氧气也具有很大的影响。

熔池结晶特点如下：

(1)由于熔池体积小，周围被冷却金属所包围，所以熔池冷却速度很快。

(2)熔池中液体金属的温度比一般浇注钢水的温度高得多，过渡熔滴的平均温度约在2300℃左右，熔池平均温度在1700℃左右，所以熔池中的液体金属处于过热状态。

(3)熔池中心液休金属温度高，而边缘凝固界面处冷却速度大，所以熔他结晶是在很大温度梯度(温差)下进行的。

(4)熔池一般随电弧的移动而移动，所以熔他的形状和结晶组织受焊接速度的影响较大。同时，焊条的摆动、电弧的吹力、电磁力对熔池有强烈搅拌作用，熔池内的熔化金属是在运动状态下结晶的。

埋弧焊角焊缝熔深计算公式是什么？焊肉高度的，用什么计算，

焊接电流 焊接电压（伏） 焊接速度（米/时） 焊丝直径

1500（安）以内 由22~24

到32~34 由34~36

到50~60 10~40 40~100

熔深 显著增大 略增大 略减小 无变化 减小 减小

熔宽 略增大 增大 显著增大

（除直流正接） 减小 减小 增大

余高 显著增大 减小 减小 略增大 略增大 减小

形状系数 显著减小 增大 显著增大

（除直流正接） 减小 略减小 增大

熔合比 显著减小 略增大 无变化 显著增大 增大 减小

焊缝特点 当以下规范增大时的影响

焊丝前倾 焊件倾斜 间歇和坡口 焊剂粒度

上坡焊 下坡焊

熔深 显著减小 略增大 减小 无变化 略减小

熔宽 增大 略减小 增大 无变化 略增大

余高 减小 增大 减小 减小 略减小

形状系数 显著增大 减小 增大 无变化 增大

熔合比 减小 略增大 减小 减小 略减小

热，熔深增加。电流过大时会造成烧穿钢板，电流过大还会使焊缝余高过高，热影响区增大和引起较大焊接变形。

电流减小，熔深减小。电流过小时，容易产生未焊透，电弧稳定性不好。

电流变化对熔宽变化影响不大。

（2） 焊接电压 焊接电压是焊丝端头与熔化金属表面间的电压，即电弧两

端的电压。由于这个电压难以测量，实际生产中是测量导电嘴与工件间的电压，可由机头上的电压表读出。当焊接电缆较长时，由于电流大，在电缆上有电压降，焊接电源上电压表的指示值，比机头上电压表的指示值要高1~2伏以上。调节焊接电压时，应根据机头上的电压表指示值进行。

焊接电压对焊丝熔化速度影响不大，但对焊缝横截面和外表成形有很大影响。

焊接电压增高时弧长增加，电弧的活动范围增大，熔宽增大，同时焊缝余高和熔深略为减小，焊缝变得平坦。电弧活动范围增大后，使焊剂熔化量增多，如果是含合金的烧结焊剂，向焊缝过渡的合金元素增多。当装配间隙略大时，增高电压有利于焊缝成形。

焊接电压过高，对接焊时会形成“蘑菇形”焊缝，容易在焊缝内产生裂纹；角焊时会造成咬边和凹陷焊缝。如果焊接电压继续增高，电弧会突破熔渣的覆盖，使熔化金属失去保护而与空气接触，造成密集气孔。

焊接电压降低时熔宽减小，焊缝变得高而窄。如果焊接电压过低，会造成母材熔化不足，焊缝成形不良和脱渣困难。

焊接电压应与焊接电流相适应（见表2）。焊接厚板深坡口焊缝和进行高速埋弧焊时，为了减小磁偏吹，焊接电压应选得低一些，以增大电弧的“刚性”。

表2 焊接电流与相应的焊接电压

焊接电流（安） 600~700 700~850 850~1000 1000~1200

焊接电压（伏） 34~36 36~38 38~40 40~42

（3） 焊接速度 焊接速度对熔宽及熔深有明显的影响，在其他规范不变的

条件下，焊接速度增大时，电弧对母材的加热减少，熔宽明显减小。与此同时，电弧向后方排斥熔池金属的作用加强，电弧直接加热熔池低部的母材，使熔深略为增加。当焊接速度提高到40米/时以上时，由于电弧对母材加热量显著减少，熔深随焊接速度增大而减小。

焊接速度过高会造成咬边、未焊透、焊缝粗糙不平等缺陷。

降低焊接速度，熔池体积增大而存在时间增长，有利于气体浮出熔池，减小

形成气孔的倾向。但焊接速度过低会形成易裂的“蘑菇形”焊缝，或产生烧穿、夹渣、焊缝不规则等缺陷。

对于角焊缝，增大焊接速度可以提高生产率。对于开坡口的对接焊缝，焊接速度的变化对生产率的影响不大。

（4） 焊丝直径 焊丝直径主要影响熔深。在同样的焊接电流下，不同直径

的焊丝电流密度不同，直径较细的焊丝电流密度较大，电弧的吹力大熔深大。细焊丝时电流密度大，易于引弧。

焊丝越粗，允许采用的电流越大，生产率越高。当装配不良时，粗焊丝比细焊丝的操作性能好，有利于控制焊缝成形，不易烧穿。

焊丝直径应与所用的焊接电流大小相适应，如果粗焊丝用小电流焊接，会造成焊接电弧不稳定；相反，细焊丝用大电流焊接，容易形成“蘑菇形”焊缝，而且熔池不稳定，焊缝成形差。不同直径焊丝适用的焊接电流范围如表3 。

表3 不同直径焊丝适用的焊接电流

焊丝直径（毫米） 2 3 4 5 6

焊接电流（安） 200~400 350~600 500~800 700~1000 800~1200

电流密度（安/毫米） 63~125 50~85 40~63 36~50 28~42

临界电流（安） 280 300 530 700

（5） 伸出长度 焊丝伸出长度是指焊丝伸出导电嘴部分的长度，就是导电

嘴下端到熔池表面的距离。为了测量方便，一般将导电嘴下端到焊件表面的距离作为伸出长度。

伸出导电嘴外的焊丝存在一定电阻，埋弧焊的焊接电流很大，在这部分焊丝

上产生的电阻热很大，焊丝受到的电阻热的预热，熔化速度增大，焊丝直径越细或伸出长度越长时，这种预热作用越大。所以，焊丝直径小于3mm时，要严格控制伸出长度；焊丝直径较粗时，伸出长度的影响较小，但也要控制在合适的范围内。伸出长度一般应为焊丝直径的6~10倍。对不锈钢焊丝等电阻较大的材料，伸出长度应小一些，以免焊丝过热。

伸出长度太短，电弧容易返烧到导电嘴上，如果导电嘴是铜材制成的时，焊缝会熔入铜而产生裂纹，所以伸出长度不宜过短。

2. 确定规范时应考虑的因素

选择埋弧焊规范的基本原则，是在保证焊缝成形良好，内在质量和接头性能满足要求的前提下，尽可能提高生产率。切不能单纯追求生产率而盲目选用粗焊丝和大焊接电流，必须考虑各种规范之间的配合和每种规范的合理范围。通常要注意以下三方面：

（1） 焊缝形状系数 每一道焊缝都有一定的熔宽（b）、熔深（t）和余高（h）

如下图。它们决定了焊缝截面的基本形状：焊缝是深而窄，或是宽而浅等。为了反映各种不同熔宽和熔深时的焊缝横截面形状，常采用焊缝形状系数（ψ）表示：

ψ=b/t

焊缝形状系数大的焊缝，其熔宽较熔深大，形状系数小的焊缝，熔宽相对熔深较小。焊缝形状系数过小的焊缝，焊缝深而窄，熔池凝固时，柱状结晶从两侧向中心生长，低熔点杂质不易从熔池中浮出，积聚在结晶交界面上形成薄弱的结合面，在收缩应力和外界拘束应力作用下，很可能在焊缝中心产生结晶裂纹。因此，选择埋弧焊规范时，要注意控制形状系数，一般以1.3~2左右为宜。

影响形状系数的主要规范，是焊接电压和焊接电流。焊接电流大时熔深大，这时如不相应增高焊接电压，焊缝形状系数就可能太小。当然，对于一定的焊接

电流，过分增高焊接电压也是不必要的，会使焊缝过宽或造成缺陷。埋弧焊时，与焊接电流相应的焊接电压范围见表5 。

表5 焊接电流与相应的焊接电压

焊接电流（安） 600~700 700~850 850~1000 1000~1200

焊接电压（伏） 34~36 38~38 38~40 40~42

（2） 母材熔合比 埋弧焊缝是由熔化的母材及填充金属组成的，熔化的母

材在焊缝中所占的比例称为母材熔合比（r）见上图。Am表示焊缝中母材的熔化面积；At表示焊缝中填充金属的面积。则母材熔合比用下式表示：

r=Am/(Am+At)

通常母材中的含碳量和硫、磷杂质的含量比焊丝高，合金元素含量与焊丝也有差别。所以母材熔合比大的焊缝，由母材带入焊缝的碳量及杂质量较多；当母材合金元素与焊丝有较大差别时，母材对焊缝成分有较大影响。

依据焊接规范的不同，埋弧焊缝的母材熔合比为30%~60%。单道焊缝或多层焊时第一层焊缝，母材熔合比较大，母材容合比对焊缝塑性和韧性有很大影响，对于某些材料，应防止在第一层焊缝中熔入过多的母材，而降低焊缝的抗裂性。埋弧堆焊时，为了减少堆焊层数和保证堆焊层成分，必须减少熔合比。

生产中也有采用较大母材熔合比的情况，例如不开坡口埋弧对接焊时，母材熔合比较大，用合金元素含量较低的H08MnA或H08A焊丝，配焊剂431焊接16Mn钢，就可以保证焊缝得到合适的化学成分，保证足够的强度。

影响焊缝熔深的不同规范，对母材熔合比也都有影响，减小母材熔合比的常用措施有：减小焊接电流；采用下坡焊或焊丝前倾布置；用正极性焊接；增大焊丝伸出长度；用带极代替丝极堆焊；不开坡口焊接改成开坡口焊接等。

（3） 线能量 焊接接头的性能除与母材和焊缝的化学成分有关外，还受到

焊接加热和冷却过程的影响。焊接时母材受电弧加热的程度，与焊接电弧的功率大小有直接关系，电弧功率是焊接电流和焊接电压的乘积，电弧功率越大，对母材的加热越强烈。但是，母材的加热程度还与电弧移动速度（即焊接速度）有关，焊接速度增大，每段焊缝得到的电弧热量相应减少。可以用线能量综合表示这三个因素的影响。线能量是单位长度焊缝（即焊缝中的任一小段焊缝）得到的电弧热量，用下式可以算出：

q=IU/V

式中 I — 焊接电流 （安）；

U — 焊接电压 （伏）；

V — 焊接速度 （厘米/秒）

q — 线能量 （焦耳/厘米）。

例如，焊接电流700安，焊接电压36伏，焊接速度1厘米/秒（36米/时）时，线能量为25200叫焦耳/厘米。

从线能量计算公式可以看出，线能量与焊接电流和焊接电压成正比，与焊接速度成反比。也就是说，焊接电流、焊接电压越高，线能量越大；焊接速度增大时，线能量减小。由于埋弧焊焊接电流和焊接速度能在较大范围中调节，线能量的变化范围比焊条电弧焊大得多。

线能量增大时，热影响区增大，过热区明显增宽，晶粒变粗，造成焊接接头的塑性和韧性下降。对于低合金钢，这种影响尤其显著。如果用大线能量焊接不锈钢，会使近缝区在“敏化区”范围停留时间增长，影响焊接接头抗晶间腐蚀的性能。焊接低温钢时，大线能量会造成焊接接头的低温冲击韧性明显降低。

所以，埋弧焊时，必须根据母材的性能特点和对焊接接头的要求，选择合适的线能量。

激光焊接机的激光焊接机参数

激光焊接机参数调整方法如下：

激光脉冲宽度：

激光脉冲宽度是激光焊接机在焊接过程的一个重要参数，激光脉宽，决定着焊接物的焊接宽度和深度，激光脉宽的设置影响着焊接的效果;脉宽越长热影响区越大，熔深是随脉宽的1/2次方增加。其实对于每种材料，都有一个可使熔深达到最大的最佳脉冲宽度。

激光功率密度：

激光功率密度是激光加工中最关键的参数之一。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高;因此功率密度越高，工件表层加热至沸点越快,采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。

激光脉冲波形：

激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有40~70%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大，是以，不合的金属对于激光的反射率和激光的应用率都不一样，要进行有效的焊接就必须输入不合波形的激光，如许焊缝处的金属组织才能在最佳的方法结晶，形成与基体金属一致的组织，才能形成高质量的焊缝。在实际焊接中可针对不同材料的焊接特性，灵活调整脉冲波形。如对于易脆材料可以采用能量缓慢降低的脉冲波形,减慢冷淬速度。

　激光焊接机的参数设置调整主要是对激光脉冲宽度，激光功率密度，激光脉冲波形的设置调整，对应不同的焊接材料，激光焊接机的参数都是有不同的调试数据。激光焊接机的参数设置调整主要是你这三大要点，用户可根据焊接材料自行调整激光焊接机参数。

求指导：焊接中电流、电压与熔深、熔宽的关系，怎么推导出来的，电流电压怎么匹配？谢谢！

电流大了电弧温度会增加，电弧温度高熔化的金属会多，熔深自然增加；电弧电压大了电弧长度会变长，那么加热面积就会增大，熔宽自然增加。电流与电压的匹配要看电源的外特性是什么样的，外特性分为三种，上升、下降、平。上升外特性时电流增大电压也增大；下降外特性时电流增大电压变小；平特性时电流增大电压不变。

焊接熔深

焊接熔深是有一定的标准的。

比如，为了避免在过程中对这种情况出现误判，在焊透的判断过程中应预设一定的判断裕量。

根据实际情况取工件厚度的8%，即焊缝熔深的监测值不小于工件厚度的1.08倍时，认为工件是完全焊透的，否则认为工件未焊透。

实验结果证明，在工件焊透状况判断过程中考虑一定的判断裕量提高了判断的准确性和可靠性。

焊缝熔深监测值和实验测量值的比较表明，工件未焊透时，焊缝熔深的监测值和实验测量值具有较好的一致性，其监测误差一般不超过12%；

而工件完全焊透后，焊缝熔深的监测值明显大于工件厚度。

在工件是否焊透的判断中，通过预设工件厚度的8%为判断裕量提高判断结果的可靠性和准确性，避免在工件刚刚焊透对焊缝背面不连续成形出现误判。

扩展资料：

为了进行焊接熔深及熔透控制，还需要知道此焊接电流所对应的熔深。这样，才能找出等离子云喷射角与熔深的关系，从而实现熔透控制。

通过实时检测等离子云喷射角来获得熔深的状态，以便在焊接过程中获取可以反映工件熔透状态、表征小孔特征行为的信息，从而进行焊接熔深及熔透控制。

使电流从55~85A之间变化，然后分别找出不同焊接电流、等离子云喷射角及熔深的对应关系。把不同焊接电流下的焊缝切开来经过处理，可以测出相应的焊缝熔深。

在其他焊接参数不变的条件下，随着焊接电流的增大，焊接熔深增加，为了找出不同电流的熔深与等离子云喷射角的对应关系，需测出不同电流的熔深及相应的等离子云喷射角。

使电流从55~85A之间变化，然后分别找出不同焊接电流、等离子云喷射角及熔深的对应关系。把不同焊接电流下的焊缝切开来经过处理，可以测出相应的焊缝熔深。

在其他焊接参数不变的条件下，随着焊接电流的增大，焊接熔深增加，为了找出不同电流的熔深与等离子云喷射角的对应关系，需测出不同电流的熔深及相应的等离子云喷射角。

不同焊接电流下的熔深、等离子云喷射角及相应检测到的鞘层电压，随着焊接电流的增大，熔深增大，对应的等离子云喷射角也增大。

当焊接电流为85A，小孔即将形成时，或者说工件即将熔透时，喷射角达到最大。

用坐标的形式可以更明显地显示出熔深与等离子云喷射角的关系，该关系曲线为等离子弧焊接的熔深熔透的控制奠定了基础。

参考资料：

百度百科-熔深

熔深是什么

熔深(rong shen)：指母材熔化部的最深位与母材表面之间的距离。

激光焊接体能量及其对焊缝熔深的影响：

激光焊接，特别是激光深熔焊接是一个非常复杂的物理化学过程，涉及到激光—材料—等离子体之间的相互作用。但是在激光焊接过程中影响并决定焊缝熔深等焊缝成型状况的是激光功率、焊接速度、离焦量及焦点尺寸等焊接规范参数，其中离焦量（在激光焊接中，一般用离焦量来表征激光光斑及焦点尺寸）是焊缝熔深的重要影响因素之一。

在电弧焊中，人们常采用焊接线能量或热输入(二者的单位均为J·m-1)来描述和评价焊接过程中电弧电压、焊接电流和焊接速度等焊接规范参数对焊缝熔深的影响，但是这两个参数都没有考虑电弧作用面积对焊缝熔深的影响。

如果用电弧焊中的焊接线能量或热输入来综合评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响，则不能反映离焦量及焦点尺寸对焊缝熔深的影响。若考虑离焦量的影响，用热输入来评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响，则容易和电弧焊中的热输入在物理意义上混淆。

在激光焊接的研究中，还没有一个参数能够综合体现焊接规范参数对焊接过程的影响。为了综合评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响以及区别电弧焊中的热输入，本文定义了焊接体能量，并研究了Nd:YAG激光深熔焊接过程中焊接体能量对焊缝熔深的影响。

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