焊接电压与熔池形态关系

 4.3.3焊接电压与熔池形态关系

焊接机器人焊接电压的选择直接影响着电弧燃烧时间，焊接时飞溅等，而且它是保证焊接过程的稳定性，以及焊缝成形质量的重要因素。本文为研究焊接电压与熔池形态之间的关系，选择不同的焊接电压进行试验16V-20V，焊接电流选择200A，焊接速度选择45cm/min，焊接姿态选择900，其余的焊接工艺参数如前文中的选择，保持不变。不同焊接电压下熔池的图像如下:

熔池的宽与熔池的深变化曲线如下图所示:

图4-8熔深熔宽随焊接电压关系中，A表示熔宽在不同电压下的变化曲线，B表示熔深在不同焊接电压下的变化曲线。

在图中我们明显的可以看出，在其余焊接工艺参数不变的情况下，随着焊接电压的逐渐增大，熔池的深，熔池的最大宽度都相对增大。但是熔池深的增大幅度相对没有熔池最大宽的改变幅度那么明显，由此我们可知焊接电压是影响熔池最大宽的主要因素。

由图4-7不同焊接电压下熔池图像我们可以看出，熔池的半长也随着焊接电压的增大而增大，因此熔池的面积也是增大的。从熔池图像中我们可以看出随着焊接电压的增大，熔池的形状变化并不是么明显，只是略微的接近于圆，由此我们可以说随着焊接电压的 增大，熔池的后托角度也逐渐增大，只是增大的幅度相对较小。熔池的最大宽度增大的原因是:在其余焊接工艺参数一定的前提下，随着焊接电压的慢慢增加，熔池的整个表面发生一定的改变，熔池温度相等的区域逐渐增加，熔池截面上的最高温度也随着焊接电压的渐渐增大而越来越高。熔池的最大宽度较为明显增大的原因:由于焊接电压的不断增加，焊接的电弧对焊件的热输入量逐渐增加，并且焊接电弧力也逐渐增加。由于焊接的速度不变，而且焊接的线能量随焊接电压的增加而逐渐增大，所以熔池的长度也随着焊接电压的增加而逐渐增大。

焊接机器人焊接熔池的长度与焊接熔池的最大宽度的增大，一定导致焊接面积的增大。 此外，其余焊接工艺参数不变的情形下，随着焊接电压的增大，电弧所做的功率增加，焊接电弧的温度逐渐升高，熔池的反射光强度会增大，熔池的辐射光也会增强，因此在焊接电压增大时，熔池区域图像的灰度平均值也是逐渐增大的。当焊接电压很低时，电弧相对较短，焊丝很容易伸到熔池之中，导致焊接过程不稳定，焊缝成形质量较差。而且电弧过短使得电极容易粘，不容易清晰的扑捉熔池的实时图像。当焊接电压过大时，电弧的长度也相对较长，较长的电弧会影响到熔池的保护，而且当焊接电压较大时，焊接电弧的辐射面积较大。也会使得焊缝成形的质量较差，过大的焊接电压会使得焊接容易出现气孔、咬边等一些缺陷。 因此为了使得焊接过程稳定和相对较好的焊缝成型，焊接电压的选择一定要和焊接电流要有适当的配合。只有焊接电压合适的选择与焊接电流的匹配相对较为合理，才能够更好的捕捉到清晰的熔池图像，才能是焊接的效果达到更好。