林肯电气网站上的另一篇文章讨论了焊缝熔合vs.焊缝穿透，以及更深的焊缝穿透什么时候是有益的，什么时候是一个问题。哪些焊接变量会影响焊透?如何在焊缝中获得或多或少的穿透?

熔合深度(又名“穿透”)是熔合延伸到母材或前一段的距离，从焊接时熔化的表面开始。图1显示角焊缝的横截面，在这里可以看到穿透剖面。

对焊透度影响最大的焊接变量是电流(以安培或安培测量)。很简单，当焊接电流增加(即更多的安培)，焊缝穿透增加，当焊接电流减少(即更少的安培)，焊缝穿透减少。图2说明了这一点，三个焊接在不同的电流水平和所有其他变量保持不变。

图1

图2

在使用恒流(CC)输出的弧焊过程中，电流是主要的、可预置的焊接变量。然而，对于使用恒定电压(CV)输出的工艺，电压和送丝速度(WFS)是主要的、可预置的焊接变量，电流水平是WFS的结果。当WFS增加时，对应于特定电极类型和直径的电流水平也增加。相反，当WFS减小时，电流也减小。

还有其他几个焊接变量也会影响焊透程度。以下要点将讨论它们对渗透水平的影响(假设所有其他变量保持不变)。请注意，图2(上面)以及图3、5、6和7将显示埋弧焊(SAW)工艺焊接的截面(和产生的穿透水平)。选择SAW工艺是为了说明这些焊接变量对焊透水平的影响(或没有影响)，因为结果更加显著。SAW通常用于非常高的电流水平，以及快速的传播速度，相当高的电压水平和使用更大直径的电极。而在使用其他弧焊工艺时，这些焊接变量的变化会对焊透水平产生相同的影响，因为电流水平等没有那么高，所以焊透水平的差异不会那么大。

• 极性:使用的焊接极性类型影响渗透水平。对于大多数电弧焊工艺，直流(直流电极正)极性产生更多的焊透，因为更多的电弧能量集中到底板。相反，直流电极(直流电极负极性)产生较少的焊缝穿透，因为更多的电弧能量集中到电极而不是到底板。保护金属电弧焊(SMAW)、气体金属电弧焊(GMAW)、药芯电弧焊(FCAW)和SAW工艺都是如此(见图3)。例外的是钨极电弧焊(GTAW)工艺，其中极性对穿透的影响是相反的。对于GTAW，直流极性导致更多的焊透(直流+极性通常不使用)。
  
  一些先进的SAW电源使用波形控制技术和交流(交流电)，以提供良好的电弧稳定性和控制焊缝沉积速率和焊缝穿透水平。他们也有能力控制交流波的平衡，电流和频率的偏移，进一步控制焊接特性。

图3

• 焊接过程:各种弧焊工艺都有相关的焊透特性。例如，SAW、FCAW和GMAW(在球状、喷雾或脉冲喷雾电弧金属转移模式下)工艺通常被认为具有较高的焊缝穿透水平。而GTAW、GMAW- c(金属芯)和GMAW(在短路金属转移模式下)工艺通常被认为具有较低的穿透水平。当然，这种相关性也与电流有关。例如，SAW过程往往在非常高的电流水平下使用，而短路的GMAW过程往往在较低的电流水平下使用。SMAW工艺可以有更深或更浅的穿透特性，这取决于所使用的特定电极类型。
  
  
• 电极的类型:即使在相同的焊接工艺中，不同种类的电极也可能具有不同的穿透特性。例如，在SMAW工艺中，E6010电极通常具有较深的穿透性，而E7024电极通常具有较浅的穿透性。另一个例子是FCAW过程。E70T-1电极通常有较深的穿透，而E71T-1电极通常有较浅的穿透。
  
  
• 旅游的角度:移动角度的程度，无论是推或拖移动角度，影响有多少电弧力向下定向到底板。移动角度为0°至10°(即，电极垂直于或大部分垂直于板)将导致更多的焊透。随着移动角度的增大，焊缝熔透程度降低。
  
  
• 保护气体类型:保护气体类型也对焊透有影响。具有较高热导率的屏蔽气体，如100%二氧化碳(CO2)或100%氦(He)，将产生更宽、更深的焊缝穿透剖面。而具有较低热导率的屏蔽气体，如100%氩(Ar)，或Ar / CO2或Ar /氧(O2)混合物，有一个较浅的穿透剖面，中间更锥形(见图4)．

图4

电极直径:当用同一电极的两种不同直径和相同的电流水平焊接时，通常使用较小直径的电极比使用较大直径的电极能获得更大的穿透率图5)．如果你观察每个尺寸的线的一端，小直径的比大直径的有更小的截面积。由于流经每个电极的电流数量相同，在直径较小的电极中电流的浓度或密度要大于直径较大的电极。由于这种较高的电流密度，小直径的电极将比大直径的电极有更大的焊缝穿透。但是要注意，在焊接电弧变得非常不稳定和不稳定之前，每个电极直径都有一个最大的电流密度。因此，当电流达到一定水平时，就有必要增加电极直径。

图5

旅行速度:电极沿接头向下移动的速度影响了电弧能量在沿接头的任何特定点转移到底板的时间。随着移动速度的增加，弧沿节理经过某一点的时间减少，由此产生的穿透水平降低。随着移动速度的降低，弧线经过关节某一点的时间就会变长，由此产生的穿透程度就会增加图6)．

图6

• CTWD变化:随着GMAW, FCAW和SAW过程在恒压(CV)电源上运行，并以设定的送丝速度和电压，随着接触尖端到工作距离(CTWD)的增加，通过电极的电流流动产生更多的阻力，因为电极(即金属电导体)更长。在恒定电压水平下，电阻的增加导致电流减少(即欧姆定律)，这导致穿透水平下降。相反，当CTWD减小时，电阻也减小。因此，电流增加，渗透率增加。

电弧电压是一个对熔深几乎没有影响的主要焊接变量。虽然电弧电压的变化可以导致最小的焊深变化，但与焊接电流和本文刚刚列出的其他变量相比，这种影响是非常小的。电弧电压影响电弧长度。在相同送丝速度下，随着电压的增大，电弧长度变长;随着电压的减小，电弧长度变短。圆弧的长度又决定了圆弧锥的宽度和大小。随着弧长的减少，弧锥变得更窄，弧更集中图7)．其结果是焊缝更加狭窄和粘稠，焊缝穿透水平可能会轻微下降。相反，随着弧长的增加，圆弧锥变宽，圆弧变宽。结果是一个更宽、更平坦的焊缝焊透水平可能会非常轻微地增加。电弧电压对珠形的影响可以清楚地看到图8．还需要注意的是，在27伏特、34伏特和45伏特(均在相同的安培、移动速度和电极直径下)焊接时，可以检测到焊缝穿透的细微差别。然而，要意识到这是电弧电压的一个非常大的变化，只在这个焊接样品上做，以说明这一点。实际上，焊接时电弧电压只会有几伏的变化。因此，电压(仅)变化几伏所引起的穿透变化实际上是不存在的。

图7

图8

具有讽刺意味的是，许多焊工错误地认为电弧电压是影响焊透水平的主要变量。电压通常被不恰当地称为“热”，焊工将电压或“热”调高以感知到穿透更多，将电压或“热”调低以感知到穿透更少。这种误解很可能发生，因为他们看到焊缝变宽与更多的电压和变得狭窄和绳状与较少的电压(如图所示)图8)．然而，如上所述，由于电弧锥随着电压的变化而变宽或变窄，焊缝轮廓随电压的变化而变宽或变窄。在不同的电弧电压水平下(但在相同的电流水平下)产生的焊缝穿透水平实际上是不变的。