The Effects of Process Variables on the Bead Height of Submerged-Arc Weld Deposits

Abstract

The results of bead height measurements for aseries of bead-on-plate welds (heat input 3 kJ mm−1) are presented to determine the effects of the process variables on bead height for the submerged arc welding process. It is found that the bead height is affected by the electrode polarity, electrode diameter, electrode extension, welding current, welding voltage and welding speed. A negative electrode polarity, a small electrode diameter, a large electrode extension, a high welding current or speed, and a small voltage encourage a large bead height in most cases. The effects of power sources (constant voltage or constant current) and fluxes (acidic or basic) on the bead height vary according tothe current setting, electrode extension and electrode polarity used. Regression equations are presented for computing bead height from the welding parameters, using both linear and curvilinear multiple regression analysis techniques. The correlation coefficient of the linear multiple regression equations is better for the electrode negative polarity. However, for the electrode positive polarity, the correlation coefficient ofthe curvilinear multiple regression analysis is somewhat higher. Résumé Des résultats de mesures de hauteur de dépôt pour une série de plaques soudées (taux de chauffe de 3 kJ mm−1), sont présentés afin de déterminer les effets de variables du procédé de soudage à l'arc submergé sur ces hauteurs. Il a été trouvé que la hauteur de dépôt est affectée par la polarité de l' électrode, son diamètre, son extension, le courant de soudage ainsi que le voltage et la vitesse d'avance. Une polarité négative, un petit diamètre d'electrode, une grande extension, un fort courant (ou une grande vitesse) et un petit voltage favorisent une grande hauteur de dépôt dans la plupart des cas. Les effets des sources de puissance (voltage et courant constants) et des laitiers (acides ou basiques) sur la hauteur du dépôt variant selon les paramètres de courant, d'extension d' électrode et la polaritée utilisée. Des équations de régression sont présentées afin de calculer par ordinateur la hauteur du dépôt à partir des paramètres de soudage. Les modèles d'analyse sont de type régression linéaire et curviligne multiple. Le coefficient de corrélation des equations de régression linéaire multiple semble meilleur pour une polarite negative d' électrode. Cependant, le coefficient de corrélation de l'analyse par régression curviligne multiple est plus élevé lorsque la polarité d'électrode est positive.