二氧化碳保护焊

二氧化碳保护焊（精选十篇）

二氧化碳保护焊 篇1

关键词：改善,二氧化碳气体保护焊,飞溅,途径

钻井法施工的双层钢板筒井壁, 钢板的材质为Q235和Q335, 板材厚度在δ10~40 (㎜) 之间的中厚板。每节钢筒制作都有较大的焊接作业量, 为提高工效和降低劳动强度, 公司引入“二氧化碳气体保护电弧焊”的新工艺进行钢板筒焊接。二氧化碳气体保护电弧焊是以二氧化碳作为保护气体依靠焊丝与焊体之间的电弧来熔化被焊金属的一种熔化电极气体保护焊方法, 具有焊接成本低、生产效率高、操作简单、焊缝抗裂性能高, 焊后变形小、焊接电弧可见性良好, 广泛用于低碳钢和低合金钢等黑色金属材料的焊接。但在焊接过程中合金元素被烧损、飞溅较大、气体保护区的抗风能力低, 产生飞溅物, 影响焊接正常进行。使焊件成型差, 劳动效率低。

1 二氧化碳气体保护电弧焊的飞溅原因

由于CO2气体本身具有较强的氧化性, 焊接操作或焊接参数选择不正确时出现焊接短路, 在短路电流的作用下被抛出的焊丝端头和焊接熔池金属形成的飞溅;在焊接过程中会引起合金元素烧损, 产生气孔引起的飞溅。飞溅大致可分为短路过渡飞溅和大滴过渡飞溅两种。虽然从焊接电源、焊丝材料和焊接工艺上采取了一定的措施, 但不能完全消除飞溅, 这是CO2气保焊的不足之处。

1) 短路过渡飞溅的成因。熔滴短路过渡结束时, 飞溅总是发生在短路液桥缩颈处爆断的瞬间。焊接过程中, 当焊丝熔滴与焊接熔池接触后, 熔滴成为焊丝与焊池的连接桥梁, 称为液桥, 并通过该液桥使电路短路。短路之后电流逐渐增加, 液桥处当饿液体金属在电磁收缩力和表面张力的作用下急剧收缩, 形成很细的缩颈, 此时缩颈处的液体金属被加热而汽化, 在缩颈处产生气泡, 当气泡内的金属蒸汽压力大于大气压力、液体金属表面张力及电磁收缩力的束缚时, 气泡就会爆炸, 引起金属飞溅。2) 大滴过渡飞溅的成因。在焊接过程中, 由于CO2气体本身、焊接熔池的冶金反应、焊丝或焊件表面的油污、锈迹等清理不彻底, 焊接时会产生许多气体, 其中产生的CO气体在焊接条件下, 既不溶解于金属, 也不与金属发生反应, 这时气体聚集到一定体积, 由于压力增大而从焊接熔池或熔滴中喷出, 引起飞溅。当大滴状过渡时, 熔滴从焊丝端部脱落后, 在焊丝端部与熔滴之间、熔滴与熔池之间会出现串联电弧, 在电弧力的作用下, 熔滴有时落入熔池, 也可能被抛出熔池而形成飞溅;在焊接过程中, 焊丝端部电极斑点上会产生压力作用作用, 如果熔滴的重心与斑点压力不在同一点上, 就会形成力矩, 使熔滴成非轴向过渡, 造成有的熔滴过渡到焊接熔池以外而形成飞溅。

2 改善二氧化碳气体保护电弧焊产生的途径

通过在实践中发现, 二氧化碳气体保护电弧焊飞溅的产生与焊丝熔滴过渡的形态有关, 因此从设备性能、焊接材料、焊接工艺的三个方面进行改进。1) 焊接设备。二氧化碳气体保护电弧焊过程中, 根据燃弧和焊丝熔滴短路两个阶段的特点, 采用波形控制和短路电流疏导相结合的控制原理, 研制逆变式低飞溅二氧化碳气体保护电弧焊机, 将控制电路设计成燃弧控制电路和短路电流控制电路。在焊接过程中, 当电流波形控制检测到焊丝熔滴的状态时, 判断控制电路发出指令适时进行切换。在短路阶段, 二氧化碳气体保护电弧焊系统被设计成一个电流跟随器, 对输出的焊接电流进行监测保证输出的焊接电流随给定值的变化进行相应的变化, 并利用短路电流疏导电路使短路初期的焊接电流部分分流, 及时控制焊丝熔滴与焊缝熔池短路后300μs时间内焊接回路中的电弧电流, 从而减少焊接飞溅。2) 焊接电流及焊接材料。在焊接过程中, 应选择合理的焊接电流与焊接电压参数, 避免使用大滴排斥过渡形式;选用优质含C量低和具有脱氧元素的焊接材料;焊接前认真清理净导电嘴、焊枪喷嘴、焊丝及工件的油污、锈迹等杂物, 避免由于焊接材料的冶金反应导致气体析出或膨胀引起的飞溅。

3) 焊接工艺。二氧化碳气体保护电弧焊在焊接时会发生合金元素的冶金反应, 如果在CO2气体中增加15~20%的O2时, 就加强了保护气体的氧化性, 冶金反应时会产生大量的热量, 液态金属表面张力随之降低, 使焊丝熔滴过渡及焊缝熔池金属的流动性得以改善, 能减少飞溅和提高焊接接头的抗裂性能。如下图焊件在正式焊接时, 应按照下工艺进行焊接。

a.确定焊缝形式。

b.选择焊丝:φ1.2mm H08Mn2Si A烘箱调至150℃烘2h。

c.选择焊接参数:按照表1合理选择参数, 进行试焊。

d.正式焊接和焊缝检验。

e.检验结果, 经过检测, 检验结果如表2。

3 结论

综上所述, 在焊接前合理选用焊接设备和焊接电流及焊接工艺, 可以减少焊接时的飞溅程度, 确保焊件质量。

参考文献

[1]陈祝年.焊接工程师手册 (第2版) .机械工业出版社.

[2]王文瀚.焊接技术手册.河南科学技术出版社.

二氧化碳保护焊 篇2

摘要：在新课程改革理念指导下，项目教学法在我国已经有了广泛的应用和发展，各大职业教育院校开始陆续采用项目教学法来培养学生的实践动手能力、社会能力和其他关键能力，进一步为培养创新性人才奠定基础。

关键字：项目教学；案例；制作流程；合作；验收；

一、项目目标

（一）知识与能力目标

1．掌握二氧化碳的焊接工艺特点。

2.熟悉半自动二氧化碳焊焊接设备与材料。3.能合理地选择焊接工艺参数。(二)过程与方法目标

1、通过教师及同学的帮助，还可以借助一些资料及多媒体的帮助来体会和感受实际工作中二氧化碳气体保护焊接的一般工作程序。

2、掌握半自动二氧化碳气体保护焊一般操作要领。

3、学会解决实际问题的过程和方法，培养学生综合处理实际问题的能力。

4、锻炼学生运用自己掌握的知识去解决问题并且运用知识分析、讨论、协作去发现问题、分析问题、解决问题，提高学生的综合技能。

（三）教育情感与价值观目标

培养学生的情感、价值观：培养与提高学生实际动手能力，以及与其他人合作交流的能力，加强团队意识和合作意识。

二、项目重点

1．掌握二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数的选择。2．使学生了解完成一个项目的全部程序。3．运用自己所掌握的知识解决实际问题。

三、项目难点

1．运用掌握的知识来解决实际问题。2．各工位团结协作完成整个项目。

3.借助资料及多媒体的帮助结合实际的创新能力。

四、教学方法 项目教学法

五、教学过程 引出项目

分析、计划、调研、汇报、讨论分析、师生总结制定解决问题方案 项目实施

分组实际操作完成任务 项目验收 作品展示、互评互学、教师点评、并提出更高要求，需求方点评，需求方验收是否满足需求，按企业标准对学生各个环节点评提出需求

六、项目要求

让学生更好地了二氧化碳气体保护焊的工艺特点及操作技能。也让学生了解近年来，随着社会的发展，各种艺术形式的装饰风格不断涌现，作为古老的，传统艺术装饰风格的铁艺艺术，被注以新的内容和生命，学生学习技能要与社会需求及市场接轨。

七、项目分析 1.项目需求分析

调研该项目的市场供应和需求情况教师根据调研情况进行总结，并展示类似项目。2.项目操作流程分析

首先由教师展示一件金属工艺品为例子并帮助分析该工艺品的焊接方法、制作流程、注意事项及工艺特点等，让学生从实物中感受实现项目的过程，改进学习方式，并倡导学生主动参与学习和同学交流合作，用不同的方式来学习知识。通过自己的讨论交流进行探索和实现问题的解决，形成一定的知识解决模型，最终解决实际问题。

示范项目：以一件焊制的铁艺小人为例，细致演示项目的整个流程，（把该工艺品的各部位零件进行分解并按照工序做出工作步骤图，可供学生在实际操作项目时，遇到问题可随时作为参考）得到问题解决的思路与方法。3.项目分析

根据客户提供的需求，通过学生查阅、搜集相关资料，制作出该项目草图设计、制作流程方案、焊割的方法种类和学生分组分工情况等。整个设计过程分为以下四个子项目： 1）项目需求的整理 2）项目策划 3）项目的制作 4)后期整理

八、教学理念和教学方式 教学是师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。采用项目教学法学习是教师将授课内容寓于项目中，辅助和引导学生实施和完成项目，学生在项目实施的过程中自主学习，学生完成这一项目，教师也完成了教学内容。项目教学法能极大的调动学生的积极性，学习兴趣不浓是一直困扰职业教育发展的顽疾。而项目教学法是让学生实施一个具体的项目（如铁艺工艺品制作），学生学习的目的很明确，兴趣浓厚。如果让学生自行设计一个其感兴趣的项目，更能调动学生的积极性。在项目实施过程中，学生时常感受到成功的喜悦，（成功教育也是职校生非常缺乏的），这更能强化学生的学习积极性。教师可以利用网络的优势，成为知识传播者、问题情境的创设者、尝试点拨的引导者、知识反馈的调整者。学生是学习的主人，在教师的帮助下，小组合作交流中，利用动手操作探索，发现新知识，自主学习和创新。

教学评价方式多样化，包括师生评价、学生评价、小组评价等多种方式。在课堂上利用明确无误的工作表结果对学生的学习和练习作出评价，让每个学生都能体验到成功的乐趣。采用项目教学法，让学生把分散知识的各知识点综合起来，应用于实际的行业工作中。

九、教学准备 焊接实训中心

十、时间安排（总课时：30课时）任务1 项目需求的整理（4课时）任务2 项目策划（4课时）任务3 项目的制作（14课时）任务4 后期制作与代码的整合。（4课时）项目内部验收（2课时）项目展示（2课时）

十一、项目实施

实训项目：城市下水管道的焊接（老师提供相关图片与资源，可供学生参考）学生分组操作：学生分成8到10个组，每组三、四名同学，每个组模拟一组施工队伍。角色扮演： 小组：施工小队 小组成员：制作人员 小组组长：施工员 教师：质量监督验收员

组名施工员成员公司名称:根据实际情况自定 城市下水管道安装公司

1组（学生）…

2组 … …

…

…

…

12组 … …

客户交流：由教师扮演质量监督验收员，每组在实施项目之前，派出各组的施工员和质量监督员交流，听取监督员的意见，并适当提出自己的各种想法。各小组分组设计：首先由各组的施工员向小组成员讲述监督员需求，组员开始分子项目进行设计，一个子项目应当按期完成，然后项目经理在组内分阶段评选最佳的设计，交质量监督员（教师）审阅，由质量监督（教师）提出修改意见，再实施下一个子项目。交付作品：每组选出一个优秀作品，交客户（教师）竞标评选。

十二、项目验收（内部验收）

各组施工员向全班汇报、展示、交流本组作品，在介绍过程中要求说明各组思路、特点以及制作过程中遇到过什么问题，这些问题是如何解决的，同时，其他组的同学也可提出问题，操作者解释相关技术及特点。各组之间进行互评，互相学习，通过相互评价进一步修改各自的设计，评选出客户最满意的作品，教师点评。

十三、优秀作品展示 优秀作品展示，让学生看到在小组内评选出的优秀铁艺作品，给学生以美的欣赏和智慧的碰撞，这样的活动很好地激发了学生的学习积极性，促使学生从多方面思考问题，培养创新精神。

十四、企业点评

二氧化碳气保焊立焊焊枪角度的探讨 篇3

关键词：二氧化碳气体保护焊；立焊；单面焊双面成形；打底焊

【分类号】TG444.73

一、二氧化碳气体保护焊立焊的焊前工艺准备

1.组装间隙3mm，钝边0.5-1mm，反变形角度≦3°。

2.试板装卡的高度以蹲姿或坐姿不超过双眼的高度为宜。

二、焊接工艺参数

焊接工艺采用三层三道焊，分别为第一层打底焊，第二层填充焊，第三层盖面焊。

1.焊丝直径?：?1.0，实心焊丝

2.焊接电流I：80A-120A

3.电弧电压U：18-20V

4.焊接速度：100-120mm/min

5.电源极性：直流反接

6.气体流量：10-15L/min

7.焊丝伸出长度：10-15mm

8.焊枪角度：焊枪角度上仰，与水平线夹角-10°，焊枪角度下压水平线夹角+10°

三、焊接操作手法，焊枪角度上仰，与水平线夹角-10°：

1.第一层，打底层的焊接：

焊枪角度上仰，水平线夹角-10°：操作要求，手臂处于自然状态，左手虎口卡在焊枪的鹅颈处，轻微用力握住焊枪，右手自然握住焊枪开关处，右手手腕能灵活带动焊枪平移或转动。人以蹲或坐姿在坡口的正前方，眼睛能够看到左右两侧的坡口面钝边和焊丝端部，焊丝伸出喷嘴的长度12mm。在下方的固定焊缝处起弧，然后移到坡口钝边处，以小间距锯齿形摆动或上凸的月牙形摆动，左右摆动幅度为3mm，在左右两侧各停留0.5秒钟，这时会出现熔孔，控制熔孔的尺寸左右钝边各熔化0.5-1mm为宜。关键点有三点，一是焊丝端部离钢板背平面2mm，并保持电弧一直在此位置。二是控制好熔孔的尺寸，在焊接电流选定的情况下，控制好焊接速度，适当压枪和抽枪是关键。将焊枪向前压下，焊丝的伸出长度减小，电弧变短，焊接电流会增大，将焊枪回抽，焊丝的伸出长度增大，电弧变长，焊接电流会减小。即通过改变喷嘴离钢板表面的距离，可以很好地控制焊接电流的大小，进而控制好熔孔的大小。三是控制焊枪向上移动的速度（焊接速度），焊丝一定不能脱离熔池，一旦速度过快，焊丝脱离熔池，将形成穿丝，使焊接过程中断，无法完成单面焊双面成形。因此焊接速度要慢，眼睛要看到在焊丝头的上部有铁水存在，就是焊丝挑着铁水向上走才能不断弧，形成良好的打底层焊缝。采用焊枪上仰的角度焊接打底层最易出现的缺陷是背部穿丝，对焊工的基本功要求高，手要稳，对于初学者不适用。而且采用焊枪上仰的角度焊接，焊后焊缝成形不是很平整，中间略高。

2.第二层，填充层的焊接：

焊前清除焊缝表面的飞溅和焊渣，尤其是焊缝与坡口面夹角处的焊渣。如果清理不干净，会形成夹渣和焊接电弧不连续。焊枪横向摆动幅度稍大，以上凸的月牙形摆动焊枪，电弧在坡口两侧停留1-2秒钟，在中间过渡稍快些，通过护目镜观察焊缝比试板表面低1.5-2mm为宜，注意不要破坏破口的棱边。

3.第三层，盖面层的焊接：

焊前清除焊缝表面的飞溅和焊渣，尤其是焊缝与坡口面夹角处的焊渣。以上凸的月牙形摆动焊枪，电弧在坡口两侧停留0.5-1秒钟，在中间过渡稍快些，通过护目镜观察焊缝余高2-3mm为宜。

四、焊接操作手法，焊枪角度下压，与水平线夹角+10°：

1.第一层，打底层的焊接：

焊枪角度下压，水平线夹角+10°：操作要求，手臂处于自然状态，左手虎口卡在焊枪的鹅颈处，轻微用力握住焊枪，右手自然握住焊枪开关处，右手手腕能灵活带动焊枪平移或转动。人以蹲或坐姿在坡口的左侧前方45度方向上，头部向右前方稍倾斜，眼睛能够看到左右两侧的坡口面钝边和焊丝端部，焊丝伸出喷嘴的长度12mm。在下方的固定焊缝处起弧，然后移到坡口钝边处，以小间距锯齿形摆动，左右摆动幅度为3mm，在左右两侧各停留0.5秒钟，这时会出现熔孔，控制熔孔的尺寸左右钝边各熔化0.5-1mm为宜。关键点有三点，一是焊丝端部离钢板背平面2mm，并保持电弧一直在此位置。二是控制好熔孔的尺寸，在焊接电流选定的情况下，控制好焊接速度，适当压枪和抽枪是焊接电流的关键。三是控制焊枪向上移动的速度（焊接速度），焊接速度要慢，只要焊接速度慢些，就不会穿丝。当焊丝速度快时，焊丝在熔池的后部，焊接速度慢时，焊丝子熔池的前部，即便发生穿丝，将焊枪稍微下压，也可马上起弧焊接，形成良好的打底层焊缝。采用焊枪下压的角度焊接打底层，对焊工的基本功要求不高，对于初学者来说，只要稍加练习，即可获得完美的打底焊缝，有的初学者，第一次就能够焊出合格的打底焊缝，增强了学习者的信心。而且采用焊枪下压的角度焊接，焊后焊缝成形特别平整，鱼鳞纹美观。

2.第二层、第三层的焊接与第三部分相同。

五、结论

通过现场教学，两种不同的操作方法，学习者掌握的快慢、难易程度不同。对于初学者来说，采用第二种运枪的方法，更容易掌握，手法稳定的人稍加练习，第一次即可焊接出完美的单面焊双面成形焊缝。

参考文献

[1] 钱在中；焊工取證上岗培训教材[第二版]；机械工业出版社；2008年

二氧化碳保护焊 篇4

关键词：二氧化碳气体保护焊,焊接控制,防止焊接变形

1 二氧化碳气体保护焊特点

a.焊接成本低———其成本只有埋弧焊和手工电弧焊的40~50%。b.生产效率高———其生产率是手工电弧焊的1~4倍。c.操作简便——明弧, 对工件厚度不限, 可进行全位置焊接而且可以向下焊接。d.焊缝抗裂性能高———焊缝低氢且含氮量也较少。e.焊后变形较小——角变形为千分之五, 不平度只有千分之三。f.焊接飞溅小———当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝, 或在CO2中加入Ar, 都可以降低焊接飞溅。

2 焊接方法控制

2.1 电源极性。应采用直流反接焊接, 因为直流反接时熔深大, 飞溅小, 焊缝成形好, 电弧稳定, 且焊缝金属含氢量最低。2.2气体流量。气体流量直接影响焊接质量, 气体流量太大或太小时, 都会造成成形差, 飞溅大, 产生气孔。一般经验公式是, 数量为焊丝直径的十倍, 既Φ1.2mm焊丝选择12升/分。当采用大电流快速焊接, 或室外焊接及仰焊时, 应适当提高气体流量。2.3焊丝伸出长度。焊丝伸出长度与电流有关, 电流越大, 焊丝伸出长度太长时, 焊丝的电阻热越大, 焊丝熔化速度加快, 易造成成段焊丝熔断, 飞溅严重焊接过程不稳定。焊丝伸出长度太短时, 容易使飞溅物堵住喷嘴, 有时飞溅物熔化到熔池中, 造成焊缝成形差。一般经验公式是, 伸出长度为焊丝直径的十倍, 既Φ1.2mm焊丝选择伸出长度为12 mm左右。2.4焊接电流。应根据母材厚度, 接头形式以及焊丝直径等, 正确选择焊接电流。短路过渡时, 在保证焊透的前提下, 尽量选择小电流, 因为当电流太大时, 易造成熔池翻滚, 不仅飞溅大, 成形也非常差。2.5焊接电压。焊接电压必须与焊接电流形成良好的配合。焊接电压过高或过低都会造成飞溅, 焊接电压应伴随焊接电流增大而提高, 伴随焊接电流减小而降低, 最佳的焊接电压一般在1~2伏之间, 所以焊接电压应细心调试。2.6焊接速度。焊接速度对焊缝内部与外观的质量都有重要影响。当焊接速度增加时, 将焊缝熔宽, 熔深和堆积高度都相应降低。当焊接速度过快时, 会使气体保护的作用受到破坏, 易使焊缝产生气孔。当焊接速度过慢时, 熔池变大, 焊缝变宽, 易因过热造成焊缝金属组织粗大或烧穿。因此焊接速度应根据焊缝内部与外观的质量选择。2.7喷嘴与工件的角度。无论是自动焊还是半自动焊, 当喷嘴与工件垂直时, 飞溅都很大, 电弧不稳。其主要原因是运弧时产生空气阻力, 使保护气流后偏吹。为了避免这种情况的出现, 可将喷嘴后倾10°~15°, 既可保证焊缝成形良好, 焊接过程稳定。2.8焊法。一般采用左向焊法焊接, 焊缝成形好, 飞溅小, 便于观察熔池, 焊接过程稳定。当采用用右向焊法焊接时, 飞溅大, 焊缝成形差, 焊接过程不稳定。2.9气孔问题。CO2气保焊时, 会产生三种形式的气孔分别为:CO气孔、N2气孔及H2气孔。焊丝选择合理, 产生CO气孔的可能性很小;气体保护效果好, 保护气体流畅, 焊接环境无风产生N2气孔的可能性降低;焊丝和焊件表面油污、水分、铁锈少, CO2气体要经过干燥, H2气孔也就相应减少。2.10 CO2气保焊的飞溅问题。2.10.1采用活化处理过的焊丝可以细化金属熔滴减少飞溅, 改善焊缝的成形。所谓活化处理就是在焊丝表面涂一层薄的碱土金属或稀土金属的化合物来提高焊丝发射电子的能力, 最常用的活化剂是铯 (Cs) 的盐类如Cs CO3, 如稍加一些K2CO3, Na2CO3, 则效果更显著。2.10.2限制焊丝中的含碳量在0.08~0.11%范围内, 为此可选用超低碳焊丝, 如HO4Mn2Si Ti A。2.10.3必要时选用药芯焊丝, 使熔滴表面有熔渣覆盖, 可减少飞溅, 使焊缝盛开美观。2.10.4在CO2气体中加入少量的Ar气, 改善电弧的热特性和氧化性, 减少飞溅。2.10.5采用直流反接, 使焊丝端部的极点压力较小。2.10.6选择最佳的焊接规范, 焊接电流、焊接电压不要过大或过小。2.10.7选择最佳的电感值, CO2气体保护焊时电流的增长速度与电感有关, 既:

式中:U0———电源的空载电压;I———瞬间电流

R———焊接回路中的电阻;L———焊接回路中的电感

由此可知电感越大, 短路电流的增大速度di/dt越小。当焊接回路中的电感值在0~0.2毫亨范围内变化时, 对短路电流上升速度的影响特别显著。一般在用细丝CO2气体保护焊时, 由于细焊丝的熔化速度比较快, 熔滴过渡的周期短, 因此需要较快的电流增长速度, 电感应该选小些。相反, 粗焊丝的熔化速度较慢, 熔滴过渡的周期长, 则要求电流增长速度慢些, 所以应该选较大的电感值。在喷咀上涂一层硅油或防堵剂, 可以有效的防止喷咀堵塞。使用焊接飞溅清除剂, 喷涂在工件上, 可以阻止飞溅物与母材直接接触, 飞溅物用钢丝刷轻轻一刷就能把飞溅物清除。

3 防止和减少结构变形的措施

3.1 减小焊缝截面积:焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积, 焊缝面积越大, 冷却时收缩引起的塑性变形量越大。在得到完好、无超标缺陷焊缝的前提下, 尽可能采用较小的坡口尺寸 (角度和间隙) 。3.2厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。3.3双面均可焊接操作时, 要采用双面对称坡口, 并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序。3.4 T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。3.5采用焊前反变形方法控制焊后的角变形, 此法使生产中最常见的一种方法, 而预先把焊件作出基本抵消 (补偿) 。焊后弯曲的反变形, 来达到防止焊后变形的目的。3.6刚性固定法:又称为强制法。在实际制作中, 对于刚性大的构件焊后变形一般较少, 对刚性小的构件可在焊前加强构件刚性, 焊后变形也响应减小。在采用这种方法时, 必须等焊接冷却后再把夹具和支撑卸去, 几种常见的方法有夹具法、支撑法、胎具法、临时固定法 (如焊钉固定和压紧固定法) 、定位焊接法。3.7锤击焊缝法:此法主要适用于薄板的焊接。当薄板的焊缝及其热影响区还没有完全冷却时, 立即对该区域进行锤击, 对于厚板则用风枪敲击。3.8采用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形。3.9设计上要尽量减少焊缝的数量和尺寸;合理布置焊缝, 除了要避免焊缝密集以外, 还应使焊缝位置尽可能靠近构件的中和轴, 并使焊缝的布置与构件中和轴相对称。3.10正确选择焊接顺序。在钢结构中同时存在对焊缝和角焊缝时, 原则上先焊对焊缝, 反焊角焊缝。对十字型焊缝和T字型焊缝, 更应采取正确的顺序, 避免焊接应力集中, 保证接头焊接质量。采取对称于整个钢结构的中和轴的焊接和采取从中间相两段焊接, 对减少变形十分有利。对钢结构中强度要求高的重要部位焊接, 应尽量使接头能自由收缩, 不受约束。

结束语

综上所述, 以上针对CO2气保焊的焊接控制过程, 缺陷防止办法, 防止焊接变形的方法进行阐述, 通过生产实践, 改善结构件产品质量。

参考文献

[1]邱菲, 焊接方法与设备[M].北京:化学工业出版社, 2008.

[2]朱学忠, 看图学电焊[M].北京:人民邮电出版社, 2005.

CO2气体保护焊金属飞溅问题探讨 篇5

摘  要：CO2气体保护焊是一种高效率、低成本的节能焊接方法，而金属的飞溅是CO2气体保护焊中较为突出的问题，文章分析了产生金属飞溅的原因，并提出了其防止措施。

关键词：CO2气体保护焊;飞溅;措施

中图分类号：TC444.73     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0177-02

CO2焊很容易产生金属飞溅，这对焊缝质量及生产率都很不利，严重时甚至影响焊接过程的正常进行。

1  产生飞溅的主要原因

1.1  气体爆炸引起的飞溅

造成这种飞溅的气体主要是CO2。具有强烈氧化性的CO2，使熔池和熔滴中的C氧化生成气体CO，在电弧高温的作用下体积急剧膨胀而爆破，从而产生大量细粒的金属飞溅。

1.2  由电弧斑点压力引起的飞溅

由于CO2气体高温时分解吸收很多的电弧热量，对电弧的冷却作用增强，而使电弧的电场强度也增强，电弧收缩，弧根面积变小，电弧的斑点压力增大，这时熔滴很不稳定，形成飞溅。

1.3  短路过度时由于液态小桥爆断引起的飞溅

当熔滴与熔池接触时，由熔滴把焊丝和熔池连起来，形成了液态的小桥。随着短路电流的增强，液体小桥金属加热迅速，从而导致小桥液态金属气化而发生爆炸，导致飞溅。

如果电弧电压太低，由于弧长很短，短路频率高，电弧燃烧的时间过短，焊丝的端部还没有来得及熔化就插入熔池，而发生固体短路，而短路电流很大，使焊丝突然爆断，飞溅严重，焊接过程非常不稳定，这时可看到焊缝上插了很多短段焊丝，像刺猬一样。

1.4  当焊接参数选择不合理时，也会引起飞溅

这种飞溅是在焊接的过程中，因电弧电压、焊接电源、焊接回路电感值等焊接参数选择不当所引起的。

1.5  非轴向熔滴过渡而造成的飞溅

这种飞溅是在大滴过渡焊接时因电弧斥力所造成的。熔滴在极点压力和弧柱中气流的压力共同作用下，被推向焊丝末端的一边，并抛到熔池外面，使熔滴形成大颗粒的飞溅。

2  减少金属飞溅的措施

2.1  减少气体爆炸引起的飞溅

实验表明，焊丝中的含C量对金属飞溅有很大影响，含C量高时，金属飞溅就会变得严重，当含C量减少到0.04%时，即使电流较大，金属飞溅也会很少。因此，焊丝中的含C量应该控制在0.08%左右。

2.2  电弧斑点引起的金属飞溅主要取决于电源的极性

如果是直流正接，焊丝末端的熔滴因受到正离子的冲击，造成大颗粒的金属飞溅;反接时，主要是电子撞击熔滴，其极点压力减小很大，金属飞溅较少。所以，CO2气体保护焊时，常常采用直流反接来焊接。

2.3  短路过渡时限制金属液桥爆断能量

即必须设法使短路液桥的金属过渡趋于平缓。为此：

在焊接回路中串入合适的附加电感值，就可以减少因短路电流而引起的金属飞溅。一般地来说，焊接回路内的电感值在0～0.2 mH范围内变化时，对短路电流上升的速度影响最为显著。所以，适当调整附加的电感值，能有效地减少金属飞溅。这种方法优点是设备简单，效果明显。缺点是控制不够精确，适量调整不易。因此只能在一定程度上减少飞溅。

电流切换法。在每个熔滴过渡中，当液桥缩颈尺寸达到临界值，立即将电流切换，即将电流从高值切换到低值，使液桥缩颈在小的电流下爆断，消除了液桥爆断产生飞溅的因素。实验结果表明，如果使电流从400 A降到30 A，金属的飞溅率将降低到2%～3%。

2.4  合理选择焊接参数

2.4.1  焊接电流与电弧电压

在CO2焊的焊接中，对于焊丝的不同直径，其金属的飞溅率与焊接电流间有一定的关系，如图1所示。

由图1可以看到，在1段（短路过渡区）和3段（细滴过渡区）飞溅率都较小，而在2段（混合过渡区）飞溅率却最大。由此可见，CO2焊在选择电流时，混合过渡区最好避开。而电弧电压应该匹配与焊接电流。

2.4.2  焊丝的干伸长

一般来说，金属的飞溅率与焊丝的干伸长成正比。比如，焊丝的直径如果是1.2 mm，其干伸长若从原来的20 mm增加到

30 mm的长度，则金属的飞溅率会增加5%，因此，在确保喷嘴不会堵塞的前提下，焊丝的干伸长应尽可能的缩短。

2.4.3  焊枪的倾角

焊枪的倾角是不容忽视的因素。当焊枪的倾角在80 °～

110 °之间时，不论后倾还是前倾，对焊缝的成形是没有明显影响;但倾角过大（如大于115 °）时，金属的飞溅会增大，同时还会增加熔宽并减小熔深。

2.4.4  短路过渡时，可采用（Ar+CO2）混合气体代替纯CO2以减        少飞溅

向CO2气体中加入Ar气，随着Ar含量的增加，飞溅率会减少。在不同焊接规范下，Ar+5%CO2混合气体与纯CO2焊相比，它的飞溅率是很小的，约为1%到3%左右，尤其在CO2焊的中等电流区域飞溅率高10%左右，而混合气体却很少（2%以下）。

CO气体随着Ar气比例的增加，飞溅率减少，其原因可从气体成分对冶金反应和熔滴过渡的影响来分析。

在混合气体中，随着Ar气含量的增加，气体的氧化性减弱，所产生的CO气体也少，所以减少了因冶金反应而引起的飞溅。

2.4.5  使用低飞溅率的焊丝

①对于实心焊丝，在保证机械性能的前提下，应尽量降低其含C量，并添加适量的钛和铝等合金元素。无论颗粒过渡还是短路过渡焊接都可显著减小由CO等气体引起的飞溅。

②用以Cs2CO3、K2CO3等物质处理过的焊丝，进行正极性焊接。

③采用药芯焊丝。在焊丝的药芯中有稳弧剂等成分，焊接时电弧稳定，飞溅减少。

同时在熔池的表面和熔滴周围有熔渣覆盖。其飞溅率比实心焊丝可减少1/3。

3  结  语

在CO2焊中，对于如何减少金属的飞溅必须给予足够的重视和防范，以保证焊接过程的正常进行，不断提高生产效率及焊接质量，降低生产成本。

参考文献：

[1] 周岐.电焊工工艺与操作技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

二氧化碳保护焊 篇6

ZG35Cr Mo属于中碳钢, 且状态为调质状态, 在经济性能以及力学性上具有良好的性质, 因而被广泛应用于大型设备重要部件的制造中, 而该类部件的生产加工大多采用了焊接的形式, 并且由于其制造过程以及零件的设计都会受到局限, 所以, 需要在生产中对焊接部件进行调质, 即焊接处理对象处于调质状态。该状态下无法进行焊后热处理, 因此焊接后接头会发生软化或者热影响区会发生催化甚至断裂的现象。

1 裂纹产生原因分析

1.1 裂纹的产生

1.1.1 热裂纹。

由于ZG35Cr Mo属于中碳钢, 因而材料中碳元素以及合金元素都具有较高的质量分数, 从而使得焊缝的结晶温度区间相对于普通钢材高出许多, 热裂纹敏感性受到偏析加重的影响会有所增加, 所以, 焊接所选用的材料应当为碳元素、硫元素、磷元素等含量较低的材料, 同时对材料中Mn/S比予以提升, 以此对热裂纹在焊接接缝发生的几率予以降低。

1.1.2 冷裂纹。

一般来说低碳钢在焊接时, 焊接效果较好, 作为中碳钢的ZG35Cr Mo钢来说, 由于材料中合金元素以及碳元素质量分数较高, 因此MS点相对较低, 材料具有较高的淬硬倾向, 所以材料极易发生冷裂纹。淬硬倾向增加。另外受到MS点的影响, 焊接时, 钢材无法自动形成回火效应, 而且受到材料中碳含量的影响, 无法产生低碳马氏体, 只能产生高碳马氏体, 而此种马氏体脆硬性较高, 因此发生冷裂纹便是在所难免的。所以ZG35Cr Mo钢的冷裂纹倾向是低合金钢材中最严重的, 而避免该类裂纹产生的有效方式便是减少产生焊接中高碳马氏体的量。

1.2 热影响区分析

1.2.1 脆化。

高碳马氏体不仅仅会引发冷裂纹, 同时也会引起过热区脆化, 由于冷却速度快, 因此会生成大量的马氏体, 而马氏体会引起严重的脆化现象。虽然冷却速度受到热输入焊接影响而有所减缓, 但是由于高温区停留时间的增加, 反而使得奥氏体晶粒发生变大, 待冷却后得到的马氏体体积更为粗大, 无法对焊接处脆性予以改善。而通过二氧化碳保护焊的工艺, 结合预热、后热以及焊后缓冷等措施, 不但能够有效缩短高温停留时间, 同时能够减少马氏体的生成。并且能够有效控制热输入, 在焊接过程中有效减少热影响区的宽度, 同时缩小引起脆化区域。

1.2.2 焊接区域的软化区。

回火温度对于焊接性能的影响极大, 在调质处理时, 处理回火会对软化程度造成严重影响, 温度越低软化越严重。在焊接过程中必须保证焊接工艺在设计上能够保证焊接接缝的金属性能适中保持良好, 即化学性能和力学性能均能够有效保持, 对适合的热输入进行选择同时保证层间温度同预热温度配合默契, 爆炸能够在焊接的热影响区能够得到最佳的组织, 同时, 保证对氢含量的有效控制, 以此对冷裂现象进行进一步的预防。

2 二氧化碳气体保护焊分析

2.1 现状分析

在对调质状态下的铸钢进行焊接时多数以电弧焊接方式作为焊接的首选, 相对比母材, 采用电弧焊进行焊接时, 设计过程中不会承受过多的荷载, 联系焊缝是采用电弧焊接方式最基本的焊缝形式, 并且焊接过程中只要保证焊缝不会开裂即可。该种焊接方式在进行此类钢材的焊接时往往都受到焊接方式的局限, 因而焊接效率较低, 并且会产生较宽的热影响区, 从而降低焊接接头的强度, 使得接头脆性增大, 均匀性上较差。在焊接时可以选用不同的焊丝, 从而保证焊接接头能够同母材之间良好匹配, 保证工作焊缝的强度, 同时增加焊缝的联系。

2.2 二氧化碳焊的热输入

针对此类焊接处理, 不但要保证焊接头同设计预期要求相适应, 最重要的是保证有效控制热输入, 使其适中处在合理的范围中。这是由于热输入会对接头的性能造成巨大的影响。若热输入超过合理范围, 则会导致HAZ晶体过大, 在焊接过程中生成的珠光体、铁素体较为粗大, 降低了焊接体的韧性, 尤其针对此类钢材, 会形成M-A组元, 对韧性的不利影响同样十分巨大。反之, 热输入不足, 则会生成高碳马氏体, 降低韧性的同时, 会对脆性转变温度造成影响, 使之相对升高。

2.3 二氧化碳焊的飞溅控制

飞溅问题一直是二氧化碳焊自身的一个较大缺陷, 调质钢的焊接同样存在如何减少飞溅的问题。经过深入研究和对比, 笔者选择的脉冲电弧焊是一种非常有效的方法。同直流电源相比, 脉冲电弧焊具有良好的引弧性能和对所焊工件良好的适应性能等诸多优点, 在整个脉冲功率区可以使熔滴平稳过渡, 最大限度地减少了飞溅。

3 焊接试验

3.1 焊接工艺

3.1.1 焊接材料的选择。

调质状态下的焊接, 焊后又不再进行热处理, 焊材的选择首先要保证接头的力学性能, 即熔敷金属的强度、韧性等均不能低于母材规定的最小要求。考虑到产品自动焊接的要求, 层间不易进行清理工作, 实芯焊丝就是较好的选择。保护气体为纯二氧化碳 (气体纯度/9915%) 气体。

3.1.2 焊接规范。

焊前对焊道及其两侧100mm范围内用氧-乙炔火焰预热300~350℃, 焊接过程中层间温度不低于250℃。焊后立即用氧-乙炔火焰将焊缝及其两侧加热到350e, 保温5min后缓冷。焊接过程采用多层多道、连续施焊, 单层熔敷金属厚度最大5mm, 除每一面的第1层和表面层外, 其余各层焊后均用小锤锤击焊道, 以降低残余应力。

3.2 试验结果

试验结果表明, 70C焊丝试件各项力学性能均符合要求, 80G焊丝试件除冲击功良好以外, 其余性能略低于材料要求。显而易见, 强度匹配的70C焊丝及其焊接工艺更符合实际需要。经力学性能试验满足要求后, 又对70C焊丝做了金相检验, 以进一步掌握该焊接接头的微观性能。为进一步了解70C焊丝熔敷金属的微观组织, 取焊缝横截面经抛光腐蚀后做金相检验, 可以看出, 焊缝区组织为带状铁素体+珠光体+少量贝氏体, 热影响区组织主要为贝氏体+索氏体。这说明焊前的预热以及热输入、后热等工艺措施, 有效避免了高碳马氏体的生成, 同时将热影响区的过热部分很好地控制在2mm范围之内, 有效预防了冷裂纹的产生。这充分证明了试验中采用的焊接规范可以得到合理的组织形态, 能满足母材的各项要求。

4 结束语

首先, 二氧化碳保护焊的热量相对集中不会产生大量飞溅, 因而焊接效率较高, 并且焊接过程中不会产生大量的氢, 容易保证焊接质量, 因此在铸钢的焊接中常常选用该种焊接方式。其次, 针对中碳调质钢的焊接中, 若其状态为调质状态, 那么其热输入选择较低的输入, 控制预热和后热处理, 能够有效减少焊接头的裂纹以及热影响区温度过高的现象, 有效的提高了焊接质量。最后总结出, 采用二氧化碳保护焊的方式完全可以满足ZG35Cr Mo调质钢的焊接要求。

摘要：ZG35CrMo调质钢的焊接中, 焊接效果要求较高, 若使用电弧焊对其进行焊接, 其接头效果往往达不到标准要求, 因此文章便针对二氧化碳气体保护焊在ZG35CrMo调质钢焊接中的应用进行了分析, 并通过实验研究, 对其焊接后的性能进行了论述。

关键词：二氧化碳,焊接,ZG35CrMo,工艺

参考文献

[1]刘忠杰, 肖桐, 覃庆泽.焊缝金属中可扩散氢含量的试验研究[J].兵器材料科学与工程, 2003.

[2]刘艳红.低碳钢、低合金钢弧焊工艺专家系统的开发[D].大连铁道学院, 2002.

二氧化碳保护焊 篇7

二氧化碳气体保护焊是利用二氧化碳作为保护气体的一种熔化极电弧焊。因为二氧化碳气体比重大于空气, 因此从焊枪喷嘴中喷出的保护气体可以在电弧区周围形成有效的保护层, 防止空气进入熔池。由于该方法成本低、电流密度大、电弧热量集中, 所以金属熔敷率和焊接速度较高, 被广泛应用于工业生产。但是, 此工艺一旦控制或操作不当, 便使飞溅增大, 焊缝成形变差, 并且产生气孔。如果通过高速摄影方法对熔滴的过渡情况进行摄制, 所需的设备昂贵, 摄制工艺较为复杂。为了探索一种适用于现场焊接质量监控, 而且易于推广使用、操作简单的方法, 我们使用虚拟示波器开展了实验研究。

2、实验方案

在生产实践中, 二氧化碳气体保护焊在较多场合是采用短路过渡的形式。短路过渡的特点是电弧稳定, 飞溅较小, 熔滴过渡频率高, 焊缝成形较好。配合使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的焊接接头。这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。该方法焊接时, 焊丝作为熔化电极, 通过送丝机构的一组滚轮连续送进, 使其与工件之间引燃电弧, 在此电弧热的作用下, 熔化的焊丝和工件金属形成熔池, 随着焊枪的移动, 熔池逐渐凝固形成焊缝。由此可见, 短路过渡是一个引弧、短路和燃弧的连续循环过程。这必然伴随着焊接电流和电弧电压的相应波动, 能够作为质量监控的对象。

为了对熔滴过渡期间检测到的电信号及其随时间变化的规律用图形显示出来, 完成对这种周期信号波形的测量、记录、存储、分析, 间接地反映出焊接过程中焊缝成形状况, 如果使用常规的示波器虽然易于测试, 波形直观, 但调节旋钮多, 不便于快速操作, 且无法存储所测波形。数字示波器是经常使用的一种通用台式仪器, 但是, 这类仪器价格昂贵, 仅用于科研和实验室中, 不适合在焊接生产现场使用。目前虚拟仪器技术正作为测控测量系统中的一种全新概念的测量技术被广泛地应用。这类仪器是随着计算机技术、电子测量技术和通信技术而发展起来的一种新型仪器, 它是在以通用计算机为核心的硬件平台上, 具有虚拟面板, 测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统, 能够充分利用计算机系统强大的数据处理能力, 对信号波形进行密集的采样, 采样值被数字化后存储起来, 当重建波形时便从缓冲区取数, 然后用清晰、均匀一致的轨迹映现在计算机屏幕上, 对模拟信号进行数据采集后存入数据文件, 由软件对数据进行相应分析、处理, 并在屏幕上显示处理结果。因此, 将虚拟示波器作为实验研究仪器。

二氧化碳气体保护焊按操作方式分可分为自动焊和半自动焊, 自动焊的送丝和电弧移动均为自动, 而半自动焊的送丝为自动, 电弧移动为手工操作。为了排除人为因素对实验结果的影响, 结合一般企业中广泛使用半自动二氧化碳气体保护焊机的现状, 选用半自动二氧化碳气体保护焊机和焊接自动行走机构组成的自动焊接装置。

3、实验效果

二氧化碳气体保护焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度等。在焊接实验时采用直流反极性, 使用直径为1.0mm、牌号为H08Mn2SiA的焊丝, 电弧电压为18～22V, 焊接电流为80～130A, 保护气体流量为12～16L/min, 焊接速度为28～56mm/min, 焊丝干伸长度为10～12mm。

被测焊接电流通过在焊机输出端串接分流器测得, 电弧电压在焊机输出两端取样。为有效地保护计算机设备, 在工件和行走机构间采取了绝缘措施。

在实验开始后, 二氧化碳气体保护焊时焊接电流和电弧电压随时间变化的波形经虚拟示波器处理显示在计算机的显示屏上 (见图1) 。

在进行焊接的过程中, 焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷, 电弧电压和焊接电流要相互匹配。

当电弧电流较小, 电弧电压较高时, 弧长较长, 熔滴不易与熔池接触, 此时很难发生短路过渡。由于电流较小, 焊丝和熔滴之间的电磁推力以及熔滴和弧根之间的电磁推力很难使熔滴形成缩颈, 而斑点压力对熔滴过渡起阻碍作用, 因此这时只有依靠重力来抵消表面张力使得熔滴过渡到熔池, 金属飞溅将增多, 过渡极不稳定 (见图2) 。当电弧电流较小, 如果电弧电压太低, 则焊丝容易伸入熔池, 使电弧不稳 (见图3) 。

在大电流焊接时, 若电弧电压过高, 则金属飞溅增多, 电弧稳定性差, 容易产生气孔 (见图4) ;而当大电流焊接时, 如果电压太低, 则电弧太短, 影响其稳定燃烧, 使焊缝成形不良 (见图5) 。

只有在电弧电压和焊接电流相互合理匹配的区间, 焊接飞溅少, 电弧稳定 (见图6) 。

因此, 根据虚拟示波器处理后输出的波形图, 在其余焊接参数调整后保持固定不变的情况下, 通过调节焊接设备的送丝速度来改变焊接电流, 可控制熔滴有规则地过渡, 从而得到平整的焊缝。

4、结论

虚拟示波器能够处理二氧化碳气体保护焊过程中检测到的随时间变化的焊接电流和电弧电压波形, 与弧焊设备间不存在电气方面的相互干扰。将虚拟示波器检测技术引入到二氧化碳气体保护焊的质量控制领域, 为在生产现场实时改进焊接工艺提供了新的途径。

摘要：在二氧化碳气体保护焊过程中, 焊丝熔化呈熔滴状向熔池过渡, 该过渡行为是影响焊接质量的重要因素。在实验中把采集到的焊接电弧电压和电流值通过虚拟示波器处理, 形象生动地实时反映出电信号的动态变化情况, 从而实现间接地实时监测焊缝成形质量。

二氧化碳保护焊 篇8

1 药芯焊丝自保护焊应用范围及特点

药芯焊丝自保护焊自动化程度高,焊接质量好,焊材利用充分,焊接熔敷量大,比手工焊焊道少,熔化速度比纤维素手工下向焊提高15%～20%。焊渣薄,脱渣容易,减少了层间清渣时间。其焊接设备具有通用性且工程所需焊机和辅助工装数量少,可用于半自动焊,也可用于手弧焊或其它焊接方法的焊接,设备综合成本低。因而药芯焊丝自保护焊作为一项先进的施工技术,主要应用于重型机械、电力设备、石油化工、交通运输、建筑工程、航天航空等行业,尤其是大口径长输压力管道的焊接。

2 药芯焊丝自保护焊在工程中的适应性

由于工装、设备、施工环境的影响,许多焊接方法对实际工程的适应能力较弱。CO2气保护下向焊自动化程度高,焊接质量好,生产效率高,但因其工程辅助设备多且笨重,又使用外加保护气体,因而不适合在有风、交通差的工程中运用。手工下向焊灵活性高,但对所用焊材性能、保管、使用要求严格且需大量高水平的焊工,成本较高。药芯焊丝自保护焊是依赖于药芯燃烧分解出的气体及熔渣保护熔池和焊缝金属的电弧焊方法,无须外加保护气体,抗风性好,适应于有风的环境中焊接,而且药芯焊丝对保管、使用要求较低,焊机和送丝机可合为一体且体积小和重量轻,辅助设备少,工程适应能力大大提高。目前,药芯焊丝自保护焊技术在工程应用中的优越性已为广大施工企业所认同,使该技术进行大规模推广成为可能。

3 掌握正确的操作技能

虽然药芯焊丝自保护焊技术适应能力较强,但若工程中工艺技术措施不当,将仍不能保证焊缝质量。药芯焊丝自保护焊工艺参数主要有:焊接电流、电弧电压、送丝速度、焊丝伸出长度(干伸长)等。药芯焊丝自保护焊每一个参数都对焊缝质量有影响。如在一定的电流下(送丝速度),当电压过小时,将产生较大飞溅,熔合不良,铁水不易成型,出现劈啪声和顶丝现象;而电压过大,会出现表面气孔,烧穿,送丝不匀,成型不良等现象,而合适的电压,飞溅小,电弧稳而柔和,送丝均匀。干伸长也会影响焊缝质量,当焊丝伸出长度过大时,熔深变浅,常出现焊不透等现象,而当焊丝伸出长度过小且长时间焊接,飞溅物易于粘附在喷嘴上,损坏导电喷嘴,进而扰乱焊丝的正常送进,影响送丝速度,最终导致质量缺陷。对于大口径压力管道不同的焊接位置其合适干伸长上爬坡位应保持15～25mm长,立焊位应保持20～30mm长,下爬坡仰焊位应保持20～50mm长。由于工艺参数对焊缝质量影响大且每一参数之间又相互作用,因而参数选配非常重要,参数是否匹配会直接影响到电弧的稳定,熔池的形状、熔合的好坏、铁水的成型及飞溅的大小,最终影响焊缝质量。因此为了保证药芯焊丝自保护焊的焊接质量,一定要选用合理的焊接参数。

不仅药芯焊丝自保护焊工艺参数会影响焊缝质量,焊工的操作手法正确与否对焊缝质量的影响也很大。在药芯焊丝自保护焊操作手法中,起主要作用的是两侧停留时间、焊速、摆动频率及幅度等。如焊工进行填充焊操作时,当形成熔池后,必须保持一定的焊接速度,快速稳步均匀的左右小幅摆动,带动溶池有节奏的下拉行走,并且要按溶池的大小及铁水的高度来决定步伐的快慢,在焊接过程中,焊丝决不可脱离熔池先行,必须带动溶池一起行走,否则会出现顶丝、跳丝、熔合不良现象,焊到立焊位时,喷嘴角度稍有上倾,行走速度适当加快以防止铁水的超前。特别是焊到下爬坡位时,会感到熔池变小,熔深变大,因此焊丝左右摆动幅度要加大,中间过度要快且两边要有适当的停留时间以保证坡口两侧铁水与母材良好的熔合,否则两侧会出现较深的夹沟和中间铁水过高等不良现象。

4 制定质保措施,保证自保护焊焊接质量

焊前准备、组对、设备计量、工序控制等方面措施要求是否得当,也会影响自保护焊的焊接质量。

在组对时,若使用内对口器,则须在根焊完成后方可拆卸和移动对口器,移动对口器时,管子应保持平稳。使用外对口器组对的,须在根焊完成50%后方可拆卸,所完成的根焊道应分为多段,且均匀分布。施焊时,管子应保持平稳,不得受到震动和冲击。施焊时,严禁在坡口以外的管材表面上引弧,层间必须仔细清除熔渣和飞溅物。另外,材料应有出厂质量证明书,质检人员应根据合格证对照实物进行验收,焊丝的焊接工艺性能应满足管道全位置下向焊接要求,对于不合要求的焊丝应作为不合格品处理,不得用于管道焊接。

做好计量及设备管理工作,提高焊接质量。若计量未做好,所用仪器就不准,工艺参数的准确率就得不到保障,就会影响焊接质量,同样,设备出现故障,将导致焊接工作的停止。因而,施工时应对参加工程施工的焊机、对口器、送丝机构、行走机构等焊接设备进行一次全面检查,性能、数量要满足工程施工要求,各种计量仪表必须读数准确且在检定有效期内.作到焊机运转正常、调节灵活、性能安全可靠,才能发挥药芯焊丝自保护焊技术的优势,提高工程施工质量。

工序控制不好,将会间接造成焊接质量问题。因而,自保护焊每个工序之间,也要注意配合,上一个工序没有完全结束或质量得不到保证,禁止下一道工序的施工。只有这样,才能最大限度地保证其焊接质量,从而保证工程质量。

摘要：根据我国长输压力管道建设的发展历程及国家经济及石油石化工业的发展,介绍了自动化程度高,焊接质量好,焊材利用充分,设备综合成本低的药芯焊丝自保护下向焊技术,并指明该技术主要应用于重型机械、电力设备、石油化工、交通运输、建筑工程、航天航空等行业,尤其是大口径长输压力管道的焊接。比较了药芯焊丝自保护焊、手工下向焊及CO2气保护下向焊的工程适应性,重点分析了自保护焊工艺规范及操作技能对工程焊接质量的影响。介绍了焊前准备、组对、设备计量及工序控制对焊接质量的影响。

CO2气体保护焊焊接工艺参数分析 篇9

关键词：CO2气体保护焊,对接焊缝成型,焊接工艺参数

0 引言

焊接技术是制造业重要的组成部分, 现代制造技术的发展离不开焊接技术, CO2气体保护焊以其独特的优势在工业生产中发挥着极其重要的作用。对接焊缝是最好的接头形式, 它在钢结构件承受静载和动载时安全可靠, 疲劳强度较高, 应力集中和变形较小。所以, 对接焊缝是制造业当中选用最多的接头形式, 也是焊接质量要求较高的焊缝。

1 CO2气体保护焊的特点

CO2气体保护焊的电弧热量集中、电流密度大、穿透力强、受热面积小、对铁锈敏感度低, 焊件焊后变形小, 不易出现氢气孔和氢致冷裂纹, 适用于焊接低碳钢和低合金高强度结构钢, 尤其在焊接低合金高强度结构钢时, 比手工电弧焊有质量保证。

CO2气体保护焊是气体保护, 明弧焊接, 没有熔渣, 焊缝成型后表面会出现一层灰色渣皮 (焊缝金属高温冷却过程中形成的氧化物) , 可用钢丝刷清理后露出金属光泽。熔池可见性好, 焊工在施焊时便于根据熔池形状和温度控制熔焊过程, 焊缝的宽度和余高容易把握, 焊缝的外部成型效果良好。

2 CO2气体保护焊相关工艺参数及准备过程

2.1 对焊单面焊双面成型坡口形式及装配要求

CO2气体保护焊一般采用V形坡口, 装配质量要求较高, 包括坡口角度、钝边和装配间隙, 以及对接不错边, 点焊定位牢固等。

坡口角度大小对电弧能否深入到焊缝的根部影响较大, 因为CO2气体保护焊喷嘴较粗, 焊丝刚露出喷嘴, 如果坡口角度过小, 喷嘴伸不进去, 电弧很难达到, 根部就不易焊透, 再加上喷嘴遮挡弧光, 容易出现焊偏、熔合不良等缺陷。实践证明, 要想获得较好的单面焊双面成型效果和焊接质量, 选择60°±5°型坡口角度是最合适的。

CO2气体保护焊钝边比手工电弧焊稍大, 宜选用2mm~3mm的钝边, 装配间隙稍小, 为0mm~2mm, 间隙过大时容易烧穿和焊漏, 给背面焊道成型带来难度, 须打磨清根。为了保证起头和收尾焊接质量, 可选择两块厚度、材质、坡口形式和母材相同的废钢板做引弧板和熄弧板, 焊于焊道两端。

2.2 焊接电流

焊接电流应根据焊件厚度、焊丝直径、施焊位置及熔滴过渡形式确定。焊接电流决定了熔深及生产效率, 对焊缝成型效果有决定作用。过大的焊接电流, 会增大飞溅, 产生气孔、烧穿、焊瘤等焊接缺陷;过小的焊接电流, 会造成电弧燃烧不稳定, 焊道未熔合等缺陷。在实际生产和实习教学法中一般选用半自动焊接, 它的送丝方式为等速送丝, 焊接电流由焊丝送丝速度决定, 当送丝速度快时, 会出现顶丝现象, 说明焊接电流太大;当送丝速度慢时, 焊丝时断时续, 说明焊接电流太小。实践表明, 当选用直径为1.2mm焊丝时打底层焊接电流在180A~200A范围内选择, 其它各层焊道宜采用200A~250A的焊接电流。

2.3 电弧电压

为保证焊接过程的稳定性和良好的焊缝成型, 电弧电压必须与焊接电流配合适当。因为CO2气体保护焊电弧静特性呈上升特性, 所以电弧电压应随焊接电流增大而增大或减小而减小。如果在两者不匹配的情况下拉长电弧, , 则熔深变小;压低电弧, 焊丝插入熔池, 电压过低或出现负值, 电弧燃烧极其不稳定, 焊缝成型效果极差。因此电弧电压一定要选择合适, 只有与焊接电流合理匹配, 才能达到良好的焊接效果。焊接电流与电压可参照表1数据合理调节:

2.4 焊接速度

在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下, 焊缝的熔深、宽度和余高都会随着焊接速度的变化而变化。如果焊接速度增加, 容易产生咬边、未熔合等缺陷, 气体的保护作用也受到破坏, 焊缝冷却快, 焊缝外观粗糙, 而且易出现氮气孔。如果焊接速度太慢, 焊缝的宽度和余高都会增加, 熔池的热量过分集中, 合金元素也会过多的烧损, 对热影响区的组织性能也有一定影响。实践证明, 选择20cm/min~40cm/min的焊接速度比较合适。

3 操作要领

CO2气体保护焊是明弧焊接, 熔池的可见度好, 可操作性强, 出现问题能及时调整处理。由于CO2气体保护焊自动化程度较高, 中间不需要更换焊丝, 接头少, 出现缺陷少。但因技能不熟练或操作不当也会影响焊接质量, 所以在操作时应当做到心中有数, 规范操作。

3.1 焊丝伸出长度

焊丝伸出长度也称为干伸长, 是指从导电嘴到焊丝端部的距离。焊丝干伸长影响电弧的稳定性。焊丝干伸长过长, 飞溅严重, 电弧燃烧不稳定, 气体保护效果变差, 严重时会因焊丝电阻值过大而导致焊丝成段熔化;当焊丝干伸长过小, 喷嘴与焊件的距离缩短, 飞溅物易粘住或堵塞喷嘴, 影响气体的流通, 也影响保护效果。因此, 焊丝干伸长度一般选择焊丝直径的十倍左右为最佳, 且不超过15mm。

3.2 焊枪角度

焊枪与母材及焊道的角度也是保证焊道成型质量的关键, 焊枪与焊道两侧母材的夹角一般为90°左右, 前倾角为10°~15°左右。

3.3 焊缝接头

焊缝接头容量出现缺陷的地方, 应尽可能少, 而且多层多道焊时, 接头尽可能错开10mm以上。接头时, 为了使接头不超高或脱节, 可用手动角磨机把弧坑部位打磨成缓坡形, 保留坡口边缘, 焊丝对准坡顶内侧面起弧, 当观察到熔池与坡顶边缘熔合为一体时小幅摆动缓缓回焊至缓坡最薄的位置, 然后正常摆动。注意, 起弧前必须将焊丝前端小球用克丝钳剪掉, 以免影响焊道质量。

3.4 焊接操作过程

打底焊是对接焊缝单面焊双面成型的关键, 也是操作的重难点。熟练掌握操作要领, 选择合理的焊接电流, 平稳耐心地操作, 才能保证焊接质量。

打底焊时应选用月牙形摆动, 在焊缝边缘作1秒左右的停留, 摆动时保证焊道顺直, 焊枪把握平稳。

打底焊前应检查导电嘴的内径是否合适, 喷嘴内部的飞溅物是否堵塞喷嘴, 焊丝是否够用, CO2气瓶是否打开, 气体流量合适与否等相关问题, 尽可能规范操作, 减少打底层的缺陷。

中间熄弧或打底焊焊完时, 立即松开焊枪开关, 但不要马上抬离焊枪, 防止产生缩孔、气孔及弧坑裂纹等。

中间填充层的操作同打底焊基本一样, 焊层之间的氧化物和飞溅及时清除。最后一道填充焊层要预留1 mm深度 (可用砂轮修磨平滑) , 为盖面焊打好基础。

盖面焊时也可选用月牙形摆弧, 关键要控制好熔池大小一致、摆弧幅度大小一致及焊接速度的一致, 余高要控制在1 m m左右。使焊缝与母材能平缓过渡, 降低应力集中。

3.5 接头组织对比

通过试验得出, CO2气体保护焊采用H08Mn2Si A焊丝与E5015手工电弧焊焊接接头组织对比见表2:

试验结果表明:CO2气体保护焊采用H08Mn2Si A焊丝进行单面焊双面成型对接焊时, 与E5015手工电弧焊焊接接头的性能相近 (焊缝组织主要都是铁素体和珠光体) , 但手工电弧焊焊接接头性能略高于CO2气体保护焊焊接接头的性能, 其原因在有两点:一是CO2的强氧化性烧掉了焊缝中大部分合金元素, 焊丝中的硅锰难以弥补;二是E5015焊条中的碳及合金含量较高, 其强度高于国家规定标准。

4 焊缝质量

1) 焊缝外观成型良好, 过渡平滑整齐, 焊缝宽度和余高附和对接焊缝尺寸公差要求。

2) 焊缝内部质量经X射线探伤及超声波探伤检验表明, 合格率都高于手工电弧焊。

参考文献

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[2]胡宝良.新编, 高级焊工.简明读本, 上海科学技术出版社, 2006.

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二氧化碳保护焊 篇10

CO2气体保护焊具有焊接效率高、抗锈能力强、焊接变形小、冷裂倾向小、熔池可见性好、以及适用于全位置焊接等优点。究其不足主要是:很难使用交流电源, 焊接飞溅多。特别是采用短路过渡形式时, 在焊接过程会产生大量的金属飞溅。造成大量金属的损失, 使熔敷率降低, 焊后清理工作量增加。同时, 飞溅的产生降低了电弧的稳定性, 严重影响焊接质量。此外采用短路过渡的CO2体保护焊还存在焊缝成形差的工艺缺点。主要表现为焊缝表面不光滑、熔深浅、焊缝成形窄而高, 容易出现未熔合的焊接缺陷。所以要使CO2气体保护焊在工业生产中得以广泛推广和应用, 则必须解决和控制这些工艺问题。

1 CO2气体保护焊焊接工艺

1.1 焊前准备

1.1.1 清除待焊部位及两侧10～20m m范围内的油污、锈迹等污物, 并在焊件表面涂上一层飞溅防粘剂, 在喷嘴上涂一层喷嘴防堵剂。

1.1.2 将CO2气瓶倒置1～2h, 使水分下沉, 每隔0.5h放水1次, 放2～3次。

1.1.3 根据焊接工艺试验编制焊接工艺。焊丝ER 5026, φ1.0mm, φL2mm, 焊机KRII350。

1.1.4 采用左焊法。

1.2 焊接操作工艺

1.2.1 对接焊缝操作工艺

(1) 由于CO2气保焊熔深大, 在板厚小于12mm时均可用工形坡口 (不开坡口) 双面单道焊接。对于开坡口的对接接头, 若坡口较窄, 可多层单道焊;若坡口较宽, 可采用多层多道焊。 (2) 焊接过程中, 焊枪横向摆动时, 要保证两侧坡口有一定熔深, 使焊道平整, 有一定下凹, 避免中间凸起, 这样会使焊缝两侧与坡口面之间形成夹角, 产生未焊透、夹渣等缺陷。 (3) 要控制每层焊道厚度, 使盖面焊道的前一层焊道低于母材1.5～2.5mm, 并一定不能熔化坡口两侧棱边, 这样盖面时可看清坡口, 为盖面创造良好条件。 (4) 盖面焊焊接时, 焊前应将前一层凸起不平的地方磨平, 焊枪摆动的幅度比填充层要大一些, 摆动时幅度应一致, 速度要均匀, 要特别注意坡口两侧熔化情况, 保证熔池边缘超过坡口两侧棱边, 并不大于2m m, 以避免咬边。 (5) 若每层用多道焊时, 焊丝应指向焊道与坡口、焊道与焊道的角平分线位置, 并且焊道彼此重叠不小于焊道宽度的1/3。

1.2.2 角焊缝操作工艺

(1) 角焊缝焊接时, 易产生咬边、未焊透、焊缝下垂等缺陷, 所以应控制焊丝的角度。等厚板焊接时, 焊丝与水平板的夹角为40°～50°。不等厚板时, 焊丝的倾角应使电弧偏向厚板, 板厚越厚, 焊丝与其夹角越大。 (2) 对于焊脚为6～8mm的角焊缝, 采用单层单道焊, 焊枪指向 (焊丝) 距根部1～2mm处。对于焊脚为6mm的焊缝, 采用直线移动法焊接, 对于焊脚为8mm的焊缝, 焊枪应作横向摆动, 可采用斜圆圈形运丝法焊接。

1.2.3 对于焊脚为10～12m m的角焊缝, 由于焊脚较大, 应采用多层焊, 焊2层。

焊接时第1层操作与单层焊相同, 焊枪与垂直板夹角减少并指向距根部2～3mm处, 这时, 电流比平常时稍大, 目的是为了获得不等焊脚的焊道;焊接第2层时, 电流比第1层稍少, 焊枪应指向第1层焊道的凹陷处, 直至达到所需的焊脚。

1.2.4 对于焊脚为15m m的角焊缝应采用多层多道焊, 即焊接3层。

需要注意的是:操作时, 每道的焊脚大小应控制在6～7m m左右, 否则, 焊脚过大, 易使熔敷金属下垂, 在水平板上产生焊瘤, 在立板上产生咬边。焊枪角度及指向应保证最后得到等脚和光滑均匀的焊缝。

2 CO2焊飞溅的控制

在CO2焊中, 大部分焊丝熔化金属可过渡到熔池, 有一部分焊丝熔化金属飞向熔池之外, 飞到熔池之外的金属称为飞溅。特别是粗焊丝CO2气体保护焊大参数焊接时, 飞溅更为严重, 飞溅率可达20%以上, 这时就不可能进行正常焊接工作了。飞溅是有害的, 它不但降低焊接生产率, 影响焊接质量, 而且使劳动条件变差。

由于焊接参数的不同, CO2焊具有不同的熔滴过渡形式, 从而导致不同性质的飞溅。其中, 可分为熔滴自由过渡时的飞溅和短路过渡时的飞溅。

2.1 熔滴自由过渡时的飞溅熔滴自由过渡时的飞溅主要形式, 在CO2气氛下, 熔滴在斑点压力的作用下上挠, 易形成大滴状飞溅。

这种情况经常发生在较大电流焊接时, 如用直径1.6mm焊丝、电流为300～350A, 当电弧电压较高时就会产生。如果再增加电流, 将产生细颗粒过渡, 这时飞溅减小, 主要产生在熔滴与焊丝之间的缩颈处, 该处的电流密度较大使金属过热而爆断, 形成颗粒细小的飞溅。在细颗粒过渡焊接过程中, 可能由熔滴或熔池内抛出的小滴飞溅。这是由于焊丝或工件清理不当或焊丝含碳量较高, 在熔化金属内部大量生成CO等气体, 这些气体聚积到一定体积, 压力增加而从液体金属中析出, 造成小滴飞溅。大滴过渡时, 如果熔滴在焊丝端头停留时间较长, 加热温度很高, 熔滴内部发生强烈的冶金反应或蒸发, 同时猛烈地析出气体, 使熔滴爆炸而生成飞溅。另外, 在大滴状过渡时, 偶尔还能出现飞溅, 因为熔滴从焊丝脱落进入电弧中, 在熔滴上出现串联电弧, 在电弧力的作用下, 熔滴有时落入熔池, 也可能被抛出熔池而形成飞溅。

2.2 熔滴短路过渡时的飞溅短路过渡时的飞溅形式很多。

飞溅总是发生在短路小桥破断的瞬时。飞溅的大小决定于焊接条件, 它常常在很大范围内改变。产生飞溅的原因目前有两种看法, 一种看法认为飞溅是由于短路小桥电爆炸的结果。当熔滴与熔池接触时, 熔滴成为焊丝与熔池的连接桥梁, 所以称为液体小桥, 并通过该小桥使电路短路。短路之后电流逐渐增加, 小桥处的液体金属在电磁收缩力的作用下急剧收缩, 形成很细的缩颈。随着电流的增加和缩颈的减小, 小桥处的电流密度很快增加, 对小桥急剧加热, 造成过剩能量的积聚, 最后导致小桥发生气化爆炸, 同时引起金属飞溅。另一种看法认为短路飞溅是因为小桥爆断后, 重新引燃电弧时, 由于CO2气体被加热引起气体分解和体积膨胀, 而产生强烈的气动冲击作用, 该力作用在熔池和焊丝端头的熔滴上, 它们在气动冲击作用下被抛出而产生飞溅。试验表明, 前一种看法比较正确。飞溅多少与电爆炸能量有关, 此能量主要是在小桥完全破坏之前的100～150μs时间内积聚起来的, 主要是由这时的短路电流 (即短路峰值电流) 和小桥直径所决定。

根据不同熔滴过渡形式下飞溅的不同成因, 应采用不同的降低飞溅的不同成因, 应采用不同的降低飞溅的方法:

2.2.1 在熔滴自由过渡时, 应选择合理的焊接电流与焊接电压参数, 避免使用大滴排斥过渡形式;

同时, 应选用优质焊接材料, 如选用含C量低、具有脱氧元素Mn和Si的焊丝H08Mn2SiA等, 避免由于焊接材料的冶金反应导致气体析出或膨胀引起的飞溅。

2.2.2 在短路过渡时, 可以采用 (Ar+CO2) 混合气体代替CO2以减少飞溅。

如加入φ (Ar) =20%～30%的Ar。这是由于随着含氩量的增加, 电弧形态和熔滴过渡特点发生了改变。燃弧时电弧的弧根扩展, 熔滴的轴向性增强。这一方面使得熔滴容易与熔池会合, 短路小桥出现在焊丝和熔池之间。另一方面熔滴在轴向力的作用下, 得到较均匀的短路过渡过程, 短路峰值电流也不太高, 有利于减少飞溅率。

在纯CO2气氛下, 通常通过焊接电流波形控制法, 降低短路初期电流以及短路小桥破断瞬间的电流, 减少小桥电爆炸能量, 达到降低飞溅的目的。

通过改进送丝系统, 采用脉冲送丝代替常规的等速送丝, 使熔滴在脉动送进的情况下与熔池发生短路, 使短路过渡频率与脉动送丝的频率基本一致, 每个短路周期的电参数的重复性好, 短路峰值电流也均匀一致, 其数值也不高, 从而降低了飞溅。

摘要：由于CO2资源丰富、价格低廉等原因, 在现代生产和工程中应用已经很普遍。CO2气体保护焊机的工艺性能 (电弧的稳定性、焊接飞溅和焊缝成形等) 都直接受焊接电源特性的影响。所以CO2气体保护焊要求使用平硬特性的直流电源, 并具有良好的动特性, 是有科学依据的。本文主要介绍了CO2气保焊焊接操作技术及需注意的一些问题, 对CO2气保焊焊接工艺设计及其应用具有一定的指导作用。