在焊接工艺中二氧化碳保护焊的运用分析

在焊接工艺中二氧化碳保护焊的运用分析

吕培帅

天津永大电梯设备有限公司天津300400

摘要：二氧化碳气体保护焊由于其具有生产率高以及成本低和操作方便等优点，而被诸多焊接行业采用，同时还有明弧、抗锈低氢以及无渣等特点，使其在实际的生产运用中受到人们的欢迎。本文主要探讨了在焊接工艺中二氧化碳保护焊的运用分析

关键词：焊接工艺；二氧化碳保护焊；应用

CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体，对空气和熔融金属机械进行分离，以防止熔化金属氧化物和氮化物的一种焊接方法。焊接方法质量好，韧性高，外形好。随着操作的简便化，生产效率高和焊接成本低等特点在制造业中越来越受到人们的关注。

1.二氧化碳保护焊技术

CO2气体保护焊是以CO2为保护气体，依靠连续送丝与焊丝之间发生的熔透极强的电弧，金属之间得到充分融合。由于电弧和熔池完全受到二氧化碳气体的保护，可以获得优质焊缝。二氧化碳气体保护焊机的原理见图1。

图1二氧化碳气体保护焊机原理

2.CO2气体保护焊工艺参数

CO2气体焊接质量与焊接的设备和材料有关，还与焊接工艺选择的参数有关系。焊接过程主要有：焊接速度、操作方式、电流修正、回燃时间、气体流量和功率极性等十种工艺参数。

2.1焊接电流

焊接电流是最重要的参数，当二氧化碳保护焊接电流时，也叫焊接给定电流。焊接电流的大小决定了熔滴在焊接过程中的过渡形式。程度对电弧稳定性有很大影响。同时，焊接电流对熔深和生产率有着决定性的影响。电流增大，熔深增加熔体宽度略有增大，熔体速度增大，生产率提高，但当电流过大，它会增加飞溅，使其容易燃烧和气孔缺陷。另一方面，如果电流太小，电弧不稳定，结果不焊接，焊缝形成不良。焊接电流至少为15A，最大520A。

2.2电弧电压

电弧电压也被称为给定电压，他决定电弧长度。过高的电压会引起大滴过渡和焊接不稳定，过低导致顶丝，应按工艺要求进行设置。电弧电压最小值为为10V，最大电压为48V，由焊机自动调节电压。

3.2.3电弧力

电弧力相当于电流的输出电感，相当于电子电抗器。一般来说，电弧力大，电感小，电流变化快，感弧比较硬。电弧小，电感大，电流变化缓慢，感弧较软。顶部太大导致飞溅，太小造成顶丝了。最小为1，最大值为100。

焊接电路中的电感应按照焊丝的直径、焊接电流和电弧电压选择。电感可适当的调节速度，飞溅减小，调整频率，调整电弧时间，控制电弧发热。当电感值太大，短路是缓慢的，短路少，金属飞溅大颗粒或焊接线断裂，造成电弧或电弧困难。电压值太小，短路电流增长很快，造成细颗粒飞溅，使焊缝边缘脱节。在实践中，电感可以通过测试来调节。

2.4焊丝类型

导线类型是指导线的直径，通常根据焊缝的厚度、焊缝空间的位置和生产率来选择导线。薄板或中厚板垂直、水平和向上焊接，直径小于1.6mm焊丝。当钢板焊接在平焊位置时，宜选用直径大于1.6的粗线。

3.二氧化碳气体保护焊操作技术

3.1焊前清理与装配定位

CO2半自动焊接，对焊件，焊丝表面清洁度应严格要求，焊接应对焊接部位，油污，铁锈，水和污垢表面的电线仔细清理。点焊质量焊条可用于手工电弧焊或直接使用CO2半自动焊接，并根据焊接厚度和焊接结构长度进行间隔焊接。焊接长度约为30mm和250mm，间距为100~300。

3.2引弧与熄弧

CO2气体保护焊电弧一般采用短路电弧的方法，先将电弧焊接到所有的焊丝上，当焊丝与母材接触时，电源就会提供较大的短路电流。当引弧时，焊丝和焊接件保持在2～3mm的距离，操作时应切断球头。当焊缝熄灭时，确保弹坑被填满。

3.3左焊法和右焊法

根据焊丝运动方向的半自动焊接。左对接焊电弧预热效果好，熔深大，焊缝美观，能清晰把握焊缝方向，不易偏碱性，一般CO2气焊时采用左焊法。当焊接正确时，熔池的气体保护效果好，因为柞丝的电弧打击力，把熔池的熔化金属推向后方，但焊道方向完全不易控制。

3.4对接焊缝操作工艺

在对接焊缝的操作工艺中，可以从以下方面进行：①当板厚较小，小于12mm时就要采用工形坡口双面单道焊接的方式进行，当然对于坡口较宽或者是较窄时采用的工艺也不同，前者采用多层多道焊，后者可采用多层单道焊；②在焊接过程中，对焊枪的操作还有要求，需要横向摆动，同时保证焊道平整，避免中间凸起，从而防止未焊透以及夹渣的缺陷出现；③对每层的焊道厚度要掌控好，为盖面创造较好的条件，在焊接过程中使盖面焊道的前一层焊道低于母材的两个毫米左右；④在盖面焊焊接的过程中，要保证焊枪摆动的幅度较填充层大些，同时速度均匀，要保证熔池边缘超过坡口两侧棱边，同时还要避免出现咬边现象。

3.5角焊缝操作工艺

在对有些构件的焊接过程中需要角焊缝工艺才能进行，其操作工艺为：①在角焊缝的焊接过程中，由于种种的原因很容易产生咬边以及焊缝下垂等缺陷，这就需要控制好焊丝的角度。当等厚板焊接时，焊丝与水平板之间的夹角有特殊的要求，保证在四十度到五十度之间，当不等厚板焊接时，这时其角度就要使电弧偏向厚板了，并且其角度随着板厚的增加而增大；②对于焊脚不同的角焊缝，在操作工艺上也是不同的，像焊脚为六毫米的焊缝时，就需要采用直线移动法焊接，而对于八毫米的焊缝，焊枪则就应该横向摆动，同时可以采用斜圆圈形状运丝法进行焊接。

4.CO2气体焊常见缺陷及措施

4.1焊缝成形不良

焊缝成形不良变现为弯曲不直，成形状况差。其主要原因是：①电弧电压选择不当；②电流与电压不匹配；③电感值不合适；④导线不均匀，螺纹太小，导线卷曲；⑤导电喷嘴磨损严重；⑥操作不熟练。预防措施：首先，控制好焊接过程中的速度，不宜过大或者是过小，以及对焊接坡口的准备工作做好，当然如果是开出坡口焊接的话，则可以减小堆高，使焊缝平滑；其次，对焊接过程中的电压以及电流进行控制；最后，可以利用气渣联合保护的焊接方式，来改善表面成形的问题，这就需要在焊件上焊接时，刻在坡口内撒一薄层的埋弧自动焊的溶剂，这样焊接后的成形效果要较好。

4.2产生飞溅其主要原因是：①焊接过程中直流回路电感不合适，太小而不能产生小颗粒，大颗粒会发生飞溅；②电弧电压过高，会增加飞溅；③焊丝中的碳含量量过高，会引起飞溅；④导电嘴磨损，导线表面不干净，也会使飞溅更大。预防措施有：：①焊接电流以及电压的影响，在对有关资料的查询以及实验中数据显示，对于焊接过程中的电流增大某一定值时，电弧就会从短路过渡到转变为半射程，此时焊接飞溅就明显减少，焊接过程中的电压太高，熔化的焊丝头部继续呈球状漂移，导致飞溅加长；②电弧的稳定性表现在电弧长度上，对飞溅的影响很大；③有关实验数据显示，尽量缩短焊丝的伸出长度，可以有效的减少飞溅，当然如果太短，则飞溅物很容易粘附在喷嘴上，故此焊丝的伸出长度宜控制在三十毫米左右最适合。

4.3产生气孔主要原因

①焊丝质量差，焊接表面不干净，有铁锈、油污、湿气、灰尘等；②气体不够纯净，水太多；③气体流动不当。包括空气阀、流量计、减压阀调整不当或损坏；④气路漏气和堵塞；⑤喷嘴形状和直径选择不当；喷嘴堵塞；焊丝伸出太长；⑥操作不熟练和焊接工艺参数选择不当；⑦空气对流太大；⑧一个给定的电压太高。

预防措施：①从焊接零件上将生锈和水彻底清除；②更换气体；③检查字符串的预热器；④从所附的喷嘴内壁去除色斑；⑤检查交通堵塞和弯曲；⑥加强操作人员的培训；⑦减少空气对流的风，选择合理的电压。接后的成形效果要较好。

参考文献：

[1]张幻.CO2气体保护焊焊接工艺及应用[J].船海工程.2008(1).

[2]周普元.任芸.CO2气体保护焊几个问题探讨[J].煤矿机械.2008(9).