論CO2氣體保護電弧焊的應用

1、論CO2氣體保護電弧焊的應用co2氣體電弧焊是在50年代初出現(xiàn)的一種熔化焊方法，現(xiàn)已被迅速的推廣使用，已經(jīng)成為一種重要的熔化焊方法，在我國，從1964年開始批量生產(chǎn)co2焊機，自推廣應用以來，在機車車輛制造、汽車制造、船舶制造及采煤機械制造等方面應用的十分普遍。在采用co2氣保焊的初期，co2氣體保護焊之所以得不到廣泛的應用和推廣，主要有以下幾個方面的原因:a.由于co2氣體的氧化性問題，難以保證焊接質(zhì)量. b.由于當時經(jīng)驗不多，在用co2氣體保護焊施焊時，飛濺較大，焊縫表面粗糙，造成焊縫成形不好，影響焊縫質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)問題后，我與同事們經(jīng)過反復實驗，不斷的進行觀察分析，我摸索出了以下幾點經(jīng)驗：一

2、、在焊接黑色金屬時，采用含有一定量脫氧劑的焊絲或采用帶有脫氧劑成份的藥芯焊絲，使脫氧劑在焊接過程中參與冶金反應進行脫氧，就可以消除co2氣體氧化作用的影響。加之co2氣體還能夠分隔空氣中氮對熔化金屬的作用，更能促使焊縫金屬獲得良好的冶金質(zhì)量。因此，co2目前除不適于焊接容易氧化的有色金屬及其合金外，可以焊接碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件，甚至用來焊接不銹鋼也取得了較好的效果。二、氣孔的產(chǎn)生主要是氫氣孔的產(chǎn)生，氫氣孔產(chǎn)生的原因主要是高溫時有雜質(zhì)和有害氣體熔入熔池，在熔池凝固時來不及溢出而產(chǎn)生氫氣孔，氫氣孔的來源是多方面的，一是co2氣體中含有水份。二是工件表面上的油、水、漆、繡等雜質(zhì)。三是焊絲與焊道的角度

3、不合理等。為克服氫氣孔，我首先將co2氣瓶倒立一段時間后打開閥門先將co2氣體中的水份去除，在焊接前我盡可能的將工件上的油污、漆、水、鐵銹等雜質(zhì)清理干凈，焊接時選用合理的焊接規(guī)范和焊接角度。如焊槍噴嘴與工件保持10mm左右,焊槍與焊件垂直方向形成10° 20°角，當焊接收尾時打開焊槍上的微動開關(guān)，焊槍不要立即離開焊縫，使之在熔池凝固前仍有保護氣體流出等。通過采取對氫氣防護措施后，使氣孔大大的減少，從而減輕了滲漏油的現(xiàn)象。三、改變co2氣體保護焊焊縫成形，我主要是通過選擇合適的電流、電壓、電孤和焊絲外伸長度等工藝參數(shù)。通過調(diào)整焊接規(guī)范得出來的經(jīng)驗是：焊接電流在300a，電孤電

4、壓在30v時，看不到焊絲表端有熔滴存在，在送絲穩(wěn)定時，焊接過程相對穩(wěn)定，熔滴過渡頻率高，聲音清脆飛濺少，焊縫成形中間稍凸。為了降低焊縫余高，使焊縫兩側(cè)與母材更好的熔合，我把電壓提高1伏，這時可見焊絲末端有比焊絲稍大的熔滴，熔滴過度的頻率有一些降低，調(diào)整焊槍角度，焊接厚板時將焊絲作適當橫向擺動，用減少作度和增加熔寬等手段來獲取外形美觀的焊道。co2氣體電孤焊到后期之所以得到廣泛的應用和推廣，主要也是由它自身所具有的特點決定，其主要特點有以下幾個方面： (1) co2氣體保護焊是一種高效節(jié)能的焊接方法。例如：水平對接焊10mm厚的低碳鋼板時，co2氣體保護焊的耗電量比手工電弧焊低2/3左右，就是與

5、埋弧自動焊相比也略低些。同時考慮到高生產(chǎn)率和材料價格低廉等特點，co2氣體保護焊的經(jīng)濟性是很高的。(2) 用粗絲(焊絲直徑>)焊接時可以使用較大的電流，實現(xiàn)射滴過渡，電流密度可高達100300a/mm2,所以焊絲的熔化系數(shù)大，可達1526/(ah).ojf 焊件的熔深也很大，可以不開或開小坡口。另外，該法基本上沒有熔渣，焊后不需要清渣，節(jié)省了許多工時，因此可以較大地提高焊接生產(chǎn)率。用細絲(焊絲直徑1.6mm)焊接時可以使用較小的電流，實現(xiàn)短路過渡方式。這時電弧對焊件是間斷加熱，電弧穩(wěn)定，熱量集中，焊接線能量小，適合于焊接薄板。同時變形也很小，甚至不需要校正工序，還可以用于全位置焊接，適用

6、性很高。(3) co2氣體保護焊是一種低氫型焊接方法，抗銹能力較強，焊縫的含氫量極低，所以焊接低合金鋼時，不易產(chǎn)生冷裂紋，同時也不易產(chǎn)生氫氣孔。(4) co2氣體保護焊所使用的氣體和焊絲價格便宜，來源廣泛。焊接設備在國內(nèi)已定型生產(chǎn)，為該法的推廣應用創(chuàng)造了十分有利的條件。(5) co2氣體保護焊是一種明弧焊接法，這樣，就便于監(jiān)視和控制電弧和熔池，有利于實現(xiàn)焊接過程的機械化和自動化。用半自動焊來焊接曲線焊縫和空間位置焊縫十分便利。此外co2氣體保護電弧焊的冶金特性也十分顯著：1在co2氣保焊中，co2是保護氣。它在高溫時要分解，具有強烈的氧化作用，會使合金元素燒損，同時，氧化性也是co2氣保焊產(chǎn)生

7、氣孔和飛濺的一個重要原因。co2氣體在電弧的高溫作用下進行如下分解：co2 co o2在高溫的焊接電弧蕩區(qū)域里，因co2分解，上述的三種氣體(co2、co和o2)往往同時存在。隨著溫度的增高，co2氣體的分解也就越激烈。在這三種氣體當中，co氣體在焊接條件下，不溶解于金屬，也不與金屬發(fā)生作用。但是，co2和o2卻能與鐵和其他合金元素發(fā)生化學反應而使金屬燒損。焊接時，盡管作用的時間很短，但液體金屬與氣體相互作用也發(fā)生強烈的化學反應。這是因為焊接區(qū)域處于高溫，且氣體與金屬有較大的比接觸表面積(單位體積的金屬與氣體所具有的接觸表面積)，尤其是焊絲端頭的熔滴的比接觸表面積更大，增加了合金元素的氧化燒損

8、。從上述可見，co2及其在高溫下分解出的o2 都具有很強的氧化性。隨著溫度提高，氧化性增強。當溫度為3000k時，co2分解出近20%的o2，這時的氧化性已超過了空氣。由于氧化作用生成的氧化鐵能大量熔于熔池金屬中，會使得焊縫金屬產(chǎn)生氣孔及夾渣等缺陷。其次，錳、硅等元素氧化生成的sio2與mno雖然可以形成熔渣浮到熔池表面，但卻減少了焊縫中這些合金元素的含量，使焊縫金屬的力學性能下降。因而在co2氣保焊時，為了防止大量生成feo和合金元素的燒損，避免焊縫金屬產(chǎn)生氣孔和降低力學性能，通常要在焊絲中加入足夠數(shù)量的脫氧元素。由于脫氧元素與氧的親合力比鐵強，在焊接過程中可阻止鐵被大量的氧化，從而可以消除

9、或削弱上述有害影響。當然co2氣體保護焊同其它的焊接方法相比也有一定的局限性，例如：co2氣體保護焊和手工電弧焊及埋弧焊相比，也存在一些不足之處：一是焊接過程中金屬飛濺較多，焊縫外形較為粗糙，特別是當焊接參數(shù)規(guī)范匹配不當時，飛濺就更嚴重；二是不能焊接易氧化的金屬材料，且不適于在有風的地方施焊；三是焊接過程弧光較強，尤其是采用大電流焊接時，電弧的輻射較強，故要特別要重視對操作人員的勞動保護；四是設備比較復雜，需有專業(yè)隊伍負責維修。co2氣體保護焊通常是按采用的焊絲直徑來分類。當焊絲直徑小于或等于時，稱為細絲焊，主要用短路過渡形成焊接薄板材料。常用這種焊接方法焊接厚度小于3mm 的低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。當焊絲直徑>時，稱為粗絲co2焊，一般 采用大的焊接電流和高的電弧電壓來焊接中厚板，熔滴以顆粒形式過渡。按操作方法，co2焊可分為自動焊及半自動焊兩種。對于較長的直線焊縫和規(guī)則的曲線焊縫，可采用自動焊。而對于不規(guī)則的或較短的焊縫，則采用半自動焊，也是現(xiàn)在生產(chǎn)中用得最多的形式。通過這些年的實踐使我認識到，保障co2氣體保護焊質(zhì)量的關(guān)健