二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在工業(yè)中的應(yīng)用

目錄目錄 I摘要 III第一章緒論……………………..4第一章引言31.1二氧化碳焊接的基本性質(zhì)31.2二氧化碳焊接的工藝要求41.3二氧化碳焊接的應(yīng)用71.4本論文的研究意義、研究內(nèi)容7第二章二氧化碳焊機(jī)極其設(shè)備92.1二氧化碳焊機(jī)92.2二氧化碳機(jī)頭162.3CO2/MAG焊接技術(shù)在壓力管道上應(yīng)用的工藝特點(diǎn)…..…20第三章二氧化碳在工業(yè)中應(yīng)用243.1二氧化碳焊接在工業(yè)中的發(fā)展243.2二氧化碳焊接在工業(yè)中的應(yīng)用253.3二氧化碳焊接的主要特點(diǎn)263.4二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和藥芯焊絲電弧焊安全注意點(diǎn)…….27第四章結(jié)論28參考文獻(xiàn)29附錄30致謝31摘要通過對二氧化碳?xì)獗Ｗo(hù)焊、富氬氣保護(hù)焊、焊條電弧焊3種焊接方法進(jìn)行焊接接頭實(shí)驗(yàn)和對比分析、以及在工程機(jī)械中的應(yīng)用，證明了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊具有成本低、效率高、焊接質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。介紹了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接操作技術(shù)及需注意的一些問題，對二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接工藝設(shè)計(jì)極其應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、焊接工藝、工程機(jī)械某機(jī)械廠為一大型工程機(jī)械公司生產(chǎn)一百多米高的塔式起重機(jī)等工程機(jī)械部件，這些部件均為焊接件、焊接工作量大、焊接質(zhì)量要求高、技術(shù)難度大。原采用焊條電弧焊、焊接變行大且難以控制、生產(chǎn)率低。通過對二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、富氬氣保護(hù)焊、焊條保護(hù)焊及對比工藝實(shí)驗(yàn)及評定、決定除個別有外觀要求的焊縫采用富氬氣體保護(hù)焊外、其余均采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。生產(chǎn)實(shí)踐證明、這樣既保證了焊接計(jì)量，又提高了勞動生產(chǎn)率，降低了成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。第一章緒論隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步的應(yīng)用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊現(xiàn)已十分廣泛，在建筑、運(yùn)輸和能源等領(lǐng)域都有其身影，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的廣泛應(yīng)用也對其焊接質(zhì)量提出了更高的要求。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在二氧化碳?xì)獗Ｗo(hù)焊、富氬氣保護(hù)焊、焊條電弧焊3種焊接方法進(jìn)行焊接接頭實(shí)驗(yàn)和對比分析、以及在工程機(jī)械中的應(yīng)用，證明了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊具有成本低、效率高、焊接質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但對其的焊接要求也就有了更加相對嚴(yán)格的要求不僅要適應(yīng)不同的環(huán)境還要運(yùn)用不同的方法對其進(jìn)行一定指導(dǎo)。這就是我寫本論文的目的與思想。1.1二氧化碳焊接的基本性質(zhì)一、

基本原理

CO2氣體保護(hù)焊是以可熔化的金屬焊絲作電極，并有CO2氣體作保護(hù)的電弧焊。是焊接黑色金屬的重要焊接方法之一。

二、

工藝特點(diǎn)

1.

CO2焊穿透能力強(qiáng)，焊接電流密度大（100-300A/m2），變形小，生產(chǎn)效率比焊條電弧焊高1-3倍

2.

CO2氣體便宜，焊前對工件的清理可以從簡，其焊接成本只有焊條電弧焊的40%-50%

3.

焊縫抗銹能力強(qiáng)，含氫量低，冷裂紋傾向小。

4.

焊接過程中金屬飛濺較多，特別是當(dāng)工藝參數(shù)調(diào)節(jié)不匹配時，尤為嚴(yán)重。

5.

不能焊接易氧化的金屬材料，抗風(fēng)能力差，野外作業(yè)時或漏天作業(yè)時，需要有防風(fēng)措施。

6.

焊接弧光強(qiáng)，注意弧光輻射。

三、

冶金特點(diǎn)

CO2焊焊接過程在冶金方面主要表現(xiàn)在：

1.

CO2氣體是一種氧化性氣體，在高溫下分解，具有強(qiáng)烈的氧化作用，把合金元素?zé)龘p或造成氣孔和飛濺等。解決CO2氧化性的措施是脫氧，具體做法是在焊絲中加入一定量脫氧劑。實(shí)踐表明采用Si-Mn脫氧效果最好，所以目前廣泛采用H08Mn2SiA/H10Mn2Si等焊絲。

四、

焊接材料

1.

保護(hù)氣體CO2

用于焊接的CO2氣體，其純度要求≥99.5%，通常CO2是以液態(tài)裝入鋼瓶中，容量為40L的標(biāo)準(zhǔn)鋼瓶可灌入25Kg的液態(tài)CO2，25Kg的液態(tài)CO2約占鋼瓶容積的80%，其余20%左右的空間充滿氣化的CO2。氣瓶壓力表上所指的壓力就是這部分飽和壓力。該壓力大小與環(huán)境溫度有關(guān)，所以正確估算瓶內(nèi)CO2氣體儲量是采用稱鋼瓶質(zhì)量的方法。（備注：1Kg的液態(tài)CO2可汽化509LCO2氣體）

CO2氣瓶外表漆黑色并寫有黃色字樣

市售CO2氣體含水量較高，焊接時候容易產(chǎn)生氣孔等缺陷，在現(xiàn)場減少水分的措施為：

1)

將氣瓶倒立靜置1-2小時，然后開啟閥門，把沉積在瓶口部的水排出，可放2-3次，每次間隔30分鐘，放后將氣瓶放正。

2)

倒置放水后的氣瓶，使用前先打開閥門放掉瓶上面純度較低的氣體，然后在套上輸氣管。

3)

在氣路中設(shè)置高壓干燥器和低壓干燥器，另外在氣路中設(shè)置氣體預(yù)熱裝置，防止CO2氣中水分在減壓器內(nèi)結(jié)冰而堵塞氣路。

2.

焊接材料（焊絲）

1.）焊絲要有足夠的脫氧元素

2.）含碳量Wc≤0.11%，可減少飛濺和氣孔。

3.）要有足夠的力學(xué)性能和抗裂性能。焊絲直徑及其允差（GB/T8110-1995）

焊絲直徑mm

允許偏差

φ0.5；φ0.6

+0.01，-0.03

φ0.8，φ1.0

φ1.2，φ1.6，

+0.01，-0.04

φ3.0；φ3.2

+0.01，-0.07

五．焊接設(shè)備（略）

六．焊接工藝

序號

型號

牌號

規(guī)格

適用范圍

1

ER49-1

H08Mn2SiA

φ1.2

Q235.20#.20g.2OR、16MnR間焊接

2

ER50-6

/

φ1.2

Q345.16MnR等間焊接

3

ER49-1

H08Mn2SiA

φ1.2

Q235.20#.20g.2OR

Q345.16MnR間焊接

對接平焊(I型坡口)

板厚mm

焊絲

直徑

焊接電流A

焊接電壓

V

焊接速度

Cm/min

焊絲干伸長mm

氣流量L/min

層數(shù)

6

φ1.2

120-140

20-22

50-60

10-12

10-15

2

8

φ1.2

130-150

21-23

45-50

10-12

10-15

2

10

φ1.2

200-250

24-26

45-50

10-12

10-15

3

14

φ1.2

280-320

28-34

35-45

10-12

12-18

5

20

φ1.2

360-400

34-38

35-40

10-12

15-20

7

角焊((I型坡口)

板厚mm

焊絲

直徑

焊接電流A

焊接電壓

V

焊接速度

Cm/min

焊絲干伸長mm

氣流量L/min

層數(shù)

6

φ1.2

150-180

22-25

50-60

10-12

10-15

1

10

φ1.2

200-250

24-26

45-50

10-12

10-15

2

14

φ1.2

280-320

28-32

35-45

10-12

12-18

2

20

φ1.2

360-400

34-38

35-40

10-12

15-20

3

備注:對接間隙為1-1.5毫米

缺陷名稱

產(chǎn)生原因

氣孔

1.CO2氣體不純或供氣不足

2.焊接時候卷入空氣

3.預(yù)熱器不起作用

1.2二氧化碳焊接的工藝要求1焊接接頭情況及焊縫技術(shù)要求

1)焊接接頭形式有對接接頭、角接接頭、T形接頭及搭接接頭,其中絕大部分是T形接頭。

2)焊縫形式有對接焊縫及角焊縫,大部分為角焊縫,由于板厚不同,焊腳分別為6mm,8mm,10mm,12mm,15mm不等。

3)母材主要為碳素結(jié)構(gòu)鋼板Q2352A,規(guī)格有6mm,8mm,10mm,12mm,20mm,25mm等幾種。

4)焊縫外觀要求焊縫及熱影響區(qū)表面不得有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合等缺陷。焊縫形狀尺寸符合圖樣要求,焊縫與母材平滑過渡。部分焊縫要求超聲波探傷合格。

2焊接試驗(yàn)

參照J(rèn)B4708-2000《壓力容器焊接工藝評定》,進(jìn)行CO2氣保焊、富氬氣保焊、焊條電弧焊對接接頭力學(xué)性能試驗(yàn),T形接頭角焊縫試驗(yàn)及CO2氣保焊、富氬氣保焊飛濺成形工藝性能,進(jìn)行對比分析。

2.1對接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)

1)試驗(yàn)材料Q235-A,300mm×125mm×10mm,2塊;焊條電弧焊開60V形坡口,CO2氣保焊、富氬氣保焊開45V形坡口,單面焊雙面成形。

2)焊接方法及焊接材料焊條電弧焊,E4303,φ3.2mm,φ4mm;CO2氣保焊、富氬氣保焊焊絲ER50-6,5φL2;富氬氣:80%Ar+20%CO2。

3)檢驗(yàn)內(nèi)容外觀檢查,RT檢驗(yàn),力學(xué)性能試驗(yàn)(拉力試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn))。

2.2T形接頭角焊縫試驗(yàn)

1)材料Q235-A,300mm×125mm×10mm,2塊,不開坡口,單道焊。

2)焊接方法及焊接材料焊條電弧焊,焊條E4303,φ3.2mm;CO2氣保焊、富氬氣保焊,焊絲ER50-6,φL2mm;富氬氣:80%Ar+20%CO2。

3)檢驗(yàn)內(nèi)容外觀檢查,切取5個截面進(jìn)行金相宏觀檢查。要求斷面無裂紋,無未焊透,無未熔合缺陷。

2.3T形接頭角焊縫成形、飛濺試驗(yàn)試驗(yàn)條件同2.2,通過對比試驗(yàn)對CO2氣保焊、

富氬氣保焊進(jìn)行外觀成形及飛濺大小進(jìn)行評定。

3焊接試驗(yàn)結(jié)果分析

1)從對接接頭焊縫力學(xué)性能試驗(yàn)可知,3種焊接方法的焊接接頭外觀檢查符合要求,RT檢驗(yàn)均高于ê級合格,焊接接頭的抗拉強(qiáng)度以富氬氣保焊最高,CO2氣保焊次之,焊條電弧焊最低,這是因?yàn)楦粴鍤獗：秆趸暂^少,合金元素?zé)龘p較少所致,但它們均高于母材規(guī)定的最小值。按規(guī)定的彎曲角,每個試件面彎、背彎各2個,彎曲試驗(yàn)合格。這說明3種焊接方法及焊接工藝的焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)合格。但富氬氣保焊、CO2氣保焊坡口角度較少,鈍邊較大,比焊條電弧焊生產(chǎn)率高,節(jié)省材料,成本低,焊接變形少。這是因?yàn)闅怏w保護(hù)焊焊絲較細(xì),電流密度大,熔深大,電弧穿透力強(qiáng),易焊透所致。

2)從T形接頭角焊縫試驗(yàn)可知,3種焊接方法的熔深大小分別為:富氬氣保焊熔深略大于CO2氣保焊,大于焊條電弧焊,每個試件的5個斷面根部均未出現(xiàn)裂紋、未熔合、未焊透缺陷,宏觀金相檢驗(yàn)合格。

3)從T形接頭角焊縫飛濺、成形試驗(yàn)可知,富氬氣保焊的飛濺較小,最大飛濺顆粒直徑大小為φ1.5mm～φ2mm,CO2氣保焊飛濺稍大,最大飛濺顆粒直徑為φ3mm～φ4mm;富氬氣保焊焊縫表面較CO2焊波紋細(xì)密,成形美觀。

綜上所述：3種焊接方法及焊接工藝均能滿足力學(xué)性能要求及宏觀金相要求。但CO2氣保焊、富氬氣保焊,焊絲較細(xì),電流密度大,熱量集中,電弧穿透力強(qiáng),熔深大,可以減少坡口角度,增加鈍邊厚度,節(jié)省材料,提高勞動生率,降低焊接應(yīng)力與變形。富氬氣保焊較CO2氣保焊成形美觀,飛濺小,但成本較高。所以除了對極小數(shù)外觀要求較高的焊縫采用

富氬氣保焊外,其余均采用CO2氣保焊。

4焊接工藝

4.1焊前準(zhǔn)備

1)清除待焊部位及兩側(cè)10～20mm范圍內(nèi)的油污、銹跡等污物,并在焊件表面涂上一層飛濺防粘劑,在噴嘴上涂一層噴嘴防堵劑。

2)將CO2氣瓶倒置1～2h,使水分下沉,每隔0.5h放水1次,放2～3次。

3)根據(jù)焊接工藝試驗(yàn)編制焊接工藝。焊絲ER5026,φ1.0mm,φL2mm,焊機(jī)KRII350。

4)采用左焊法。

4.2焊接操作工藝

4.2.1對接焊縫操作工藝

1)由于CO2氣保焊熔深大,在板厚小于12mm時均可用工形坡口(不開坡口)雙面單道焊接。對于開坡口的對接接頭,若坡口較窄,可多層單道焊;若坡口較寬,可采用多層多道焊。

2)焊接過程中,焊槍橫向擺動時,要保證兩側(cè)坡口有一定熔深,使焊道平整,有一定下凹,避免中間凸起,這樣會使焊縫兩側(cè)與坡口面之間形成夾角,產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。

3)要控制每層焊道厚度,使蓋面焊道的前一層焊道低于母材1.5～2.5mm,并一定不能熔化坡口兩側(cè)棱邊,這樣蓋面時可看清坡口,為蓋面創(chuàng)造良好條件。

4)蓋面焊焊接時,焊前應(yīng)將前一層凸起不平的地方磨平,焊槍擺動的幅度比填充層要大一些,擺動時幅度應(yīng)一致,速度要均勻,要特別注意坡口兩側(cè)熔化情況,保證熔池邊緣超過坡口兩側(cè)棱邊,并不大于2mm,以避免咬邊。

5)若每層用多道焊時,焊絲應(yīng)指向焊道與坡口、焊道與焊道的角平分線位置,并且焊道彼此重疊不小于焊道寬度的1?3。

4.2.2角焊縫操作工藝

1)角焊縫焊接時,易產(chǎn)生咬邊、未焊透、焊縫下垂等缺陷,所以應(yīng)控制焊絲的角度。等厚板焊接時,焊絲與水平板的夾角為40°～50°。不等厚板時,焊絲的傾角應(yīng)使電弧偏向厚板,板厚越厚,焊絲與其夾角越大。

2)對于焊腳為6～8mm的角焊縫,采用單層單道焊,焊槍指向(焊絲)距根部1～2mm處。對于焊腳為6mm的焊縫,采用直線移動法焊接,對于焊腳為8mm的焊縫,焊槍應(yīng)作橫向擺動,可采用斜圓圈形運(yùn)絲法焊接。

3)對于焊腳為10～12mm的角焊縫,由于焊腳較大,應(yīng)采用多層焊,焊2層。焊接時第1層操作與單層焊相同,焊槍與垂直板夾角減少并指向距根部2～3mm處,這時,電流比平常時稍大,目的是為了獲得不等焊腳的焊道;焊接第2層時,電流比第1層稍少,焊槍應(yīng)指向第1層焊道的凹陷處,直至達(dá)到所需的焊腳。

4)對于焊腳為15mm的角焊縫應(yīng)采用多層多道焊,即焊接3層。需要注意的是:操作時,每道的焊腳大小應(yīng)控制在6～7mm左右,否則,焊腳過大,易使熔敷金屬下垂,在水平板上產(chǎn)生焊瘤,在立板上產(chǎn)生咬邊。焊槍角度及指向應(yīng)保證最后得到等腳和光滑均勻的焊縫。

5焊接工藝中需注意的問題

在生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)有不少人,不僅是焊工、檢驗(yàn)員,甚至還有焊接技術(shù)員混淆了焊腳與焊腳尺寸及焊縫厚度3者之間的關(guān)系。焊工把焊腳誤認(rèn)為焊腳尺寸,檢驗(yàn)員把焊縫厚度當(dāng)焊腳來測量檢驗(yàn),使得實(shí)際焊腳超過設(shè)計(jì)要求的尺寸,在質(zhì)量記錄中又把其當(dāng)成焊腳尺寸加以記錄。還有的技術(shù)人員在焊接工藝文件中要求焊腳尺寸為多少等,這些都是錯誤的。

實(shí)際上,焊腳是指角焊縫的橫截面中,從一個直角面上的焊趾到另一個直角面表面的最小距離,焊腳尺寸為在角焊縫橫截面中畫出的最大等腰直角三角形中直角邊的長度,而焊縫厚度則是在焊縫橫截面中,從焊縫正面到焊縫背面的距離。因此,工藝文件上、焊縫符號中要求的角焊縫外形尺寸是焊腳而不是焊腳尺寸,更不是焊縫厚度。

6結(jié)語

1)經(jīng)過試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐證明,CO2氣保焊焊接頭的力學(xué)性能、宏觀金相檢驗(yàn)均符合要求,而且CO2氣保焊較焊條電弧焊坡口角度較小,鈍邊較大,焊接熱影響區(qū)較窄,節(jié)省了材料和能源,提高了勞動生產(chǎn)率,提高了焊接質(zhì)量,應(yīng)大力推廣使用。

2)富氬混合氣體保護(hù)焊較CO2氣保焊焊波細(xì)密,焊道平滑,成形美觀,飛濺小,熔深較大,但成本相對較高,故適宜用于焊縫外觀要求較高的焊縫。富氬氣保焊操作工藝與CO2氣保焊操作工藝相似。

3)分清焊腳、焊腳尺寸及焊縫厚度之間的關(guān)系,1.3二氧化碳焊接的應(yīng)用隨著社會經(jīng)濟(jì)以及石油化學(xué)工業(yè)、煤化學(xué)工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)的迅速發(fā)展，排放到大氣中的二氧化碳量逐年顯著增加。全世界每年僅燃燒煤、石油、天然氣等各種礦物燃料排放到大氣中的二氧化量達(dá)到240億噸以上?。二氧化碳是工業(yè)的主要排放物，是引起全球溫室效應(yīng)的氣體之一，更是一種重要的碳資源。二氧化碳的活化及利用引起了人們越來越強(qiáng)烈的關(guān)注。但到目前，實(shí)際被利用的二氧化碳量非常少，這樣不僅造成了二氧化碳資源的浪費(fèi)，而且加劇了人類賴以生存的地球溫暖化傾向。因此，控制二氧化碳排放量，對其產(chǎn)生的二氧化碳的回收、利用及再資源化，已成為世界各國特別是發(fā)達(dá)國家十分關(guān)注的問題。英、美、德、日等國已經(jīng)制定了一系列的對策和措施對二氧化碳綜合利用，并取得很大成效。近年來，中國政府十分重視環(huán)境保護(hù)問題，采取了許多有效措施，嚴(yán)格控制二氧化碳的排放，并充分利用二氧化碳，取得了明顯成效。雖然二氧化碳是主要的溫室氣體，將致使地球平均溫度升高，對人類產(chǎn)生嚴(yán)重危害。同時，二氧化碳在化工領(lǐng)域又是一種無毒、不易燃的取之不盡和非常重要的碳資源。目前，全球同收的二氧化碳約40％用于生產(chǎn)化學(xué)品、3596用于油田三次采油、10％用于制冷、5％用于碳酸飲料、1096用于機(jī)械保護(hù)焊接、金屬鑄造加工、農(nóng)業(yè)施肥等領(lǐng)域，但全球利用二氧化碳生產(chǎn)化學(xué)品總的利用量不到2億噸為了解決能源緊張、消除污染，大力開發(fā)二氧化碳資源的化學(xué)利用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)在大型金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)中廣泛使用，在中、小型企業(yè)中局部使用，制造的金屬結(jié)構(gòu)種類大大增加。隨著機(jī)械行業(yè)骨干企業(yè)焊接技術(shù)改造，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)在大型金屬結(jié)構(gòu)中廣泛采用。如：太原重型機(jī)械（集團(tuán)）有限公司、第一重型機(jī)械有限公司、大連重工集團(tuán)有限公司等企業(yè)，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊完成的焊接金屬結(jié)構(gòu)已占其重量的50%~80%，在大型金屬結(jié)構(gòu)企業(yè)中發(fā)揮著不可替代的骨干作用。在中、小型企業(yè)中推廣應(yīng)用與所在地區(qū)、所處行業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素有較大關(guān)系，焊接技術(shù)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)、焊接結(jié)構(gòu)較多的企業(yè)、技術(shù)含量較高的產(chǎn)品，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊推廣使用情況較好。雖然中、小企業(yè)中應(yīng)用情況差別較大，但通過多年宣傳、引導(dǎo)，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)已逐漸企業(yè)技術(shù)改造中主要選著的焊接技術(shù)裝備。1.4本論文的研究意義、研究內(nèi)容80年代初至80年代中期，我國針對當(dāng)時Q235、16Mn等主要結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)的490Mpa級二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊實(shí)心焊絲，在引進(jìn)設(shè)備、引進(jìn)技術(shù)、開發(fā)試制的努力中，已實(shí)現(xiàn)部分自給，但處于供不應(yīng)求狀態(tài)，而且藥芯焊絲基本處于開發(fā)研究、試生產(chǎn)狀態(tài)，大部分二氧化碳?xì)獗：负附硬牧现饕揽繌臍W美、日本等國家進(jìn)口。國產(chǎn)焊接材料與進(jìn)口焊接材料相比在工藝性能、力學(xué)性能方面存在著一定差距。目前我國二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊實(shí)心焊絲已經(jīng)形成一定生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)量和質(zhì)量也有很大提高。針對Q235、Q345及16Mn等機(jī)構(gòu)鋼的二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊絲，能夠滿足金屬結(jié)構(gòu)制造要求，使用最多的實(shí)芯焊絲主要有Ø:1.2mm,Ø:1.6mm兩種，國內(nèi)生產(chǎn)狀態(tài)處于供大于求的狀況，但國內(nèi)各焊絲生產(chǎn)廠家的質(zhì)量也有較大的差別，特別是在焊絲等化學(xué)成分穩(wěn)定性、焊絲表面渡銅質(zhì)量、焊絲剛度等主要參數(shù)方面仍有明顯差異，焊絲質(zhì)量優(yōu)良的廠家有天津電焊條廠、上海電力電焊條廠、四川大西洋電焊條廠等廠家。金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)中二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)推廣工作是在中國焊接協(xié)會和中國機(jī)械工程學(xué)會焊接分會倡導(dǎo)下，結(jié)合金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)中焊接技術(shù)人員及焊接工人本著對企業(yè)技術(shù)進(jìn)步無私奉獻(xiàn)發(fā)揮著積極作用。隨著市場經(jīng)濟(jì)卓見延伸，金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益普遍滑坡，焊接技術(shù)人才嚴(yán)重流失，早期從事二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊研究及推廣的具有相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員補(bǔ)充不上，使的此項(xiàng)工作受到影響。這就引發(fā)了金屬機(jī)構(gòu)行業(yè)以及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造中國技術(shù)人才的隱患，以及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改機(jī)制，人才激勵制等問題，影響了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)推廣速度和相應(yīng)新型技術(shù)的開發(fā)。而這種機(jī)制問題還將影響金屬行業(yè)的其它技術(shù)改造及技術(shù)革新工作的發(fā)展。第二章二氧化碳焊機(jī)極其設(shè)備2.1二氧化碳焊機(jī)例：NBC-400二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊半自動焊機(jī)。一.結(jié)構(gòu)原理二.使用與維護(hù)三.故障排除2.2二氧化碳機(jī)頭各種焊接方法、特點(diǎn)、設(shè)備及相關(guān)(CO2/MAG)38

什么是MAG焊？

利用活性氣體（如CO2；Ar+CO2；Ar+CO2+O2等）作為保護(hù)氣體的金屬極氣體保護(hù)電弧焊方法，稱為活性熔化極氣體保護(hù)電弧焊法，簡稱MAG焊。即所用保護(hù)氣體為惰性氣體少量氧化性氣體（O2、CO2或其混合氣體）混合而成。因保護(hù)氣體具有氧化性，所以常用于黑色金屬材料的焊接。在惰性氣體中混合少量氧化性氣體的目的（一般為：O22%～5%；CO2：5%～20%）是在基本不改變惰性氣體電弧基本特性的條件下，以進(jìn)一步提高電弧穩(wěn)定性，改善焊縫成形，降低電弧輻射強(qiáng)度。

40

試述MAG焊的特點(diǎn)。

MAG焊可采用短路過渡、噴射過渡和脈沖噴射過渡進(jìn)行焊接，具有穩(wěn)定的焊接工藝性能和質(zhì)量優(yōu)良的焊接接頭，可用于空間各種位置的焊接，尤其適用于碳鋼、合金鋼和不銹鋼的焊接。

采用氧化性混合氣體保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：能提高熔滴過渡的穩(wěn)定性；穩(wěn)定陰極斑點(diǎn)，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性；增大電弧的熱功率；減少焊接缺陷；降低焊接成本。

41

什么是CO2氣體保護(hù)焊？它有什么特點(diǎn)？

利用CO2作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊稱為CO2氣體保護(hù)焊，簡稱CO2焊。

使用CO2作為保護(hù)氣體具有如下特點(diǎn)：

1）CO2氣體的體積質(zhì)量比空氣大，所以在平焊時從焊槍噴出的CO2氣體對熔池有良好的覆蓋作用。

2）CO2氣體在電弧的高溫作用下將按下式進(jìn)行分解為

1

CO2=CO+───O2－Q

2

從上式可見，CO2氣體分解時，其產(chǎn)物體積膨脹為一倍半，這將有利于增強(qiáng)保護(hù)效果。但另一方面，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，對電弧產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷卻作用，會引起弧柱收縮，使弧柱對熔滴產(chǎn)生較大的排斥，加上焊絲端頭的熔滴由于受到電弧的排斥作用，使熔滴不規(guī)律，影響電弧穩(wěn)定性，同時也影響CO2氣體的保護(hù)效果。

42

試述CO2氣體保護(hù)焊的優(yōu)缺點(diǎn)。

CO2焊具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1）生產(chǎn)效率高，節(jié)省電能。CO2氣體保護(hù)焊的電流密度大，可達(dá)100～300A/mm2，因此電弧熱量集中，焊絲的熔化效率高，母材的熔透厚度大，焊接速度快，同時焊后不需要清渣，所以能夠顯著提高效率，節(jié)省電能。

2）焊接成本低。由于CO2氣體和焊絲的價格低廉，對于焊前的生產(chǎn)準(zhǔn)備要求不高，焊后清理和校正工時少，所以成本低。

3）焊接變形小。由于電弧熱量集中、線能量低和CO2氣體具有較強(qiáng)的冷卻作用，使焊件受熱面積小。特別是焊接薄板時，變形很小。

4）對油、銹產(chǎn)生氣孔的敏感性較低。

5）焊縫中含氫量少，所以提高了焊接低合金高鋼抗冷裂紋的能力。

6）熔滴采用短路過渡時用于立焊、仰焊和全位置焊接。

7）電弧可見性好，有利于觀察，焊絲能準(zhǔn)確對準(zhǔn)焊接線，尤其是在半自動焊時可以較容易地實(shí)現(xiàn)短焊縫和曲線焊縫的焊接工作。

8）操作簡單，容易掌握。

CO2焊具有下列缺點(diǎn)：

1）與手弧焊相比設(shè)備較復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，要求具有較高的維護(hù)設(shè)備的技術(shù)能力。

2）抗風(fēng)能力差，給室外焊接作業(yè)帶來一定困難。

3）弧光較強(qiáng)，必須注意勞動保護(hù)。

4）與手弧焊和埋弧焊相比，焊縫成形不夠美觀，焊接飛濺較大。

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CO2氣體保護(hù)焊如何按焊絲的直徑進(jìn)行分類？

CO2氣體保護(hù)焊按焊絲直徑的不同，可分為以下三類：

1）細(xì)絲CO2氣體保護(hù)焊，焊絲直徑小于和等于1.2mm，通常采用小電流、低電弧電壓的短路過渡進(jìn)行焊接。這時焊絲端部的熔滴與熔池以短路接觸的形式向熔池過渡。

2）中絲CO2氣體保護(hù)焊，焊絲直徑為1.6～2.4mm，通常采用較大電流、較高電弧電壓進(jìn)行焊接，熔滴過渡呈細(xì)滴排斥過渡，甚至射滴過渡。它是一種自由過渡形式。

3）粗絲CO2氣體保護(hù)焊，焊絲直徑2.4～5.0mm，通常采用大電流、較低電弧電壓進(jìn)行焊接，熔滴呈射滴過渡，甚至射流過渡，焊接電弧基本上潛入熔池凹坑內(nèi)。

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CO2氣體保護(hù)焊時如何減少金屬的飛濺？

CO2氣體保護(hù)焊的主要缺點(diǎn)是焊接過程中產(chǎn)生較多金屬飛濺。金屬飛濺不但會降低焊絲的熔敷系數(shù)，增加焊接成本，而且飛濺金屬會粘著導(dǎo)電嘴端面和噴嘴內(nèi)壁，引起送絲不暢，使電弧燃燒不穩(wěn)定，降低氣體保護(hù)作用，并使勞動條件惡化，必要時需停止焊接，進(jìn)行噴嘴清理工作。

短路過渡焊接時飛濺的主要原因是：金屬內(nèi)部的CO氣體急劇膨脹而發(fā)生強(qiáng)烈爆炸；短路過渡后電弧再引燃時產(chǎn)生的對熔池的過大沖擊力使液體金屬濺出。改善的措施是：工藝方面應(yīng)采用直徑盡量小的焊絲，合適的焊接電流與電弧電壓的匹配，通過焊接回路串接電感來調(diào)節(jié)短路電流上升速度和峰值短路電流；冶金方面采用含有較多脫氧元素的焊絲（如H08Mn2SiA），焊件表面仔細(xì)清理等。采取這些措施能將飛濺減小到一定程度，但不能完全消除。

自由過渡焊接時飛濺的主要原因是：當(dāng)焊接電流不大時，由熔滴非軸向過渡造成飛濺；當(dāng)大電流潛弧時，由熔滴瞬時短路造成飛濺。自由過渡造成的飛濺顆粒大，難以從焊件表面清除。這種飛濺目前還無有效的辦法加以克服，所以在一定程度上限制了中絲、粗絲CO2氣體保護(hù)焊在生產(chǎn)中的大量推廣應(yīng)用。

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CO2氣體保護(hù)焊對電源有什么要求？

CO2氣體保護(hù)焊通常采用實(shí)芯焊絲，沒有穩(wěn)弧劑，所以用交流電時電弧不穩(wěn)定，飛濺大，難以正常工作，因此CO2氣體保護(hù)焊的電源都采用直流電流和反極性連接。我國基本上不生產(chǎn)供CO2氣體保護(hù)焊用的弧焊發(fā)電機(jī)，目前均采用整流式電源。

為保證焊接工藝參數(shù)在焊接過程中的穩(wěn)定，采用細(xì)絲CO2氣體保護(hù)焊時，為等速送絲配合平特性電源；采用粗絲CO2氣體保護(hù)焊時，為變速送絲配合陡降特性電源。

⑴等速送絲方式與平特性電源配合

當(dāng)焊絲直徑小于2.5mm時，由于電流密度較大，焊接電弧靜特性為上升曲線，此時電弧自身調(diào)節(jié)作用強(qiáng)烈，因此采用等速送絲方式與平特性電源配合時，當(dāng)遇到外界干擾因素（如母材表面凹凸不平、焊槍上、下移動等）使弧長變化時，弧長能迅速回復(fù)到原先值。

⑵變速送絲方式與陡降特性電源配合

當(dāng)焊絲直徑大于3mm時，由于電流密度較小，電弧自身調(diào)節(jié)作用減弱，依靠等速送絲配合平特性電源，回復(fù)時間太長，不能滿足要求，此時應(yīng)采用變速送絲方式與陡降特性電源相配合，此時當(dāng)弧長發(fā)生變化時，電弧電壓變化較大（焊接電流變化較?。?，電弧的自動調(diào)節(jié)作用強(qiáng)烈，回復(fù)時間很短。

CO2氣體保護(hù)焊平特性整流電源的型號是ZP型（磁放大器式）、ZP3型（動圈式）、ZP5型（晶閘管式）、ZP6型（抽頭式），適用于細(xì)絲焊。

CO2氣體保護(hù)焊陡降特性整流電源的型號是ZX型（二極管整流加飽和抗器）、ZX5型（晶閘管整流）、適用于粗絲焊。

同時具有兩種特性的型號是ZD型（磁放大器式）、ZD5型（晶閘管式）。

46CO2氣體使用前為什么要經(jīng)過預(yù)熱？

氣瓶內(nèi)的液態(tài)CO2

當(dāng)打開氣瓶閥門時，液態(tài)CO2要揮發(fā)成氣態(tài)，此時將吸收大量的熱，使CO2氣體氣溫下降；另外，CO2氣體經(jīng)減壓后，氣體體積要膨脹，也會使CO2氣體氣溫下降。因此，為了防止CO2氣體在使用前因氣溫急劇下降而造成管路凍結(jié)，在減壓之前，應(yīng)使CO2氣體通過預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱。

預(yù)熱器多采用電阻加熱式，用36V交流供電，功率為100～150W，串接在CO2氣體鋼瓶的氣體出口端。

47

試述熔化極氣體保護(hù)焊焊絲的送絲方式。

送絲系統(tǒng)通常是由送絲機(jī)（包括電動機(jī)、減速器、校直輪、送絲機(jī)），送絲軟管、焊絲盤等組成。送絲系統(tǒng)將焊絲送至焊槍中，送絲方式示意圖見圖17。送絲方式主要有以下三種：⑴推絲式

焊槍結(jié)構(gòu)簡單、輕便，操作維修方便。缺點(diǎn)是焊絲送進(jìn)的阻力較大，隨著送絲軟管的加長，送絲穩(wěn)定性變差。廣泛應(yīng)用于焊絲直徑為0.8～2.0mm、送絲軟管長度為3～5m的半自動熔化極氣體保護(hù)焊中。

⑵拉絲式

拉絲式又分為三種形式：一種是將焊絲盤和焊槍分開，兩者通過送絲軟管連接。另一種是將焊絲盤直接安裝在焊槍上。這兩種都適用于細(xì)絲半自動熔化極氣體保護(hù)焊，使用焊絲直徑小于或等于0.8mm，送絲較穩(wěn)定，但焊槍較重。第三種是不但焊絲盤與焊槍分開，而且送絲電動機(jī)與焊槍也分開，常用于自動熔化極氣體保護(hù)焊中。

⑶推拉絲式

這種送絲系統(tǒng)中同時有推絲機(jī)和拉絲機(jī)，推絲為主要動力，拉絲是將焊絲校直，送絲軟管可加長到10m，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用不多。

48

試述熔化極氣體保護(hù)焊焊槍的構(gòu)造。

熔化極氣體保護(hù)焊焊槍的作用是傳導(dǎo)焊接電流、導(dǎo)送焊絲和保護(hù)氣體。按其用途可分為半自動焊焊槍（手握式）和自動焊焊槍（安裝在機(jī)械裝置上）兩種。在焊槍內(nèi)部裝有不同孔徑的導(dǎo)電嘴，以適應(yīng)不同直徑焊絲的需要。焊槍還具有一個向焊接區(qū)輸送保護(hù)氣體的通道和噴嘴，噴嘴是易損件，應(yīng)該很方便地更換。當(dāng)焊接電流通過導(dǎo)電嘴等部件時產(chǎn)生的電阻熱和電弧輻射熱一起會使焊槍發(fā)熱，故使用時要采取一定措施冷卻焊槍，冷卻方式有空氣冷卻和水冷卻兩種。對于空氣冷卻焊槍，在CO2氣體保護(hù)焊斷續(xù)負(fù)載條件下，使用的焊接電流可高達(dá)600A。但是，在使用氬氣或氦氣保護(hù)時，通常焊接電流只限于200A。

半自動焊槍有鵝頸式和手槍式兩種。鵝頸式焊槍適合于小直徑焊絲，使用靈活方便，特別適合于緊湊部位、難以達(dá)到的拐角處和某些受限制區(qū)域的焊接。手槍式焊槍適合于較粗直徑的焊絲，內(nèi)部采用循環(huán)水冷卻。

自動焊焊槍的基本構(gòu)造與半自動焊焊槍相同，但其載流容量較大（可達(dá)1500A），工作時間較長，采用內(nèi)部循環(huán)水冷卻，直接裝在焊接機(jī)頭的下部。

49

熔化極氣體保護(hù)焊的供氣裝置由哪幾部分所組成？

熔化極氣體保護(hù)焊的供氣裝置組成，見圖18。⑴鋼瓶

CO2氣體鋼瓶用以貯存液態(tài)CO2，鋼瓶表面涂黑色并寫有“二氧化碳”，瓶裝壓力為5～7MPa。Ar氣鋼瓶貯存氣態(tài)Ar氣，鋼瓶表面涂灰色并寫有“氬氣”，瓶裝壓力為15MPa。

⑵預(yù)熱器

專用于CO2氣體，防止CO2氣體溫度下降而使管路凍結(jié)。

⑶高壓干燥器

專用于CO2氣體，防止CO2氣體中因含水量太高而使得焊縫產(chǎn)生氣孔。高壓干燥器內(nèi)裝有干燥劑，如硅膠、脫水硫酸銅和無水氯化鈣等。

⑷減壓閥

將高壓CO2氣體或Ar氣變成壓力為0.1～0.2MPa的低壓氣體。

⑸氣體流量計(jì)

用來調(diào)節(jié)氣體流量的大小，常用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，但其刻度是用空氣作為介質(zhì)，若通過氣體為CO2氣體或Ar氣，浮子材料為純鋁，則氣體流量可按下式計(jì)算：

Qco2=0.809Q空氣

QAr=0.852Q空氣

式中

Q空氣——流量計(jì)上標(biāo)出的空氣流量；

Qco2——換算成的CO2氣流量；

QAr——換算成的Ar氣流量。

⑹電磁氣閥

用來接通或切斷保護(hù)氣體。

50

試述熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)型號的編制方法。

根據(jù)焊機(jī)型號編制方法規(guī)定，熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)型號的編制方法如下：型號的意義為：額定電流為×××的半自動CO2氣體保護(hù)焊機(jī)。

51

什么是藥芯焊絲氣體保護(hù)電弧焊？

由薄鋼帶卷成圓形鋼管或異形鋼管的同時，在其管中填滿一定成分的藥粉，經(jīng)拉制而成的一種焊絲稱為藥芯焊絲。采用藥芯焊絲的氣體保護(hù)電弧焊稱為藥芯焊絲氣體保護(hù)電弧焊，見圖19。藥芯焊絲氣體保護(hù)焊采用CO2或CO2+Ar氣體作為保護(hù)氣體，焊接電源為直流反接。焊接時，在電弧熱作用下，藥芯焊絲，母材金屬和保護(hù)氣體相互之間發(fā)生冶金作用，同時形成一層較薄的液態(tài)熔渣層覆蓋熔滴并覆蓋熔池，對熔化金屬形成了又一層的保護(hù)，所以實(shí)質(zhì)上是一種氣－渣聯(lián)合保護(hù)的焊接方法。其主要優(yōu)點(diǎn)是：

1）采用氣－渣聯(lián)合保護(hù)，焊縫成形美觀，電弧穩(wěn)定性好，飛濺少且顆粒細(xì)小。

2）焊絲熔敷速度快，熔敷效率高達(dá)85%～905，生產(chǎn)率比手弧焊高3～5倍。

3）通過調(diào)整藥芯成分可提供所要求的焊縫金屬化學(xué)成分，以適應(yīng)各種鋼材的焊接。

缺點(diǎn)是藥芯焊絲制造過程復(fù)雜，送絲較困難，且粉劑易吸潮，需要妥善保管。

52

什么是窄間隙活性氣體保護(hù)電弧焊？

厚板對接接頭，焊前只開I形坡口或小角度V形坡口，并留有窄而深的間隙，采用活性氣體（Ar＋CO2）保護(hù)焊完成整條焊縫的高效率焊接法稱為窄間隙活性氣體保護(hù)電弧焊，簡稱窄間隙焊。焊接時，需要采用特殊的焊槍和焊絲校直機(jī)構(gòu)，使焊絲能深入到深而窄的坡口內(nèi)，見圖20。窄間隙焊可分為細(xì)絲和粗絲兩種工藝：細(xì)絲窄間隙焊采用焊絲直徑為0.8～1.0mm，保護(hù)氣體成分為Ar＋CO220%，焊件裝配間隙6～9mm，直流反接，熔滴為噴射過渡，將焊絲指向兩側(cè)壁進(jìn)行多道焊。優(yōu)點(diǎn)是由于熱輸入量少，所以熱影響區(qū)窄，焊縫金屬晶粒細(xì)小，沖擊韌度好，成分均勻。

粗絲窄間隙采用焊絲直徑為2.4～4.8mm，保護(hù)氣體成分Ar＋CO210%或Ar＋CO23%，焊件裝配間隙為10～15mm，直流反接，脈沖電源，單道多層焊。

窄間隙焊的主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，焊接材料及電級消耗低，缺點(diǎn)是側(cè)壁與焊道之間易產(chǎn)生未熔合。

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什么是氣電立焊？

氣電立焊是由熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護(hù)焊方法，其原理示意圖見圖21。焊件處于垂直位置，焊絲連續(xù)向下送入由焊件坡口面和兩個水冷滑塊面形成的凹槽中，電弧在焊絲和接頭底部的引弧板之間引燃。焊絲和母材金屬在電弧熱的作用下不斷地熔化并流向電弧下方的熔池中，在滑塊中強(qiáng)迫成形。焊絲可垂直往下輸送或作前后橫向擺動，以保證兩側(cè)焊透。隨著電弧的上移，水冷滑塊也隨著上移，凹槽逐漸被熔化金屬填充，形成焊縫。保護(hù)氣體采用CO2或Ar＋O2氣體。氣電立焊與窄間隙焊的主要區(qū)別在于焊縫一次成形，而不是多道多層焊；與電渣焊的主要區(qū)別在于熔化金屬的熱量是電弧熱而不是熔渣的電阻熱。主要優(yōu)點(diǎn)是可不開坡口焊接厚板，生產(chǎn)率高，成本低。CO2/MAG焊接技術(shù)在壓力管道上應(yīng)用的工藝特點(diǎn)1

壓力管道焊接工藝的現(xiàn)狀

目前國內(nèi)壓力管道現(xiàn)場安裝焊接工藝方法仍然以焊條電弧焊為主，重要焊縫采用鎢極氬弧焊打底/焊條電弧焊填充蓋面焊工藝；西氣東輸工程中大部分采用纖維素焊條打底/藥芯自保焊絲填充蓋面焊工藝。CO2氣體保護(hù)焊接方法在壓力管道焊接上應(yīng)用的還不十分普遍，分析其原因主要存在以下認(rèn)識誤區(qū)。

1.1

CO2焊接過程中有飛濺，焊接接頭質(zhì)量比焊條電弧焊要低；CO2氣體保護(hù)防風(fēng)能力差，不適合壓力管道現(xiàn)場安裝焊接。

1.2

電弧氣氛中具有較強(qiáng)的氧化性，焊縫金屬的含氧量較高，焊接接頭的沖擊韌性值低。

1.3

管道CO2全位置焊接，焊工操作難度大，焊縫成形差，焊縫容易產(chǎn)生咬邊及未熔合等焊接缺陷。

隨著CO2焊接電源先進(jìn)控制技術(shù)的提高，高品質(zhì)焊接材料的發(fā)展及新型焊接工藝的應(yīng)用，上述CO2焊接缺點(diǎn)（飛濺大、成形差、韌性低）均能得到有效的解決。

2

管道CO2焊接工藝的改進(jìn)和提高

CO2氣體保護(hù)焊具有明弧、無渣、節(jié)能、生產(chǎn)率高、成本低、變形小、抗銹能力強(qiáng)、焊縫含氫量低、抗裂性好、可進(jìn)行全位置焊接、容易實(shí)現(xiàn)自動化等特點(diǎn)，因此這種焊接方法應(yīng)用很廣泛，并且普及率逐年上升。CO2焊接工藝方法具有的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本綜合優(yōu)點(diǎn)是其它焊接方法所不能比擬的。據(jù)有關(guān)資料介紹：在某行業(yè)CO2焊接熔敷金屬量占焊接總?cè)鄯罅坑?%提高到15%，可獲得經(jīng)濟(jì)效益5.65億元。

2.1

CO2焊接接頭塑韌性不穩(wěn)定。主要原因是過去的CO2焊絲標(biāo)準(zhǔn)沿襲了原蘇聯(lián)的舊標(biāo)準(zhǔn)，焊絲含Mn量偏高：（Mn：1.8~2.1%），Mn/Si比值高，焊縫強(qiáng)度高，塑韌性偏低。隨著焊絲質(zhì)量的改進(jìn)，引用歐美焊絲標(biāo)準(zhǔn)（如ER50-6、唐山神鋼MG-51T），Mn/Si比值適當(dāng)（Mn：1.4~1.85%

Si：0.8~1.15%），CO2焊縫塑韌性值均略高于堿性低氫焊條的塑韌性值指標(biāo)，完全可以替代堿性低氫焊條的焊接接頭。

2.2

當(dāng)焊接作業(yè)環(huán)境的風(fēng)力≥2m/sec時，為加強(qiáng)氣體保護(hù)，防止氣流紊亂，造成氣孔和焊縫成形不良，焊接區(qū)域做些局部遮擋，完全能夠滿足焊接質(zhì)量要求（海邊造船及管道安裝CO2焊接作業(yè)十分普遍）。

2.3

80年代中期浙江省安裝公司就已經(jīng)將CO2焊接工藝應(yīng)用于壓力管道的焊接施工中，取得非?？捎^的質(zhì)量效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.4

從93年開始CO2焊接操作技能就列入全國焊工比賽的項(xiàng)目，隨后增加了管道垂直固定、水平固定、45°固定的考核項(xiàng)目，推動了焊工CO2焊接壓力管道操作技能的提高。

2.5

控制焊縫外觀成形也依靠焊工熟練的操作技能，管道全位置焊接的運(yùn)槍手法見圖一，推薦采用反月牙形運(yùn)槍手法，焊絲在焊縫兩側(cè)略作停留，中間快速過渡，焊縫余高低，成形美觀，無咬邊等缺陷。

3

CO2焊接工藝在壓力管道上焊接的應(yīng)用

壓力管道（材質(zhì)：20#鋼或Q295、Q345、Q390低合金結(jié)構(gòu)鋼）單面焊接雙面成形工藝有以下幾種典型組合方式，可依據(jù)自己的工藝條件，制定焊接工藝評定任務(wù)書，經(jīng)模擬試件焊接，理化實(shí)驗(yàn)，評定合格，制訂焊接工藝規(guī)程（WPS）指導(dǎo)焊接施工。

3.1

工藝方案一（實(shí)心焊絲+混和氣體保護(hù)焊）：

a、實(shí)心焊絲ER50-6

ER50-3

焊絲直徑

Φ1.0

b、保護(hù)氣體80%Ar+20%CO2（MAG）流量：15--20L/min

c、焊縫要求高韌性值，請選用ER50-3含Mn、Si量偏低的焊絲；焊縫要求較高強(qiáng)度時，請選用ER50-6含Mn、Si偏高的焊絲；經(jīng)焊接工藝評定后確定。

d、電焊機(jī)：唐山松下350EA1或350KR2

CO2/MAG焊機(jī)。

e、對接坡口：50--55°，對口間隙：2--2.5mm，鈍邊：1.5--2mm。

f、全位置立向上焊，焊縫接頭處打磨緩坡形便于接頭無缺陷。

g、焊接電流I=110—120A，電弧電壓U=18—19V，焊速V=20—30cm/min。

打底焊采用鋸齒形運(yùn)槍手法，其余焊層采用反月牙形運(yùn)槍手法（如圖一）。

h、此工藝適合Ф219*5以上的管道多層多道焊。

3.2

工藝方案二（鎢極氬弧焊打底+CO2/MAG氣保焊填充蓋面焊）：

a、

鎢極氬弧焊（TIG焊）打底：Φ2.4焊絲，I=80--100A。

b、

對接坡口：55--60°，對口間隙：2.5—3.0mm，鈍邊：1.0—1.5mm。

c、

焊機(jī)：（1）YD-400AT2HGG接觸引弧的簡易TIG焊/焊條電弧焊兩用直流弧焊機(jī)。

（2）YC-315TX1HGE直流脈沖鎢極氬弧焊機(jī)。

d、保護(hù)氣體：純氬7--8L/min。

e、

填充蓋面焊用CO2（或MAG）焊接工藝：實(shí)心焊絲ER50-6

Φ1.0

f、

CO2焊機(jī)及工藝參數(shù)同上

g、

此工藝適合Ф159*4以上的管道多層多道焊。

3.3

工藝方案三（陶瓷襯墊+藥芯焊絲CO2焊接工藝）

a、

藥芯焊絲：

國產(chǎn)YJ502-1（神鋼DW-100）焊絲直徑

Φ1.2

b、

保護(hù)氣體：CO2

流量：15--20L/min。

c、

對接坡口：40--45°，對口間隙：6--8mm，鈍邊：無。

d、

焊縫背面貼緊陶瓷襯墊，全位置立向上焊。

e、

焊接電流I=160—200A，電弧電壓U=24—26V，焊速V=20—30cm/min。

f、

鋸齒形或反月牙形運(yùn)槍手法（如圖一）。

g、

此工藝適合Ф600*8以上的管道多層多道焊。

3.4

工藝方案四（纖維素焊條打底+實(shí)心焊絲CO2焊接工藝）

a、打底焊：纖維素焊條E6010（或E8010）Φ4

I=60—80A

立向下焊。

b、對接坡口：60°，對口間隙：2.5--3.0mm，鈍邊：1.0—1.5mm。

c、焊縫接頭處打磨緩坡形便于接頭。打底焊縫表面打磨無焊渣。

d、電焊機(jī)：唐山松下YD-400AT2HGF直流弧焊機(jī)（專設(shè)纖維素焊條輸出端口）。

e、填充蓋面焊用CO2（或MAG）焊接工藝，CO2焊機(jī)及工藝參數(shù)同上。

f、此工藝適合Ф273*5以上的管道多層多道焊。

4

總結(jié)

4.1正確的選擇焊接材料和運(yùn)槍方法，并采取防風(fēng)等工藝措施，CO2/MAG氣體保護(hù)焊能夠滿足壓力管道予制及現(xiàn)場安裝焊接的質(zhì)量要求。

4.2CO2/MAG焊工藝是優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的焊接方法，結(jié)合施工條件，優(yōu)選典型焊接工藝組合方案，經(jīng)焊接工藝評定確認(rèn)后，應(yīng)用于壓力管道焊接施工，會給企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。二氧化碳焊接在工業(yè)中應(yīng)用3.1二氧化碳焊接在工業(yè)中的發(fā)展一、焊接在現(xiàn)代工業(yè)中的地位及發(fā)展概況1．焊接在現(xiàn)代工業(yè)中的地位1）常用的金屬連接方法：連接方法在工業(yè)生產(chǎn)中采用的連接方法主要有可拆連接和不可拆連接兩大類?？刹疬B接螺釘、鍵、銷釘?shù)冗B接。它們通常不用于制造金屬結(jié)構(gòu)，而是用于零件的裝配和定位工作中。不可拆連接鉚接、焊接和粘接等幾種方式，它們通常用于金屬結(jié)構(gòu)或零件的制造中。焊接是指通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到結(jié)合的一種方法。被結(jié)合的兩個物體可以是各種同類或不同類的金屬、非金屬（石墨、陶瓷、塑料等），也可以是一種金屬與一種非金屬。2）不可拆連接方法的比較鉚接應(yīng)用較早，但它工序復(fù)雜、結(jié)構(gòu)笨重、材料消耗也較大，現(xiàn)代工業(yè)中已逐步被焊接所取代。粘接雖然工藝簡單，而且在粘接過程中對被粘材料的組織和性能不產(chǎn)生任何不良影響，但是其接頭強(qiáng)度一般較低。焊接不但易于保證焊接結(jié)構(gòu)等強(qiáng)度的要求，而且相對來說工藝比較簡單，加工成本也比較低廉，所以焊接技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用和飛速發(fā)展。3）焊接技術(shù)的應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)中，金屬是不可缺少的重要材料。高速行駛的汽車、火車、載重萬噸至幾十萬噸的輪船、耐腐耐壓的化工設(shè)備以至宇宙飛行器等都離不開金屬材料。在這些工業(yè)產(chǎn)品的制造過程中，需要把各種各樣加工好的零件按設(shè)計(jì)要求連接起來制成產(chǎn)品，焊接就是將這些零件連接起來的一種理想的加工方法。小資料：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界年產(chǎn)量45小資料：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界年產(chǎn)量45％的鋼和大量有色金屬，都是通過焊接加工形成產(chǎn)品的。2.焊接的發(fā)展概況小資料：焊接是一門古老而又年輕的加工方法，遠(yuǎn)在我國古代就有使用鍛焊和釬焊的實(shí)例，如在著名的秦始皇陵中出土的銅馬車上就發(fā)現(xiàn)了釬焊的焊縫。焊接方法是19世紀(jì)末和20世紀(jì)初現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。1885年發(fā)現(xiàn)了氣體放電的現(xiàn)象，1930年發(fā)明了涂藥焊條電弧焊方法，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊以及二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等自動或半自動的焊接方法。電阻焊則是1886年發(fā)明的，此后逐漸完善為電阻點(diǎn)焊、縫焊和對焊方法，它幾乎與電弧焊同時推向工業(yè)應(yīng)用，逐步取代鉚接，成為工業(yè)中廣泛應(yīng)用的兩種主要焊接方法。到目前為止，又相繼發(fā)明了電子束焊、激光焊等20余種基本方法和成百種派生方法，并且仍處于繼續(xù)發(fā)展之中。小資料：焊接是一門古老而又年輕的加工方法，遠(yuǎn)在我國古代就有使用鍛焊和釬焊的實(shí)例，如在著名的秦始皇陵中出土的銅馬車上就發(fā)現(xiàn)了釬焊的焊縫。一方面，材料科學(xué)進(jìn)入21世紀(jì)已顯示出以下的變化趨勢，即從黑色金屬向有色金屬變化；從金屬材料向非金屬材料變化；從結(jié)構(gòu)材料向功能材料變化；從多維材料向低維材料變化；從單一材料向復(fù)合材料變化。新材料的連接對焊接技術(shù)提出了更高的要求。另一方面，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的先進(jìn)制造技術(shù)如計(jì)算機(jī)輔助焊接(CAW）、焊接機(jī)器人、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)等的蓬勃發(fā)展，正從信息化、集成化、系統(tǒng)化、柔性化等幾個方面改變著焊接技術(shù)的生產(chǎn)面貌。二、焊接工藝所包含的主要內(nèi)容焊接工藝是指制造焊接結(jié)構(gòu)件所有關(guān)的加工方法和實(shí)施要求，包括焊接準(zhǔn)備、材料選用、焊接方法選定、焊接參數(shù)、操作要求等。顯然，了解各種焊接方法和掌握被焊材料的焊接性是合理制定焊接工藝的關(guān)鍵。本教材主要講述的就是各種常用的焊接方法和常見金屬材料的焊接性。1．焊接方法及分類目前，焊接方法分類法種類甚多，通常情況下，按其焊接過程特點(diǎn)將其分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。每大類又按不同的方法細(xì)分為若干小類，如圖所示。3.2二氧化碳焊接在工業(yè)中的應(yīng)用隨著社會經(jīng)濟(jì)以及石油化學(xué)工業(yè)、煤化學(xué)工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)的迅速發(fā)展，排放到大氣中的二氧化碳量逐年顯著增加。全世界每年僅燃燒煤、石油、天然氣等各種礦物燃料排放到大氣中的二氧化量達(dá)到240億噸以上?。二氧化碳是工業(yè)的主要排放物，是引起全球溫室效應(yīng)的氣體之一，更是一種重要的碳資源。二氧化碳的活化及利用引起了人們越來越強(qiáng)烈的關(guān)注。但到目前，實(shí)際被利用的二氧化碳量非常少，這樣不僅造成了二氧化碳資源的浪費(fèi)，而且加劇了人類賴以生存的地球溫暖化傾向。因此，控制二氧化碳排放量，對其產(chǎn)生的二氧化碳的回收、利用及再資源化，已成為世界各國特別是發(fā)達(dá)國家十分關(guān)注的問題。英、美、德、日等國已經(jīng)制定了一系列的對策和措施對二氧化碳綜合利用，并取得很大成效。近年來，中國政府十分重視環(huán)境保護(hù)問題，采取了許多有效措施，嚴(yán)格控制二氧化碳的排放，并充分利用二氧化碳，取得了明顯成效。雖然二氧化碳是主要的溫室氣體，將致使地球平均溫度升高，對人類產(chǎn)生嚴(yán)重危害。同時，二氧化碳在化工領(lǐng)域又是一種無毒、不易燃的取之不盡和非常重要的碳資源。目前，全球同收的二氧化碳約40％用于生產(chǎn)化學(xué)品、3596用于油田三次采油、10％用于制冷、5％用于碳酸飲料、1096用于機(jī)械保護(hù)焊接、金屬鑄造加工、農(nóng)業(yè)施肥等領(lǐng)域，但全球利用二氧化碳生產(chǎn)化學(xué)品總的利用量不到2億噸為了解決能源緊張、消除污染，大力開發(fā)二氧化碳資源的化學(xué)利用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)在大型金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)中廣泛使用，在中、小型企業(yè)中局部使用，制造的金屬結(jié)構(gòu)種類大大增加。隨著機(jī)械行業(yè)骨干企業(yè)焊接技術(shù)改造，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)在大型金屬結(jié)構(gòu)中廣泛采用。如：太原重型機(jī)械（集團(tuán)）有限公司、第一重型機(jī)械有限公司、大連重工集團(tuán)有限公司等企業(yè)，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊完成的焊接金屬結(jié)構(gòu)已占其重量的50%~80%，在大型金屬結(jié)構(gòu)企業(yè)中發(fā)揮著不可替代的骨干作用。在中、小型企業(yè)中推廣應(yīng)用與所在地區(qū)、所處行業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素有較大關(guān)系，焊接技術(shù)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)、焊接結(jié)構(gòu)較多的企業(yè)、技術(shù)含量較高的產(chǎn)品，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊推廣使用情況較好。雖然中、小企業(yè)中應(yīng)用情況差別較大，但通過多年宣傳、引導(dǎo)，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)已逐漸企業(yè)技術(shù)改造中主要選著的焊接技術(shù)裝備。3.3二氧化碳焊接的主要特點(diǎn)2.1、焊縫成型美觀，焊縫焊接成型后無需再打磨處理，焊縫幾何尺寸均勻一致。2.2、焊接飛濺少，藥芯焊絲在其藥芯中加入了穩(wěn)弧劑，電弧燃燒穩(wěn)定，熔滴呈滴狀均勻過度，故焊接時飛濺很少，且飛濺顆粒細(xì)小，冷卻速度快，一般在球殼板上很難粘住，清除較容易。2.3、焊縫收縮變形小，由于其焊接熱量輸入集中，熱影響區(qū)小，因此焊接收縮變形小，焊接殘余應(yīng)力小。2.4、焊接效率高，細(xì)絲自動焊的高電流密度，決定了其較高的熔填速度，從而產(chǎn)生較高的焊接速度，且自動焊過程省去了手工焊中頻繁更換焊條的時間。3、焊前準(zhǔn)備3.1焊接坡口：3.1.1、焊縫坡口為X3.1.2、3.1.3、坡口表面及兩側(cè)各50mm3.1.4、焊縫組對間隙宜為3.2、焊接位置：赤道帶和上、下溫帶縱縫。3.3、焊接材料：CO2氣體保護(hù)自動焊采用φ1.2的林肯E712C焊絲，保護(hù)氣體采用CO2.3.4、焊絲管理：3.4.13.4.23.4.33.4.4、焊材庫必須保持干燥，相對濕度不大于60%，庫房內(nèi)的溫度不低于10二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和藥芯焊絲電弧焊安全注意點(diǎn)(1)使用進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時，電弧溫度約為6000～10000℃(2)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接時，飛濺較多，尤其是粗絲焊接(直徑大于1．6mm)，更產(chǎn)生