CO2气体保护焊焊接工艺试验与应用.pdf

闫岩

[摘 要]CO2气体保护焊目前在制造业、造船业、发电等专业领域应用十分广泛。没有一种焊接方法能像浅析CO2气体保护焊那样在工业界得到如此迅猛的发展。这是因为CO2气体保护焊有很多优点：生产效率高、生产成本低、适用范围广、焊接范围广、采用明弧焊接、抗锈能力强、焊接变形小、焊接质量好、易于操作。CO2气体保护焊虽有以上的优点，但是也有些需要解决的问题。如设备比较复杂、飞溅较大、成形较差、野外作业时需要加强防风、焊缝分散、焊把线受控制等，这些都需要进一步研究并寻求解决的方法。总之CO2焊接低碳钢和低合金钢是一种质量高、生产率高、投入成本低的一种焊接方法。

[关键词]CO2气体保护焊；操作；工艺；规范

中图分类号：G786 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0060-01

正文：

一、焊接设备及材料

通过广泛的分析与论证，选用唐山松下CO2半自动YM-350KRIVTA晶闸管焊机，其主要参数为：额定输入容量：18.1KVA16.2KVA，输出电流：DC60-350A，输出电压：DC16-36V，焊丝选用自贡焊条厂生产的CO2焊丝，牌号为CHW-50C，直径为1mm，选用CO2气体纯度为99.5%。

二、焊工练习

为尽快完成试焊任务，得出合格的产品，应选择有经验的焊工担任操作。为了保证在练习及日常工程操作中的焊缝质量，特别强调以下几点：

1、凡右手持枪者（约占焊工总数的99.9%以上），在焊缝允许的情况下，尽量采用右焊法，焊枪倾角不大于30°，左焊法时倾角不大于20°，这样可以加强对熔池后部半液态金属的气体保护，不易出现蜂窝状气孔或者面包形焊缝。

2、为了获得低氢焊缝，提高焊缝金属韧性，有必要降低CO2中的含水量，液态CO2中可熔解0.05%质量的水，其余的水侧形成自由状态沉于瓶底，所以在施焊前必须在现场做以下减少水份的措施：

（1）、将新气瓶倒置1-2小时，然后开启阀门，把沉积在下部的自由状态水排出。根据瓶中含水量的不同，可每隔半小时防水一次共放2-3次，放掉水后仍将气瓶倒置。

（2）、经倒置放水后的气瓶，在使用前仍需放气2-3分钟，放掉气瓶上面部分的气体，因为其含有水分。

（3）、可在气路中中设置高低压干燥器，瓶中气压下降到0.5MPa时，不能继续供气使用。

三、焊接工艺

1、焊枪位置

焊枪的高度：焊枪高度是指导电嘴到母材的距离，它影响到气体保护效果、电弧稳定性、焊丝熔化、飛溅量及焊接操作。这个高度根据焊丝的直径和电流而定，一般为12-15d（d为焊丝直径），且不得大于25mm。

2、焊前准备

（1）、坡口加工方法与清理：加工坡口可以是机械加工、气割和碳弧气刨等，坡口加工的要求比手工电弧焊高一些，根据结构的要求是单面焊双面成型不是只有密封的要求，建议坡口形式为1-5mm薄板为对接不开破口，对接间隙0-1.5mm，最大不超过2mm，中板为8-16mm，厚板16mm以上应开V型或者X型坡口，坡口角度45-60°，对接间隙0-3mm，钝边0-4mm，施焊点固前坡口周围10-20mm内除油锈、油漆杂物，对氧化皮及少量的铁锈要求不严。

（2）、定位点焊：CO2焊与手工焊不同，点焊焊缝有区别，手工电弧焊点好后必须清渣，CO2焊定位焊必须进行仔细的焊接，尽量避免产生气孔和夹渣。薄板点焊长度3-5mm，间距30-50mm；中板厚板点焊长度15-30mm，间距200-300mm，如果板很厚，点焊间距要适当缩短，焊肉适当加厚。

3、起弧与收弧工艺

虽然说CO2焊的起弧与收弧的工艺比较简单，但达到一定的质量要求，掌握规范的工艺是很必要的。

（1）、起弧前应该在焊丝端部与母材之间保持一定的距离情况下按焊枪开关，切记不要在焊丝与母材接触时才按按钮，这种启弧往往造成很大的飞溅，并容易使导电嘴堵塞，还可能返烧。起弧处由于工作温度较低，又无法像手工焊那样拉长电弧预热，所以熔深比较浅，且易产生缺陷，为此应采用倒退起弧法，使焊缝充分熔合。

（2）、收弧工艺：YM-350KRIVTA焊机有填弧装置，弧坑电流为正常电流的50-70%，所以收弧工艺要求不很严格。重要结构的焊接起弧、收弧应加接引弧板。

4、焊接规范

选择焊接参数应满足以下条件：

（1）、焊缝外观美观，没有烧穿、咬边、气孔和裂纹等缺陷。

（2）、熔深控制在合适的范围内，以保证反面成形光滑美观。

（3）、焊接过程稳定，飞溅小。

（4）、在保证上述要求条件下，还应该具有较高的生产效率。

CO2焊的焊接规范主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度和气体流量。这些规范对焊丝的熔化及焊缝成型都有很大的影响。电弧电压是决定焊缝宽度的最主要的原因，此外还影响熔滴过渡，金属飞溅、短路频率、电弧燃烧时间。电弧电压低，得到窄而深的焊道，而且焊丝容易插入熔池，引起焊接过程不稳定。电弧电压过高，飞溅增加，焊缝宽度加宽，余高扁平，熔深变浅。为了得到合适的电弧电压，可根据不同的焊接位置、焊件厚度、坡口、间隙的大小等给予适当的调整。

焊接速度是决定熔深、焊道形状和熔敷金属的重要因素，CO2焊最适合的焊接速度为18-30m/h，即30-50cm/min。当焊速低于9-12m/h时移动焊枪时，手易颤动，不易稳定；当焊速大于36-42m/h时，焊枪难于对准焊缝，同时飞溅也会增大，也会产生咬边，这时通过稍微增加前倾角和降低电流，电压也能得到一些改善。

CO2焊靠CO2气体来保护熔化金属免遭外部气体的侵蚀，但不是气体流量越大越好，太大容易出现紊流，将外界空气卷入，适得其反；太小气体层流挺度不够，气体保护不好，容易产生气孔等缺陷，比较适合的气体流量是：小规范5-15升/min，中规范为20升/min，大规范20-30升/min。

四、对今后推广CO2焊的打算、体会和建议

1、在使用CO2焊的全过程中，一定要解决应用中的实际问题。

2、要有一个技术人员和工人师傅组成的队伍，在生产实际使用中帮助解决各种问题，以保证CO2焊接的正常使用。

3、由于CO2焊机的结构比手工焊机复杂的多，必须建立一支焊机维修队伍。

4、焊丝的保管，由于焊丝的生锈问题不容忽视，绕盘的焊丝必须均匀、平直、不允许打折、起波浪或者锐弯，以保证焊接过程的稳定和焊缝成型的均匀，一般应建立防潮性能好的专用仓库。

5、焊工的培训工作不能忽视，焊工必须经过CO2焊理论学习和实际培训，经过考核并取得相应的合格证书后，方可从事有关的焊接工作。

6、因为CO2焊焊工劳动强度大，尤其在高温季节应切实解决好焊工的防暑降温问题及劳动保护问题。

7、随着新钢种越来越多，为了进一步提高工作效率和保证焊接质量，应适当增加一些新的CO2焊机去更新一批手弧焊机，增加CO2焊机设备的能力。

结束语

CO2气体保护焊是一种先进的焊接方法，它具有效率高、成本低耗能少等优点，可以相信，在焊接人员切实、认真地解决各种技术问题和实际问题，这一高效的焊接方法一定会在各种焊接领域得到其应用价值。