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摘要：DSP逆变电流熔化极气体保护焊俗称“CO2气体保护焊”，是利用CO2气体等熔化极气体保护电弧焊。本文以国道104明光绕城线项目钢筋加工工程施工为背景，通过通过技术特点、工艺原理、工艺流程、操作要点、质量安全环保保证措施等方面，浅谈DSP逆变电流熔化极气体保护焊技术的在工程实例中的应用。
关键词：DSP 气体 电流熔化 保护焊 应用
一、前言
焊接是指两种或两种以上同种类或不同种类的材料，通过对两者材料的热熔和挤压达到物理结合，达到持续不间断的、永久性连接的施工工艺，在工程建设钢筋加工施工一般采用手工焊条电弧焊方式，在焊接操作过程中始终处于高温烘烤和有毒烟尘环境中，作业环境差，但施工时焊接质量受焊工的操作技术和经验影响非常大，焊接质量波动性大，而且焊接过程需及时清理焊渣，不符合现代安全文明施工作业要求。
国道104明光绕城线钢筋加工工程施工采用DSP逆变电流熔化极气体保护焊技术技术有效的解决了上述问题，有效满足了项目施工需要。国道104明光绕城线位于明光市镜内，所经乡镇为石坝镇。明东乡、苏巷镇、桥头镇。路线总体由南向北，项目起点位于明光市南映山集与老104相交，向东上跨宁洛高速，经明东与S309平交、过阎巷到焦岗，上跨女山湖，终于桥头镇与老104相接，全长28.77公里，项目桩基126根，系梁18道，墩柱126根，;梁板378片，共计使用钢筋钢筋3720噸。
二、技术特点
1.成本低：所用保护气体为二氧化碳，价格低廉，其成本只为手工电弧焊的40%～50%。
2.速度快、效率高：二氧化碳气体保护焊使用的焊接电流密度大，穿透能力强、焊丝的溶敷速度快，可减少焊接层数，生产效率是电弧焊的1～4倍。
3.抗锈能力强：由于在焊接过程中二氧化碳的分解使得焊缝氧化性较强，从而拥有抗锈功能。
4.焊缝变形小：二氧化碳气体保护焊受热面积小，且冷却速度快，热影响区面积降到最低，对被焊接的金属影响较小，且焊缝冷却后不易变形、开裂。
5.无焊渣：焊缝不存在焊渣，可减少发生冷裂纹倾向，同时也节省了清理焊渣的时间。
6.环境保护：焊接现场不存在到处是焊条头的现象。
7.安全方面：由于冷却速度快，有效减少了工人在冷却之前误碰所造成的烫伤和灼伤。
三、工艺原理
CO2气体保护焊焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧，焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴并进入熔池，CO2气体经喷嘴被连续喷出，形成气体保护层包围电弧和熔池，使熔滴、熔池金属等都与空气隔绝，保证焊接的稳定和焊缝的良好质量。
CO2气体保护焊过程示意图
四、工艺流程
CO2气体保护焊接钢筋工程时，电源输入端接在三级配电箱上，两输出端接在钢筋工程和焊枪上，由送丝机转动专用焊丝，经过导电嘴与软管向电弧焊接不断送给。与此同时，CO2气体通过喷嘴连续喷出形成保护气流，形成气体保护层包围电弧和熔池，根据钢筋焊接需要移动焊枪，焊缝随着熔池内的金属冷却凝固后形成。
五、操作要点
1、平焊位置施焊，若焊枪喷嘴不需伸入坡口时，坡口角度应选下限。
2、立焊时可采用立向下焊。焊接时应注意防止未熔合缺陷的产生。
3、焊接时焊丝、焊件坡口及周围1～2cm内应清理干净，严禁有油渍、污水、锈蚀和油漆涂料等杂物影响焊接质量。
4、当选择直径大于1.2mm的焊丝时，CO2气体设定的流量范围一般在15L/min与25L/min之间;当选择直径不大于1.2mm的焊丝时，CO2气体设定的流量范围一般在6L/min与15L/min之间。
5、短路法引弧。施工前为减少飞溅，应先剪去焊丝球形端头让其成为锐角状态，而且让焊件与焊丝的端部、喷嘴分别相距约2.5mm、12mm。然后启动开关，自动送电流、送CO2保护气、送焊丝，直至焊件的表面与焊丝相互碰撞短路引燃电弧，过程时焊枪如往上抬头趋势须控制好焊枪，接着按次序缓慢引导后续焊接处，等焊缝金属充分融合后，开始正常焊接。焊接速度一般不超过30m/h。
6、较低的温度焊接时应利用电弧长对焊接的端部进行预热，可获得具有比较整齐的，且熔深较好的焊缝。
7、焊接尾部段，为防止出现过深的弧坑导致焊缝产生缩孔、裂纹等病害，一般在采用多次断续引弧，或弧坑填充方式。（1）焊机有收弧坑控制电路。焊枪在收弧处停止前进，同时接通此电路，焊接电流电弧电压自动减小，待熔池填满。（2） 若焊机没有弧坑控制电路或因电流小没有使用弧坑控制电路。在收弧处焊枪停止前进，并在熔池未凝固时反复断弧、引弧几次，直至填满弧坑为止。操作要快，若熔池已凝固才引弧，则可能产生未熔合和气孔等缺陷。
8、电弧电压、焊接电流等焊接工艺参数选择不当容易引起飞溅（电流：一般为：150-350安培，电压：一般范围值：22-40伏特）。例如增加电弧电压而相应电弧将进行拉长，熔滴长大时且在焊丝末端产生无规则摆动而致使飞溅，而增大焊丝端部电流时，熔滴的体积将变小，熔敷率增大将减小飞溅。
9、CO2气体应保持有足够的流量和层流，对喷嘴及导电嘴上的飞溅物、杂物要及时清理，以确保CO2气体有好的保护效果。
10、在现场进行闪光对焊或电弧焊，当超过四级风力时，应采取挡风措施。
六、质量安全环保保证措施
1、证书齐全：焊接材料的合格证、检验报告等材质证明书齐全。焊接材料的种类、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
2、焊枪角度：焊枪前后倾的角度一般不超过20°，因焊枪垂直时候飞溅量最少，倾向角度越大飞溅越大。
3、CO2气体保护焊平焊时，采用电弧对焊材进行预热增加熔宽，形成较平的焊缝，保证焊缝较好形成，而且在整个焊接过程中方向清晰，不容易焊接偏位。
4、CO2气体保护焊立焊时，将焊枪往下倾斜5°～10°（喷嘴向上），此时气体流量比平焊要稍微偏大。此时焊缝熔成形美观，过程焊枪作适当横向摆动。
5、焊接过程中应及时清渣，焊缝表面应光滑，焊缝余高应平缓过渡，弧坑应填满。
6、焊接人员持证上岗，挂牌作业。操作人员在未得到指令或指令不清的情况下严禁进行操作，发现问题及时向技术主管报告。
7、焊接人员配备焊工面具、手套，防止对人员眼部和皮肤的灼伤。
8、焊接施工作业前，应对CO2气体应先进行预热10～15分钟左右。施工作业人员应站在瓶嘴的侧面开启气体，严禁站在正面。且应检查焊丝转给设备、电源连接、CO2的供应系统是否满足需要。
9、焊接过程产生的废料应及时清理干净，保证施工场地的清洁和施工道路的畅通，并做好成品的外观及形体保护，减少污染。
七、 结论
DSP逆变电流熔化极气体保护焊技术在国道104明光绕城线的成功应用，改变了传统的焊接方式和惯性思维，该工艺质量安全可靠，操作简便，施工效率高，而且整个施工基本无焊渣，符合现代工程的文明环保施工要求，可用于汽车，船舶，机车车辆，集装箱，矿山及工程机械，桥梁，建筑等金属结构的焊接生产，运用前景广阔。
参考文献
【1】《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
【2】《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）
【3】（浅析二氧化碳保护焊单面焊双面成型技术.郭建明.《中文科技期刊数据库（引文版）工程技术》2016年第51期 ）
【4】（二氧化碳气体保护成型工艺.航运技术学术会议.2016）
【5】（二氧化碳气体保护焊施工技术.杨明.《山西建筑》.2013年第19期）
作者简介：梅志斌（1991-）男，安徽六安人，毕业于安徽水利水电职业技术学院，道路桥梁专业，工程师，从事项目技术管理工作。
关键词：DSP 气体 电流熔化 保护焊 应用
一、前言
焊接是指两种或两种以上同种类或不同种类的材料，通过对两者材料的热熔和挤压达到物理结合，达到持续不间断的、永久性连接的施工工艺，在工程建设钢筋加工施工一般采用手工焊条电弧焊方式，在焊接操作过程中始终处于高温烘烤和有毒烟尘环境中，作业环境差，但施工时焊接质量受焊工的操作技术和经验影响非常大，焊接质量波动性大，而且焊接过程需及时清理焊渣，不符合现代安全文明施工作业要求。
国道104明光绕城线钢筋加工工程施工采用DSP逆变电流熔化极气体保护焊技术技术有效的解决了上述问题，有效满足了项目施工需要。国道104明光绕城线位于明光市镜内，所经乡镇为石坝镇。明东乡、苏巷镇、桥头镇。路线总体由南向北，项目起点位于明光市南映山集与老104相交，向东上跨宁洛高速，经明东与S309平交、过阎巷到焦岗，上跨女山湖，终于桥头镇与老104相接，全长28.77公里，项目桩基126根，系梁18道，墩柱126根，;梁板378片，共计使用钢筋钢筋3720噸。
二、技术特点
1.成本低：所用保护气体为二氧化碳，价格低廉，其成本只为手工电弧焊的40%～50%。
2.速度快、效率高：二氧化碳气体保护焊使用的焊接电流密度大，穿透能力强、焊丝的溶敷速度快，可减少焊接层数，生产效率是电弧焊的1～4倍。
3.抗锈能力强：由于在焊接过程中二氧化碳的分解使得焊缝氧化性较强，从而拥有抗锈功能。
4.焊缝变形小：二氧化碳气体保护焊受热面积小，且冷却速度快，热影响区面积降到最低，对被焊接的金属影响较小，且焊缝冷却后不易变形、开裂。
5.无焊渣：焊缝不存在焊渣，可减少发生冷裂纹倾向，同时也节省了清理焊渣的时间。
6.环境保护：焊接现场不存在到处是焊条头的现象。
7.安全方面：由于冷却速度快，有效减少了工人在冷却之前误碰所造成的烫伤和灼伤。
三、工艺原理
CO2气体保护焊焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧，焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴并进入熔池，CO2气体经喷嘴被连续喷出，形成气体保护层包围电弧和熔池，使熔滴、熔池金属等都与空气隔绝，保证焊接的稳定和焊缝的良好质量。
CO2气体保护焊过程示意图
四、工艺流程
CO2气体保护焊接钢筋工程时，电源输入端接在三级配电箱上，两输出端接在钢筋工程和焊枪上，由送丝机转动专用焊丝，经过导电嘴与软管向电弧焊接不断送给。与此同时，CO2气体通过喷嘴连续喷出形成保护气流，形成气体保护层包围电弧和熔池，根据钢筋焊接需要移动焊枪，焊缝随着熔池内的金属冷却凝固后形成。
五、操作要点
1、平焊位置施焊，若焊枪喷嘴不需伸入坡口时，坡口角度应选下限。
2、立焊时可采用立向下焊。焊接时应注意防止未熔合缺陷的产生。
3、焊接时焊丝、焊件坡口及周围1～2cm内应清理干净，严禁有油渍、污水、锈蚀和油漆涂料等杂物影响焊接质量。
4、当选择直径大于1.2mm的焊丝时，CO2气体设定的流量范围一般在15L/min与25L/min之间;当选择直径不大于1.2mm的焊丝时，CO2气体设定的流量范围一般在6L/min与15L/min之间。
5、短路法引弧。施工前为减少飞溅，应先剪去焊丝球形端头让其成为锐角状态，而且让焊件与焊丝的端部、喷嘴分别相距约2.5mm、12mm。然后启动开关，自动送电流、送CO2保护气、送焊丝，直至焊件的表面与焊丝相互碰撞短路引燃电弧，过程时焊枪如往上抬头趋势须控制好焊枪，接着按次序缓慢引导后续焊接处，等焊缝金属充分融合后，开始正常焊接。焊接速度一般不超过30m/h。
6、较低的温度焊接时应利用电弧长对焊接的端部进行预热，可获得具有比较整齐的，且熔深较好的焊缝。
7、焊接尾部段，为防止出现过深的弧坑导致焊缝产生缩孔、裂纹等病害，一般在采用多次断续引弧，或弧坑填充方式。（1）焊机有收弧坑控制电路。焊枪在收弧处停止前进，同时接通此电路，焊接电流电弧电压自动减小，待熔池填满。（2） 若焊机没有弧坑控制电路或因电流小没有使用弧坑控制电路。在收弧处焊枪停止前进，并在熔池未凝固时反复断弧、引弧几次，直至填满弧坑为止。操作要快，若熔池已凝固才引弧，则可能产生未熔合和气孔等缺陷。
8、电弧电压、焊接电流等焊接工艺参数选择不当容易引起飞溅（电流：一般为：150-350安培，电压：一般范围值：22-40伏特）。例如增加电弧电压而相应电弧将进行拉长，熔滴长大时且在焊丝末端产生无规则摆动而致使飞溅，而增大焊丝端部电流时，熔滴的体积将变小，熔敷率增大将减小飞溅。
9、CO2气体应保持有足够的流量和层流，对喷嘴及导电嘴上的飞溅物、杂物要及时清理，以确保CO2气体有好的保护效果。
10、在现场进行闪光对焊或电弧焊，当超过四级风力时，应采取挡风措施。
六、质量安全环保保证措施
1、证书齐全：焊接材料的合格证、检验报告等材质证明书齐全。焊接材料的种类、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
2、焊枪角度：焊枪前后倾的角度一般不超过20°，因焊枪垂直时候飞溅量最少，倾向角度越大飞溅越大。
3、CO2气体保护焊平焊时，采用电弧对焊材进行预热增加熔宽，形成较平的焊缝，保证焊缝较好形成，而且在整个焊接过程中方向清晰，不容易焊接偏位。
4、CO2气体保护焊立焊时，将焊枪往下倾斜5°～10°（喷嘴向上），此时气体流量比平焊要稍微偏大。此时焊缝熔成形美观，过程焊枪作适当横向摆动。
5、焊接过程中应及时清渣，焊缝表面应光滑，焊缝余高应平缓过渡，弧坑应填满。
6、焊接人员持证上岗，挂牌作业。操作人员在未得到指令或指令不清的情况下严禁进行操作，发现问题及时向技术主管报告。
7、焊接人员配备焊工面具、手套，防止对人员眼部和皮肤的灼伤。
8、焊接施工作业前，应对CO2气体应先进行预热10～15分钟左右。施工作业人员应站在瓶嘴的侧面开启气体，严禁站在正面。且应检查焊丝转给设备、电源连接、CO2的供应系统是否满足需要。
9、焊接过程产生的废料应及时清理干净，保证施工场地的清洁和施工道路的畅通，并做好成品的外观及形体保护，减少污染。
七、 结论
DSP逆变电流熔化极气体保护焊技术在国道104明光绕城线的成功应用，改变了传统的焊接方式和惯性思维，该工艺质量安全可靠，操作简便，施工效率高，而且整个施工基本无焊渣，符合现代工程的文明环保施工要求，可用于汽车，船舶，机车车辆，集装箱，矿山及工程机械，桥梁，建筑等金属结构的焊接生产，运用前景广阔。
参考文献
【1】《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
【2】《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）
【3】（浅析二氧化碳保护焊单面焊双面成型技术.郭建明.《中文科技期刊数据库（引文版）工程技术》2016年第51期 ）
【4】（二氧化碳气体保护成型工艺.航运技术学术会议.2016）
【5】（二氧化碳气体保护焊施工技术.杨明.《山西建筑》.2013年第19期）
作者简介：梅志斌（1991-）男，安徽六安人，毕业于安徽水利水电职业技术学院，道路桥梁专业，工程师，从事项目技术管理工作。