摘要:为研究二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中的运用,采用理论结合实践的方法,立足二氧化碳气体保护焊的原理和优缺点,分析了二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中的运用要点,并提出常见问题的成因及解决措施。分析结果表明,薄板焊接难度比较大,在运用二氧化碳气体保护焊技术时,需要结合薄板的特点,做好设备选型、工艺流程控制以及常见问题解决,才能保证焊接质量,值得相关单位高度重视。
关键词:二氧化碳气体保护焊;薄板;焊接设备;气孔
[引言]薄板的厚度比较小,焊接难难度大,任何一个细节控制不当,都会影响焊接质量,甚至会破坏薄板的结构和性能。二氧化碳气体保护焊具有成本低、质量好、变形小等优势,将其应用到薄板焊接中,可有效解决薄板的结构性能对焊接质量造成的不良影响。但在具体运用中,需要严格把控好每个细节,才能保证薄板焊接质量,满足生产和使用的要求。基于此,开展二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中的运用的分析研究就显得尤为必要。
1 二氧化碳气体保护焊的原理和优缺点
1.1原理
二氧化碳气体保护焊的原理是在焊接中以二氧化碳作为保护气体来保护熔化电极的电弧,在整个焊接过程中,焊丝周围会都会有二氧化碳气体进行保护,促使熔滴和熔池相互分离,从而达到持续、稳定焊接的效果,保证焊缝质量。
1.2优缺点
和其他焊接技术相比,二氧化碳气体保护焊的优点和缺点也非常明显,主要优点是焊接效率高、焊接成本低、焊接变形系数小、焊接质量好、适用范围广、操作简单等。缺点是在运用二氧化碳气体保护焊存在较为严重的金属飞溅问题,无法实现交流电源焊接,抗风能力比较差,难以焊接易氧化的有色金属。
2 二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中的运用要点
2.1选择合适焊接设备
薄板结构的厚度比较小,焊接难度大,稍有不慎会引起焊穿、气孔等问题,因此,为保证焊接质量,发挥出二氧化碳气体保护焊技术的优势,必须选择合适的焊接设备。比如:焊接电源要尽量选择NBC-350F气体保护焊机,要有专门的夹具,保证夹具能够稳定夹持500mm宽的钢板。二氧化碳气体保护焊焊接小车和焊枪要连接成一个整体,以便实现一键控制。此外,薄板厚度小,不适宜开坡口,坡口多为“I”型,保证坡口端面打磨平整,进行窄间隙焊接。为提升焊缝的强度,焊丝要选择直径不小于1.2mm的CHW-60C6型号焊丝。
2.2严格控制焊接流程
二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中运用时,必须严格控制好每道工序,薄板焊接流程为前期准备、薄板组对、焊接、焊后处理。每道流程都不能省略。在前期准备阶段,需要对待焊接的两块薄板接头位置进行打磨处理,直到露出金属光泽为止,并保证焊接端面的平整和平顺,去除各种油污、锈迹、水分等,为后期焊接操作营造一个良好的条件[1];在薄板组对阶段,需要将待焊接的两块薄板,用专用的夹具,牢牢的夹在焊接轨道之上,薄板之间的距离要控制在2mm左右;在焊接阶段,二氧化碳气体保护焊时引弧位置需要布设在焊丝接触钢板之前,引弧要采取爆丝短路引弧方式,以降低对薄板造成损坏;在焊后处理阶段,可无需采取其他保护措施,但需要等钢板温度下降到室温之后,才能进行拆卸操作,以免在高温在拆卸,引起薄板结构变形。
2.3严格控制好焊接参数
焊接参数的选择是否合理性,控制是否严格,对薄板焊接质量有很大影响。为保证薄板焊接质量,焊接电流可适当加大,并控制二氧化碳保护气体的温度在20℃左右,尽量选择单层单道的焊接方法。如果薄板为2mm,二氧化碳气体保护焊参数为:焊接1层,焊丝直径为1.2mm,焊接电压为22V,焊接电流为135A,二氧化碳的气压为13L/min,焊接速度为96~100cm/min。
如果薄板为4mm,二氧化碳气体保护焊参数为:焊接1层,焊丝直径为1.2mm,焊接电压为22V,焊接电流为160A,二氧化碳的气压为14L/min,焊接速度为90~95cm/min。
如果薄板为6mm,二氧化碳气体保护焊参数为:焊接1层,焊丝直径为1.2mm,焊接电压为25V,焊接电流为236A,二氧化碳的气压为15L/min,焊接速度为80~85cm/min。
3 二氧化碳气体保护焊常见问题的成因和解决措施
3.1气孔
气孔是二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中常用的质量问题,引起焊接气孔的原因比较多,主要原因是焊丝脱氧元素不足,没有形成良好的二氧化碳气体保护层,或者是二氧化碳的纯度不够,薄板没有清洁等。
解决措施:在薄板焊接之前,需要进行全方位的清洁处理,去除焊件表面油渍、水渍、锈迹等。所选择二氧化碳的纯度不能低于99.5%,以便对焊接过程进行全面保护。及时清除喷嘴内壁上的飞溅物,并定期检查二氧化碳的气路是否发生堵塞问题,保证气路的通畅性。选择合适的焊接电流和电压,并做好挡风处理。
3.2飞溅
飞溅是二氧化碳气体保护焊技术的自身就存在的一个缺点,引起飞溅的原因也比较多,主要原因是在进行短路过渡时,短路电流太高,会引起短路突然中断,就会在熔池中形成较大飞溅。此外,电弧电压过高和焊丝的含碳量过高,也是引起飞溅的主要原因。
解决措施:在运用二氧化碳气体保护焊技术焊接薄板时,必须结合薄板的实际厚度,选择合适的焊接电流和电弧电压。同时在焊接中,必须选择性能优越的焊丝,焊絲在使用之前,需要对含碳量进行检测,如果含碳量过高,不能应用到薄板焊接中。
3.3裂纹
裂纹是二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中对焊接质量影响最大的病害,轻则影响焊缝质量,重则会引起严重的安全问题,因此,必须严格控制裂纹[2]。引起裂纹的主要原因焊件或者焊丝中含有过量的硫和磷,而锰的含量比较少;或者是焊件表面没有处理干净;二氧化碳气体保护焊焊接参数选择不当等都是引起裂纹的主要原因。
解决措施:在运用二氧化碳气体保护焊焊接薄板时,必须严格控制焊件和焊丝中的硫和磷含量,在焊接之前需要进行试验检测,如果硫和磷超标,要采取其他焊接方法或者更换高性能焊丝。做好焊件表面清理工作,按照焊件的性能和结构,选择合适的焊接参数。
[结束语]
综上所述,二氧化碳气体保护焊在成本、质量、效率等方面有显著优势,在工业生产领域和加工制造领域有非常广泛的应用。薄板在很多方面都有良好的应用,薄板厚度小,焊接难度大,多采取二氧化碳气体保护焊,但在具体焊接中,需要结合薄板的特点,选择合适的焊接设备和工艺参与才能保证焊接质量。
参考文献
[1]陈涛,薛松柏,孙子建,etal.CO2气体保护焊短路过渡控制技术的研究现状与展望[J].材料导报,2019,33(9):12.
[2]林鹏敏.二氧化碳气体保护焊在钢结构施工中的应用探讨[J].山东工业技术,2019(7):1.