浅析CO2气体保护焊飞溅产生的原因及控制措施.docVIP

精品论文 参考文献 浅析CO2气体保护焊飞溅产生的原因及控制措施 姜凤东（北方工业学校　辽宁　盘锦　124021） 一、现状分析 在现代工业生产中，CO2气体保护焊以其焊接成本低、生产率高、抗锈能力强、焊接变形小、操作性好等一系列优点被广泛应用于车辆、船舶和机械制造业等。但其存在的主要问题就是飞溅大，CO2气体保护焊过程中金属飞溅损失约占焊丝熔化金属的10%左右，严重的可达30%-40%。飞溅的增大，会降低焊丝的熔敷系数，增加焊丝及电能的消耗，从而降低焊接生产率，提高焊接成本。金属飞溅粘到导电嘴、喷嘴、焊缝及焊缝表面上，焊后还需及时清理，这就增加了焊接的辅助工时。焊接过程中飞溅出的熔化金属还容易烧坏焊工的工作服，甚至烫伤皮肤，恶化劳动条件。因此，如何减少飞溅，在CO2气体保护焊中就显得尤为重要。 二、产生飞溅的原因 1.焊接熔池中产生的飞溅。 焊接时,随着温度的升高, CO2受热分解，气体体积膨胀,若从熔滴或熔池中的外逸受到阻碍,就可能在局部范围爆破,从而产生大量的细颗粒飞溅金属。 2.由电弧斑点压力引起飞溅。 如用直流正极性长弧焊时,由于焊丝是阴极,受到的电极斑点压力较大,故焊丝容易产生粗大的熔滴和被顶偏而产生非轴向过渡,从而出现大颗粒的飞溅金属。 3.熔滴过渡时产生的飞溅。 (1)熔滴自由过渡时的飞溅。较大的焊接电流和较高的电弧电压时,在CO2气氛下,熔滴在斑点压力作用下上翘,易形成大滴状飞溅。 (2)熔滴短路过渡时的飞溅。短路过渡时的飞溅主要发生在短路小桥破断的瞬间。有关实验表明,飞溅的多少主要和电爆炸能量有关,主要与小桥爆破前的短路电流和小桥直径有关。 此外,焊接电流、电压和极性等焊接参数选择不当,也会对飞溅产生直接影响。比如,随着电弧电压的升高,飞溅增大。在长弧焊时,熔滴易在焊丝末端产生不规则的晃动;而短弧焊时,将造成粗大的液体金属过桥,这些均能引起飞溅增大。 三、控制飞溅的措施 1.电源极性选择直流反接。 焊丝接阴极，焊枪接阳极，焊接过程稳定，飞溅小，熔深大；如果直流正接，在相同条件下，焊丝熔化速度快（约为反接的1.6倍），熔深浅，余高大，稀释率小，飞溅大。 2.选择合适的焊接电流区域。 CO2焊时,每种直径的焊丝其飞溅率都和焊接电流之间存在一定的规律:一般电流小于150A或大于300A飞溅率都较小,介于两者之间的飞溅率较大。在选择焊接电流时,应尽可能避开飞溅率高的电流区域。电流确定后再匹配适当的电压,以确保飞溅率最小。 3.焊枪垂直时飞溅量最小,倾斜角度越大,飞溅越多。 焊枪前倾或后倾最好不要超过20度。 4.焊丝伸出长度。 在能保证正常焊接的情况下焊丝伸出长度要尽可能缩短。 5.长弧焊时在CO2中加入氩气。 在CO2气体中加入氩气后,改变了纯二氧化碳气体导热率高、分解吸热、消耗电弧热能高易导致弧柱及电弧斑点强烈收缩、阻碍熔滴过渡的物理化学性质。随着氩气比例增大,飞溅逐渐减少。CO2+Ar混合气体除可克服飞溅外,也改善了焊缝成型,对焊缝溶深、焊缝高度及余高都有影响。实践证明，80%Ar+20%CO2时飞溅率最低。 6. 使用先进的焊接材料可减少焊接飞溅。 (1)金属焊接防飞溅剂。金属焊接防飞溅剂是多种成膜助剂、稳定剂、推进剂及能量吸收剂经高温反应冷却过滤而成，不含苯、二甲苯、亚硝酸钠等有害物质。用于防飞溅时，喷涂在金属表面的油剂会很快形成均匀薄膜，焊接过程中飞溅物减少，焊后的飞溅物易于清理，解决了手工方法清除焊接飞溅物劳动强度大、易损害工件表面等一系列问题，能有效地改善焊缝的内在和外观质量。 (2)无镀铜实芯焊丝。无镀铜实芯焊丝采用先进的表面工艺(ASC)技术，是一系列适用于手工焊、自动焊和机器人焊接的高性能无镀铜MAG焊焊丝，能提高用户的生产效率，降低焊接成本，并优化了工作环境。凭借机器人、自动焊和手工焊应用中表现出来的优异的产品特性，无镀铜实芯焊丝能缩短用户更换导电嘴、清理焊枪与导丝管所造成的停工时间，并由此降低设备的消耗量。无镀铜实芯焊丝在焊接过程中飞溅少、送丝流畅、焊缝成形美观，且在高速送丝与大焊接电流状态下依然能提供稳定的电弧，进而提高焊接生产力。  (3)采用低飞溅率焊丝。在CO2焊焊接过程中可采用超低碳焊丝、药芯焊丝和活化处理焊丝。这几种焊丝能大大减少CO2焊焊接时飞溅的产生。