CO2焊接工艺

CO2焊接工艺（精选9篇）

CO2焊接工艺 第1篇

1 CO2气保焊接的技术准备工作

CO2气保焊接的技术准备主要以焊接头和焊缝的处理为主, 这一阶段要实现对焊接部位、焊接方法的有效控制, 以实现CO2气保焊接质量的前期保障。

1.1 CO2气保焊接的焊接头准备

工程机械加工中焊接头主要形式有搭接、对接、角接和“T”型接, 一般的工程机械焊接以“T”型接头为主, 在加工和焊接前应该确保接头的光洁, 要针对CO2气保焊接的具体需要和焊接头的具体形式展开处理, 既要适于CO2气保焊接的施工, 又要有利于工程机械的生产。

1.2 CO2气保焊接的焊缝处理

加工工程机械时主要的焊缝形式以对接焊缝和角焊缝为主, 要控制焊缝的规格, 在角焊缝的处理中应该将焊脚的处理列为重点, 要将焊缝存在的裂缝、气孔和焊渣进行规范处理, 使其适于CO2气保焊接的需要, 同时又符合工程机械加工的设计要求, 对于焊缝存在的问题, 可以通过超声波探伤的方法加以检验。

2 CO2气保焊接的试验

CO2气保焊接是一个环环相扣的过程, 需要根据《焊接工艺评定》的相关标准对CO2气保焊接试验展开控制, 使CO2气保焊接的程序得到技术和质量上的保证。做好CO2气保焊接试验要做好如下几方面工作:

2.1 对接焊接的试验

要展开对焊接材料的力学和性能检验, 控制好焊接时应用的方法, 严格进行焊接材料的质量检验, 以RT检验为主对对接部位进行检验, 以形状和色泽为主做好对接焊接的外观检查, 通过各种力学实验, 以拉力和弯曲对接焊接部位来确定焊接的效果。

2.2“T”形接头焊接的试验

在试验的过程中要控制焊接的材料, 同时要控制好焊接方法的应用, 重点对焊接质量和外观进行全面检查, 一般采用切取截面的方法进行检验, 检查个数一般以5个为基础。进行试验检验中以无裂纹、焊缝饱满、融合紧密为基础, 这样才能进行下一步的施工。

2.3 焊缝的试验

一般通过成形试验和飞溅对焊缝来进行检验, 这一试验过程中要确保试验的规范性, 要重点对外观和飞溅大小进行确定, 这样才能有效控制焊缝的质量。

3 工程机械生产和加工中CO2气保焊接的应用要点

3.1 做好CO2气保焊接的焊前准备工作

应该清除焊接部件和焊接部位的锈迹和污物, 在焊件表面涂上一层飞溅防粘剂, 在喷嘴上涂一层喷嘴防堵剂。将CO2气瓶倒置1~2h, 使水分下沉, 每隔0.5h放水1次, 放2~3次。根据焊接工艺试验编制一般采用左焊法进行CO2气保焊接的准备。

3.2 CO2气保焊接的重点工艺

一是对接焊缝操作工艺, 对于开坡口的对接接头, 若坡口较窄, 可多层单道焊;若坡口较宽, 可采用多层多道焊。二是焊接过程中, 焊枪横向摆动时, 要保证两侧坡口有一定熔深, 使焊道平整, 有一定下凹, 避免中间凸起, 这样会使焊缝两侧与坡口面之间形成夹角, 产生未焊透、夹渣等缺陷。三是控制每层焊道厚度, 使盖面焊道的前一层焊道低于母材1.5~2.5mm, 并一定不能熔化坡口两侧棱边, 这样盖面时可看清坡口, 为盖面创造良好条件。四是盖面焊焊接时, 焊前应将前一层凸起不平的地方磨平, 要特别注意坡口两侧熔化情况, 保证熔池边缘超过坡口两侧棱边。五是若每层用多道焊时, 焊丝应指向焊道与坡口、焊道与焊道的角平分线位置, 并且焊道彼此重叠不小于焊道宽度的1~3mm。六是对于焊脚为10~12mm的角焊缝, 由于焊脚较大, 应采用多层焊, 焊2层。焊接时第1层操作与单层焊相同, 焊枪与垂直板夹角减少并指向距根部2~3mm处, 这时, 电流比平常时稍大, 目的是为了获得不等焊脚的焊道;焊接第2层时, 电流比第1层稍少, 焊枪应指向第1层焊道的凹陷处, 直至达到所需的焊脚。

4 结语

综上所述, CO2作为保护气体在工程机械生产和加工中具有重要的价值, 对于提高机械焊接部位的力学性能和功能保障具有不可替代的价值, 新时期要进一步挖掘CO2气保焊接的优势, 提高材料的性能, 节约生产加工中的能源, 真正达到提升劳动生产率和提高加工质量的目标。要重点强调CO2气保焊接工艺和技术的复杂性, 有计划地展开对CO2气保焊接人员的技术培训, 使CO2气保焊接技术和加工人员的素质得到更为有效的提升, 进而实现生产和加工工程机械的目标。

参考文献

[1]王德军.CO2气体保护焊在焊接工艺的应用浅析[J].中国科技财富, 2009, (02) :41-42.

CO2焊接的气孔问题及解决措施 第2篇

CO2焊时，熔池表面只有很少量熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固较快，使焊接时产生的气体来不及上逸，故增大了产生气孔的可能性。

CO2焊焊缝金属中的气孔通常由下述情况造成：

（一）CO气孔

CO气孔多是由于焊丝的化学成分选择不当造成。当焊丝金属中含脱氧元素不足时，焊接过程中就会有较多的FeO溶于熔池金属中，并与C发生可逆反应，产物为Fe和CO气体。该反应在熔池处于结晶温度时进行得比较剧烈，由于此时熔池已开始凝固，CO气体不易逸出，于是在焊缝中形成气孔。

若焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn，以及限制焊丝中的含C量，就可以抑制上述反应，有效地防止气体的产生。所以在CO2焊中只要焊丝选择适当，产生CO气体的可能性是很小的。

CO气孔常出现在焊缝根部与表面，且多呈针尖状。

（二）氮气孔

氮气的来源：一是由于保护效果不良，空气侵入焊接区；二是CO2气体不纯。近年的研究试验表明：由于CO2气体不纯而引起氮气孔的可能性不大，焊缝中的氮气孔主要是由于保护气层遭到破坏，大量空气侵入焊接区所致。

造成保护气层失效的因素有：过小的CO2气体流量；喷嘴被飞溅物部分堵塞；喷嘴与工作距离过大，以及焊接场地有侧向风等。

因此，避免产生氮气孔的主要措施是应增强气体的保护效果；另外，选用含有固氮元素（如Ti和Al)的焊丝，也有助于防止产生氮气孔。

此外，电弧电压越高，空气侵入的可能性越大。随着电弧电压的增大，焊缝中含氮量增加，电弧电压达一定值后，焊缝中就出现氮气孔。焊缝中含氮量增加，即使不出现气孔，也将显著降低焊缝金属的塑性。

（三）氢气孔

电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈，以及CO2气体中所含的水分。所以焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈，另一方面应尽可能使用含水分低的CO2气体。CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。

生产实践表明，除非在钢板表面已锈蚀有一层黄锈时，焊前一般不必除锈，但焊丝表面的油污，必须用汽油等溶剂擦掉。这不仅是为防止气孔，也可避免油污在送丝软管内造成堵塞，以及减少焊接中的烟雾等。

减少CO2气体中的水分可不仅可减少氢气孔，也可以提高焊缝金属的塑性。液态CO2中可溶解约占0.05%的水分，另外还有一部分自由状态的水分沉于钢瓶的底部。试验表明，在焊接现场采取以下措施，对减少气体中的水分可得到显著效果：

1）将新灌气瓶倒立静置1～2小时，然后打开阀门，把沉积在下部的自由状态的水排出。根据瓶中含水量的不同，可放水2～3次，每隔30分钟左右放一次。放水结束后，将气瓶放正。

2）经放水处理后的气瓶，在使用前先放气2～3分钟，以放掉气瓶上面部分的气体。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分，这些空气和水分主要是装瓶时混入的。

3）在气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器（根据需要，低压干燥器可增至2～3个），可进一步减少CO2气体中的水分。可用硅胶或脱水硫酸铜作干燥剂，用过的干燥剂经烘干后可反复使用。

4）瓶中气压降到10个大气压时，不再使用。

焊接工艺数据库及焊接工艺评定系统 第3篇

【关键词】焊接工艺；数据库；评定系统

1、焊接工艺数据库及焊接工艺评定系统的重要性

在进行焊接工艺时，管理人员过度的干预，上下级传达时出现的误差，分配人员时不实事求是，有些科研方面的材料的保存和搜寻不太简洁等等，都会影响焊接质量。因此为了提高焊接产品质量，增强企业的市场竞争力，必须建立一套比较完善的焊接工艺数据库和焊接工艺评定系统，使焊接时所需的焊接材料的生产时间，材料的质量、构建成分以及价格等等都输入到焊接数据库和评定系统中，提高焊接工艺效率和焊接产品质量，增强企业在焊接制造业中的国际市场竞争力。

2、焊接工艺数据库及焊接工艺评定系统的特点

每个企业的研发部门把评定焊接工艺结果、规程、档案的精髓分开并保存进表格。在表格内存着评定焊接工艺的主要内容，有评定时每个的编号，对哪一项项目的评定，材料的组成、规格，对焊接前的预热和预热后的处理以及整体的评论等等。使用这项表格的人可以很简洁的找到某种材料在用哪一种焊接方法时有没有评定过工艺和工艺评定结果等。数据库和评定系统的使用者可以根据不同的需要，在程序内有条理的用于储存、构成及使用的一个集合的数据模型。

3、焊接数据库的基本类型及功能

3.1焊接工艺评定数据库系统

按照当今的国内外制造锅炉和压力容器所参照的法规，在实验品投放市场之前，应该评定试验制造时用的焊接工艺。确定其合格之后，才能进行批量焊接生产，每种参数发生改变，例如热处理温度以及预热温度等，都要进行焊接工艺的评定试验。伴随了实验次数越来越多，所记录的数据也越来越多，判别需不需要重新评定试验的工作也会更加复杂。同时管理这些记录和查询所需资料也更加繁琐，鉴于这些原因很多企业着手成立一项以焊接工艺评定为目的的系统。为此一些科研单位和生产部门开发了焊接工艺评定与焊接工艺评定系统的评定记录，主要用来记录维护的次数，维护的目的，每次记录的打印等。

3.2焊接工艺规程数据库系统

焊接工艺的的规程很难理解，不过换句话说就是行话焊接细则。焊接工艺规程是用来引导焊接工人工作的一份具体详尽的说明书，是将工艺的评定作为基础，将具体产品作为研究对象的具体的焊接工艺技术。因为企业工厂中累计了许多超过原定焊接工艺规程一倍或者很多倍的工艺评定，理所当然的会有重复、遗漏等现象的发生。如果不通过电脑系统进行管理，很难解决重复这个问题，而且会有新的重复问题的产生。迅速增长的规程数量，使得查询不便，管理不利。所以，许多与此有关的单位都成立了有关焊接工艺规程的数据库。

3.3材料成分与性能数据库系统

从事焊接工作的人只有频繁的查焊接材料的组成、性价比，才能更容易制定合理的焊接方案。构建焊接材料和焊接成品的性能的数据库系统可以为焊接前期的准备工作提供方便，与此同时，焊接工人应当多了解了解本国与外国材料之间的差别以及组成成分、牌号、性价比，和国内牌号和国外牌号的对照关系。所以构建一个焊接材料的组成成分和它本身的性能还有相对应的牌号为单位的参照系统是有必要的。以清华大学、哈工大为例，清华大学成立了他们自己的焊接材料对应系统。哈工大同样成立了钢材和铝合金等材料的成分、性能及国内国外的牌号对应系统。

3.4焊接材料数据库系统

焊接所需的材料物种比较多，每个都有他们自己相对应的环境、温度等。是否选用合理对劳动生产率、产品成本及焊接接头质量的影响极大。焊接技术规划的任务其一就是根据材料的化学成分、焊接结构、服务环境、力学性能及焊接工艺性等要求正确的选用焊接材料。所以，在焊接方面工作的人应当知道各种焊接材料的相关信息及其性能。如：价格、焊接材料的生产厂家和材料性能等等来挑选适当的焊接材料，焊接材料数据库系统为辅助分析焊接材料市场，焊接材料的选取提供了有效途径。焊接材料数据库系统统筹了焊接材料的很多相关数据，内容丰富，信息量大，对从事焊接工作的人选择适当的焊接材料有相当大的参考价值。

3.5焊接性数据库系统

很长一段时间以来，从事焊接工作的人进行了大量的焊接性实验工作，累计了很多的实验数据。但是因为各个部门独自进行操作，能进行共享的数据比较少，做了很多重复性实验，假使把国内外大部分的焊接厂家的焊接性试验结果统计起来，系统化的统筹，建立健全一个完整的焊接性数据库系统，可以相互参照实验成果，避免大量重复的实验，会带来很大的社会效益，天津大学建立的冷裂纹专家系统，其中有大量的插销实验结果，哈工大建立的焊接性数据库实验结果汇总了大量的最高硬度试验、冷裂纹敏感性试验、插销试验、铁研试验结果等数据。随着数据的不断叠加，为焊接建立的数据实验库在实际生产中发挥着作用。

3.6焊接CCT图管理

焊接CCT图，在现实生产中已经得到很多的实践，特别在规范参数选择和工艺规程制定方面，发挥了很大的作用。对焊接CCT图进行有效管理，不但可以减轻焊接工作者的工作量，而且通过使用计算机的强大的数理计算能力，结合T8/5的计算，来检测组织的性能，甚至可以预测新钢种的焊接CCT图就是通过元素对CCT图的影响规律来发现。如果采用计算机管理CCT图，可以大大提高查询CCT图的效率，在精心设计的页面上，可以使得工作者在使用系統查询时很容易的找到自己要的图纸，与此同时，把纸面上的CCT图转移到计算机屏幕上，不只是换一个媒体，一个界面，最主要的是为将来的焊接性数据库系统的完善打下坚实的基础。

3.7焊接标准咨询系统

通过焊接标准咨询系统可以迅速找到不同焊接方法的必要数据，补全一些必要和非必要的数据，最低强度要求及材料的组别、种类，焊接材料的类别，组别；根据焊缝金属厚度和PQR报告的试件厚度，来确认母材的厚度范围；根据实验焊逢金属厚度和试件厚度的检验，来确定所需的力学试验结果。

4、小结

焊接工艺数据库和焊接工艺评定系统的出现，大大提高了焊接产品的质量和生产效率。当今，许多国家的焊接机构都建立了许多不同用途和不同类型的焊接数据库系统，现在国内与焊接有关的企业应该与科研院所或者是进行焊接工程软件编制的机构合作，共同建立焊接数据库系统和焊接工艺评定系统，让焊接数据库系统和评定系统在生产实践中得到更广泛的应用。

参考文献

[1]王大康，曹久梅，邓威，杨建锋.专家系统在焊接工艺评定中的应用[J].北京工业大学学报，2006年09期.

[2]石亚宁.网络化智能焊接工艺评定管理系统的研究[D].北京工业大学，2003年.

CO2焊接工艺 第4篇

关键词：CO2气体保护焊,焊接工艺参数,焊接质量

CO2气体保护焊是利用CO2气体作为保护介质, 依靠焊丝与焊件之间产生的电弧热来熔化焊丝与母材形成接头, 从而获得优良机械保护性能的一种熔焊方法。CO2气体保护焊能够迅速推广的主要原因是, 与其他焊接方法相比, 具有生产效率高、焊后变形小、操作简便等优点。因此, 在工程机械钢结构制造中得到了广泛应用。在企业顶岗实践期间, 焊接操作员工为了提前或过多完成日生产任务, 往往忽视焊接工艺规范导致产品焊接质量出现问题, 从而增加制造成本, 甚至在产品使用过程中出现焊缝开裂现象而引发安全事故。因此, 合理选用焊接参数是保证产品焊接质量条件的重中之重。

CO2焊接工艺参数主要包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、焊丝伸出长度、电源极性、焊接方向及焊枪倾角等[1]。下面分别讨论每项参数对焊缝成形的影响及正确选用依据。

1 焊丝直径

1.1 焊丝直径对焊接质量的影响

焊丝的主要作用是作为填充金属和导电产生电弧。在其他条件一定时, 焊丝直径对熔深的影响较大, 焊丝直径越小, 熔化速度加快, 母材的熔深将随着焊丝直径减小而熔深增大;采用大直径焊丝, 焊接薄件时易烧穿且难以保证表面的焊缝尺寸, 单面焊双面成形打底焊、管材的焊接以及除平位以外的其他空间位置的焊接都难保证焊缝质量。

1.2 焊丝直径的选用原则

焊丝直径的选用应根据工件厚度、接头形式、施焊位置、焊接层次及焊缝尺寸等条件来选择;对于平位焊接要求较大角焊缝尺寸及填充量较大的构件时, 所选用的焊丝直径相应大一些;对于焊接薄板、中厚板的立、横、仰焊接位置以及单面焊双面成形打底焊时, 多采用直径小于1.2mm以下的焊丝。目前, 国内常用焊丝直径为0.8、1.0、1.2、1.6mm。

2 焊接电流

2.1 焊接电流对焊接质量的影响

焊接电流过大时, 容易引起焊缝氧化、表面成型不良、烧穿, 熔敷金属堆积易产生未熔合等缺陷, 而且工件的变形大;焊接电流过小时, 容易产生未焊透、未熔合、夹渣及焊缝外观成形不良等缺陷。

2.2 焊接电流的选用原则

焊接电流是重要的参数之一, 电流选用时应根据工件的厚度、焊丝直径、接头形式、施焊位置及焊接层次等条件进行选择。每种焊丝直径都有一个合适的电流范围, 只有在这个范围内才能确保焊接质量。通常直径0.8~1.2mm焊丝, 短路过渡焊接电流在60~200A范围, 细颗粒过渡的焊接电流在230~350A。

3 电弧电压

3.1 电弧电压对焊接质量的影响

电弧电压高时, 焊丝熔化速度快, 熔宽明显增加, 余高减小;电弧电压过高时, 电弧易飘移, 产生回烧易烧毁导电嘴;相反, 电弧电压低时, 焊丝熔化速度相应减小, 焊丝不断撞击焊件, 电弧燃烧不稳定。

3.2 焊接电压的选用原则

电弧电压的选用主要根据焊接电流大小合理进行匹配。CO2气体保护焊焊接电流的大小决定了焊丝送丝速度, 电压的大小决定了焊丝熔化速度。因此, 要得到电弧的稳定燃烧, 送丝的速度基本上等于熔化的速度, 才能保证焊接过程的稳定性。熔滴过渡形式不同所选用的电压不同, 采用短路过渡时电流一般在200A以下, 此时电弧电压与焊接电流之间的关系:U=0.04I+16±2, 这是由于在较低的电弧电压下, 熔滴形成较小尺寸时就可与熔池短路, 从而避免熔滴的飘摆, 保证短路过渡的可靠性, 此时电弧稳定、飞溅小、焊缝成型好, 广泛用于薄板、空间位置焊接及单面焊双面成型的打底焊。采用小颗粒过渡时电流在200A以上, 此时电弧电压与焊接电流之间的关系:U=0.04I+20±2, 此时熔滴较细, 过渡频率高, 焊接飞溅少, 焊接过程稳定, 焊缝成型好, 焊丝熔化效率高, 适于中厚板的焊接。

4 焊接速度

焊接速度和焊接电流、电弧电压都是焊接热输入量的三大要素。焊接速度对熔深、焊道形状、焊缝内部与外观的质量都有重要影响。在其他条件不变的情况下, 增加焊接速度, 焊缝熔宽、熔深都相应减小, 除产生咬边、未熔合外, 气体保护的效果受到破坏可能会产生气孔;焊接速度慢, 熔敷金属堆积在电弧的下方, 易产生未熔合、焊道成形不良等缺陷。正常焊接过程中, 主要依据熔池的形状来控制焊接速度。只有形成的熔池形状保持一致, 才能获得宽度及高度均匀的焊缝成形。

5 焊丝伸出长度

焊丝伸出长度是指焊接时导电嘴与焊件间的距离, 焊接过程保持焊丝伸出长度不变是保证电弧稳定燃烧的基本条件之一;在其他条件不变的情况下, 增加焊丝伸出长度, 此时电阻对焊丝的作用强, 使焊接电流变小, 引起焊接过程电弧燃烧不稳定, 同时, 喷嘴到母材之间的距离大, 气体保护效果差, 易产生气孔;焊丝伸出长度过短时, 电阻对焊丝的作用较小, 此时电弧功率大, 熔深大, 焊接飞溅金属大量粘附在喷嘴内壁, 同时还妨碍焊工观察熔池。根据经验, 合适的焊丝伸出长度大约在15mm左右, 焊接过程中要始终保持焊丝伸出长度不变, 这样才能保证电弧的稳定燃烧。

6 气体流量

CO2气体流量应根据接头形式、焊接电流、焊接速度及作业环境来选取。流量过大或过小都影响保护效果, 容易产生焊接缺陷。通常气体流量, 细丝CO2焊时10~15L/min, 粗丝CO2焊时15~25L/min。

7 焊接方向及焊枪倾角

在生产过程中, 焊接接头基本都是利用变位机旋转到平焊位置进行焊接。因此, 焊接方向及焊枪倾角对母材熔深及焊缝成形影响较大。当焊枪与工件成后倾时, 熔深较大, 焊缝窄, 余高大, 表面焊缝成型不好;当焊枪与工件成前倾时, 焊缝宽, 熔深相对稍浅, 表面焊缝成形好。通常焊工习惯用右手持焊枪采用左向焊法, 焊枪倾角一般控制在5°左右, 操作者可清楚地观察和控制熔池, 获得较好的焊缝成形。

8 电源极性

CO2气体保护焊时, 电源极性接法主要对焊接飞溅影响较大。正接时, 焊丝熔化速度快, 熔深浅, 余高大, 焊缝稀释率小, 飞溅大;反接时, 焊接过程稳定, 飞溅小。为减小飞溅及保证电弧的稳定燃烧, 一般采用直流反接。

9 结语

焊接工艺参数选择正确与否直接影响到产品的焊接质量, 焊接参数的选用要根据母材厚度、接头形式、焊缝空间位置及焊接层次等条件来选择, 通过试板反复进行试焊, 再通过各项检验来验证试板的焊接质量是否符合产品设计要求, 最终确定各项参数值并形成工艺性文件, 由持证焊工按照工艺文件的要求来施焊产品, 这样才能保证产品的焊接质量。当然, 除正确选择焊接工艺参数外, 焊工本身的操作技术、责任心等因素也是影响焊接质量的重要条件。

参考文献

CO2焊接工艺 第5篇

某发电厂125MW机组的MTZ-N3258筒式钢球磨机, 重量达70多吨, 转速为18转/min。投产运行五年多, 在设备定期检查中发现MTZ-N3258筒式钢球磨机的入口端盖沿空心轴根部开裂。

其材质为ZG350, 端盖总重约10t左右, 直径为3.74m, 裂纹总长达6.9m, 发现缺陷为贯穿性裂纹, 平均深度65mm, 最深处达150mm。经磁粉、着色探伤检验对裂纹两侧端部进行定位。经过分析裂纹产生的原因:球磨机的入口存在较大应力和运行时震动较大及内部缺陷导致疲劳开裂。

2 铸钢的性能及焊接性

2.1 铸钢的性能

铸钢是以碳作为主要合金元素并含有少量其他合金元素的碳钢。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性, 比较低廉的价格。广泛应用在重型机械、以及制造承受大负荷的零件中。MTZ-N3258筒式钢球磨机端盖材质为ZG350, 其化学成分见表1。

2.2 焊接性分析

ZG350为中碳钢, 采用单层单道焊接时焊接热影响区易产生硬而脆的马氏体组织, 易于开裂。当焊接刚度较大、焊接材料、焊接参数选择不科学, 会导致焊接接头脆化, 容易产生冷裂纹。当采用多层多道焊接时在第一层焊缝中, 由于相当数量的母材金属会熔合到焊缝中, 增大熔合比, 使焊缝金属含碳量及硫、磷杂质含量提高, 容易产生热裂纹。这种热裂纹在弧坑处更为敏感。

3 焊接工艺

需修复处理的裂纹部位确定后, 拆除焊缝两侧各300mm范围内的衬板并留有一定的间隙, 然后采用超声波检测出裂纹的走向和部位, 用电钻在裂纹的末端10mm范围内转准10~16mm的止裂孔, 防止裂纹继续扩展。

3.1 焊前准备

3.1.1 坡口的加工

采用QB-800碳弧气刨逐层刨除所有裂纹, 加工成不对称双U型坡口。在刨除过程中注意观察裂纹走向, 并做到彻底清除。碳弧气刨工艺参数见表2。

为便于补焊及控制由焊接应力产生的端盖变形, 罐外坡口深度40~80mm, 罐内坡口深度25~70mm, R≥6mm。并用角向磨光机去掉渗碳层 (1~2mm) 。并将坡口内及其周围20mm范围内的油、水、锈等污物用角向磨光机清除干净, 直至露出金属光泽。

3.1.2 材料及工器具

CO2焊机为NB-500型4台、CO2气4瓶、药芯焊丝采用大西洋牌CHT711准1.2mm、氧乙炔各4瓶、H01-20焊具4把、热处理加热器 (120k W) 、履带式加热毯 (220V、10k W12组) 、热电偶4组、硅酸铝板10箱、角向磨光机、电钻等工具。

3.1.3 焊前预热

MTZ-N3258筒式钢球磨机端盖考虑其厚度预热温度定为250~300℃, 以降低焊缝和热影响区的冷却速度, 从而防止产生硬而脆的马氏体组织。预热采用氧乙炔火焰加热的方法, 在罐体内外对称、均匀地对坡口预热到300℃左右。

3.1.4 定位焊

因为裂纹的总长有6.9m, 当坡口加工完成后, 应该对裂纹进行点焊固定, 以防止变形。点固焊时采用比正常焊接偏大的电流, 定位焊道长度为300mm。为了尽可能地减少焊接过程中的应力变形, 在施焊过程中进行内外交错点固。

3.2 焊接过程

采用的药芯CO2气体保护焊工艺具有电弧稳定、飞溅小、焊缝成型好、致密性高和焊缝性能良好等优点。焊接时CO2气体保护焊采用短路引弧, 引弧前将焊丝端头剪去, 因为焊丝的端头往往有很大的球形直径, 容易产生较大的飞溅, 造成引弧处的焊接缺陷, 经剪断后的焊丝端部为锐角。焊丝的伸出长度为8~14mm, 引弧前焊丝端部应与焊件保持2~3mm的距离。参数见表3。

(1) 罐体的内外应同时进行焊接, 保持相同的焊接速度;

(2) 焊缝金属每层约2~4mm;

(3) 罐体的内外要分段对称焊接, 减少应力, 降低变形量;

(4) 焊道的中间要比两边略高一点 (0.5~1mm) ;

(5) 注意坡口两边的熔化要良好。

3.3 焊后热处理工艺

(1) 注意加热处理过程中的温差, 对应点的内外壁≤50℃, 环内任意两点≤80℃;

(2) 保温材料:硅酸铝保温板, 保温毡规格厚度50mm, 三层100~150mm厚;

(3) 加热范围为焊缝金属两侧300mm, 加热过程采取时时温度检测, 以控制加热温度。

3.4 焊接检验

热处理完成后, 对补焊部位的焊缝及近缝区母材进行洛氏硬度检验, 焊缝硬度不大于母材加100即≤300为宜, 焊缝表面磁粉检查, 探伤和硬度的检测, 所有焊缝全部合格。

4 结束语

采用熔化极气体保护焊药芯焊丝焊接, 修复的MTZ-N3258筒式钢球磨机空心轴入口端盖, 达到预计的效果, 一直运行至今, 在几次的停炉检修过程中, 对这台焊补过的磨煤机端盖焊缝和热影响区进行检测没有发现新的裂纹, 在这多年的大负荷运行中状态良好。

参考文献

[1]潘际銮, 主编.《焊接手册》 (第二版) .机械工业出版社.

[2]潘际銮, 主编.《焊接手册》 (第三版) .机械工业出版社.

[3]樊东黎, 徐跃明, 佟晓辉, 主编.《热处理工程师手册》.机械工业出版社.

[4]徐生荣, 苏磊, 卢平.锅炉原理与设备.中国水利水电出版社.

CO2焊接工艺 第6篇

球罐因其应力分布均匀, 在相同载荷情况下, 具有所需板材厚度最小, 可节省大量材料等一系列优点, 在众多领域已被广泛使用。目前, 国内球罐球壳板基本采用桔瓣式和混合式两种结构形式, 但不论采用哪种结构形式, 球壳板与球壳板之间都是通过焊缝连接而成, 焊接质量将直接影响球罐的安装质量。芜湖市某气体公司年产10万吨级食品级液态二氧化碳项目中有2台1000 m3低温液态CO2球罐, 球罐的技术特性如表1所示。该球罐采用8柱3带30片混合式结构, 板厚为48 mm, 刚度大, 现场拼装难度大;材料为低温钢, 现场采用手工焊条电弧焊法进行焊接, 球壳板焊接质量要求高。现简要介绍低温液态CO2球罐安装过程的焊接质量控制方式。

二、施焊前准备工序的控制

1. 焊工资格

施焊焊工必须持有在有效期内、由质监部门颁发的特种设备焊工资格证书方可进行相应项目的焊接工作, 持证项目至少包括SMAW-FeⅡ-2G-12-F3J、SMAW-FeⅡ-3G-12-F3J及SMAW-FeⅡ-4G-12-F3J等, 焊接前应对施焊焊工进行技术交底, 务必使其充分认识到严格执行焊接工艺的严肃性和必要性。

2. 焊接工艺评定

按NB/T 47014-2011《承压设备焊接工艺评定》进行焊接工艺评定, 由于该球罐设计温度为-40℃, 采用手工焊条电弧焊的方法进行焊接, 焊后焊接接头需要进行低温冲击试验, 所以应至少按立焊焊接位置进行焊接工艺评定。工艺评定合格后应根据该球罐产品的焊接施工特点, 编制相应的焊接工艺规程或焊接作业指导书。

3. 焊材复验和现场管理

对焊材复验的目的主要是控制焊材中的扩散氢含量。众所周知, 对于大多数金属及合金来讲, 氢的存在对焊接质量是有害的, 氢可导致氢致气孔或氢致延迟裂纹的产生。故GB 50094-2010《球形储罐施工规范》中要求球罐的对接焊缝以及直接与球罐焊接的焊缝, 采用焊条电弧焊时应选用低氢型药皮焊条, 并对焊条按批号进行扩散氢复验。该球罐焊接采用CHE507RH焊条, 标准规定扩散氢含量应控制在<6 m L/100 g (甘油法) 和10m L/100 g (气相色谱法和水银法) 。

球罐组焊施工现场, 焊材应有专人负责保管、烘干和发放, 焊材库的设置和管理应符合JB/T 3223-1996《焊接材料质量管理规程》的有关规定。焊条应按产品说明书的要求烘干, 若产品说明书无要求, 应按350~400℃恒温1 h以上的要求烘干。烘干后的焊条应保存在100~150℃的恒温箱中, 随用随取。施焊时, 焊条应存放在合格的保温筒内, 且保存时间应<4 h;当>4 h时, 应按原烘干温度重新烘干。焊条重复烘干次数应≤2次。

4. 球罐组对的检查

球罐组对对精度、整个球罐的焊接质量和最终成形质量都有很大影响, 因此在球壳板组对完成后, 应立即对支柱垂直度、球壳板对口间隙、错边量、圆度、上下口的平齐度等, 均要进行检查、找正和反复调整, 使其最终尺寸达到标准和设计要求。主要是避免强行装配的出现或由组装偏差引起的焊后应力集中。在调整过程中, 应特别注意后调整球壳板间的累积误差。

5. 定位焊与焊接坡口检查

定位焊接需先在相邻两带球壳板的纵缝上进行。为减小焊接应力与角变形, 定位焊接采取了分组、对称、同时焊接等方式, 以保证焊接质量。焊接前应检查坡口, 并在坡口表面和两侧>20 mm范围内清除铁锈、水分、油污和灰尘。

三、施焊过程中的质量控制

1. 施焊环境控制

环境因素对球罐的焊接质量有很大影响, 球罐焊接时应指定专门人员对天气情况进行监测和记录, 如环境温度、空气相对湿度和风速等都需进行测定, 测定地点距焊接处应<1 m, 凡环境条件不符合GB 50094-2010《球形储罐施工规范》要求时, 严禁焊接。

2. 焊接顺序控制

球罐焊接时应采用合理的焊接顺序, 使整台球罐同时对称地收缩或膨胀, 从而较好地控制焊接变形, 减小焊接残余应力, 防止产生冷裂纹。

一般的焊接顺序是先焊纵缝, 后焊环缝;先焊大坡口面焊缝, 再进行背面清根, 最后焊小坡口面焊缝。本球罐的焊接顺序是:赤道带纵缝的焊接 (外表面) →赤道带纵缝的焊接 (内表面) →上、下极带小纵缝的焊接 (外表面) →上、下极带小纵缝的焊接 (内表面) →上、下极大环缝的焊接 (外表面) →上、下大环缝的焊接 (内表面) →上、下极带方环缝的焊接 (外表面) →上、下极带方环缝的焊接 (内表面) →上、下极带极中板焊缝的焊接 (外表面) →上、下极带极中板焊缝的焊接 (内表面) 。

3. 预热与后热管理

根据焊接工艺要求, 球壳板焊接过程中需对焊缝及焊接热影响区域进行预热和后热处理, 主要是防止焊接过程中及焊后的裂纹出现。也是防止裂纹产生的重要工艺措施之一。

(1) 焊接时应按焊接工艺规程或焊接作业指导书进行预热和后热。预热对于防止低温裂纹及应变脆化裂纹效果明显。通过预热可以降低焊接接头的冷却速度, 延长从800~500℃的冷却时间, 从而减少或避免淬硬组织, 增加韧性, 同时促进扩散氢的排放, 有效防止氢致裂纹的出现。后热是为了防止延迟裂纹, 主要与氢的扩散和聚集有关。如果焊后很快冷却到<100℃, 氢来不及从焊缝中逸出, 就会造成严重的氢致延迟裂纹。尤其是在厚板多层焊中, 随着焊道数目增多焊缝金属中扩散氢的数量逐层增多, 采用后热或将预热温度保持一段时间, 使扩散氢能充分的从焊缝中逸出, 对防止延迟裂纹具有明显效果。

(2) 按焊接作业指导书要求进行预热和后热, 预热温度为100~150℃, 层间温度应>100℃;后热在焊接结束后立即进行, 后热温度为200℃, 后热时间为1 h。

(3) 预热和后热温度应均匀, 需在焊缝中心的两侧, 预热区和后热区宽度应是板厚的3倍以上, 且>100 mm。

(4) 预热和后热宜在焊缝焊接侧的背面进行, 可选用电加热法或火焰加热法。由于电加热法比较均匀, 火焰加热法比较简单方便, 为了较精确地控制预热和后热温度, 可优先选用电加热法。

(5) 预热和后热及层间温度的测量, 应用表面温度计或测温笔在距焊缝中心50 mm处对称测量, 每条焊缝的测量点数应>3对, 并做好记录。

预热和后热的升、降温速度应严格控制, 在编制焊接工艺规程时还应充分考虑施工期间环境温度及相应的施工条件对焊接质量的影响, 需要制定出具有针对性的施工要求, 以指导预热和后热的实际操作。

4. 焊接线能量控制

控制焊接线能量是控制焊缝热输入的重要手段, 如果焊接线能量过大, 会使焊缝及热影响区域形成脆性组织, 从而造成焊接接头韧性损失, 降低抵抗断裂的能力。焊接线能量过小, 会导致焊接热输入不足, 熔池温度不够, 冷却速度过快, 易产生淬硬组织, 使焊缝应力集中, 严重时会产生变形甚至开裂。因此, 球罐施焊过程中需对焊接线能量进行控制, 以获得最佳性能的焊接接头。

(1) 焊接线能量应根据球壳板的材料、厚度、焊接位置和预热温度等, 并依据焊接工艺规程或焊接作业指导书等来确定。

(2) 焊接线能量控制应按照:焊接线能量 (J/cm) =电流 (A) ×电压 (V) ×60/焊接速度 (cm/min) 来计算结果。

(3) 焊接线能量管理包括每条焊道的测定电流、电压和焊接速度, 以求得最佳的焊接线能量。对同一种钢材的焊接, 其电流、电压是相对稳定的, 只要控制好焊接速度便能控制好焊接线能量。因此, 焊条电弧焊时, 可在允许焊接线能量范围内预先确定每根焊条的焊道长度, 再由此来进行焊接线能量的控制。

(4) GB 50094-2010《球形储罐施工规范》要求高强钢、厚度>38 mm的碳素钢及厚度>25 mm的低合金钢, 其焊接线能量应事先进行测定和严格控制。本球罐为低温球罐, 因此在焊接作业指导书限定的范围内宜选用较小的焊接线能量, 并采用多层多道施焊。

5. 焊接施工要领

(1) 焊接时必须在坡口内引弧, 严禁在坡口外引弧或擦伤球壳板表面, 防止产生淬硬的弧坑或弧坑裂纹。应采取多层多道焊接, 每层焊道引弧点应依次错开, 错开距离应>50 mm, 每段焊缝的接头处都要打磨, 更换焊条速度要快, 尽量减少接头的冷却时间。

(2) 球壳板焊缝第1层焊道要采取分段后退法焊接, 且应直线运条、短弧焊, 尽量达到反面成形, 收弧时需将弧坑填满, 多层焊的层间接头应错开。

(3) 每条焊缝单侧应一次连续焊完, 若中断应进行消氢处理以防止产生裂纹。重新施焊前应检查焊缝有无裂纹, 并按焊接工艺规程规定重新预热。

(4) 焊接时, 焊工应对称分布、同步均匀施焊, 即每组焊工间的焊接速度要保持基本一致。应严格控制焊接线能量, 使每条焊道的焊接线能量都小于评定合格的数值。

(5) 双面焊时, 在单侧焊接完成后应进行背面清根, 露出正面打底的焊缝金属, 接弧处应保证焊透与熔合。同时还应控制焊道间温度小于焊接工艺规程或焊接作业指导书规定的范围, 且不得低于预热温度。

6. 焊缝返修控制

(1) 焊缝返修前应根据产生缺陷的原因, 制定焊接修补工艺, 修补前宜采用超声检测来确定缺陷的位置和深度, 确定修补侧。

(2) 当采用碳弧气刨清除焊缝内部缺陷时, 气刨深度应小于板厚的2/3, 刨后需用砂轮清除渗碳层, 打磨成圆滑过渡, 并经渗透检测合格后再进行焊接修补。

(3) 碳弧气刨和焊接时应预热, 预热温度应按要求值的上限焊接线能量, 并控制在规定的范围内, 焊后应立即进行后热处理。

(4) 修补焊缝长度应>50 mm, 同一部位的返修次数应<2次, 对经过2次返修仍不合格的焊缝, 应采取可靠的技术措施, 并经施工单位技术负责人批准后再修补。

(5) 焊缝的返修应在球罐整体热处理前完成, 返修部位应采用与发现缺陷方法相同的无损检测方法进行检测。

四、结语

CO2焊接工艺 第7篇

关键词：CO2气体保护焊,工艺参数,气体流量

前言

适应市场是汽车行业发展的外在条件和内在动力。近年来汽车行业竞争越来越激烈, 这需要制造过程中选用最合理的生产工艺和最低的生产成本。选择合理的焊接参数将成为节能降耗的有效途径。

我公司在白车身焊接中, 电阻焊的使用率在70%左右, 其余采用CO2保护焊。在白车身结构设计中, 不可避免存在点焊无法实现的连接结构, 这些部位就要选用焊接可达性好的CO2气体保护焊方法, 如前围总成与顶盖总成搭接处, 前风窗左/右角的焊缝, 前围总成与左/右侧围总成连接处的铰链焊缝等, 因其结构特点决定了只能使用CO2气体保护焊而不能采用电阻焊。

1 影响CO2焊焊缝的因素

影响CO2焊焊缝的因素主要有:焊丝直径、焊接输出电流和电弧电压、气体流量、焊接速度和焊丝伸出长度等。根据其选用原则, 合理确定其焊接参数, 最大限度控制焊缝质量。

1.1 焊丝直径, 一般依据母材厚度、焊件位置及生产率的要求来选择

mm

白车身的板材厚度一般小于4mm, 因此, 我公司人工CO2焊的焊丝直径一般以1.0mm为主, 辅以0.8mm;机器人焊接用焊丝直径为1.2mm。

1.2 焊接电流, 依据焊件厚度、材质、施焊位置及要求的过渡形式来选择

焊接电流是为焊接提供足够的热量而流过的电流。在保证母材焊透又不致烧穿的原则下, 应根据母材厚度、接头形式以及焊丝直径正确选用焊接电流;而焊丝直径决定焊接电流的主要因素, 即一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围。

1.3 电弧电压, 焊丝直径、焊接电流相匹配

电弧电压不是焊接电压, 它是在导电嘴和焊件之间测得的电压, 而焊接电压是焊机上的电压表所显示的电压。焊接电压是电弧电压与焊机和焊件间连接的电缆上的电压降之和。焊接电弧电压的变化影响焊接电弧的长短, 从而决定了熔宽的大小。提高电弧电压, 可以显著增大焊缝宽度。电弧电压必须与焊接电流合理的匹配。

不同直径的焊丝常用电流与相应电弧电压的匹配关系

1.4 CO2气体流量, 主要是对保护性能有影响

CO2气体流量具有冷却特点, 因此, 气体流量的多少决定保护效果, 但并不是流量越大保护效果越好。CO2气体流量太大时, 气体冲击熔池, 冷却作用加强, 并且保护气流的紊流度增大, 反而会把外界空气卷入焊接区, 从而破坏了保护作用, 使焊缝容易产生气孔, 同时氧化性增强, 飞溅增加, 焊缝表面也不光滑;CO2气体流量太小时, 气体挺度不够, 降低了对熔池的保护作用, 而且容易产生气孔等缺陷。

2 确保焊接质量的参数分析

白车身焊装车间CO2气体保护焊接应用较为广泛, 需要大量使用CO2气体作为保护气体。目前CO2气体流量的参数范围较为宽泛, 基本为8~15L/min, 不利于现场操作, 容易造成很大的能源浪费。鉴于焊丝直径、焊接电流受焊接母材的限制, 电弧电压与焊接电流的关系, 气体流量在CO2气体保护焊中是较为独立的工艺参数。因此, 它将成为节能降耗的突破口。

通过薄板料进行焊接试验, 在同等工艺参数条件下, 以CO2气体流量作为变量, 通过对不同气体流量情况下, 对试板的焊缝外观、力学性能试验结果进行综合评价。

从上述拉伸试验报告、焊接外观来看, 气体流量在6、10、14L/min时, 焊接试板的力学性能基本一致, 而且焊缝外观几乎一致, 因此将气体流量范围定在6~10L/min, 完全能够满足强度要求和外观质量要求。

根据试验结果, 缩小CO2气体流量范围, 尽可能减小气体流量, 确定出较为合理的流量范围, 最终通过减少气体流量来达到节能降耗的目的。

3 经济效益

以X年白车身年产5.9万辆为例, 为便于计算期间经济效益, CO2气体流量值均取参数范围上限:X年单车消耗CO2气体平均为4000L;

参数优化前, 单车平均焊缝焊接时间为4000/15=267min;

参数优化后, 每分钟节约气体5L, 单车共节约气体为267minx5L=1135L, 单车节约车本为:1135Lx0.001285元=1.72元;

X年白车身产量约5.9万辆车, 则全年至少节约成本为5.9万x1.72元≈10.2万元

4 结束语

气体流量参数范围优化后, CO2气体保护焊的焊缝质量稳定, 达到了节能降耗的目的。由于分析思路得当, 优化参数后未对产品质量带来负面影响, 为后续的工艺降成本提供了改进方向。

参考文献

[1]王文翰, 等.焊接技术手册[M].郑州:河南科学技术出版社, 2000.

[2]张人豪.CO2焊接电弧的控制[J].焊接, 1992.

[3]薛勇, 张建勋.减小CO2气体保护焊飞溅的研究现状与展望[J].

[4]徐怡.CO2弧焊过程质量评价技术的研究进展及发展趋势[J].电焊机, 2003.

CO2焊接工艺 第8篇

一、CO2气体保护焊技术的特点

1.

CO2气体保护焊使用的焊丝材料价格便宜, 供需充足, 与其他焊接技术相比成本较低。

2.

CO2气体保护焊在进行焊接时能够利用高密度的电流, 焊丝具有较高的熔敷效率焊接完成后容渣量很少, 能够实施高效率的连续焊接作业。

3.

CO2气体保护焊在焊接时选用材料选用细焊丝, 之后经过短路过度进行焊接, 对焊接物品能够采取全方位的焊接操作, 且焊接后的变形较小。

4. 具有较强的抗锈、抗裂能力。

因为此技术对于油和锈的敏感度较低, 便增加了其抗锈能力, 焊接的焊缝中存在较低含量的氢, 因此增加了产品的抗裂能力。

5. 操作简单, 焊接熔池的可见度高。

由于较高的可见度, 在进行焊接时能够很方便的对焊接电弧和熔池进行监控, 进而实现了焊接技术机械化和自动化的生产。

6. 对熔池的控制较为便利。

因为在进行焊接时焊接电弧的热量较为集中, 进行加热时面积较小, 相应的熔池体积也较小, 进而实现对熔池的有效控制。

二、CO2气体保护焊丝焊接时产生金属飞溅现象的分析

目前我国的CO2气体保护焊丝大多采用的是ER50-6, 现就ER50-6材料的焊丝在焊接时存在的金属飞溅现象进行分析。焊丝的金属飞溅现象会给CO2气体保护焊带来一定的负面影响, 下面将对此现象产生的原因进行分析。

1. 原材料的因素。

ER50-6材料中存在的化学成分有C、Mn、Si、P、S、Cu、Ni、Cr等。通过实验证明, 在原材料中的C元素的质量分数多于0.08%时, 焊接时飞溅的金属颗粒就会增加, 进而引起送丝管和电嘴的堵塞。

2. 材料生产过程中对生产工艺的控制不严, 使材料便面附有较多的杂质, 进行焊接时产生金属飞溅。

由于焊接过程中对于生产工艺没有进行严格的控制, 导致焊丝表面存在较多的杂质现象, 在焊接时经过电弧燃烧而产生金属飞溅现象。焊丝再生产过程中需要经过过模抛光定径工序方可制成成品, 在这个过程中由于前工序中对焊丝的处理不彻底, 使焊丝进入模盒时会带入少量的材料残渣, 经过模盒时会将这些残渣附着在焊丝表面, 在进行焊接时就会出现金属飞溅现象。

3. 焊接工艺参数的因素。

焊接的工艺参数主要与焊接过程中的电流和电弧电压有着很大的关系, 焊接中的电流会随送丝速度的增加而增大。而焊接电流又是影响焊接熔缝深度和金属飞溅的最大因素。在焊接电流一定的情况下, 当电弧电压较高时就会使焊丝的融化速度加快, 电弧长度加长, 导致熔滴不能够正常过度而产生飞溅现象;反之, 会使电弧引燃困难, 焊丝的融化速度降低, 电弧长度缩短, 熔丝直接扎入熔池, 会造成更大程度的飞溅, 同时不能形成良好的焊缝。

三、预防焊接时金属飞溅现象的措施

1. 严格控制焊丝材料中的化学成分。

对于焊丝材料中的化学成分一定要控制在规范的标准之内。因为CO2气体在焊接时能有有效的把外界空气阻隔在外有着保护的作用, 但是CO2具有一定的氧化性, 在高温下能够进行分解并能够烟花材料中的金属元素, 造成合金元素烧伤, 使焊缝的力学性能受到影响。此外, 在反应过程中还会产生CO气体, 造成焊缝中存在气孔现象。因此, 子啊生产焊丝材料时一定要控制好其中化学成分的科学含量, 以保证良好的焊接工艺。

2. 加强对焊丝材料生产过程中的控制。

在焊丝材料生产过程中最重要的是过模定径工序。首先要严格控制定径模具和润滑剂的质量, 其次要保证它们的清洁度并按照规定要求定时更换, 最后焊丝的前处理工序一定要保证焊丝表面的清洁并及时对其便面的额油污和杂质进行清除。这样才能有效的保证焊接时不会受到焊丝表面杂质的而影响而产生飞溅现象。

3. 优化CO2气体保护焊的工艺参数。

首先, 根据焊接的需要根据焊丝材料的直径设定合理的焊接电流和电弧电压。其次, 焊枪的角度要适当, 以保证焊接时电弧的稳定以及焊接的质量, 经过实际的操作的出最佳的焊枪角度为60∘, 焊丝的伸出长度要合理设置, 不易过长, 否则会时焊接电流减小而产生飞溅。焊丝最佳的伸出长度应为焊丝材料直径的10~12倍。最后, 对焊丝材料加入活性元素。在焊丝材料的表面添加活性元素能够使焊接电弧的性能得到改善, 减少金属飞溅颗粒, 在节约能源的同时达到最佳的焊接效果。

结束语

由于CO2气体保护焊与其他焊接技术相比具有较多的优势, 因此在现代的各个领域中受到了广泛的应用。但是, 优良的性能也存在一定的缺陷, 本文通过对CO2气体保护焊中金属飞溅这一较为突出的缺点进行分析, 并给出了一些解决的措施来弥补此焊接技术中的缺点, 以达到CO2气体保护焊丝使用的最佳性能。

参考文献

[1]李连杰, 桂赤斌, 王征.药芯焊丝在我国船舶建造中的应用现状与前景[J].机械制造.2009 (06) .

[2]王荣青.简论CO2气体保护焊的工艺参数选择[J].科协论坛 (下半月) .2010 (02) .

CO2焊接工艺 第9篇

关键词：CO2气体保护焊,起重机吊臂,焊接

起重机生产制造过程中, 吊臂是主要受力部位, 也最为关键的部位。因此, 对吊臂结构件焊接质量要求相对较高、焊接工作量也相对较大。吊臂结构件的焊接特点主要有以下几点:首先, 焊缝相对较长、焊缝轨迹多为直线。其次, 多为高强度钢板材质;对焊接质量要求相对较高。最后, 多为表面焊缝, 对外观的一致性、美观性要求较高。起重机吊臂结构件的这些焊接特点, 也造成传统焊条电弧焊无法有效满足这些要求。本文则就CO2气体保护焊在起重机吊臂结构件焊接中的应用进行了系统、详尽的分析。

1 CO2气体保护焊基本原理与工艺特点

1.1 基本原理

CO2气体保护焊是以焊件和焊丝作为两个电极, 通过产生电弧的热量使焊件金属熔化;同时, 利用CO2作为电弧的保护气体来进一步提高焊接质量[1]。另外, CO2气体保护焊所需的CO2气体, 必须99.5%以纯度。

1.2 工艺特点

第一, CO2气体保护焊具有较强的穿透力, 焊接件变形小, 其效率较传统焊条电弧焊高1~3倍。第二, CO2气体成本相对较低, 促使焊接成本大幅降低, 仅为传统焊条电弧焊的45%左右。第三, CO2气体保护焊含氢量较低, 冷裂纹倾向也相对较小, 焊缝抗锈能力强。第四, 不能用于易氧化金属材料的焊接;另外, 抗风能力差, 在野外、露天作业时需有防风措施。第五, CO2气体保护焊焊接时易产生形成较多金属飞溅。第六, CO2气体保护焊弧光辐射较强[2]。

1.3 C O2气体保护焊应用范围

CO2气体保护焊可广泛应用于碳钢、低合金钢结构、不锈钢、耐热钢等的焊接;可焊接0.8~350 mm之间的板材;可进行全位置焊接;同时, 对焊缝的形状要求也不高, 直线焊接、曲线焊缝以及点焊均可。

1.4 C O2气体保护焊的优点

首先, CO2气体保护焊可采用整盘的焊丝, 而最大程度地保障了对焊缝较长的连续焊接工作。第二, CO2气体保护焊在焊接过程中熔渣产生量较小。第三, 焊丝熔敷速度相对相高, 溶深大。第四, CO2气体保护焊, 变形相对较小, 冷裂倾向得到了有效的控制。第五, 焊接过程中, CO2气体分解, 具有较强的氧化性;对焊接件上的锈蚀等脏物的敏感度相对较小且穿透性强。第六, CO2气体成本相对较低, 促使焊接成本大幅降低, 仅为传统焊条电弧焊的45%左右[3]。

1.5 C O2气体保护焊常见缺陷及产生原因

第一, 气孔。气孔是CO2气体保护焊焊接最为常见的缺陷, 其产生的主要原因是焊接时卷入大量的空气, 气体保护不完善;另外, 预热器未发挥作用;喷嘴不通畅或与焊接件距离过大;电弧过长或电弧电压过高;焊件表面的锈蚀、油污等处理不当;焊丝中Si-Mn含量过低等[4]。因此, 为避免出现气孔缺陷, 我们可以侧重从以上主要影响因素入手来加以有效的处理。值得注意的一点就是, 在进行CO2气体保护焊焊接工作结束前, 还必须收意对“收弧”的处理, 若收弧不当则也容易产生气孔。我们需在收弧处将焊枪予以及时停止, 并接通弧坑控制电路, 使电弧电压自动减小, 直至溶池填满;若未设置弧坑控制电路, 则可以在焊枪停止前进且熔池未凝固时予以反复、快速的“断弧”、“引弧”数次, 直至弧抗填满。

第二, 咬边。CO2气体保护焊产生咬边的因素有:电弧过长, 电弧电压过高;实际焊接过程中, 焊接速度过快;操作人员摆动不定。而影响咬边问题的主要因素是进行人工焊接操作时, 焊接速度过快和摆动不定;因此, 全面加强人工焊接操作技巧则可以有效提升焊接质量。

第三, 焊缝成型不好。在进行CO2气体保护焊操作时, 由于工艺参数不合适、导电嘴出现松动、送丝轮中心偏移, 送丝不准确、焊丝矫正机构调节不当等均会导致焊缝成型不良。发生焊缝成型不好时, 则需要侧重对参数选择以及送丝轮的精准度入手, 及时加以调节和修正, 则可避免此类缺陷发生。

第四, 电弧不稳。在实际焊接时, 受电网电压影响、导电嘴松动, 堵塞、工艺参数调节不当、送丝轮中心偏移等均会导致电弧不稳现象发生。发生电弧不稳时, 则需要加强对电压值和送丝轮中心是否出现偏移进行检测;并予以调整。

第五, 金属飞溅。金属飞溅产生原因多由焊接电参数调节不当、CO2气体气流量过大、焊接件表面过于粗糙以及焊丝伸出过长等[5]。解决金属过量飞溅, 则需要对工艺参数进行准确核对;另外, 应使焊枪在工作时, 垂直于焊接件, 并保持焊枪前后倾角不要超过20度;否以上均未发现问题, 则极可能是焊丝伸出过长。

第六, 未焊透。CO2气体保护焊产生未焊透的原因有:焊接电流过小、焊接速度过快或过慢、焊丝位置不准确、送丝不当、坡口角度太小或者间隙过小等;另外, 也与操作人员技术水平有关。出现未焊透现象时, 则首先应该检查是否在焊接过程中, 焊接速度过快或过慢;也需考虑是否存在送丝不当而未能准确对准焊缝, 导致出现未焊透现象。同时, 也应全面提升人工操作的技术水平。

2 半自动CO2气体保护焊执行机构工作原理及焊接效果

由于吊臂结构件的焊接具有焊缝相对较长、焊缝轨迹多为直线;吊臂结构多为高强度钢板材质;对焊接质量要求相对较高;另外, 吊臂结构件焊接多为表面焊缝, 对外观的一致性、美观性要求较高。针对以上焊接特点, 笔者原单位引进了半自动CO2气体保护焊执行机构进行起重机的吊臂焊接, 焊丝采用直径为1.2 mm的实心焊丝, 根据板厚电流选择约为200~220 A, 电压约为25~30 V, 坡口据板厚刨为45度斜坡。同时在臂搭焊时采用间断对称搭焊法, 这样可在很在程度上减少了板材焊接变形量。因此, 焊缝美观, 焊接变形小, 焊缝质量也得到提高, 基本上一次顺利通过超声波探伤或是磁粉探伤对焊缝的探伤检测。既提高了效率, 也保证了检验期及交货期, 也在最大程度地发挥出CO2气体保护焊的优势。

图1为伸缩臂的焊接探伤示意图。

半自动CO2气体保护焊执行机构由控制器以及调整机构、行走机构、焊枪定位调节等共同组成。该机构是以CO2气体保护焊技术优势为基础, 结合吊臂结构件的焊缝走向而定向设计的;当焊枪沿吊臂结构件自动、匀速直线行走时, 枪嘴也同步沿着吊臂结构件的焊缝转变进行移动。因此, 只要按照客观焊接要求, 把枪嘴准确地对准相应的焊缝, 并就枪嘴与焊缝之间的距离与角度加以合理设置, 完全就可以实现起重机吊臂结构件在设定范围内进行自动、连续焊接。

采用半自动CO2气体保护焊执行机构进行起重机吊臂结构件的焊接, 全面实现了焊缝焊接工作的连续性;同时, 也全面保证了焊缝结构的一致性与外形的美观性。另外, 由于半自动CO2气体保护焊执行机构的动力部分采用了小型调整电动机, 使得枪嘴在进行焊接过程中, 焊缝对准精确、焊接速度均匀, 进而也极大地提高了吊臂结构件的焊接质量, 并减少了工人干预, 提高了焊接效率。与此同时, 半自动CO2气体保护焊执行机构在起重机吊臂结构件焊接中的应用还极大地降低了操作人员的劳动强度, 最大程度地避免或减少了焊弧对操作人员的伤害, 不仅提高了企业经济效益, 同时, 也具有较高的社会效益。

综上所述, 起重机吊臂结构件的焊接具有焊缝相对较长、焊缝轨迹多为直线;吊臂结构多为高强度钢板材质;对焊接质量要求相对较高;另外, 吊臂结构件焊接多为表面焊缝, 对外观的一致性、美观性要求较高。而半自动CO2气体保护焊执行机构则可以充分实现起重机吊臂结构件焊缝焊接工作的连续性;既保证了焊缝结构的一致性与外形的美观性, 也极大地提高了吊臂结构件的焊接质量, 提高了焊接效率。与此同时, 半自动CO2气体保护焊执行机构在实际应用之中还可以有效降低操作人员的劳动强度, 最大程度地避免或减少了焊弧对操作人员的伤害, 不仅提高了企业经济效益, 同时还具有较高的社会效益。另外, 实用、灵活、操作简便的半自动CO2气体保护焊执行机构还可以用于钢轨、各种机构臂等结构件的焊接任务, 为工业制造企业创造更多的经济效益与社会效益。

参考文献

[1]毛惠琳.半自动CO2气体保护焊机送丝系统的改进[J].科技创新导报, 2013 (9) :3 6.

[2]朱维民.CO2气体保护焊焊接技术的几点思考[J].民营科技, 2012 (8) :58.

[3]赵维艳, 张敏, , 崔志峰.焊接工艺参数对CO2气体保护焊焊接质量的影响[J].焊接技术, 2013 (9) :74-75.

[4]孙英达, 甘伟, 曾祥文.大厚度Z向钢CO2气体保护焊的立焊工艺[J].热加工工艺, 2012 (41) :189-191.