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【摘要】本文主要比较了CO2气体保护焊相对于其他焊接方法的优点,阐述了CO2气体保护焊自身的特点及相关的工艺参数,并根据各种相关的工艺参数对CO2气体保护焊的影响,来正确的选择焊接参数及所要注意的问题。
【关键词】CO2气体保护焊参数焊丝直径电流电压
【中图分类号】TG446.1【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)04-0188-02
CO2气体保护焊从20世纪50年代初问世以来,以其高效、节能和低成本等特点受到人们的极大关注。它与其他焊接方法相比,具有:①明弧焊接过程中,一般没有溶渣,溶池的可见度好,适宜进行全位置焊接。②热量集中。电弧在保护气体的压缩下,量集中,焊接热影响区窄,焊件变形小,尤其适用于薄板焊接。③可焊接化学性质活泼的金属及其合金。采用惰性气体焊接化学性质活泼的金属,可获得高的接头质量。
一、CO2气体保护焊的特点
1.CO2气体的氧化性
CO2气体是氧化气体,来源广,成本低,焊接时CO2气体被大量分解,分解出来的原子氧具有强烈的氧化性。常用的脱氧措施是加入铝、钛、硅、锰脱氧剂。其中硅、锰用的最广。
2.气 孔
由于气流的冷却作用,溶池凝固较快,很容易在焊粉中产生气孔。但有利于薄板焊接,焊后变形小。①一氧化碳气孔:在焊接溶池开始结晶或结晶过程中,溶池中的碳与FeO反应生成的CO气体来不及逸出,而形成气孔。若在焊丝中加入较多的脱氧元素,并限制碳的含量,产生CO气体的可能性很小。②氮气孔:原因是保护气层遭到破坏,使大量的空气侵入焊接区域所致。③氢气孔:主要来自油污、铁锈及水分。CO2气体保具有氧化性,可以抑制氢气孔的产生,只要焊接前对CO2气体气孔进行干燥去除水分,则产生氢气孔的可能性很小。因此,CO2气体保护焊焊缝产生的气孔主要是氮气。加强保护是防止气孔的重要措施。
3.抗冷裂性
由于焊接接头含氢量少,所以CO2气体保护焊具有较高的抗冷裂能力。
4.飞 溅
飞溅是CO2气体保护焊的主要缺点。产生飞溅的原因主要有几方面:①由CO气体造成的飞溅:CO2气体分解后具有强烈的氧化性,使碳氧化成CO气体,CO气体受热急剧膨胀,造成溶滴爆破,产生大量细粒飞溅。减少这种细粒飞溅的方法可采用脱氧元素多、含碳量低的脱氧焊丝,以减少CO气体的生成。②斑点压力引起的飞溅:用正极性焊接时,溶滴受斑点压力大,飞溅也大。采用反极性可减少飞溅。
二、CO2气体保护焊的工艺参数
1.短路过渡
短路过渡采用细焊丝,常用焊丝直径为φ0.6mm～1.2mm,随着焊丝直径增大,飞溅颗粒都相应增大。
(1)焊接电流:主要是根据焊丝直径、送丝速度和焊缝隙位置等综合选择。
(2)电弧电压:电弧电压为16V～24V。粗滴过渡时,电压为25V～45V。电压过高或过低,都会影响电弧的稳定性使飞溅增加。
(3)焊接速度:焊接速度对焊缝隙盛开、接头性能都有影响。速度过快会引起咬边、未焊满及气孔等缺陷。速度过慢则效率低,输入缝隙的热量过多,接头晶粒粗大,变形大,焊缝成型差。一般自动焊速度为15m/h～40m/h。
(4)电源极性:CO2气体保护焊应采用直流反接。反接具有电弧稳定性好、飞溅熔深度大等特点。
2.细颗粒状过渡
细颗粒状过渡大都采用较粗的焊丝,常用的是φ1.6mm和φ2.0mm两种,几种直径焊丝采用细颗粒状过渡时的最低电流值和电弧范围,见表1。
焊接时,电源极性采用直流反接,同时回路中可以不串联电感。
三、CO2气体保护焊接参数的选择
CO2气体保护焊广泛用于各种位置、不同坡口形式和各种厚度焊件的焊接。如果不能正确选择焊接参数,将引起各种焊接缺陷,增加工时和降低工作效率。
CO2气体保护焊接参数的选择,包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压和焊接速度等。应搞清楚它们各自的影响,从而正确的选择焊接参数。
1.焊丝直径
根据焊件情况,首先应选择合适的焊丝直径。各种直径焊丝的电流和电弧电压区间如图所示。从图中可以看到,小于φ1.2mm的细丝主要的熔滴过渡形式为短路过渡,适用于薄板、打底焊和全位焊。大于φ1.2mm的粗丝主要的熔滴过渡形式为潜弧射滴过渡,适用于厚板和填充焊缝。
2.焊接电流
焊接电流与送丝成正比,也就是说送丝速度越快则电流也越大,反之亦燃。CO2气体保护焊接电流的大小是由送丝速度来调节的。
焊接电流对焊丝和焊件的熔化影响最大,也是影响熔深的主要原因。电流对焊丝熔化速度的影响如图1。
图1焊丝溶化速度与焊接电流关系
图1中表明随着焊接电流的增大,焊丝熔化速度也增大。其
中细焊丝的熔化速度增大更快些,这是因为细丝产生的电阻热较大。通常随着焊接电流的增加,电弧电压也应相应增加一些。所以随着电流的增加,焊缝熔宽和余高略有增大,而熔深增大最明显,如图2所示。
图2焊接电流对熔深的影响图3电弧电压与焊缝成形的关系
3.电弧电压
我们已知,CO2气体保护焊电弧静特性上,为保持一定的弧长,随着电流的增加,电弧电压也应相应的增大。电弧电压的高低是由焊接电源调节的。
电弧电压是决定焊缝熔宽的最主要因素。因为电弧电压越高,电弧笼罩也越大。于是熔宽增加,而熔深、余高却减小,如图3所示。
电弧电压也反映了弧长的大小。电弧电压越高,弧长也越大,则焊枪喷嘴到焊件的距离也越大,气体保护效果也越差。当电弧电压过高时,易产生气孔。
4.焊接速度
在保持焊接电流和电弧电压一定的情况下,焊接速度加快则焊缝的熔深、溶宽和雨高都减小,焊道成为凸形。
焊接速度再加快,在焊接趾部出现咬边。进一步提高焊接速度时出现驼峰焊道。相反焊速过低,熔池中液态金属将流到电弧前面,电弧在液态金属上面燃烧,从而使焊缝熔合不良,形成未焊透。
通常半自动焊时,当焊速低于15 cm/min时,焊枪移动不易均匀。而在焊速达60 cm/min～70 cm/min时,焊枪难以对准焊接线,所以通常焊接速度多为30 cm/min～50 cm/min。
2.细颗粒状过渡
细颗粒状过渡大都采用较粗的焊丝,常用的是φ1.6mm和φ2.0mm两种,几种直径焊丝采用细颗粒状过渡时的最低电流值和电弧范围,见表1。
焊接时,电源极性采用直流反接,同时回路中可以不串联电感。
三、CO2气体保护焊接参数的选择
CO2气体保护焊广泛用于各种位置、不同坡口形式和各种厚度焊件的焊接。如果不能正确选择焊接参数,将引起各种焊接缺陷,增加工时和降低工作效率。
CO2气体保护焊接参数的选择,包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压和焊接速度等。应搞清楚它们各自的影响,从而正确的选择焊接参数。
1.焊丝直径
根据焊件情况,首先应选择合适的焊丝直径。各种直径焊丝的电流和电弧电压区间如图所示。从图中可以看到,小于φ1.2mm的细丝主要的熔滴过渡形式为短路过渡,适用于薄板、打底焊和全位焊。大于φ1.2mm的粗丝主要的熔滴过渡形式为潜弧射滴过渡,适用于厚板和填充焊缝。
2.焊接电流
焊接电流与送丝成正比,也就是说送丝速度越快则电流也越大,反之亦燃。CO2气体保护焊接电流的大小是由送丝速度来调节的。
焊接电流对焊丝和焊件的熔化影响最大,也是影响熔深的主要原因。电流对焊丝熔化速度的影响如图1。
图1焊丝溶化速度与焊接电流关系
图1中表明随着焊接电流的增大,焊丝熔化速度也增大。其
中细焊丝的熔化速度增大更快些,这是因为细丝产生的电阻热较大。通常随着焊接电流的增加,电弧电压也应相应增加一些。所以随着电流的增加,焊缝熔宽和余高略有增大,而熔深增大最明显,如图2所示。
图2焊接电流对熔深的影响图3电弧电压与焊缝成形的关系
3.电弧电压
我们已知,CO2气体保护焊电弧静特性上,为保持一定的弧长,随着电流的增加,电弧电压也应相应的增大。电弧电压的高低是由焊接电源调节的。
电弧电压是决定焊缝熔宽的最主要因素。因为电弧电压越高,电弧笼罩也越大。于是熔宽增加,而熔深、余高却减小,如图3所示。
电弧电压也反映了弧长的大小。电弧电压越高,弧长也越大,则焊枪喷嘴到焊件的距离也越大,气体保护效果也越差。当电弧电压过高时,易产生气孔。
4.焊接速度
在保持焊接电流和电弧电压一定的情况下,焊接速度加快则焊缝的熔深、溶宽和雨高都减小,焊道成为凸形。
焊接速度再加快,在焊接趾部出现咬边。进一步提高焊接速度时出现驼峰焊道。相反焊速过低,熔池中液态金属将流到电弧前面,电弧在液态金属上面燃烧,从而使焊缝熔合不良,形成未焊透。
通常半自动焊时,当焊速低于15 cm/min时,焊枪移动不易均匀。而在焊速达60 cm/min～70 cm/min时,焊枪难以对准焊接线,所以通常焊接速度多为30 cm/min～50 cm/min。
【关键词】CO2气体保护焊参数焊丝直径电流电压
【中图分类号】TG446.1【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)04-0188-02
CO2气体保护焊从20世纪50年代初问世以来,以其高效、节能和低成本等特点受到人们的极大关注。它与其他焊接方法相比,具有:①明弧焊接过程中,一般没有溶渣,溶池的可见度好,适宜进行全位置焊接。②热量集中。电弧在保护气体的压缩下,量集中,焊接热影响区窄,焊件变形小,尤其适用于薄板焊接。③可焊接化学性质活泼的金属及其合金。采用惰性气体焊接化学性质活泼的金属,可获得高的接头质量。
一、CO2气体保护焊的特点
1.CO2气体的氧化性
CO2气体是氧化气体,来源广,成本低,焊接时CO2气体被大量分解,分解出来的原子氧具有强烈的氧化性。常用的脱氧措施是加入铝、钛、硅、锰脱氧剂。其中硅、锰用的最广。
2.气 孔
由于气流的冷却作用,溶池凝固较快,很容易在焊粉中产生气孔。但有利于薄板焊接,焊后变形小。①一氧化碳气孔:在焊接溶池开始结晶或结晶过程中,溶池中的碳与FeO反应生成的CO气体来不及逸出,而形成气孔。若在焊丝中加入较多的脱氧元素,并限制碳的含量,产生CO气体的可能性很小。②氮气孔:原因是保护气层遭到破坏,使大量的空气侵入焊接区域所致。③氢气孔:主要来自油污、铁锈及水分。CO2气体保具有氧化性,可以抑制氢气孔的产生,只要焊接前对CO2气体气孔进行干燥去除水分,则产生氢气孔的可能性很小。因此,CO2气体保护焊焊缝产生的气孔主要是氮气。加强保护是防止气孔的重要措施。
3.抗冷裂性
由于焊接接头含氢量少,所以CO2气体保护焊具有较高的抗冷裂能力。
4.飞 溅
飞溅是CO2气体保护焊的主要缺点。产生飞溅的原因主要有几方面:①由CO气体造成的飞溅:CO2气体分解后具有强烈的氧化性,使碳氧化成CO气体,CO气体受热急剧膨胀,造成溶滴爆破,产生大量细粒飞溅。减少这种细粒飞溅的方法可采用脱氧元素多、含碳量低的脱氧焊丝,以减少CO气体的生成。②斑点压力引起的飞溅:用正极性焊接时,溶滴受斑点压力大,飞溅也大。采用反极性可减少飞溅。
二、CO2气体保护焊的工艺参数
1.短路过渡
短路过渡采用细焊丝,常用焊丝直径为φ0.6mm～1.2mm,随着焊丝直径增大,飞溅颗粒都相应增大。
(1)焊接电流:主要是根据焊丝直径、送丝速度和焊缝隙位置等综合选择。
(2)电弧电压:电弧电压为16V～24V。粗滴过渡时,电压为25V～45V。电压过高或过低,都会影响电弧的稳定性使飞溅增加。
(3)焊接速度:焊接速度对焊缝隙盛开、接头性能都有影响。速度过快会引起咬边、未焊满及气孔等缺陷。速度过慢则效率低,输入缝隙的热量过多,接头晶粒粗大,变形大,焊缝成型差。一般自动焊速度为15m/h～40m/h。
(4)电源极性:CO2气体保护焊应采用直流反接。反接具有电弧稳定性好、飞溅熔深度大等特点。
2.细颗粒状过渡
细颗粒状过渡大都采用较粗的焊丝,常用的是φ1.6mm和φ2.0mm两种,几种直径焊丝采用细颗粒状过渡时的最低电流值和电弧范围,见表1。
焊接时,电源极性采用直流反接,同时回路中可以不串联电感。
三、CO2气体保护焊接参数的选择
CO2气体保护焊广泛用于各种位置、不同坡口形式和各种厚度焊件的焊接。如果不能正确选择焊接参数,将引起各种焊接缺陷,增加工时和降低工作效率。
CO2气体保护焊接参数的选择,包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压和焊接速度等。应搞清楚它们各自的影响,从而正确的选择焊接参数。
1.焊丝直径
根据焊件情况,首先应选择合适的焊丝直径。各种直径焊丝的电流和电弧电压区间如图所示。从图中可以看到,小于φ1.2mm的细丝主要的熔滴过渡形式为短路过渡,适用于薄板、打底焊和全位焊。大于φ1.2mm的粗丝主要的熔滴过渡形式为潜弧射滴过渡,适用于厚板和填充焊缝。
2.焊接电流
焊接电流与送丝成正比,也就是说送丝速度越快则电流也越大,反之亦燃。CO2气体保护焊接电流的大小是由送丝速度来调节的。
焊接电流对焊丝和焊件的熔化影响最大,也是影响熔深的主要原因。电流对焊丝熔化速度的影响如图1。
图1焊丝溶化速度与焊接电流关系
图1中表明随着焊接电流的增大,焊丝熔化速度也增大。其
中细焊丝的熔化速度增大更快些,这是因为细丝产生的电阻热较大。通常随着焊接电流的增加,电弧电压也应相应增加一些。所以随着电流的增加,焊缝熔宽和余高略有增大,而熔深增大最明显,如图2所示。
图2焊接电流对熔深的影响图3电弧电压与焊缝成形的关系
3.电弧电压
我们已知,CO2气体保护焊电弧静特性上,为保持一定的弧长,随着电流的增加,电弧电压也应相应的增大。电弧电压的高低是由焊接电源调节的。
电弧电压是决定焊缝熔宽的最主要因素。因为电弧电压越高,电弧笼罩也越大。于是熔宽增加,而熔深、余高却减小,如图3所示。
电弧电压也反映了弧长的大小。电弧电压越高,弧长也越大,则焊枪喷嘴到焊件的距离也越大,气体保护效果也越差。当电弧电压过高时,易产生气孔。
4.焊接速度
在保持焊接电流和电弧电压一定的情况下,焊接速度加快则焊缝的熔深、溶宽和雨高都减小,焊道成为凸形。
焊接速度再加快,在焊接趾部出现咬边。进一步提高焊接速度时出现驼峰焊道。相反焊速过低,熔池中液态金属将流到电弧前面,电弧在液态金属上面燃烧,从而使焊缝熔合不良,形成未焊透。
通常半自动焊时,当焊速低于15 cm/min时,焊枪移动不易均匀。而在焊速达60 cm/min～70 cm/min时,焊枪难以对准焊接线,所以通常焊接速度多为30 cm/min～50 cm/min。
2.细颗粒状过渡
细颗粒状过渡大都采用较粗的焊丝,常用的是φ1.6mm和φ2.0mm两种,几种直径焊丝采用细颗粒状过渡时的最低电流值和电弧范围,见表1。
焊接时,电源极性采用直流反接,同时回路中可以不串联电感。
三、CO2气体保护焊接参数的选择
CO2气体保护焊广泛用于各种位置、不同坡口形式和各种厚度焊件的焊接。如果不能正确选择焊接参数,将引起各种焊接缺陷,增加工时和降低工作效率。
CO2气体保护焊接参数的选择,包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压和焊接速度等。应搞清楚它们各自的影响,从而正确的选择焊接参数。
1.焊丝直径
根据焊件情况,首先应选择合适的焊丝直径。各种直径焊丝的电流和电弧电压区间如图所示。从图中可以看到,小于φ1.2mm的细丝主要的熔滴过渡形式为短路过渡,适用于薄板、打底焊和全位焊。大于φ1.2mm的粗丝主要的熔滴过渡形式为潜弧射滴过渡,适用于厚板和填充焊缝。
2.焊接电流
焊接电流与送丝成正比,也就是说送丝速度越快则电流也越大,反之亦燃。CO2气体保护焊接电流的大小是由送丝速度来调节的。
焊接电流对焊丝和焊件的熔化影响最大,也是影响熔深的主要原因。电流对焊丝熔化速度的影响如图1。
图1焊丝溶化速度与焊接电流关系
图1中表明随着焊接电流的增大,焊丝熔化速度也增大。其
中细焊丝的熔化速度增大更快些,这是因为细丝产生的电阻热较大。通常随着焊接电流的增加,电弧电压也应相应增加一些。所以随着电流的增加,焊缝熔宽和余高略有增大,而熔深增大最明显,如图2所示。
图2焊接电流对熔深的影响图3电弧电压与焊缝成形的关系
3.电弧电压
我们已知,CO2气体保护焊电弧静特性上,为保持一定的弧长,随着电流的增加,电弧电压也应相应的增大。电弧电压的高低是由焊接电源调节的。
电弧电压是决定焊缝熔宽的最主要因素。因为电弧电压越高,电弧笼罩也越大。于是熔宽增加,而熔深、余高却减小,如图3所示。
电弧电压也反映了弧长的大小。电弧电压越高,弧长也越大,则焊枪喷嘴到焊件的距离也越大,气体保护效果也越差。当电弧电压过高时,易产生气孔。
4.焊接速度
在保持焊接电流和电弧电压一定的情况下,焊接速度加快则焊缝的熔深、溶宽和雨高都减小,焊道成为凸形。
焊接速度再加快,在焊接趾部出现咬边。进一步提高焊接速度时出现驼峰焊道。相反焊速过低,熔池中液态金属将流到电弧前面,电弧在液态金属上面燃烧,从而使焊缝熔合不良,形成未焊透。
通常半自动焊时,当焊速低于15 cm/min时,焊枪移动不易均匀。而在焊速达60 cm/min～70 cm/min时,焊枪难以对准焊接线,所以通常焊接速度多为30 cm/min～50 cm/min。