论文部分内容阅读
摘要：进入21世纪，焊接工艺已成为现代工业生产中的重要金属加工技术，直接限制了其他行业的发展。丹麦学者系统地总结了焊接过程的影响因素，并认为焊接领域会影响许多领域的技术进步，例如自动化技术、材料科学、环境、无损检测、机械和腐蚀以及断裂力学。焊接自动化是焊接领域的重要组成部分，本文对二氧化碳保护焊的参数进行了系统的研究，为我国的焊接技术提供了理论依据。
关键词：二氧化碳;保护焊;参数研究
前言
二氧化碳气体保护焊在焊接过程中使用廉价的二氧化碳气体作为保护气体。气体通过专用焊枪送入焊接区域，以除去焊接区域中的其他气体，并覆盖熔融金属池以实现保护。保护作用受保护气体的热和物理特性，焊枪的尺寸和结构，焊枪与工件之间的距离，焊接工艺参数以及周围环境等因素的影响。目前，在美国、日本等发达国家，焊接金属结构件的比例日益增加，其中用于二氧化碳气体保护焊的焊接金属材料的重量约占五成以上，经过多年的努力，我国的二氧化碳气体保护焊技术在金属结构制造的推广和应用方面取得了长足的进步。
一、二氧化碳气体保护焊焊接优缺点阐释
（一）二氧化碳气体保护焊焊接优点
1.成本低
二氧化碳来源广泛，在多种生产渠道中都可以获得，例如酿酒等，而且成本很低，其焊接成本约为其他电焊的百分之四十左右。
2.生产率高
由于焊丝自动送进，焊接时焊接电流密度大，焊丝的熔化效率高，所以熔敷速度高。焊接生产率比手孤焊高2-3倍。
3.应用范围广
该种气体保护焊接方式可以焊接薄板、厚板以及全位置的焊接等。
4.能够有效抗绣
（二）二氧化碳气体保护焊焊接缺点
1.氧化作用强
在电弧空间中，二氧化碳气体具有很强的氧化作用，因此有必要对焊接的熔池进行脱氧，并使用包含更多脱氧元素的焊丝。
2.飞溅大
无论在焊接过程中采取什么措施，二氧化碳焊接的飞溅只能在某种程度上减少，但仍然比手动电弧焊和气体电弧焊大得多。
二、二氧化碳气体保护焊的参数选择
二氧化碳气体保护焊的参数主要有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、二氧化碳气体流量、装配间隙、破口尺寸等。焊接电流的大小应根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置、熔滴过渡形式来确定[1]。
（一）电弧电压应于焊接电流配合恰当
电弧电压必须与焊接电流正确匹配。否则会影响焊机的焊接工艺稳定性。电弧电压随着电流的增加而增加。在短路传输焊接中，电弧电压通常在16-24V范围内。对于细滴传输，电弧电压可以在25-36V范围内。焊丝直径1.2-3.0mm可选。在实际生产中，通常使用经验公式来确定电弧电压。焊接电流小于250A时电弧电压V=0.04I + 161.5，焊接电流大于250A时电弧电压V=0.04I + 202.0。
（二）选择合适的焊接速度
在焊丝直径，焊接电流和电弧电压的特定条件下，随着焊接速度的增加，焊缝的宽度和厚度会减小。如果焊接速度过快，不仅会降低气体保护效果，而且会出现气孔，并且容易发生咬边和熔合等缺陷;如果焊接速度太慢，则焊接生产率降低并且焊接变形增加，通常二氧化碳半自动焊接速度为15-30m/h。
（三）二氧化碳气体流量选择
二氧化碳气体的流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝延伸长度、喷嘴直径等来选择，气体流量太大或太小都会影响气体保护效果[2]。通常，当使用细线（0.6-1.2mm）二氧化碳焊接时，流量为8-15L/min。对于粗焊丝二氧化碳焊接，流速为15-25L/min。装配间隙和断裂的尺寸是二氧化碳焊丝细，电流密度大，电弧穿透力强，电弧热集中。通常，小于12毫米的焊件可以穿透而不会产生倒角。对于需要倒角的焊件，用电极进行电弧焊可以将正常的倒角从60度减小到30-40度，并相应地增加钝边，根部间距可减小至1-2mm。
三、二氧化碳气体保护焊焊接调整策略
影响二氧化碳气体保护焊的工艺参数很多，但是焊机只能自行调整焊接电压，焊接电流，焊丝直径，气体流量和焊丝延伸长度。焊接工艺参數参考值：常用的焊丝直径为1.2mm和1.0mm，也有1.6mm和0.8m。不同直径的焊丝具有不同的参考参数。二氧化碳气体保护焊采用短路开关，因此每根直径焊丝的焊接规格范围很宽，在该区域内焊接电流和焊接电压必须匹配。调整焊接规范的操作步骤。焊接机的电流和电压根据以下步骤进行调整。
首先，打开保护气瓶阀门，检查气瓶压力是否正常，打开焊接机的电源，检查加热和减压流量计是否工作，然后继续加热5分钟。加热后，拆开焊丝的包装，将焊丝卷盘安装在送丝机的卷盘上，打开压缩手柄，然后用钳子将焊丝头切成平头。焊丝头必须水平插入。在焊丝卷轴的底部，插入焊丝送入软管，送丝辊的凹槽轮。随后，合上压缩手柄，将焊炬平整至地面，将其完全平整，按下遥控器盒上的白色高速送丝按钮，然后送入焊丝，直到露出接触头。如果是旧的焊炬，请先取下触点，按下微型开关以送入焊丝，然后在裸露后安装。用钳子以45度的锐角切割焊丝的末端。在焊接过程中，要注意焊丝长度，焊丝长度有时候可以直接决定焊接效果，因为焊丝长度是二氧化碳气体保护焊来说是一个非常重要的参数。焊丝适当的延伸长度可以使焊丝得到足够的电阻加热，从而更方便地实现焊丝末端熔滴的形成和过渡。如果焊丝的延伸长度太短，则飞溅通常很大，并且长焊丝不仅倾向于飞溅大的液滴，而且还会降低保护性能[3]。
（二）焊缝层数
厚板的焊接通常需要开槽，应采用多层焊接或多层多道次焊接。多层焊接和多层多层焊接接头的微观组织更细，热影响区域更窄。前一个焊缝预热后者，而后者则加热前一个。因此，接头的延展性和韧性得以改善，并且焊缝的回火效果得以改善，特别是在钢容易硬化的情况下。对于低合金高强度钢等钢种，焊接层数对粘结性能有重要影响。如果焊接层的数量少并且每个焊接层的厚度太厚，则焊接接头的延展性和韧性将由于晶粒粗糙度而降低[4]。
（三）调整焊接参数时注意事项
首先，降低送丝速度。然后需要根据焊接基材的厚度调整焊接电压并控制焊接电流[5]。将焊丝进给速度调整到正确的值（电弧可以熔化焊丝，熔化起来非常舒适）。听到声音并看到飞溅。当它融化时，声音非常顺滑，没有乒乓声音，而且没有爆裂声。如果保证焊缝熔深（这并不意味着焊缝熔深到对穿的程度），请选择低电流焊接。这是因为，当电流太大时，不仅飞溅，而且熔池也容易翻滚。焊接速度：它对焊缝的内部和外部质量有重大影响。如果焊接速度太快，则气体保护作用会很弱，会出现诸如气孔之类的缺陷，同时焊接的冷却速度会增加，从而降低了焊接金属的塑性韧性。如果焊接速度太慢，熔池会变大，焊缝会变宽，并且由于过热，焊缝金属结构可能会变粗糙或烧毁。喷嘴与工件之间的角度：当喷嘴垂直于工件时，飞溅较大，电弧不稳定。为避免这种情况，可将喷嘴向后倾斜10-15度（不同的焊接位置，焊枪角度也不同）。确保焊缝形成良好，焊接过程稳定。
结语
二氧化碳气体保护焊技术具有较高的电弧热、更大的电流、更少的焊渣，可有效提高双面成型产品的焊接质量。另外，在实际的焊接操作中，焊接工艺受人为因素和焊丝材料质量等因素的影响，因此也必须控制焊接接头的处理和电弧的处理，这种方法仅是二氧化碳保护焊的两倍，是表面成形焊接技术的有效性。
参考文献
[1]孙炎，陆琪.二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术应用分析[J].现代制造技术与装备，2020，56（10）：142-143.
[2]张志权.浅谈二氧化碳气体保护焊技术及焊接质量控制[J].南方农机，2020，51（5）：126.
[3]杨荣伟，董文宇，王海月，等.汽车排烟管滑套的二氧化碳气体保护焊工艺[J].包头职业技术学院学报，2018，19（3）：9-10，49.
[4]王圣美.二氧化碳气体保护电焊弧接的施工要点[J].南方农机，2018，49（22）：58.
[5]葛庆桥，郭连京，潘坤龙，等.浅谈二氧化碳气体保护焊技术及质量控制[J].建筑工程技术与设计，2020，（36）：5061.
沈阳航空航天大学
关键词：二氧化碳;保护焊;参数研究
前言
二氧化碳气体保护焊在焊接过程中使用廉价的二氧化碳气体作为保护气体。气体通过专用焊枪送入焊接区域，以除去焊接区域中的其他气体，并覆盖熔融金属池以实现保护。保护作用受保护气体的热和物理特性，焊枪的尺寸和结构，焊枪与工件之间的距离，焊接工艺参数以及周围环境等因素的影响。目前，在美国、日本等发达国家，焊接金属结构件的比例日益增加，其中用于二氧化碳气体保护焊的焊接金属材料的重量约占五成以上，经过多年的努力，我国的二氧化碳气体保护焊技术在金属结构制造的推广和应用方面取得了长足的进步。
一、二氧化碳气体保护焊焊接优缺点阐释
（一）二氧化碳气体保护焊焊接优点
1.成本低
二氧化碳来源广泛，在多种生产渠道中都可以获得，例如酿酒等，而且成本很低，其焊接成本约为其他电焊的百分之四十左右。
2.生产率高
由于焊丝自动送进，焊接时焊接电流密度大，焊丝的熔化效率高，所以熔敷速度高。焊接生产率比手孤焊高2-3倍。
3.应用范围广
该种气体保护焊接方式可以焊接薄板、厚板以及全位置的焊接等。
4.能够有效抗绣
（二）二氧化碳气体保护焊焊接缺点
1.氧化作用强
在电弧空间中，二氧化碳气体具有很强的氧化作用，因此有必要对焊接的熔池进行脱氧，并使用包含更多脱氧元素的焊丝。
2.飞溅大
无论在焊接过程中采取什么措施，二氧化碳焊接的飞溅只能在某种程度上减少，但仍然比手动电弧焊和气体电弧焊大得多。
二、二氧化碳气体保护焊的参数选择
二氧化碳气体保护焊的参数主要有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、二氧化碳气体流量、装配间隙、破口尺寸等。焊接电流的大小应根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置、熔滴过渡形式来确定[1]。
（一）电弧电压应于焊接电流配合恰当
电弧电压必须与焊接电流正确匹配。否则会影响焊机的焊接工艺稳定性。电弧电压随着电流的增加而增加。在短路传输焊接中，电弧电压通常在16-24V范围内。对于细滴传输，电弧电压可以在25-36V范围内。焊丝直径1.2-3.0mm可选。在实际生产中，通常使用经验公式来确定电弧电压。焊接电流小于250A时电弧电压V=0.04I + 161.5，焊接电流大于250A时电弧电压V=0.04I + 202.0。
（二）选择合适的焊接速度
在焊丝直径，焊接电流和电弧电压的特定条件下，随着焊接速度的增加，焊缝的宽度和厚度会减小。如果焊接速度过快，不仅会降低气体保护效果，而且会出现气孔，并且容易发生咬边和熔合等缺陷;如果焊接速度太慢，则焊接生产率降低并且焊接变形增加，通常二氧化碳半自动焊接速度为15-30m/h。
（三）二氧化碳气体流量选择
二氧化碳气体的流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝延伸长度、喷嘴直径等来选择，气体流量太大或太小都会影响气体保护效果[2]。通常，当使用细线（0.6-1.2mm）二氧化碳焊接时，流量为8-15L/min。对于粗焊丝二氧化碳焊接，流速为15-25L/min。装配间隙和断裂的尺寸是二氧化碳焊丝细，电流密度大，电弧穿透力强，电弧热集中。通常，小于12毫米的焊件可以穿透而不会产生倒角。对于需要倒角的焊件，用电极进行电弧焊可以将正常的倒角从60度减小到30-40度，并相应地增加钝边，根部间距可减小至1-2mm。
三、二氧化碳气体保护焊焊接调整策略
影响二氧化碳气体保护焊的工艺参数很多，但是焊机只能自行调整焊接电压，焊接电流，焊丝直径，气体流量和焊丝延伸长度。焊接工艺参數参考值：常用的焊丝直径为1.2mm和1.0mm，也有1.6mm和0.8m。不同直径的焊丝具有不同的参考参数。二氧化碳气体保护焊采用短路开关，因此每根直径焊丝的焊接规格范围很宽，在该区域内焊接电流和焊接电压必须匹配。调整焊接规范的操作步骤。焊接机的电流和电压根据以下步骤进行调整。
首先，打开保护气瓶阀门，检查气瓶压力是否正常，打开焊接机的电源，检查加热和减压流量计是否工作，然后继续加热5分钟。加热后，拆开焊丝的包装，将焊丝卷盘安装在送丝机的卷盘上，打开压缩手柄，然后用钳子将焊丝头切成平头。焊丝头必须水平插入。在焊丝卷轴的底部，插入焊丝送入软管，送丝辊的凹槽轮。随后，合上压缩手柄，将焊炬平整至地面，将其完全平整，按下遥控器盒上的白色高速送丝按钮，然后送入焊丝，直到露出接触头。如果是旧的焊炬，请先取下触点，按下微型开关以送入焊丝，然后在裸露后安装。用钳子以45度的锐角切割焊丝的末端。在焊接过程中，要注意焊丝长度，焊丝长度有时候可以直接决定焊接效果，因为焊丝长度是二氧化碳气体保护焊来说是一个非常重要的参数。焊丝适当的延伸长度可以使焊丝得到足够的电阻加热，从而更方便地实现焊丝末端熔滴的形成和过渡。如果焊丝的延伸长度太短，则飞溅通常很大，并且长焊丝不仅倾向于飞溅大的液滴，而且还会降低保护性能[3]。
（二）焊缝层数
厚板的焊接通常需要开槽，应采用多层焊接或多层多道次焊接。多层焊接和多层多层焊接接头的微观组织更细，热影响区域更窄。前一个焊缝预热后者，而后者则加热前一个。因此，接头的延展性和韧性得以改善，并且焊缝的回火效果得以改善，特别是在钢容易硬化的情况下。对于低合金高强度钢等钢种，焊接层数对粘结性能有重要影响。如果焊接层的数量少并且每个焊接层的厚度太厚，则焊接接头的延展性和韧性将由于晶粒粗糙度而降低[4]。
（三）调整焊接参数时注意事项
首先，降低送丝速度。然后需要根据焊接基材的厚度调整焊接电压并控制焊接电流[5]。将焊丝进给速度调整到正确的值（电弧可以熔化焊丝，熔化起来非常舒适）。听到声音并看到飞溅。当它融化时，声音非常顺滑，没有乒乓声音，而且没有爆裂声。如果保证焊缝熔深（这并不意味着焊缝熔深到对穿的程度），请选择低电流焊接。这是因为，当电流太大时，不仅飞溅，而且熔池也容易翻滚。焊接速度：它对焊缝的内部和外部质量有重大影响。如果焊接速度太快，则气体保护作用会很弱，会出现诸如气孔之类的缺陷，同时焊接的冷却速度会增加，从而降低了焊接金属的塑性韧性。如果焊接速度太慢，熔池会变大，焊缝会变宽，并且由于过热，焊缝金属结构可能会变粗糙或烧毁。喷嘴与工件之间的角度：当喷嘴垂直于工件时，飞溅较大，电弧不稳定。为避免这种情况，可将喷嘴向后倾斜10-15度（不同的焊接位置，焊枪角度也不同）。确保焊缝形成良好，焊接过程稳定。
结语
二氧化碳气体保护焊技术具有较高的电弧热、更大的电流、更少的焊渣，可有效提高双面成型产品的焊接质量。另外，在实际的焊接操作中，焊接工艺受人为因素和焊丝材料质量等因素的影响，因此也必须控制焊接接头的处理和电弧的处理，这种方法仅是二氧化碳保护焊的两倍，是表面成形焊接技术的有效性。
参考文献
[1]孙炎，陆琪.二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术应用分析[J].现代制造技术与装备，2020，56（10）：142-143.
[2]张志权.浅谈二氧化碳气体保护焊技术及焊接质量控制[J].南方农机，2020，51（5）：126.
[3]杨荣伟，董文宇，王海月，等.汽车排烟管滑套的二氧化碳气体保护焊工艺[J].包头职业技术学院学报，2018，19（3）：9-10，49.
[4]王圣美.二氧化碳气体保护电焊弧接的施工要点[J].南方农机，2018，49（22）：58.
[5]葛庆桥，郭连京，潘坤龙，等.浅谈二氧化碳气体保护焊技术及质量控制[J].建筑工程技术与设计，2020，（36）：5061.
沈阳航空航天大学