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（中铁十九局集团第三工程有限公司，辽宁辽阳111000）
摘 要介绍了二氧化碳气体保护焊与传统手工电弧焊的比较优势及其在罐体钢板焊接的应用，并针对其固有的缺陷提出了焊接中应注意的事项。
关键词二氧化碳气体保护焊；罐体焊接
中图分类号TG文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)092-0162-01
在前几年罐体制作的过程中，我们开始是采用普通的手工电弧焊，生产效率低，同时由于罐体材料一般采用4mm厚的低碳钢板拼接而成，焊接质量难以控制，产品在使用过程中可靠性比较差，经常出现罐体渗漏的现象，业主反馈问题比较多，已经严重影响到企业信誉。通过比较，认为二氧化碳气体保护焊具有成本低、效率高、适合薄板焊接，容易进行全位置焊等优点，尝试采用其取代手电弧焊。
1二氧化碳气体保护焊在罐体焊接中的优点
1.1熔深大、焊接质量好
二氧化碳气体保护焊电弧穿透能力强，容易保证罐体焊缝焊透。而手工电弧焊的电弧穿透能力相对较弱，若焊工操作时焊接速度较快，就容易出现焊不透的现象。比如：用手工电弧焊焊接罐体钢板时，焊接工艺规定板料拼接时要预留1mm-2mm的间隙，但是实际操作时很难做到这一点，即使做到，由于焊接过程中钢板遇热变形，两块钢板也会紧靠在一起而很难留下间隙。此时，即使采用正常电流，正常焊接速度进行焊接，也容易出现图1所示的焊不透现象，如果采用二氧化碳气体保护焊，由于其电弧热量集中，穿透能力强，相对比较容易获得如图2所示的理想的焊接接头。同时，二氧化碳气体保护焊的抗锈能力比较强，焊缝含氢量比较低，抗裂性能好，因此焊接质量有了比较大的提高。
图1手工电弧焊焊接接头
图2二氧化碳气体保护焊焊接接头
1.2焊接变形小，焊接后不需要清除焊渣
焊接时，由于二氧化碳气体保护焊的电流密度高，热量集中，焊接部位的受热面积小，所以焊接时的焊后变形小，因此焊接后的校正的工作量就比较小了。同时由于该种焊接方式，焊接过程中有二氧化碳气体保护，焊接时不会产生焊渣，因而不存在象手工电弧焊那样的焊接后的清渣工作，相应节省了时间。
1.3生产效率高
焊接时，焊丝的融化率高，熔敷速度快，因此生产效率可以比手电弧焊快1-3倍。同时，二氧化碳气体保护焊可进行各种位置的焊接，非常适用于罐体的焊接工作。
1.4焊接成本低
二氧化碳气体保护焊的焊丝能够连续送丝。不像手工电弧焊那样需要不时的更换焊条，浪费材料，提高了生产效率。同时，二氧化碳气体保护焊的主要辅助材料——二氧化碳气体，只是酿造厂和化工厂的副产品，来源广泛，且价格低廉，因此我们经过测算，二氧化碳气体保护焊的成本只是手工电弧焊的50%-60%。
1.5焊接能耗低
以4mm厚的罐体钢板对接焊缝为例，每米焊缝消耗的电能，二氧化碳气体保护焊是手工电弧焊的70%左右。所以二氧化碳气体保护焊也是比较的节能焊接方法。
2二氧化碳气体保护焊在焊接罐体时的应用
针对手工电弧焊焊接实践中遇到的问题和罐体钢板一般是由约4mm后钢板拼焊而成的特点，我们设计出一套专门用来拼焊罐体钢板的简易工装，此工装配备二氧化碳自动焊机，包括焊接平台、压缩空气气缸、压板、铜垫板等。在焊接平台中间开一个宽120mm，深30mm的槽，槽内放置铜垫板，铜垫板中间开使工件下部焊接位置成型的凹坑，焊接平台的两端设计四个压缩空气的气缸，用来控制垫板压紧和松开需要焊接的工件。
焊接前，先将两块板料（即工件）放置好，保证两块板料之间的距离保持在1mm-2mm，并且使焊缝位置对准焊缝中心。开动压缩空气，使两端的汽缸压缩，通过压板将工件压紧，防止工件在焊接过程中由于受热产生变形。准备工作完成后，开动焊机进行焊接。焊接时，由于二氧化碳电弧穿透能力强，将钢板完全焊透，熔化的金属由于电弧的吹力及自重的作用流入铜垫的凹坑，而铜的导热性能，也就是散热性能比较好，熔化的金属因此很快散热而凝固，形成了背面焊缝，实现了单面焊接而双面成型的目的。焊接完成后，通过压缩空气控制汽缸将压板提起，此时，可以将拼焊好的钢板抽出转入下道工。经过二氧化碳自动焊焊接出的罐体，焊缝大小均匀，焊缝高度一致，焊接质量较好，不存在焊不透的问题，基本解决了罐体渗漏，生产效率更是大大提高。
3二氧化碳气体保护焊焊接时需要注意的问题
在生产过程中，也发现二氧化碳气体保护焊本身也存在一定的缺点，主要是：在焊接过程中会产生金属飞溅。飞溅不但会降低焊丝的熔敷系数，增加焊接成本，而且飞溅金属会粘住导电嘴端面和喷嘴内壁，引起送丝不畅，使电弧燃烧不稳定而降低气体保护的作用。为了减少飞溅，提高焊接质量，施焊时应采取以下措施：
1）焊前要适当清楚工件和焊丝表面的油污以及铁锈。
2）尽可能使用含水分低的二氧化碳气体。
3）采用尽量小的焊丝直径，保证合适的焊接电流与电压参数的
匹配。
4）采用低含碳量并含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。
5）二氧化碳气体保护焊的气体不宜采用纯的二氧化碳气体。
因为纯的二氧化碳气体在电弧温度区间热导率较高，加上分解吸热，消耗电弧的大量热能，引起弧柱以及电弧斑点强烈收缩而产生技术飞溅。如果在二氧化碳气体中加入Ar气，可改变纯二氧化碳气体这种不良的物理性质和化学性质，从而减少了焊接飞溅。实际上，二氧化碳自动焊的保护气体是采用40%的二氧化碳气体加入60%左右的Ar气。
通过一段时间的应用，我们的罐体焊接有了比较大的跨越式的提高，逐渐取得了业主的认可，企业的信誉和业主的满意度有了比较大的提高。
在罐体的焊接中，大力推广二氧化碳气体保护焊，对提高产品的质量，提高生产效率，降低成本，提高罐体焊接质量，具有十分重要的
意义。
参考文献
[1]姜焕中.电弧焊及电渣焊[M].北京:机械工业出版社,1998.
摘 要介绍了二氧化碳气体保护焊与传统手工电弧焊的比较优势及其在罐体钢板焊接的应用，并针对其固有的缺陷提出了焊接中应注意的事项。
关键词二氧化碳气体保护焊；罐体焊接
中图分类号TG文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)092-0162-01
在前几年罐体制作的过程中，我们开始是采用普通的手工电弧焊，生产效率低，同时由于罐体材料一般采用4mm厚的低碳钢板拼接而成，焊接质量难以控制，产品在使用过程中可靠性比较差，经常出现罐体渗漏的现象，业主反馈问题比较多，已经严重影响到企业信誉。通过比较，认为二氧化碳气体保护焊具有成本低、效率高、适合薄板焊接，容易进行全位置焊等优点，尝试采用其取代手电弧焊。
1二氧化碳气体保护焊在罐体焊接中的优点
1.1熔深大、焊接质量好
二氧化碳气体保护焊电弧穿透能力强，容易保证罐体焊缝焊透。而手工电弧焊的电弧穿透能力相对较弱，若焊工操作时焊接速度较快，就容易出现焊不透的现象。比如：用手工电弧焊焊接罐体钢板时，焊接工艺规定板料拼接时要预留1mm-2mm的间隙，但是实际操作时很难做到这一点，即使做到，由于焊接过程中钢板遇热变形，两块钢板也会紧靠在一起而很难留下间隙。此时，即使采用正常电流，正常焊接速度进行焊接，也容易出现图1所示的焊不透现象，如果采用二氧化碳气体保护焊，由于其电弧热量集中，穿透能力强，相对比较容易获得如图2所示的理想的焊接接头。同时，二氧化碳气体保护焊的抗锈能力比较强，焊缝含氢量比较低，抗裂性能好，因此焊接质量有了比较大的提高。
图1手工电弧焊焊接接头
图2二氧化碳气体保护焊焊接接头
1.2焊接变形小，焊接后不需要清除焊渣
焊接时，由于二氧化碳气体保护焊的电流密度高，热量集中，焊接部位的受热面积小，所以焊接时的焊后变形小，因此焊接后的校正的工作量就比较小了。同时由于该种焊接方式，焊接过程中有二氧化碳气体保护，焊接时不会产生焊渣，因而不存在象手工电弧焊那样的焊接后的清渣工作，相应节省了时间。
1.3生产效率高
焊接时，焊丝的融化率高，熔敷速度快，因此生产效率可以比手电弧焊快1-3倍。同时，二氧化碳气体保护焊可进行各种位置的焊接，非常适用于罐体的焊接工作。
1.4焊接成本低
二氧化碳气体保护焊的焊丝能够连续送丝。不像手工电弧焊那样需要不时的更换焊条，浪费材料，提高了生产效率。同时，二氧化碳气体保护焊的主要辅助材料——二氧化碳气体，只是酿造厂和化工厂的副产品，来源广泛，且价格低廉，因此我们经过测算，二氧化碳气体保护焊的成本只是手工电弧焊的50%-60%。
1.5焊接能耗低
以4mm厚的罐体钢板对接焊缝为例，每米焊缝消耗的电能，二氧化碳气体保护焊是手工电弧焊的70%左右。所以二氧化碳气体保护焊也是比较的节能焊接方法。
2二氧化碳气体保护焊在焊接罐体时的应用
针对手工电弧焊焊接实践中遇到的问题和罐体钢板一般是由约4mm后钢板拼焊而成的特点，我们设计出一套专门用来拼焊罐体钢板的简易工装，此工装配备二氧化碳自动焊机，包括焊接平台、压缩空气气缸、压板、铜垫板等。在焊接平台中间开一个宽120mm，深30mm的槽，槽内放置铜垫板，铜垫板中间开使工件下部焊接位置成型的凹坑，焊接平台的两端设计四个压缩空气的气缸，用来控制垫板压紧和松开需要焊接的工件。
焊接前，先将两块板料（即工件）放置好，保证两块板料之间的距离保持在1mm-2mm，并且使焊缝位置对准焊缝中心。开动压缩空气，使两端的汽缸压缩，通过压板将工件压紧，防止工件在焊接过程中由于受热产生变形。准备工作完成后，开动焊机进行焊接。焊接时，由于二氧化碳电弧穿透能力强，将钢板完全焊透，熔化的金属由于电弧的吹力及自重的作用流入铜垫的凹坑，而铜的导热性能，也就是散热性能比较好，熔化的金属因此很快散热而凝固，形成了背面焊缝，实现了单面焊接而双面成型的目的。焊接完成后，通过压缩空气控制汽缸将压板提起，此时，可以将拼焊好的钢板抽出转入下道工。经过二氧化碳自动焊焊接出的罐体，焊缝大小均匀，焊缝高度一致，焊接质量较好，不存在焊不透的问题，基本解决了罐体渗漏，生产效率更是大大提高。
3二氧化碳气体保护焊焊接时需要注意的问题
在生产过程中，也发现二氧化碳气体保护焊本身也存在一定的缺点，主要是：在焊接过程中会产生金属飞溅。飞溅不但会降低焊丝的熔敷系数，增加焊接成本，而且飞溅金属会粘住导电嘴端面和喷嘴内壁，引起送丝不畅，使电弧燃烧不稳定而降低气体保护的作用。为了减少飞溅，提高焊接质量，施焊时应采取以下措施：
1）焊前要适当清楚工件和焊丝表面的油污以及铁锈。
2）尽可能使用含水分低的二氧化碳气体。
3）采用尽量小的焊丝直径，保证合适的焊接电流与电压参数的
匹配。
4）采用低含碳量并含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。
5）二氧化碳气体保护焊的气体不宜采用纯的二氧化碳气体。
因为纯的二氧化碳气体在电弧温度区间热导率较高，加上分解吸热，消耗电弧的大量热能，引起弧柱以及电弧斑点强烈收缩而产生技术飞溅。如果在二氧化碳气体中加入Ar气，可改变纯二氧化碳气体这种不良的物理性质和化学性质，从而减少了焊接飞溅。实际上，二氧化碳自动焊的保护气体是采用40%的二氧化碳气体加入60%左右的Ar气。
通过一段时间的应用，我们的罐体焊接有了比较大的跨越式的提高，逐渐取得了业主的认可，企业的信誉和业主的满意度有了比较大的提高。
在罐体的焊接中，大力推广二氧化碳气体保护焊，对提高产品的质量，提高生产效率，降低成本，提高罐体焊接质量，具有十分重要的
意义。
参考文献
[1]姜焕中.电弧焊及电渣焊[M].北京:机械工业出版社,1998.