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二氧化碳焊接工艺在金属焊接时质量控制研究

2019-01-03

中国金属通报 2019年7期
关键词:焊丝坡口电弧

孙 斌

(吉林机电工程学校,吉林 吉林 132000)

二氧化碳焊接工艺是一种利用二氧化碳作为保护气体的手工焊接技术,二氧化碳作为焊接气体可以有效地减少空气中的氧气在焊接过程中带来的影响,进而提高金属焊接的效率。二氧化碳焊接技术作为一种高效的金属焊接技术,在我国的很多领域都得到了广泛的应用。

1 二氧化碳焊接工艺的特点

二氧化碳焊接工艺可以使金属焊接水平得到有效的提高,主要是因为二氧化碳气体在焊接时对周围环境的热影响较小且形成的熔池面积比较小。二氧化碳保护焊相对于传统的焊条电弧焊来说,具有更高的融化系数和速度,并且具有较为集中的电弧热量,使得二氧化碳保护焊的工作效率远大于传统的焊条保护焊。二氧化碳焊接技术还具有速度快,成本低等特点,因为采用二氧化碳焊接技术省去了焊接后的清理工作,大大提高了工作效率,并且可以降低约50%的成本,使焊接技术变得更加亲民化。

二氧化碳焊接技术可以应用于任何的焊接位置中,并且二氧化碳保护焊可以很好地掌握焊接情况。在低合金钢和低碳钢的焊接过程中,焊接材料的差异性直接带来了焊接效果差异性,二氧化碳焊接技术具有很好的接头质量,可以在此情况下得到很好的发挥[1-3]。

其次二氧化碳焊接技术在焊接过程中所扩散的氢含量比值低,可以避免焊接过程中裂缝的产生,二氧化碳本身对于水和锈具有抗性,进而可以对焊缝起到一定的保护作用。同时在使用二氧化碳焊接技术在焊接的过程中,由于电流密度大可以集中更多的电弧能量从而避免接头处变形情况的发生,进而提高了接头的承受能力。

2 二氧化碳焊接工艺的应用流程及质量控制

(1)二氧化碳焊接工艺的具体分析。某钢构件焊接采用的是药芯焊丝半自动化二氧化碳气体保护焊技术,焊接板材厚度为60毫米,焊接时药芯焊丝直径为1.2毫米,焊接前需要对焊接部位进行热处理,可以采用氧乙炔中性火焰对焊接部位进行局部加热。在之后的焊接过程中主要是采用以单面焊双面成形,首先通过送丝机完成送丝工作,其次在工作人员的操作下移动热源,最后进行半自动二氧化碳气体保护焊,以上的操作程序属于明弧操作。在实际的焊接过程中,如果遇到焊接板材较厚的情况,为了使焊接的效果可以达到焊接要求,就需要焊接电弧熔深具有强大的穿透力和足够的深度。在利用二氧化碳焊接技术进行焊接时就需要严格按照规定进行工作,同时避免产生气孔和溶液飞溅的情况,尽可能地提高焊接的质量与效率。

(2)焊接时的运弧方式。焊接时的运弧方式需要根据具体情况进行选择,例如在对横焊接的过程中,需要采用的焊接方式为锯齿或正月牙并进行上下摆动的方式,为了防止在摆动过程中由于温度过高导致焊穿或是焊瘤问题的出现,或者是由于温度过低导致夹渣和熔合问题的出现,可以让焊接摆动到上下坡口两侧时停留一会儿。

(3)焊接时的焊枪角度。焊接角度对于焊接质量来说也是十分重要的,在利用二氧化碳焊接技术进行焊接的过程中,可以选用两种焊接方法,分别是左焊法和右焊法。焊枪角度应该控制在后倾角度80°左右,并且后倾角度的误差范围不得超过5°,此外对于焊枪的把线弯径也需要进行合理的控制,为了保证送丝工作的正常进行,把线弯径不能过低,一般把线弯径要大于200毫米。

(4)熄弧和接头。在利用二氧化碳焊接技术进行焊接工作的实际操作过程中,进行熄弧和焊接时需要及时将电弧摆放到合适的方向,一般熄弧的时候需要将电弧摆放到焊接坡口的一侧回焊5毫米,进行焊接时需要将焊接电弧向外压到焊接坡口的底部位置。在实际工作的过程中,还需要注意焊缝的质量,避免出现接头脱节、焊瘤、焊裂等问题[4,5]。

(5)盖面层的处理要细致。在对盖面层进行焊接时需要采用连弧焊焊接方式,在实际的焊接过程中,首先需要进行对焊接部位进行清洁,将焊接及其周边区域的锈迹、污渍及时清理出去,以确保焊接工作的环境足够洁净,进而保证焊接工作的质量。盖面层与填充层在焊接过程中采用的运弧方式很相似,都需要在电弧摆到焊接坡口两侧时停留一会儿,以保证焊接坡口可以得到良好的融合。与此同时,还需要注意焊缝坡口两侧的融合情况,防止焊道两侧出现咬边缺陷或焊缝层间未融合的情况发生。

尤其要注意的是在焊接的接头处,引弧要从弧坑前5毫米的地方开始运行,将电弧引到弧坑位置,同时将焊接速度控制在一个合理的范围内以确保焊接的质量。在利用二氧化碳焊接技术进行焊接的实际工作过程中,尤其需要注意的是焊接电流及电压,因为焊接电流和电压的有效配合可以形成良好的焊缝并且减少焊接缺陷的产生,二氧化碳焊接技术参数表中对焊接过程中所需的电流和电压有明确的说明,在实际的工作过程中可以提前熟读电流和电压的说明。

(6)二氧化碳焊接技术的焊接环境。除此以外,二氧化碳焊接技术对焊接环境也有一定的要求,其中最为重要的环境因素是风力,因为风力过大会减弱二氧化碳气体焊接技术的作用,因此对焊接环境进行防风处理是很有必要的,如果焊接现场风速过大就必须要对现场进行防风处理。如果焊接的机械比较重要或者是焊接要求较高的时候,可以在焊缝的两端采用尺寸合适的引弧板和出弧板,这种方法可以有效避免二氧化碳焊接技术在焊接过程中产生的焊接缺陷。

3 根据声音来辨别焊接质量的方法

如果在焊接过程中出现问题或者是缺陷,就需要对焊接部位进行打磨,然后重新焊接,最后还要进行缺陷的检查。如此一来,就会造成人力、物力以及时间的浪费,进而影响了焊接的效率及经济效益,因此焊接过程中的质量辨别就显得尤为重要了。接下来为大家讲解的是如何根据焊接过程中的声音来辨别焊接是否存在问题,用声音辨别焊接质量的方法不仅切实有效,而且易于掌握。

(1)大规范焊接时。大规范的焊接一般采用较大的焊接电流和电压,用以焊接的焊丝会马上在熔池理融化,如果听到均匀响亮的熔滴过度声音,则表明用以焊接的电流和电压调节配比正好,这时候焊接就会出现足够的熔深,焊接的边缘融合度会很好,焊接的不仅成型美观,并且效率很高。

如果在焊接的过程中焊接飞溅很大,听到不均匀且刺耳的声音,则表示焊丝向熔池过度太快,熔滴变成了焊丝段状,出现这种情况的原因是焊接的电流和电压配比不好,出现了电流大、电压小的情况。这时候焊接的质量就会出现不足之处,例如焊缝过深过大,焊缝边缘衔接不平整,会出现焊缝中间凸起的情况。

如果在焊接的过程中焊接飞溅很少,听到焊接的声音很小,并且出现了大量的焊接烟尘,则说明焊接的电压过大、电流过小从而导致焊丝向熔池过度太慢,从而造成焊接电弧烧焊嘴子的现象发生。这时候焊接的质量也会不尽如人意,容易出现焊缝过浅、焊缝成型平坦或凹陷、焊接位置易咬边及氧化变黑等问题。

(2)小规范焊接时。小规范焊接采用的焊接电流和焊接电压都比较小,如果听到较小的、悦耳且均匀的熔滴过度的声音,则表示焊接的焊丝在熔池内及时融化。此时焊接的电流和电压配比正好,焊接的质量也会很好,会出现较小的焊缝熔深,焊缝的边缘也会吻合的很好。如果电流和电压配比不好时,其将会出现的情况与大规范焊接时的情况很相似,此处可以参考大规范焊接时电流和电压配比不好的情况。

4 结语

综上所述,二氧化碳焊接技术在我国很多领域的焊接中都得到了广泛的应用,并取得了良好的焊接效果。二氧化碳焊接技术具有成本低、生产效率高、应用范围广、抗锈能力强、操作性好等特点,该技术的应用给金属焊接工作带来了极大的便利,并且提高了金属焊接工作的效率及经济效益。但是在实际的焊接过程中要注意对焊接环境的控制,尤其是要进行防风处理,因为风力过大会降低二氧化碳焊接技术的效果。在实际的焊接过程中,还可以通过对焊接声音的观察来判断焊接质量的优劣,这是一种行之有效的方法,以上便是本文中给出的一些看法与见解。

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