淺談混合氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)

申海艦

摘 要：通過對(duì)二氧化碳?xì)獗：浮寤『?、混合氣體保護(hù)焊特點(diǎn)的對(duì)比分析以及在工廠中的應(yīng)用，證明了混合氣體保護(hù)焊不但具備二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊成本低、效率高的特點(diǎn)，還具備焊縫表面成型好、機(jī)械性能質(zhì)量高的特點(diǎn)。介紹了混合氣體焊焊接操作工藝參數(shù)及需要注意的一些問題，對(duì)混合氣體保護(hù)焊焊接工藝設(shè)計(jì)及其應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：混合氣保焊；焊接工藝參數(shù)；方法探究

焊接技術(shù)歷史悠久，近幾十年焊接方法更是不斷改進(jìn)，針對(duì)不同的材料產(chǎn)生了不同的焊接方法，焊接技術(shù)也達(dá)到了新的水平，但氣體保護(hù)焊現(xiàn)在仍是最普遍、效率最高的一種焊接方法。

常用的焊接氣體保護(hù)形式有CO2氣體保護(hù)、Ar保護(hù)和混合氣體保護(hù)，而混合氣體保護(hù)常用的主要由Ar+CO2氣體混合而成，它對(duì)焊接力學(xué)和焊縫質(zhì)量提高有著很大的影響，在采用Ar+CO2混合氣體焊接時(shí)，與純CO2氣體保護(hù)焊相比較，可以提高焊接效率和焊接質(zhì)量，并且降低了成本，使用價(jià)值明顯。

一、氣體保護(hù)焊接特點(diǎn)比較

1.CO2氣體保護(hù)焊特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)率高，由于焊接電流密度較大，電弧熱量利用率高，焊絲又是連續(xù)送進(jìn)以及焊后不需要清渣，因此，提高了生產(chǎn)率。（2）成本低，CO2氣體價(jià)格便宜，電能消耗少，所以焊接成本低，僅為埋弧自動(dòng)焊的40%，焊條電弧焊的37%～42%。（3）焊接變形和應(yīng)力小，由于電弧加熱集中，工件受熱面積小，同時(shí)CO2氣流有較強(qiáng)的冷卻作用，所以焊接變形小，特別適用于薄板焊接。（4）操作簡便，焊接時(shí)可以觀察到電弧和熔池的情況，固操作容易掌握，不易焊偏，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。（5）缺點(diǎn)：飛濺大，弧光強(qiáng)。

2.氬弧焊特點(diǎn)：（1）焊縫保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量高。（2）焊接變形和應(yīng)力小，適用于薄板焊接。（3）便于觀察，方便操作，適用于全位置焊接。（4）電弧穩(wěn)定、飛濺少。（5）適用于焊接材料范圍廣，尤其適用于焊接有色金屬，如鋁、鎂、鈦等。（6）缺點(diǎn)：設(shè)備成本高，引弧困難。

3.混合氣體保護(hù)焊特點(diǎn)：好的氣體保護(hù)應(yīng)具有低的電離勢(shì)，就是氣體電離所需的電壓，因低的電離電壓使氣體容易電離，從而容易起弧，并同時(shí)保持電弧的穩(wěn)定，保護(hù)氣體對(duì)于影響焊接質(zhì)量和其他氣體起到排斥作用，因此保護(hù)氣體大多都以惰性氣體為主。Ar就屬于惰性氣體，Ar+CO2混合焊接可降低氬弧焊中熔滴的黏性，減小表面張力，使熱敷率顯著提高，并增強(qiáng)熔深，避免單純CO2氣體焊接中的飛濺，提高焊件的力學(xué)性能。其特點(diǎn)是：（1）焊接成本低。CO2是化工廠的副產(chǎn)品，來源廣，價(jià)格低，因而其綜合成本大概是埋弧焊和手工電弧焊的40%～50%。（2）生產(chǎn)效率高。可以使用較大的焊接電流，因此熔深比手工電弧焊深，對(duì)10 mm以下的鋼板可以不開坡口，效率可比手弧焊提高2～4倍。（3）能耗低。CO2氣體保護(hù)焊和焊條電弧焊4 mm板對(duì)接焊對(duì)比，CO2氣體保護(hù)焊是焊條電弧焊消耗電能的70%。（4）應(yīng)用范圍廣。因氣體保護(hù)焊的電弧熱量集中，加熱面積小，Ar+CO2氣流有冷卻作用，因此焊件焊后變形小，薄板可焊到1 mm，厚板可焊超過50 mm以上。（5）抗銹能力強(qiáng)。氣體保護(hù)和埋弧焊相比，具有較高的抗銹能力，所以焊前對(duì)焊件表面的清潔工作要求不高，可以節(jié)省生產(chǎn)中大量的輔助時(shí)間。（6）焊接飛濺小。通常CO2氣體保護(hù)焊在焊接時(shí)不易出現(xiàn)過度噴射，在焊絲當(dāng)中存在較大的熔滴，熔滴受到向上電磁力的作用，較大的熔滴會(huì)因?yàn)殡姶帕Φ牟黄胶怙w濺到外邊，出現(xiàn)大量的飛濺?；旌蠚怏w保護(hù)焊，可以得到過渡噴射，形成小的熔滴，這時(shí)作用在熔滴上的電磁力要高于熔滴的平衡力，使得熔滴可以順利進(jìn)入熔池，減少了飛濺的產(chǎn)生。（7）復(fù)合氣體焊縫表面成型好。在焊接中如果單純使用CO2氣體保護(hù)焊，那么焊絲中的錳、硅等有益合金元素會(huì)大量流失，而混合氣體具有低的氧化性，可以減少CO2氣體的成分，可以降低錳、硅等元素的流失，焊縫的抗拉強(qiáng)度明顯提高。同時(shí)，混合氣體在焊接中減少了氧的百分比，使焊縫中的氧化物大幅度減少，焊縫表面光滑，焊接表面質(zhì)量得到了提高。

二、工藝參數(shù)的選擇

再好的焊接方法，沒有精確的工藝參數(shù)支撐是不行的，混合氣體保護(hù)焊主要的焊接工藝參數(shù)有焊接電流、電弧電壓、混合比、氣體流量、焊接速度、焊絲伸出長度等。

1.焊接電流和電弧電壓。焊接電流和電弧電壓是相匹配的關(guān)鍵焊接參數(shù)，如選擇不當(dāng)會(huì)影響到短路過渡，使飛濺過大，影響焊接質(zhì)量。以常用的φ1.2 mm焊絲為例，電流在120～135 A之間，電壓在19～20 V之間。

2.混合比Ar和CO2氣體的比率是80：20，歐洲的標(biāo)準(zhǔn)比率是82：18。Ar也不能過高，如果Ar太多相應(yīng)的CO2含量減少，會(huì)降低熔敷金屬的活性，不利于鐵水的流動(dòng)，會(huì)影響到焊接質(zhì)量。

3.氣體流量。首先氣體的純度不能低于99.5%。其次，為了保證焊接區(qū)不受空氣的侵入，就要選擇合理的氣體流量，如氣體流量過小時(shí)，保護(hù)氣體的挺度不足，焊縫容易產(chǎn)生氣孔等缺陷；氣體流量過大時(shí)，不僅浪費(fèi)氣體，而且氧化性增強(qiáng)，焊縫質(zhì)量下降。如果焊接速度增加，氣體流量也要相對(duì)增加。一般細(xì)絲焊接時(shí)，氣體流量在15～20 L/min之間。

4.焊接速度。焊接速度的增加和減小直接影響到焊縫的寬度、深度和余高。焊接速度過快，容易產(chǎn)生咬邊和未焊透等缺陷，并易產(chǎn)生氣孔。焊接速度過慢，焊接容易燒穿，且焊縫內(nèi)部容易組織粗大，并且變形增大，生產(chǎn)效率降低。通常半自動(dòng)焊的速度不超過0.5 m/min。

5.焊絲伸出長度。一般焊絲伸出長度應(yīng)為焊絲直徑的10～12倍，細(xì)絲焊接以10～15 mm為宜。如果焊絲伸出長度過長，焊絲容易形成段熔，飛濺嚴(yán)重，焊接不穩(wěn)定，并且噴嘴與焊件之間的距離增大，氣體保護(hù)效果變差。但焊絲伸出長度過小噴嘴與焊件間的距離過近，飛濺金屬容易堵塞噴嘴。

混合氣體焊接技術(shù)的運(yùn)用一定上兼顧了用純氬氣保護(hù)焊接和用純CO2氣體保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，很明顯可以提高焊接質(zhì)量及生產(chǎn)效率，同時(shí)還能降低焊接成本，完善焊接時(shí)的焊縫成形表面，減少合金元素的燒損，提高焊縫的機(jī)械性能。所以，復(fù)合氣體焊接技術(shù)是現(xiàn)在值得推廣的焊接方法。

參考文獻(xiàn)：

邱葭菲.焊工工藝學(xué)[M].機(jī)械工藝出版社，1991.

編輯 李建軍