CO2气体保护焊,作为一种高效、低成本的焊接技术,以其焊接速度快、抗锈能力强、变形小等优势,在石油、化工、电力、桥梁等领域得到广泛应用。然而,这种焊接方法却常常伴随着一个令人头疼的问题——飞溅。飞溅不仅降低了焊接效率,增加了成本,还可能堵塞送丝管和导电嘴,导致电弧不稳定,恶化劳动条件,严重时甚至需要中止焊接。那么,CO2气体保护焊为何容易产生飞溅?又该如何应对呢?
飞溅的产生原因
CO2气体保护焊飞溅的产生,并非单一因素所致,而是多种因素综合作用的结果。
冶金反应:这是飞溅产生的一个重要原因。在焊接过程中,熔池和熔滴中充满了CO2(或CO)气体。当这些气体在熔池中积聚到一定程度时,由于内压力过大,会引起气体逸出或爆破,从而伴随着飞溅的产生。
极点压力:在CO2气体保护焊中,焊丝作为负极(阴极)时,会受到来自电弧的电子轰击,从而产生极点压力。这种压力会使熔滴受到挤压,进而产生飞溅。为了减少飞溅,可以选择直流反接,此时焊丝作为正极(阳极),受到的极点压力较小,飞溅也会相应减少。
熔滴短路:在焊接过程中,熔滴与熔池之间可能会发生短路。短路小桥在电爆炸的作用下会发生过热爆炸,将熔滴金属抛向四方,产生较大颗粒的飞溅。这种飞溅不仅量大,而且难以清除,对工件表面的光洁度造成破坏。
焊丝成分与生产工艺:焊丝的化学成分,尤其是碳含量,对飞溅的产生有着重要影响。当焊丝中的碳质量分数超过0.08%时,飞溅颗粒会明显增大。此外,焊丝生产工艺过程控制不严格,表面油污、杂质较多,也会导致焊接时产生飞溅。
焊接工艺参数:焊接电流、电弧电压和回路电感等工艺参数的选择不当,也是飞溅产生的重要原因。焊接电流越大,电弧电压越高,飞溅就越多。同时,回路电感的大小也会影响飞溅的产生。
应对措施
针对CO2气体保护焊飞溅的产生原因,我们可以采取以下措施来减少飞溅:
严格控制焊丝化学成分:选择含碳量在0.08%~0.11%范围内的超低碳焊丝,以减少飞溅的产生。同时,焊丝中应含有足够的Si、Mn等脱氧元素,甚至添加Ti、Zr、Al等脱氧剂,以细化熔滴,稳定电弧,减少飞溅。
加强焊丝生产过程控制:严格执行润滑剂和模具更换制度,减少焊丝表面的油污和杂质。在镀铜收线处和层绕打轴工序缠棉纱以清除焊丝表面杂质和油污,进一步减少飞溅。
优化焊接工艺参数:选择最佳的焊接电流、电弧电压和回路电感值。焊接电流和电弧电压不要过大或过小,以避免产生过多的飞溅。同时,根据焊丝直径和焊接电流的大小,调整电弧电压,使熔滴能够正常过渡。
采用活性焊丝:在焊丝表面涂覆一层薄的碱土金属或稀土金属的化合物,以提高焊丝发射电子的能力,细化金属熔滴,减少飞溅。
使用混合气体:在CO2气体中加入一定量的Ar气,以改善电弧的热特性和氧化性,减少飞溅。添加20%(体积分数)的Ar气可以形成喷射过渡,减少飞溅并美化焊缝成型。
选择直流反接:直流反接可以减少焊丝作为负极时受到的极点压力,从而减少飞溅。
喷涂防飞溅剂:在工件上喷涂焊接飞溅清除剂,可以有效阻止飞溅物与母材直接接触,飞溅物用钢丝刷轻轻一刷就能清除。
总之,CO2气体保护焊飞溅的产生是多方面因素共同作用的结果。通过严格控制焊丝化学成分、加强焊丝生产过程控制、优化焊接工艺参数、采用活性焊丝、使用混合气体、选择直流反接以及喷涂防飞溅剂等措施,我们可以有效减少飞溅的产生,提高焊接效率和质量。
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