推廣CO2氣體保護(hù)焊在電梯制造業(yè)的應(yīng)用分析

陳俊才（蒂森電梯有限公司，廣東 中山 528400）

推廣CO2氣體保護(hù)焊在電梯制造業(yè)的應(yīng)用分析

陳俊才
（蒂森電梯有限公司，廣東 中山 528400）

摘 要：電梯設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)焊接屬于機(jī)電類特種設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)焊接，其對(duì)焊接質(zhì)量的要求極高。CO2氣體保護(hù)焊作為一種新型焊接技術(shù)，其在電梯制造業(yè)中的推廣應(yīng)用，不僅可以極大地提高焊接質(zhì)量，同時(shí)還能夠提高焊接效率，減少原料消耗，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：CO2氣體保護(hù)焊；電梯焊接；適用性；參數(shù)選擇；質(zhì)量控制

二氧化碳?xì)怏w電孤焊是上世紀(jì)五十年代發(fā)展起來(lái)的一種融化焊法。在這種焊接方法出現(xiàn)的早期，由于一些技術(shù)性問(wèn)題，使其沒有被迅速推廣應(yīng)用，主要是二氧化碳?xì)怏w的氧化性以及由于飛濺造成的焊縫不規(guī)整等質(zhì)量問(wèn)題。但是隨著焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，這一問(wèn)題已經(jīng)得到了較好的解決。目前CO2氣體保護(hù)焊已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)車車輛制造、汽車制造、船舶制造及采煤機(jī)械制造等領(lǐng)域。由于特種設(shè)備的焊接要求較高，因此在上述領(lǐng)域CO2氣體保護(hù)焊具有廣闊的發(fā)展空間，電梯作為特種設(shè)備的重要成員，焊接質(zhì)量是影響電梯制造整體質(zhì)量以及電梯安全運(yùn)行的重要因素，因此在電梯制造業(yè)推廣CO2氣體保護(hù)焊具有重要價(jià)值。

1 CO2氣體保護(hù)焊簡(jiǎn)介

1.1 概述

CO2氣體保護(hù)焊是利用CO2氣體作為保護(hù)氣體的一種保護(hù)電弧焊，這種焊接方法具有焊接效率高、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。其基本原理是將焊件和焊絲作為焊接電極，以電弧熱量致使焊件金屬熔化進(jìn)行焊接，CO2的作用在于通過(guò)對(duì)電弧的保護(hù)來(lái)提高焊接質(zhì)量。在CO2氣體保護(hù)焊中使用的CO2氣體純度必須要達(dá)到99.5%以上。

1.2 CO2氣體保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)

（1）焊接效率高；

（2）操作方便；

（3）焊接質(zhì)量高；

（4）焊接成本低；

（5）焊接方式靈活。

2 電梯焊接的基本特點(diǎn)

電梯作為機(jī)電類特種設(shè)備是機(jī)械與電氣緊密結(jié)合的大型復(fù)雜產(chǎn)品，在電梯制造過(guò)程中最主要的焊接結(jié)構(gòu)是轎廂，轎廂主要由轎廂體和轎廂架構(gòu)成，同時(shí)還包括一些附屬構(gòu)件。其中轎廂架作為轎廂的主要力學(xué)承載結(jié)構(gòu)，必須要具有足夠的強(qiáng)度。轎廂架的主要結(jié)構(gòu)有上梁、立柱、底梁以及拉鏈。其中底梁一般用于安裝轎廂的廂底，是轎廂載荷的主要承受體，目前轎廂架在焊接過(guò)程中常用框式焊接結(jié)構(gòu)，也就是采用H型鋼或T型鋼焊成框架，在中間設(shè)置有橫梁與立柱連接，起到加強(qiáng)作用，在焊接時(shí)主要采用焊條電弧焊或CO2氣體保護(hù)焊。目前轎廂體主要是由中厚板材組裝焊接而成。

自動(dòng)扶梯焊接主要是其金屬結(jié)構(gòu)的焊接，金屬結(jié)構(gòu)的主要作用是安裝并支撐電梯自動(dòng)扶梯的組成部件、承受電梯運(yùn)行中的各種載荷以及連接作用，金屬結(jié)構(gòu)的剛性及載荷承受能力會(huì)對(duì)扶梯的性能產(chǎn)生直接的影響。對(duì)于提升高度較高的扶梯，一般會(huì)采用多段結(jié)合結(jié)構(gòu)的金屬骨架。對(duì)于提升高度較小的金屬骨架，在條件允許的情況下，可以在車間進(jìn)行拼裝和焊接。自動(dòng)扶梯的金屬骨架都采用焊接方法進(jìn)行拼裝，其焊接方法一般采用焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊或埋弧焊，焊接變形和焊接質(zhì)量至關(guān)重要，國(guó)內(nèi)有些公司采用振動(dòng)時(shí)效方法消除焊接后的殘余應(yīng)力，效果很好。

3 CO2氣體保護(hù)焊在電梯制造中的適用性

3.1 用二氧化碳保護(hù)焊提高焊接效率

焊接速度是焊接工作追求的重要指標(biāo)，工作效率是現(xiàn)代制造業(yè)的生命線，電梯制造也不例外。CO2氣體保護(hù)焊的焊接速度快是其主要優(yōu)勢(shì)之一，首先，CO2氣體保護(hù)焊一般采用小截面坡口形式，使焊縫熔敷金屬量比傳統(tǒng)焊接方式明顯減少，這也就意味著焊接速度的提升。其次，由于CO2氣體的保護(hù)，這種焊接屬于無(wú)渣焊接，可以省去清渣打磨、清坡口和換焊條等一系列工序，焊接工作可以連續(xù)進(jìn)行，這無(wú)形中就提高了焊接速度。最后二氧化碳保護(hù)焊的輔助時(shí)間為普通焊條焊接的50%。因此，使用CO2氣體保護(hù)焊可以極大提升電梯制造過(guò)程中的焊接速度、縮短工期，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 提高焊接質(zhì)量

質(zhì)量是企業(yè)生命力的核心和源泉，電梯屬于機(jī)械電力結(jié)合的特種設(shè)備，尤其是住宅電梯，事關(guān)群眾的生命安全，因此對(duì)焊接的質(zhì)量要求特別高。電梯轎廂使用的板材屬于中薄板材，最薄的僅為3mm，因此使用CO2氣體保護(hù)焊，可以很好地控制板材焊接過(guò)程中的變形，提高焊接質(zhì)量。其次，CO2氣體保護(hù)焊屬于一種低氫焊法，因此采用這種焊接方法可以減少焊縫中的氫含量，提高焊縫的抗裂性。

3.3 成本低且安全

經(jīng)濟(jì)性是企業(yè)生產(chǎn)的另一項(xiàng)重要原則，在電梯制造過(guò)程中采用CO2氣體保護(hù)焊，焊接的成本低較低，其中CO2氣體是工廠的副產(chǎn)品，因此原料來(lái)源廣、成本低，在相同的焊接條件下CO2氣體保護(hù)焊的成本只有傳統(tǒng)焊接方式的一半左右。同時(shí)這種焊接方法采用的小截面破口，可以使焊縫截面積可減少35～40倍左右。

4 焊接過(guò)程中的工藝參數(shù)選擇

4.1 焊接電流

焊接電流也稱為一次電流，是CO2氣體保護(hù)焊中的重要參數(shù)。由于焊接電流決定著熔滴過(guò)渡形式，因此不僅對(duì)飛濺程度，同時(shí)對(duì)電弧的穩(wěn)定性也有較大影響。此外焊接電流對(duì)熔深也有決定性的影響，但是電流增大時(shí)，熔深和熔寬增加但是也容易產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，反之，有利于控制飛濺，但是容易造成未焊透，降低焊接質(zhì)量，因此需要根據(jù)實(shí)際情況尤其是焊絲的直徑選擇合適的電流強(qiáng)度，具體選擇范圍見表1。

4.2 電弧電壓

電弧電壓也稱為一次給定電壓，其是決定電弧長(zhǎng)度和溶滴過(guò)渡方式的重要因素。一般來(lái)說(shuō)電壓過(guò)高容易造成焊接不穩(wěn)定，而過(guò)低則容易出現(xiàn)頂絲現(xiàn)象，因此電弧電壓也是CO2氣體保護(hù)焊中的重要參數(shù)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，電弧電壓和焊接電流的匹配范圍可以參考表2。

表1 不同焊絲直徑的焊接電流選擇范圍

表2 電弧電壓匹配范圍

表3 焊接回路電感量參數(shù)選擇

表4 焊絲直徑的選擇

4.3 電弧力

電弧力與電流的輸出電感有密切關(guān)系，電弧力太大則在焊接過(guò)程中容易造成飛濺，反之則容易出現(xiàn)頂絲現(xiàn)象。因此在實(shí)際焊接過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)焊絲的直徑、焊接電流以及電弧電壓來(lái)合理選擇電感，提高焊接質(zhì)量。具體的參數(shù)可以根據(jù)表3選擇。

4.4 焊絲直徑

焊絲直徑的選擇主要根據(jù)焊件的厚度以及焊縫的不同位置特征來(lái)確定，此外生產(chǎn)率也是確定焊絲直徑的重要影響因素。一般中、薄板焊接時(shí)主要采用直徑在1.6mm以下的細(xì)絲。具體的選擇標(biāo)準(zhǔn)見表4。

5 焊接質(zhì)量控制

（1）首先要保正焊工能夠持證上崗，并且在具體工作中保證其在證書認(rèn)可的范圍內(nèi)工作。

（2）焊接工藝對(duì)焊接質(zhì)量的影響很大，在焊接開始前必須要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，然后根據(jù)相關(guān)報(bào)告確定具體工藝。

（3）根據(jù)電梯焊接的具體特點(diǎn)，應(yīng)該先焊接收縮率較大的節(jié)點(diǎn)，按照先單獨(dú)、后整體的焊接順序進(jìn)行焊接，以利于應(yīng)力散失，減少焊接變形量，提高焊接質(zhì)量。

（4）為了美觀和減少應(yīng)力集中，要盡量將焊縫余高控制在0.3mm～1.5mm以內(nèi)。

結(jié)語(yǔ)

CO2氣體保護(hù)焊是一種高效的焊接方法，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用，并充分顯示出其相對(duì)與焊條焊接的優(yōu)異性能。電梯制造業(yè)中對(duì)焊接質(zhì)量的要求極高，因此該焊接技術(shù)具有重要的推廣價(jià)值。

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