二氧化碳氣體保護焊技術(shù)及焊接質(zhì)量控制

劉健華

摘 要：MAG是二氧化碳氣體保護焊的英文縮寫，其中氣體充當?shù)氖请娀〗橘|(zhì)，同時起到保護焊接區(qū)域的作用。該焊接技術(shù)是目前我國焊接質(zhì)量較好的技術(shù)之一，成本低且焊接成型的產(chǎn)品抗裂性能好，該焊接技術(shù)也是焊接制造的首選。下面就圍繞該項技術(shù)展開討論，對其工藝原理、焊接過程以及提高焊接質(zhì)量的措施進行介紹，希望對相關(guān)企業(yè)的焊接作業(yè)提供一定參考。

關(guān)鍵詞：工藝原理 焊接過程 質(zhì)量控制

中圖分類號：TG444 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（b）-0096-02

在低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼等制品的制造過程中，應(yīng)用最多的就是焊接技術(shù)，將二氧化碳作為電弧介質(zhì)進行焊接，成本較低且焊接成型的產(chǎn)品具有良好的抗裂性能，使用壽命較長。因此該項焊接技術(shù)是焊接制造的首選，在科技的不斷發(fā)展下，該項技術(shù)的缺陷正在被逐步改善，其應(yīng)用面也在不斷擴大當中。

1 原理和實施

1.1 工藝原理概述

此項焊接技術(shù)是將二氧化碳作為介質(zhì)，在高溫環(huán)境中將焊件表面融化，從而將其焊接在一起。與傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比，這種焊接形式焊后不會產(chǎn)生大量熔渣。焊接過程中氣體會對焊區(qū)進行保護，確保焊接過程順利進行。該項技術(shù)經(jīng)常用于強度較高的合金鋼的焊接，作業(yè)效率較高，且能有效保證焊縫質(zhì)量。

1.2 選用參數(shù)

焊接前需要對以下參數(shù)進行選擇：焊絲直徑。其選擇需要綜合考慮多方面因素，其中最重要的是母材厚度，選擇標準如表1所示。

（1）焊接電流。送絲速度是控制焊接電流的主要物理量，速度與電流的大小成正比，電流的大小直接決定著焊縫熔深，因此必須重視電流選擇。長期實踐表明，電流需保持在300A以上，焊縫熔深才能達到標準要求。

（2）焊接電壓。電壓是在電流選定的基礎(chǔ)上計算出來的，在電流較大的情況下，使用下式計算電壓。

U=0.04I+20+2V

電壓和電流的選取與焊絲直徑有直接關(guān)系，焊絲直徑變化時，電流和電壓也隨之變化，其選用標準如表2所示。

1.3 焊接實施

焊接前需要檢查焊件的質(zhì)量，其材料、規(guī)格都要嚴格遵守相關(guān)標準，且與設(shè)計要求相對應(yīng)。焊絲外觀必須完好，若發(fā)現(xiàn)破損、彎折等現(xiàn)象時應(yīng)該將相應(yīng)部分去除。準備的氣體濃度最好能達到99.8%，盡量排出氣體中的水分。上述準備工作完成后，即可開始焊接作業(yè)。焊接的位置、焊縫的大小不同，其焊接形式以及坡口形式也存在明顯差異，其中缺棱以3mm為界限，在這一數(shù)值以下坡口必須進行修磨平整，在這一數(shù)值之上還要進行補焊，然后在進行修磨。焊接過程中不能將雜質(zhì)混入焊縫，焊前焊后都要注意清理焊縫使其保持干凈。

常見的焊接形式包括以下幾種：平焊。此類焊接方式適合搭接部位走向較為平緩的焊件，焊槍向左運動稱為左焊法，反之則稱為右焊法。利用右焊法時，熔池能夠保證足夠的溫度，焊接效果較好，但右焊很難掌握住方向，容易出現(xiàn)偏焊現(xiàn)象。為避免這一現(xiàn)象，通常在焊接過程中將焊件橫向擺動。實際生產(chǎn)中，左焊法是應(yīng)用最為廣泛的，節(jié)省成本的同時保證生產(chǎn)效率。

立焊。立焊過程中，噴嘴方向是向上的，此種焊接方式成型的焊件，外觀比較精美。焊接時也會出現(xiàn)偏焊現(xiàn)象，因此也要橫向擺動焊槍。橫焊。此焊接形式的標準和立焊相同，焊槍在移動過程中同樣需要前后擺動，且與焊縫之間的夾角需保持在13°左右。仰焊。此焊接形式與上述兩種標準類似，與焊縫角度保持在5°～15°。

2 質(zhì)量控制

夾渣、飛濺等缺陷是該項技術(shù)焊接過程中經(jīng)常遇到的，下面對缺陷原因進行分析，同時給出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。

2.1 人為因素

很多焊接操作員的專業(yè)水平不達標，而且對產(chǎn)品的構(gòu)造、工藝流程等不熟悉，很多企業(yè)為節(jié)省成本，對于上崗操作人員并未進行系統(tǒng)培訓。再加上對焊接人員的相關(guān)資質(zhì)考核不嚴格，各方面因素綜合起來，焊件產(chǎn)品的質(zhì)量隨之降低。

改善措施：首先按照國家標準要求，按照焊件相關(guān)要求，制定相應(yīng)的焊接工藝。接著對焊接操作員進行系統(tǒng)培訓，讓其充分了解產(chǎn)品特點，并鞏固相關(guān)焊接知識。電焊工需要考取上崗證書以及相關(guān)資質(zhì)，沒有資質(zhì)的人員一律不準上崗。最后強化員工的責任意識和安全意識，保證焊接質(zhì)量的同時注意自身安全。

2.2 設(shè)備因素

保護氣體的流量對焊接質(zhì)量的影響是直接的，再加上氣壓閥控制不準確，氣壓表的示數(shù)也會出現(xiàn)偏差。當氣體流量不足時，成型的焊縫會出現(xiàn)氣孔。焊絲的長度受送絲機構(gòu)影響，機構(gòu)速度過快會使焊絲過長，焊縫融合程度不夠，易產(chǎn)生飛濺且焊區(qū)保護被削弱。

改善措施：不同的焊接形式采取的措施也存在明顯差異，平焊、橫焊可適當增加噴嘴直徑，進而增加保護氣體的量。仰焊可以增加氣體供應(yīng)裝置的壓力，達到增加氣體流量的目的。同時根據(jù)焊件位置以及焊縫長短，合理布置焊槍位置以及焊接順序；焊接前對送絲機構(gòu)進行測試，將速度控制在合理范圍內(nèi)，將送絲長度控制在15mm左右即可；合理選擇焊絲直徑。直徑太細焊接時會產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，直徑太粗焊縫會產(chǎn)生氣孔，因此必須嚴格控制焊絲直徑。

2.3 焊材因素

焊件本身不干凈，表面有油、銹蝕等都會影響焊接質(zhì)量，保護氣體的濃度偏度、成分繁雜都會大大降低焊件質(zhì)量。

改善措施：焊件坡口及周圍必須保持干凈，焊接前必須檢查潔凈程度，若有異物需及時清理。氣體濃度要保持在99.8%以上，盡量將水分清除干凈。防止水分進入最好的方式就是保持氣體內(nèi)部有足夠的壓力。

2.4 焊接工藝

焊接工藝的優(yōu)劣直接決定焊接質(zhì)量，有的焊接工藝過于復(fù)雜，焊接程序重復(fù)，再加上員工操作不當，很容易出現(xiàn)咬邊、焊穿等現(xiàn)象。

改善措施：在選擇焊接電流時，將母材厚度放在首要位置，再根據(jù)焊絲直徑確定合理的焊接電流。將送絲速度控制在合理范圍內(nèi)，速度過快會使成型的焊縫塑性降低，甚至可能出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象，速度通?？刂圃?5～40m/h內(nèi)。

2.5 焊接環(huán)境

外部環(huán)境對焊接質(zhì)量的影響是較大的，若焊區(qū)正對風口，或者外部自然風較大，會將保護氣體吹散從而影響焊接質(zhì)量。

改善措施：焊接前對需要考察周邊的環(huán)境，盡量避免在風口位置進行焊接工作[4]。為保證焊接質(zhì)量，常用平焊或橫焊進行焊接作業(yè)，這樣能夠確保焊縫具有較強的塑性和韌性。

3 結(jié)語

綜上所述，是對二氧化碳氣體保護焊的相關(guān)介紹，首先闡述焊接工藝原理，接著介紹具體的焊接過程，并總結(jié)焊接前需要選擇的關(guān)鍵參數(shù)，最后提出質(zhì)量控制措施。從中可以看出二氧化碳氣體保護焊技術(shù)是焊接領(lǐng)域的革新，有效提升焊接水準的同時減少材料浪費，尤其在制造行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。目前我國還在不斷改進此項技術(shù)。

參考文獻

[1] 吳剛.CO2氣體保護焊的質(zhì)量控制[J].汽車實用技術(shù)，2013（8）：84-87.

[2] 齊志龍，李科，孫佳男，等.CO2氣體保護焊短路過渡熔滴尺寸的研究[J].焊接，2016（11）：34-37.

[3] 劉強.CO2氣體保護焊焊縫裂紋控制[J].中國新通信，2013（6）：53.

[4] 殷大會.減少CO2氣體保護焊飛濺的措施[J].中國機械，2014（12）：154.