CN101508050B

CN101508050B - Co2气体保护焊的焊接方法

Info

Publication number: CN101508050B
Application number: CN2009100245883A
Authority: CN
Inventors: 曹家康
Original assignee: MCC Shijiu Construction Co Ltd
Current assignee: MCC Shijiu Construction Co Ltd
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: CN101508050A

Abstract

一种CO₂气体保护焊的焊接方法，选用带有脱氧剂成份的药芯焊丝焊接；焊接前，先将CO₂气体中的水份去除，并且清理工件杂质；焊接时，选用合理的焊接规范、电流、电压、电孤和焊丝外伸长度；并且控制作业环境温、湿度；对于厚度在6mm以下的工件，开I型坡口；对于厚度在6mm以上的工件，开V型坡口，坡口为40.5°～41.5°。本方法解决了现有焊接方法中存在的CO₂气体保护焊的氧化性、气孔、坡口大小影响用料量和CO₂气体保护焊焊缝成形差等问题。

Description

CO<sub>2</sub>气体保护焊的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，具体是一种CO₂气体保护焊的焊接方法。

背景技术

在现有技术中CO₂气体保护焊应用比较广泛，但现有的工艺中存在下面问题：

1、CO₂气体保护焊的氧化性：在CO₂气体保护焊中，保护气体CO₂在高温焊接时要分解产生CO和O2，它们具有强烈的氧化作用使合金元素烧损，氧化性也是CO₂气保焊产生气孔和飞溅的一个重要原因，氧化作用生成的氧化铁能大量熔于熔池金属中，会使得焊缝金属产生气孔及夹渣等缺陷。

2、气孔：气孔的产生主要是氢气孔的产生，氢气孔产生的原因主要是高温时有杂质和有害气体熔入熔池，在熔池凝固时来不及溢出而产生氢气孔，氢气孔的来源是多方面的，一是CO₂气体中含有水份。二是工件表面上的油、水、漆、绣等杂质。三是焊丝与焊道的角度不合理等。

3、CO₂气体保护焊焊缝成形差：自CO₂气体保护焊使用以来成形差一直没有根本解决。

4、坡口大小：坡口大时，焊接材料用得多，工时多；坡口小时，焊缝容易出现未熔合。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种新的适用于普通结构钢和低合金结构钢的CO₂气体保护焊的焊接方法，具体技术方案如下：

一种CO₂气体保护焊的焊接方法，选用带有脱氧剂成份的药芯焊丝焊接；焊接前，先将CO₂气体中的水份去除，并且清理工件杂质；

焊接时，选用合理的焊接规范、电流、电压、电孤和焊丝外伸长度；并且控制作业环境温、湿度；对于厚度在6mm以下的工件，开I型坡口；对于厚度在6mm以上的工件，开V型坡口，坡口角度为40.5°～41.5°(坡口角度为工件的待焊处的斜坡的坡度)。

所述焊丝中加入脱氧剂，脱氧剂是Al、Ti、Si、Mn和Mg中的一种或其中几种。优选的脱氧剂是Si和Mn，采用Si、Mn联合脱氧。

焊接时，焊接规范是，焊枪喷嘴与工件保持10±1mm，焊枪与工件垂直方向形成10°～20°，当焊接结束时，滞后停止CO₂供应，即焊枪不要立即离开焊缝，使焊枪在熔池凝固前仍有CO₂气体流出。

焊接时，电源极性采用直流反接；电弧电压范围是30～32V；焊接电流范围是290～310A；CO₂气体流量15～25L/min；焊接速度是20～40m/h；焊丝伸出长度是10～11mm。

在焊接的直流回路中串联电感，调整电感值，直至焊接时的电弧电压和焊接电流稳定。所述电感可以选用可调电感器。原因是，由于实际作业时，会有多个工位同时焊接，这样，多个焊枪会造成电源的供电不稳定，焊接时焊接电流电压波动较大，影响焊接质量。

为使焊接电弧稳定和减少飞溅，串联合适的电感可以较好解决手术问题。当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快，会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。再者，盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感，所以一旦经调整电感感值直到焊接过程稳定下来以后，就不随便改动，这样焊接时焊接电流电压波动较小，焊接稳定。

在雨雪天、有风或潮湿的阴天都不得进行焊接作业。

电弧电压和焊接电流决定了焊丝的能量，即焊接电流×电弧电压＝焊丝能量。焊接电流提高时，送丝速度也要提高，如果在焊丝能量不变时，过高的焊接电流或送丝速度，会引起焊缝宽度或熔深减小，过低的焊接电流或送丝速度，会引起焊缝熔宽增加。

上述技术方案的效果如下：

1、对于CO₂气体保护焊的氧化性问题，本方法选用带有脱氧剂成份的药芯焊丝克服。

2、对于气孔问题，本方法中先将CO₂气体中的水份去除，例如可以首先将CO₂气瓶倒立一段时间后再打开阀门；在焊接前尽可能的将工件上的油污、漆、水、铁锈等杂质清理干净；焊接时选用合理的焊接规范，例如如焊枪喷嘴与工件保持10mm左右，焊枪与焊件垂直方向形成10°～20°角；当焊接收尾时打开焊枪上的微动开关，焊枪不要立即离开焊缝，使之在熔池凝固前仍有CO₂保护气体流出等。通过采取对氢气防护措施后，使气孔大大的减少。

3、对于CO₂气体保护焊焊缝成形差问题，本方法通过选择合适的电流、电压、电孤和焊丝外伸长度等工艺参数来解决上述问题。通过调整焊接规范得出来的经验是：焊接电流在300A左右，电孤电压在30V左右时，看不到焊丝表端有熔滴存在，在送丝稳定时，焊接过程相对稳定，熔滴过渡频率高，声音清脆飞溅少，焊缝成形中间稍凸。为了降低焊缝余高，使焊缝两侧与工件更好的熔合，又把电压提高1V左右，这时可见焊丝末端有比焊丝稍大的熔滴，熔滴过度的频率有一些降低，调整焊枪角度，焊接厚板时将焊丝作适当横向摆动，用减少作度和增加熔宽等手段来获取外形美观的焊道。

4、对于环境因素，在实际操作中，雨天、潮湿空气或风大时不能焊主要焊缝。

5、对于较厚材料采用的V型坡口的坡口大时，焊接材料用得多，工时多；坡口小时，焊缝容易出现未熔合的问题。本方法中对于较厚材料的V型坡口，坡口优选41°左右，它即能满足熔透焊，也可节约人工焊材。

附图说明

图1是焊枪与工件位置示意图

图2是坡口示意图

焊枪喷嘴1、坡口2.

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明。

作业时，用普通的平外特性焊接电源，通过电缆、焊枪的导电机构将导电嘴、焊丝和焊接电源的正极连接起来，通过电缆将工件和焊接电源的负极连接起来(即电源极性采用直流反接)。通过装于焊接小车上的焊枪调节机构将焊丝居于坡口中间布置，通过焊枪高度调节机构调节导电嘴距离工件的高度，焊接速度通过调节焊接小车的行走速度进行调节。另外，避免在雨雪天、有风或潮湿的阴天进行焊接，或者不对重要焊缝进行焊接。

例1，工件材料是低合金的桥梁板钢Q345qc，厚度24mm，焊缝处开V型坡口、坡口角度为41°；焊丝选用含Si、Mn成分的直径是ф1.6mm的焊丝(由于此类产品较多，不一一例举)。

焊接前，先将倒置CO₂气瓶一段时间后再打开阀门，把CO₂气体中的水份去除，并且清理工件焊接处的杂质。

焊接时，焊枪喷嘴与工件保持10mm，焊枪与工件垂直方向形成15°；电弧电压是31V；焊接电流是300A；CO₂气体流量20L/min；焊接速度是30m/h；焊丝伸出长度保持10.5mm。

当焊接结束后，焊枪不要立即离开焊缝，使焊枪在熔池凝固前仍有CO₂气体流出。

例2，工件材料是普通结构钢钢板Q235A，厚度20mm，焊缝处开V型坡口、坡口角度为41.5°；焊丝选用含Si、Mn成分的直径是ф1.2mm的焊丝(由于此类产品较多，不一一例举)。

焊接时，焊枪喷嘴与工件保持9mm，焊枪与工件垂直方向形成10°；电弧电压是32V；焊接电流是290A；CO₂气体流量15L/min；焊接速度是40m/h；焊丝伸出长度是10mm。

例3，工件材料是低合金的桥梁板钢Q370qC，厚度26mm，焊缝处开V型坡口、坡口角度为41.5°；焊丝选用含Si、Mn成分的直径是ф2.0mm的焊丝(由于此类产品较多，不一一例举)。

焊接时，焊枪喷嘴与工件保持11mm，焊枪与工件垂直方向形成20°；电弧电压是30V；焊接电流是310A；CO₂气体流量25L/min；焊接速度是20m/h；焊丝伸出长度是11mm。

由于较薄(厚度在6mm以下)的工件除了开口方式外，其它工艺要求与较厚(厚度在6mm以上)工件一致，所以在此不对开I型口的实施方式一一举例说明了。

上述例子中，直流回路电感串联电感，该电感可以选用可调电感器，此类电感器在现有产品中可选种类较多。具体操作时，调整电感值，一旦焊接过程稳定下来以后，就不要随便改动。经过试验，根据作业环境不同，电感感值的选取有很大差异，上述例子中，不一一列举感值的具体值。

在作业时还要符合下述要求：

1、引弧时，采用短路引弧法；引弧前要把焊丝端头剪去，因为熔化形成的球形端头在重新引弧时会引起飞溅；引弧时要选好位置，倒退引弧。

2、收弧时，应在熔坑处稍作停留，然后慢慢抬起焊枪。避免在熔坑处产生裂纹和气孔。

3、对接平焊和横焊，应使焊枪稍作倾斜，用左向焊法，坡口看得清，不易焊偏。在角焊时左焊法和右焊法都可以采用。

4、焊丝、坡口及坡口周围10～20mm范围内必须保持清洁。

5、如发现定位焊缝有夹渣、气孔或裂纹等缺陷，应将缺陷部分除尽后再补焊。

6、应及时清除附在导电嘴和喷嘴上的飞溅物，确保良好的保护效果。

Claims

1.一种CO₂气体保护焊的焊接方法，其特征是选用带有脱氧剂成份的药芯焊丝焊接；

焊接前，先将CO₂气体中的水份去除，并且清理工件杂质；

焊接时，选用合理的焊接规范、电流、电压、电孤和焊丝外伸长度；并且控制作业环境温、湿度；对于厚度在6mm以下的工件，开I型坡口；对于厚度在6mm以上的工件，开V型坡口，坡口为40.5°～41.5°；

所述焊接规范是，焊枪喷嘴与工件保持10±1mm，焊枪与工件垂直方向形成10°～20°，当焊接结束时，滞后停止CO₂供应；

2.根据权利要求1所述的CO₂气体保护焊的焊接方法，其特征是所述焊丝中加入脱氧剂，脱氧剂是Al、Ti、Si、Mn和Mg中的一种或其中几种。

3.根据权利要求1所述的CO₂气体保护焊的焊接方法，其特征是焊接时，在焊接的直流回路中串联电感。

4.根据权利要求3所述的CO₂气体保护焊的焊接方法，其特征是所述电感是可调电感器。

5.根据权利要求1所述的CO₂气体保护焊的焊接方法，其特征是在雨雪天、有风或潮湿的阴天不进行焊接作业。

6.根据权利要求2所述的CO₂气体保护焊的焊接方法，其特征是所述脱氧剂是Si和Mn。