实芯焊丝CO2气体保护焊焊接参数选择对焊接质量的影响

陈广涛

（江苏省徐州技师学院，江苏徐州 221000）

实芯焊丝CO2气体保护焊焊接参数选择对焊接质量的影响

陈广涛

（江苏省徐州技师学院，江苏徐州 221000）

焊接质量决定着产品质量，焊接工艺参数选择的正确性则决定着焊接质量。因此，正确选择焊接工艺参数是获得质量优良的焊接接头和提高生产率的关键。基于此，通过深入企业顶岗实践及教学实践研究，对CO2气体保护焊焊接参数的选用进行梳理，为提高焊接质量提供参考。

CO2气体保护焊；焊接工艺参数；焊接质量

CO2气体保护焊是利用CO2气体作为保护介质，依靠焊丝与焊件之间产生的电弧热来熔化焊丝与母材形成接头，从而获得优良机械保护性能的一种熔焊方法。CO2气体保护焊能够迅速推广的主要原因是，与其他焊接方法相比，具有生产效率高、焊后变形小、操作简便等优点。因此，在工程机械钢结构制造中得到了广泛应用。在企业顶岗实践期间，焊接操作员工为了提前或过多完成日生产任务，往往忽视焊接工艺规范导致产品焊接质量出现问题，从而增加制造成本，甚至在产品使用过程中出现焊缝开裂现象而引发安全事故。因此，合理选用焊接参数是保证产品焊接质量条件的重中之重。

CO2焊接工艺参数主要包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、焊丝伸出长度、电源极性、焊接方向及焊枪倾角等［1］。下面分别讨论每项参数对焊缝成形的影响及正确选用依据。

1 焊丝直径

1.1 焊丝直径对焊接质量的影响

焊丝的主要作用是作为填充金属和导电产生电弧。在其他条件一定时，焊丝直径对熔深的影响较大，焊丝直径越小，熔化速度加快，母材的熔深将随着焊丝直径减小而熔深增大；采用大直径焊丝，焊接薄件时易烧穿且难以保证表面的焊缝尺寸，单面焊双面成形打底焊、管材的焊接以及除平位以外的其他空间位置的焊接都难保证焊缝质量。

1.2 焊丝直径的选用原则

焊丝直径的选用应根据工件厚度、接头形式、施焊位置、焊接层次及焊缝尺寸等条件来选择；对于平位焊接要求较大角焊缝尺寸及填充量较大的构件时，所选用的焊丝直径相应大一些；对于焊接薄板、中厚板的立、横、仰焊接位置以及单面焊双面成形打底焊时，多采用直径小于1.2mm以下的焊丝。目前，国内常用焊丝直径为0.8、1.0、1.2、1.6mm。

2 焊接电流

2.1 焊接电流对焊接质量的影响

焊接电流过大时，容易引起焊缝氧化、表面成型不良、烧穿，熔敷金属堆积易产生未熔合等缺陷，而且工件的变形大；焊接电流过小时，容易产生未焊透、未熔合、夹渣及焊缝外观成形不良等缺陷。

2.2 焊接电流的选用原则

焊接电流是重要的参数之一，电流选用时应根据工件的厚度、焊丝直径、接头形式、施焊位置及焊接层次等条件进行选择。每种焊丝直径都有一个合适的电流范围，只有在这个范围内才能确保焊接质量。通常直径0.8～1.2mm焊丝，短路过渡焊接电流在60～200A范围，细颗粒过渡的焊接电流在230～350A。

3 电弧电压

3.1 电弧电压对焊接质量的影响

电弧电压高时，焊丝熔化速度快，熔宽明显增加，余高减小；电弧电压过高时，电弧易飘移，产生回烧易烧毁导电嘴；相反，电弧电压低时，焊丝熔化速度相应减小，焊丝不断撞击焊件，电弧燃烧不稳定。

3.2 焊接电压的选用原则

电弧电压的选用主要根据焊接电流大小合理进行匹配。CO2气体保护焊焊接电流的大小决定了焊丝送丝速度，电压的大小决定了焊丝熔化速度。因此，要得到电弧的稳定燃烧，送丝的速度基本上等于熔化的速度，才能保证焊接过程的稳定性。熔滴过渡形式不同所选用的电压不同，采用短路过渡时电流一般在200A以下，此时电弧电压与焊接电流之间的关系：U=0.04I+16±2，这是由于在较低的电弧电压下，熔滴形成较小尺寸时就可与熔池短路，从而避免熔滴的飘摆，保证短路过渡的可靠性，此时电弧稳定、飞溅小、焊缝成型好，广泛用于薄板、空间位置焊接及单面焊双面成型的打底焊。采用小颗粒过渡时电流在200A以上，此时电弧电压与焊接电流之间的关系：U=0.04I+20±2，此时熔滴较细，过渡频率高，焊接飞溅少，焊接过程稳定，焊缝成型好，焊丝熔化效率高，适于中厚板的焊接。

4 焊接速度

焊接速度和焊接电流、电弧电压都是焊接热输入量的三大要素。焊接速度对熔深、焊道形状、焊缝内部与外观的质量都有重要影响。在其他条件不变的情况下，增加焊接速度，焊缝熔宽、熔深都相应减小，除产生咬边、未熔合外，气体保护的效果受到破坏可能会产生气孔；焊接速度慢，熔敷金属堆积在电弧的下方，易产生未熔合、焊道成形不良等缺陷。正常焊接过程中，主要依据熔池的形状来控制焊接速度。只有形成的熔池形状保持一致，才能获得宽度及高度均匀的焊缝成形。

5 焊丝伸出长度

焊丝伸出长度是指焊接时导电嘴与焊件间的距离，焊接过程保持焊丝伸出长度不变是保证电弧稳定燃烧的基本条件之一；在其他条件不变的情况下，增加焊丝伸出长度，此时电阻对焊丝的作用强，使焊接电流变小，引起焊接过程电弧燃烧不稳定，同时，喷嘴到母材之间的距离大，气体保护效果差，易产生气孔；焊丝伸出长度过短时，电阻对焊丝的作用较小，此时电弧功率大，熔深大，焊接飞溅金属大量粘附在喷嘴内壁，同时还妨碍焊工观察熔池。根据经验，合适的焊丝伸出长度大约在15mm左右，焊接过程中要始终保持焊丝伸出长度不变，这样才能保证电弧的稳定燃烧。

6 气体流量

CO2气体流量应根据接头形式、焊接电流、焊接速度及作业环境来选取。流量过大或过小都影响保护效果，容易产生焊接缺陷。通常气体流量，细丝CO2焊时10～15L/min，粗丝CO2焊时15～25L/min。

7 焊接方向及焊枪倾角

在生产过程中，焊接接头基本都是利用变位机旋转到平焊位置进行焊接。因此，焊接方向及焊枪倾角对母材熔深及焊缝成形影响较大。当焊枪与工件成后倾时，熔深较大，焊缝窄，余高大，表面焊缝成型不好；当焊枪与工件成前倾时，焊缝宽，熔深相对稍浅，表面焊缝成形好。通常焊工习惯用右手持焊枪采用左向焊法，焊枪倾角一般控制在5°左右，操作者可清楚地观察和控制熔池，获得较好的焊缝成形。

8 电源极性

CO2气体保护焊时，电源极性接法主要对焊接飞溅影响较大。正接时，焊丝熔化速度快，熔深浅，余高大，焊缝稀释率小，飞溅大；反接时，焊接过程稳定，飞溅小。为减小飞溅及保证电弧的稳定燃烧，一般采用直流反接。

9 结语

焊接工艺参数选择正确与否直接影响到产品的焊接质量，焊接参数的选用要根据母材厚度、接头形式、焊缝空间位置及焊接层次等条件来选择，通过试板反复进行试焊，再通过各项检验来验证试板的焊接质量是否符合产品设计要求，最终确定各项参数值并形成工艺性文件，由持证焊工按照工艺文件的要求来施焊产品，这样才能保证产品的焊接质量。当然，除正确选择焊接工艺参数外，焊工本身的操作技术、责任心等因素也是影响焊接质量的重要条件。

［1］殷树言.气体保护焊技术问答［M］.1版.北京：机械工业出版社，2004.

Influence of Welding Parameters on the Welding Quality of CO2Gas Shielded Arc Welding of Solid Wire

Chen Guangtao
（Jiangsu Province Xuzhou Technician Institute，Xuzhou Jiangsu 221000）

The quality of welding determines the quality of the product,the correct choice of welding process parame⁃ters determines the quality of welding.Therefore,correct selection of welding parameters is the key to obtain good quality welding joints and improve the productivity.Based on this,through the research and practice of teaching prac⁃tice of enterprises,the selection of welding parameters for CO2gas shielded arc welding was carried out,to provide reference for improving welding quality.

CO2gas shielded arc welding；welding process parameters；welding quality

TG444.73

A

1003-5168（2016）10-0082-02

2016-09-07

陈广涛（1969-），男，本科，研究方向：焊接生产。