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1、第24卷 第10期电 力 建 设Vol.24No.10·14·2003年10月ElectricPowerConstructionOct,2003减少CO2气体保护焊飞溅的探讨刘福新(广东省电力一局,广州市,510735)[摘 要]CO2气体保护焊具有成本低、效率高、变形小、抗油和锈、易操作等优点,但由于飞溅严重,极大地制约了CO2气体保护焊的推广和应用。产生飞溅的原因是CO2气体的氧化性引起的,生成的CO不能及时逸出熔池使熔滴中的CO气体,在电弧高温作用下急剧膨胀而激烈爆炸形成飞溅;此外还有瞬间短路飞溅、电
2、爆炸飞溅及冶金飞溅;当熔滴过渡变为颗粒状态过渡时,形成大滴状过渡引起较大的飞溅。应从冶金措施和焊接工艺参数的选择和调整等方面减少飞溅。[关键词]CO2气体保护焊 飞溅 过渡特性+中图分类号:TG444.73 文献标识码:B 文章编号:1000-7229(2003)10-0014-02InquisitionintoReductionofSplashforCO2Gas-shieldedWeldingLiuFuxin(GuangdongProvincialNo.1PowerBureau,GuangzhouCity
3、,510735)[Keywords]CO2gas-shieldedwelding;splash;transitionfeaturesCO2气体保护焊(MAG焊或MAG-C焊)因其短路飞溅及短路末期的电爆炸飞溅,此外还有冶金成本低、效率高、变形小、抗油锈、易操作等优点,在飞溅。当熔滴与熔池接触时,焊丝端部与熔池形成国外广泛地应用,也是我国重点推广的焊接方法。液态小桥,短路电流突然增加,使缩颈小桥迅速加由于该法有飞溅和成形问题,极大地制约了推广应热,最后导致小桥金属发生汽化爆炸,引起飞溅。飞用。为此,加强对飞溅
4、的研究具有重要意义。溅的程度与爆炸能量有关,爆炸能量又由短路电流大小决定。所以,为减少飞溅,应改善其电源特性,1 飞溅产生的原因控制短路电流上升的速度和峰值短路电流。短路电1.1CO2气体引起的飞溅流上升的速度与缩颈出现位置有关。当缩颈位置出这种飞溅是由于CO2气体的氧化性引起的,在现在焊丝与熔滴之间,则小桥的爆炸力将推动熔滴焊接碳钢时,金属熔池发生如下反应:过渡,出现少量飞溅;若缩颈出现在熔滴与熔池之CO2+Fe=FeO+CO,Fe+O=FeO间,则小桥爆炸力将阻止熔滴过渡,飞溅很大。因此CO2=CO+l
5、/2O2,O2=2O在焊接回路中,可串入可调节电感,以调节短路电流熔滴及熔池中的氧化反应非常激烈,因溶入熔上升的速度和峰值短路电流,能显著地减少飞溅。池中的FeO又被C元素还原,即:1.2.2细颗粒过渡FeO+C=Fe+CO随着电流的增加,熔滴过渡变为颗粒状态过渡。由于生成的CO不能及时逸出熔池,便形成气此时,由于CO2气体为多质分子,CO2电弧分解吸热孔。熔滴中的CO气体,在电弧高温作用下急剧膨引起电弧收缩,弧根面积缩小,故引起较大的斑点压胀而发生剧烈爆炸形成飞溅。力,使熔滴上挠,阻碍熔滴过渡,形成大滴状
6、过渡引1.2 过渡特性的影响起较大的飞溅。所以,应尽量选好工艺参数,避免焊1.2.1短路过渡接过程在此范围内;若在此范围内,需加入Ar气体,短路过渡焊的飞溅主要来源于短路初期的瞬间以减少电弧收缩。收稿日期:2003-06-03作者简介:刘福新(1971-),男,大学毕业,现为钢结构焊接技术负责人。©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第10期减少CO2气体保护焊飞溅的探讨·15·证电弧的稳定燃烧。首先在CO2焊接短路初期
7、,熔2 冶金措施滴刚与熔池接触,尚未铺展开,此时保持较小的电2.1 焊接材料控制飞溅的措施流,有利于熔滴的过渡,抑制了瞬时短路。然后施加在焊丝中加入稳弧剂和脱氧剂,以控制飞溅。小电感使短路电流快速上升,在熔滴上形成较大的稳弧剂不仅可使熔滴表面张力下降、细化熔滴,还可电磁收缩力,加快液体小桥的形成,加快短路过渡过使电弧中电弧气体的有效电离电位降低,促进弧根程。当形成缩颈后再施加大电感,以抑制峰值短路扩展,电磁收缩力的轴向分力变成推动熔滴过渡的电流Imax,减少正常短路飞溅。作用力,从而减少飞溅。脱氧剂使FeO
8、脱氧,同时对3.2 电弧电压和焊接电流烧损的合金元素予以补充。这样使CO2气体的氧化电弧电压(电弧电压、焊接电压、修正电压)过高性造成的飞溅可得以控制,因此在焊丝中加入一定或过低对焊缝成形飞溅、气孔及电弧的稳定性都有量的脱氧剂(与氧亲合力比铁大的合金元素),使不利的影响。短路过渡时,如果电弧电压太低,则弧FeO中的铁还原。CO2气体保护焊用的脱氧剂主要长很短,短路频率很高,电弧燃烧时间短,可能焊丝有:Al、Si、
