焊接飞溅产生原因与防止方法探究

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1、经验交流机机电工程技术电工程技术2011年第40卷第08期CO2焊接飞溅产生原因与防止方法探究郑海生（新乡职业技术学院，河南新乡453002）摘要：对CO2焊的应用现状进行了介绍，分析了CO2焊的优点和存在的问题，列举出CO2焊接过程中飞溅产生的各种原因，并依次介绍了避免或减少飞溅产生的各种不同的方法。关键词：CO2焊飞溅原因；减小或防止飞溅方法；颗粒过渡；STT电源中图分类号：TG44文献标识码：A文章编号：1009－9492(2011)08－0154－031现状分析弧斑点强烈收缩，阻碍熔滴过渡的物理化学性质。随着Ar在现代工业生产中，CO2焊以其焊接成本低、生产率气比

2、例增大，飞溅逐渐减少。CO2+Ar混合气体除可克服飞高、抗锈能力强、焊接变形小、操作性好等一系列优点得溅外，也改善了焊缝成型，对焊缝溶深、焊缝高度及余高以广泛应用［1］。但其存在的主要问题就是飞溅大，CO气都有影响。在送丝速度和电弧电压相同条件下，采用纯2体保护焊过程中金属飞溅损失约占焊丝熔金属的10%左CO2气体保护焊接时飞溅较大（图1（a）），而采用75%右，严重的可达30％～40%。飞溅损失的增大，会降低焊Ar+25%CO2混合气体保护焊接时飞溅较小（图1（b））。实丝的熔敷系数，从而增加焊丝及电能的消耗，降低焊接生践证明80%Ar+20%CO2时飞溅率最低。产率，

3、提高焊接成本。飞溅金属粘着到导电嘴端面和喷嘴内壁上，会使送丝不畅而影响电弧稳定性，降低保护气的保护作用，恶化焊缝成形质量。此外，飞溅金属粘着到导电嘴，喷嘴，焊缝及焊件表面上，尚需在焊后进行清理，这就增加了焊接的辅助工时。焊接过程中飞溅出的金属，还容易烧坏焊工的工作服，甚至烫伤皮肤，恶化劳动条件。因此如何减少飞溅在CO焊中就显得尤为重要［2］。22飞溅产生的原因及相应防止措施（a）采用CO2气体保护时（b）采用Ar+CO2混合气体CO2气体保护焊金属飞溅问题之所以突出，是和这种的熔滴飞溅保护时的熔滴飞溅焊接方法的冶金特性及工艺特性、电源设备性能有关［3］。图1加入Ar气前后

4、比较2.1焊接冶金反应引起的飞溅2.1.1产生原因（2）采用低飞溅率焊丝焊接时，随着温度的升高，CO2受热分解：CO2→CO+①实芯焊丝。在保证机械性能的前提下，应尽可能降O。CO气体在电弧高温作用下，体积急速膨胀，压力迅速低其中含碳量，并添加适量的钛、铝等合金元素。无论颗增大，若从熔滴或熔池中的外逸受到阻碍，就可能在局部粒过度焊接或短路过度焊接都可显著减少由CO等气体引范围爆破，从而产生大量的细颗粒飞溅金属。起的飞溅。2.1.2防止方法②采用以Cs2CO3，K2CO3等物质活化处理过的焊丝，（1）在保护气中加入Ar气进行正极性焊接。在CO2气体中加入Ar气后，改变了纯二

5、氧化碳气体③采用药芯焊丝。采用药芯焊丝的金属飞溅率约为实的导热率高，分解吸热，消耗电弧热能高易导致弧柱及电心焊丝的1/3。收稿日期：2011－02－16154机机电工程技术电工程技术2011年第40卷第08期经验交流2.2由电弧斑点压力引起飞溅表1参数选择这种飞溅主要取决于焊接时的极性。当使用正极性焊接时（焊件接正极、焊丝接负极），正离子飞向焊丝端部焊丝直径／mm焊接电流/A电弧电压/V的熔滴，机械冲击力大，形成大颗粒飞溅。而反极性焊接0.8150～25016~24时，飞向焊丝端部的电子撞击力小，致使斑点压力大为减1.2200～30022~33小，从而使飞溅减小。1.63

6、50～50034~45防止此种飞溅的方法：CO2焊应选用直流反接。2.4500～7502.3熔滴过渡时产生的飞溅由于焊接参数的不同，CO2焊具有不同的熔滴过渡形同时，应选用优质焊接材料，如选用含C量低、具有式，从而导致不同性质的飞溅。其中，可分为熔滴自由过脱氧元素Mn和Si的焊丝H08Mn2SiA等，避免由于焊接渡时的飞溅和短路过渡时的飞溅。两种过渡方式的规范材料的冶金反应导致气体析出或膨胀引起的飞溅。（电压、电流）范围如图2所示。（2）熔滴短路过渡时的飞溅短路过渡时的飞溅形式很多。飞溅总是发生在短路小桥破断的瞬时。飞溅的大小决定于焊接条件，它常常在很大范围内改变。产生飞

7、溅的原因目前有两种看法。一种看法认为飞溅是由于短路小桥电爆炸的结果。当熔滴与熔池接触时，熔滴成为焊丝与熔池的连接桥梁，所以称为液体小桥，并通过该小桥使电路短路。短路之后电流逐渐增加，小桥处的液体金属在电磁收缩力的作用下急剧收缩，形成很细的缩颈。随着电流的增加和缩颈的减小，小桥处的电流密度很快增加，对小桥急剧加热，造成过剩能量的积聚，最后导致小桥发生气化爆炸，同时引起金属飞溅。另一种看法认为短路飞溅是因为小桥爆断后，重新引燃电图2不同熔滴过渡形式的规范范围弧时，由于CO2气体被加热引起气体分解和体积膨胀，而产生强烈的气动冲击作用