鋼結(jié)構(gòu)中CO2參數(shù)選擇初探

郭香敏　劉鵬飛　尹嘉輝　任鵬宇　王喆

摘 要：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是以二氧化碳?xì)飧艚^空氣，保護(hù)熔池的一種先進(jìn)的焊接方法，其具有焊接成本低、操作方便、焊接效率高、焊接質(zhì)量高等多種優(yōu)點(diǎn)，因此其在建筑領(lǐng)域鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

關(guān)鍵詞：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊；中厚板焊接；鋼結(jié)構(gòu)

一、CO2氣體保護(hù)焊概述

CO2氣體保護(hù)焊具有高效、節(jié)能、焊接變形小、焊縫成形美觀等優(yōu)點(diǎn)，因此 CO2氣體保護(hù)焊對(duì)我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)整體水平的提高起著重要的作用。CO2焊實(shí)心焊絲藥芯焊絲隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)能力不斷擴(kuò)大，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，通過(guò)廣大科技工作者和生產(chǎn)企業(yè)的積極努力，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)技術(shù)也逐步走向成熟。鋼結(jié)構(gòu)所選用鋼材一般強(qiáng)度級(jí)別較低，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，焊接工藝、設(shè)備已不是什么難事，關(guān)鍵是如何在生產(chǎn)過(guò)程中提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。

CO2焊作為一種高效節(jié)能的焊接方法，很值得在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)中推廣。鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)在完成放樣、下料、裝配等工序后，主要的工作量就是焊接。原則上，手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、CO2氣保焊等均可選用。對(duì)于低碳鋼和低合金鋼應(yīng)首選氣保焊，因?yàn)榈秃辖鸶邚?qiáng)鋼焊接的主要問(wèn)題是焊接裂紋和熱影響區(qū)的脆化和軟化，而氣保焊最大特點(diǎn)是低氫焊、易控制熱輸入，而且氣保焊效率高、成本低，因?yàn)镃O2成本低廉，焊絲熔化效率高，作業(yè)中不用清渣換焊條，坡口小，坡口加工量少。

二、CO2氣體保護(hù)焊在鋼結(jié)構(gòu)中的參數(shù)選擇

合理的選擇焊接參數(shù)可以達(dá)到焊接過(guò)程穩(wěn)定，飛濺小，焊接質(zhì)量無(wú)氣孔、夾渣、裂紋等質(zhì)量缺陷，焊接外觀飽滿等效果，在鋼結(jié)構(gòu)過(guò)程中應(yīng)確定以下參數(shù)。

（一）焊絲及焊絲直徑選擇

鋼結(jié)構(gòu)工程所用板厚一般為8～35mm，其中絕大多數(shù)板厚在25mm以內(nèi)，少數(shù)為25～35mm，在焊絲選擇過(guò)程中應(yīng)結(jié)合原材料化學(xué)成分分析報(bào)告、車(chē)間制作焊接工藝評(píng)定報(bào)告并按照等強(qiáng)匹配與等韌性匹配的原則以及現(xiàn)成所購(gòu)置的焊接設(shè)備輸出功率，才能確定現(xiàn)場(chǎng)使用的焊絲型號(hào)、焊絲品牌、焊絲直徑。

（二）焊接電流、電弧電壓的選擇

現(xiàn)場(chǎng)焊接一般采用直流反接的接入方式，即構(gòu)件接電源正極，其特點(diǎn)是電弧穩(wěn)定、飛濺小、熔深大。焊接電流大小主要由焊接板厚、焊絲直徑、坡口形式等確定。電弧電壓會(huì)直接影響到焊接過(guò)程中的穩(wěn)定性，對(duì)焊接質(zhì)量和力學(xué)性能有很大的影響，因此在選擇焊接參數(shù)時(shí)，一定要做到焊接電流與電弧電壓相匹配。對(duì)焊接電流和電弧電壓的參數(shù)選擇應(yīng)參考表1、2。

（三）焊接速度

焊接速度對(duì)焊縫的焊接質(zhì)量和外觀質(zhì)量均有一定的影響，焊接過(guò)快，會(huì)使熔深降低，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)不嚴(yán)密，容易產(chǎn)生未焊透等質(zhì)量缺陷。焊接速度過(guò)慢，容易出現(xiàn)焊穿、焊接變形大等缺陷。按照焊絲融化速度與焊接電流約成正比關(guān)系。

（四）極性

反極性特點(diǎn)：電弧穩(wěn)定，焊接過(guò)程平穩(wěn)，飛濺小。正極性特點(diǎn)：熔深較淺，成形不好，余高較大，飛濺很大，焊絲熔化速度快，只在堆焊時(shí)使用。

（五）干伸長(zhǎng)度

焊絲從導(dǎo)電咀到工件的距離。當(dāng)焊接電流小于300A時(shí)，干伸長(zhǎng)度L（10-15）倍焊絲直徑。當(dāng)焊接電流大于300A時(shí)，干伸長(zhǎng)度L為（10-15）+5倍焊絲直徑。干伸長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，氣體保護(hù)效果不好，易產(chǎn)生氣孔、引弧性能差、電弧不穩(wěn)定、飛濺加大、熔深變淺、成形變壞；過(guò)短時(shí)，看不清電弧，噴咀易被飛濺物堵塞、飛濺大、熔深變深、焊絲易與導(dǎo)電咀粘連。

（六）短路過(guò)渡

短路過(guò)渡采用細(xì)焊絲，常用焊絲直徑為Φ0.8mm～ Φ1.6mm，隨著焊絲直徑增大，飛濺顆粒都相應(yīng)增大。

（七）細(xì)顆粒過(guò)渡

細(xì)顆粒過(guò)渡大都采用較粗的焊絲，常用的是Φ1.6和Φ2.0兩種，幾種直徑焊絲采用細(xì)顆粒過(guò)渡時(shí)的最低電流值和電弧電壓范圍，表3。

作者簡(jiǎn)介：郭香敏，齊齊哈爾工程學(xué)院機(jī)電工程系，講師。