CO₂氣體保護(hù)焊表面張力過渡的控制策略探析

【摘要】在分析CO2氣體保護(hù)焊的表面張力過渡策略時(shí)，要從研究CO2氣體保護(hù)焊短路過渡的理論基礎(chǔ)上進(jìn)行，只有深入研究了表面張力過渡的不同參數(shù)與送絲速度之間的關(guān)系之后，才能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)與解決方法。經(jīng)過研究，隨著送絲速度的不同變化，并根據(jù)表面張力過渡對電源的一些要求，總結(jié)得出了幾種解決方案。本文對CO2氣體保護(hù)焊表面張力過渡的控制策略，以及CO2氣體保護(hù)焊表面張力過渡的發(fā)展與應(yīng)用做出了具體的討論與分析。

【關(guān)鍵詞】CO2氣體保護(hù)焊；表面張力過渡；控制策略；應(yīng)用

1.引言

隨著對CO2氣體保護(hù)焊過程和技術(shù)的研究，對焊接的質(zhì)量的要求也在提高，因?yàn)镃O2焊成為鋼生產(chǎn)中最主要的方法之一。CO2氣體保護(hù)焊具有的優(yōu)點(diǎn)有：高效節(jié)能、生產(chǎn)效率高、成本較低、能耗小、抗銹、抗裂等，這些優(yōu)點(diǎn)使得CO2氣體保護(hù)焊在實(shí)現(xiàn)焊接的過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與機(jī)械化，這對工作人員來說是十分方便的[1]。但是它也存在很多的不足之處，比如：在采用過渡方式進(jìn)行焊接的時(shí)候，根部就會(huì)很容易內(nèi)凹與未焊接的現(xiàn)象。針對這些優(yōu)缺點(diǎn)，焊接工作者們進(jìn)行了深刻的研究，本文就對CO2氣體保護(hù)焊表面張力過渡過程控制策略以及如何去實(shí)施的方案進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，并且簡要說明了CO2氣體保護(hù)焊表面張力過渡的應(yīng)用與未來發(fā)展的內(nèi)容問題。

2.CO2氣體保護(hù)焊表面張力過渡的控制策略

我國在50年代末期就開始研究與應(yīng)用CO2焊，但是由于當(dāng)時(shí)社會(huì)的生產(chǎn)力并不高，所以發(fā)展的水平一直不高該方法進(jìn)步也比較緩慢，后來由于大量進(jìn)口了一些國外的焊接材料與先進(jìn)的技術(shù)，這些都很大程度的推動(dòng)了我國CO2焊接技術(shù)的快速發(fā)展。這些技術(shù)的引進(jìn)對我國很多方面的建設(shè)都提供了良好的基礎(chǔ)，比如用于鐵路、公路、機(jī)場等地的建設(shè)上，因此，我國很多學(xué)者與研究該方面的人員都對CO2焊接做出了很多的研究工作。

2.1對焊接材料與表面張力過渡的控制問題

通常，為了提高CO2焊的工藝及性能，會(huì)用保護(hù)氣體與焊接材料來對電弧的狀態(tài)和熔滴過渡進(jìn)行改進(jìn)，比如：在CO2氣體中添加一些氬氣，然后通過氬氣的比例不斷的增大，使得飛濺減少，因此焊接縫隙也就更加美觀了。表面張力過渡的要點(diǎn)是：讓熔滴與熔池在接觸時(shí)用較小的電流，才能夠減少飛濺的產(chǎn)生[2]。在熔滴離開焊絲之后就增大電流來讓焊縫成形，在檢測的時(shí)候根據(jù)電壓的不同變化來覺得增大電流的時(shí)間，保證每次焊接的過程足夠穩(wěn)定。

2.2對送絲方式的控制問題

送絲的方式實(shí)現(xiàn)起來形式總是多種多樣的，但是主要是以一送一停的方式進(jìn)行的，采用脈動(dòng)送絲的方式也是常見用法之一，它還包括焊接電流合作控制與送絲回抽等，可以大大降低飛濺。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，送絲方式有規(guī)律的進(jìn)行可以讓熔滴過渡變得具有規(guī)律。當(dāng)熔滴形成之后，焊絲就會(huì)以很快的速度進(jìn)入熔池之中，即完成了短路的過渡。這種強(qiáng)制的方式有利于對各種不同的阻礙力的克服，快速的進(jìn)入熔池中就使飛濺降到最低。這種方式的特點(diǎn)是不用去過度控制電壓與電流，很適用于不嚴(yán)格的焊接任務(wù)。但是這種方式也有它的不足，不足在于很難去保證焊絲的動(dòng)作與熔滴的同時(shí)進(jìn)行。

2.3外加磁場對CO2焊飛濺的控制問題

在一定的焊接規(guī)范條件下，外加磁場作用于CO2飛濺時(shí)，通常會(huì)有一個(gè)最好的磁場范圍，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)飛濺的降低程度最為明顯，在一定的強(qiáng)力磁場作用下，CO2焊熔滴的過渡會(huì)慢慢增加，把短路初期的飛濺也就減小到最小的程度。外加磁場焊接電弧有很強(qiáng)的抑制作用，能防止熔滴以外產(chǎn)生的飛濺。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，精細(xì)波形的控制也是一大重點(diǎn)問題，為了精確的分析與控制熔滴過程中的電流，就需要根據(jù)不同的階段中不同特點(diǎn)形成的電壓電流等，如此智能的控制也使控制的效果發(fā)生了根本的改變與進(jìn)步。

2.4對電器因素的控制策略與改進(jìn)

一般傳統(tǒng)的控制方式是在焊接的電源回路中接入一個(gè)電抗，因?yàn)殡娍沟拇嬖冢远搪返碾娏魇艿搅藟褐?，也就降低了飛濺。與此同時(shí)，電抗還有存儲(chǔ)能量的作用，當(dāng)電弧重燃之后，電抗就會(huì)向電弧釋放能量這樣就能制造出良好的焊縫[3]。但是這種方式的缺點(diǎn)是電抗的大小是一定的，即無法根據(jù)焊接的條件變換要求，所以一旦電抗的值不合適的時(shí)候就會(huì)使焊接的效果變壞。

3.CO2氣體表面張力過渡技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

目前，CO2氣體表面張力過渡技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用還是占少數(shù)，應(yīng)該說是還處于起步的階段，但是在國外的市場這一技術(shù)的應(yīng)用則是很多，美國的一些電廠會(huì)利用這一技術(shù)焊接與修復(fù)不銹鋼板，因?yàn)檫@些不銹鋼板都來自煙氣的殼體，由于高溫與煙氣的作用下會(huì)讓不銹鋼板受到腐蝕，他們利用CO2氣體表面張力過渡技術(shù)焊接了不銹鋼板，使它們很難被燒穿彌補(bǔ)了傳統(tǒng)焊接的缺陷，這種技術(shù)不僅可以作用在不銹鋼板上，還可以作用于低合金鋼及其他材質(zhì)的物件上，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，因此，CO2氣體表面張力過渡技術(shù)得到了很快的應(yīng)用與快速的發(fā)展。目前，該技術(shù)已經(jīng)被中國的管道公司利用，在試用中發(fā)現(xiàn)飛濺量變得很小，受到較高的好評。

4.總結(jié)語

綜上所述，可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：第一，從熔滴的受力方面能夠分析出短路過渡的主要作用，表面張力也能在短路的過程中發(fā)揮出作用。第二，短路過渡飛濺的多少與電的參數(shù)有很大的關(guān)系，即當(dāng)電弧功率在最大的時(shí)候，可以很好的減少飛濺量。第三，減少飛濺的方式除了以上幾種，還有一元化方法、脈沖方法等，但是焊接的過程中受到干擾太多，所以還需要繼續(xù)去研究才能解決CO2氣體保護(hù)焊的飛濺問題?？梢钥闯鯟O2氣體保護(hù)焊表面張力過渡的工藝的焊接飛濺的程度明顯降低，它的飛濺率僅僅是傳統(tǒng)的CO2焊接的10%，這種明顯的優(yōu)勢也對CO2氣體保護(hù)焊表面張力過渡這一技術(shù)在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用開辟出一條光明的道路。

參考文獻(xiàn)

[1]趙寶琨.STT型CO2氣體保護(hù)焊在薄板焊接中的應(yīng)用2010，2010全國機(jī)械裝備先進(jìn)制造技術(shù)（廣州）高峰論壇——云南省分論壇

[2]王健，王健，楊代立.低飛濺CO2氣體保護(hù)焊方法[J].科技信息，2010（35）

[3]劉珊中，汪運(yùn)浩，趙予龍.CO2氣體保護(hù)焊逆變電源閉環(huán)控制系統(tǒng)[J].焊接學(xué)報(bào)，2015（1）

作者簡介

邵宏霖，男，1982年12月，籍貫：云南曲靖，現(xiàn)工作單位：云南工業(yè)技師學(xué)院，現(xiàn)有職稱：二級實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，主要研究方向：焊接（CO2氣體保護(hù)焊應(yīng)用）。