CO2氣體保護焊不良操作習慣和設備易損部件故障對焊接質量的影響

■ 裴吉虎，王傳友

1. 概述

在CO2氣體保護半自動焊焊接過程中，大多數(shù)焊接缺陷的產生是由于焊工的一些不良操作習慣，以及對CO2焊的焊接特點、設備零部件的破損對焊接的影響了解不夠所致。此外，在焊接實踐過程中，焊工對缺陷產生原因進行分析時的切入點不正確，分析的不夠全面細致，都將影響操作技能的提高。

本文從操作者的角度去分析CO2氣體保護半自動焊接過程中，設備零部件故障、焊工不良操作習慣對焊接質量的影響，希望對焊工操作技能和分析、解決問題能力的提高有所幫助。

2. 焊接參數(shù)的選擇

焊接參數(shù)主要分析焊接電流、電弧電壓和焊絲干伸長度。

（1）焊接電流 當其他參數(shù)不變時，焊接電流與送絲速度成正比。焊接電流增大，送絲速度增大，熔覆效率提高，同時熔深增大。如果電流過大，會形成凸起的焊道，焊縫成形差；如果焊接電流過小，則產生顆粒狀熔滴過渡，飛濺增多。

（2）電弧電壓 電弧電壓與送絲速度的關系成反比。電壓減小，送絲速度增大，熔深變淺，焊道變窄。電弧電壓增大，送絲速度減小，電弧長度增大，焊縫變寬。

（3）焊絲干伸長度 干伸長度過大，焊絲挺度不夠，電弧不穩(wěn)定，飛濺增多，影響氣體保護效果，并且使得焊接電壓增高，焊絲紅熱，過早熔斷，影響焊接參數(shù)的穩(wěn)定性；干伸長度過小，焊接飛濺容易堵塞噴嘴，燒損導電嘴，另外噴嘴距離工件太近，影響焊工操作視線。一般干伸長度經驗值取10倍焊絲直徑。

在潮濕的環(huán)境下使用藥芯焊絲焊接時，焊藥容易吸潮產生氣孔造成焊接質量下降，這時可以適當增加干伸長度，利用電阻熱給焊絲烘干，清除焊藥中吸附的水分。

3. 焊接操作習慣

（1）起弧動作 ①焊絲端部球型部位容易引起焊接缺陷，引弧前應剪去。②空點幾下控制開關，將氣路中的空氣置換干凈。③起弧點距離焊接位置前10mm左右采用短路引弧法起弧焊接；起弧時的前幾滴熔滴容易產生焊接缺陷，將其甩到焊道上，正常焊接時熔化掉即可。④在管道焊接時，起弧處焊縫越薄越好，然后逐漸增加焊縫厚度直至達到正常值，形成一個緩坡段利于保證此處接頭的焊接質量。⑤電弧拉到熔池的前部中間部位，看清焊道邊緣后將電弧引到焊道邊緣，邊緣熔好后電弧逐漸引向焊道根部，待根部充分熔合后再進行正常的焊接。

（2）打底焊接 根據壁厚、間隙和鈍邊值選擇合適的焊接參數(shù)并做試焊。

第一，為保證一定的干伸長度和焊槍擺動的穩(wěn)定，用右手握住焊槍并控制焊槍擺動和開關，左手虛握在焊槍彎脖處作為支點穩(wěn)定焊槍。

第二，應以手腕的轉動帶動焊槍擺動，保證焊槍穩(wěn)定、流暢、連貫的擺動。焊槍擺動到坡口邊緣時稍做停頓，使其充分熔合，保證一定的熔寬，使熔池溫度相對均勻分布。

第三，采用斷弧焊法形成初始焊縫后，在此基礎上進行正常的打底焊。在仰焊位打底焊接時，最初幾滴熔滴的背面高度對以后焊縫高度起決定性作用。

第四，在打底焊接時，為防止穿絲，焊槍角度不能過于傾斜，行走速度不能過快，應根據熔池溫度隨時調整焊槍角度和行走速度。焊接時電弧始終頂在熔池上半部并做適當?shù)臋M向擺動，以保證一定的熔寬。注意根部熔透，背面余高適中。

第五，當焊接到收弧閉合處，還剩下一個小的熔孔時，將焊槍傾角增大，電弧前移，給前面焊道加溫后恢復正常的焊槍角度并放慢焊接速度，以利于接頭熔池的形成和內部液態(tài)金屬充分流動，保證接頭處熔合良好。最后采用電流的衰減或反復斷弧并逐漸將電弧引致坡口邊緣或焊道前方熄滅，防止產生縮孔。

（3）填充焊接 相對于打底，焊接參數(shù)稍做提高。填充焊接相對來講容易操作。需要注意的是保證前焊道兩側熔合好且不產生夾渣，新焊道表面光滑無夾溝和突起。接頭處熔合好，沒有夾渣、氣孔等缺陷。根據不同的焊接位置為蓋面層預留相應深度，以利于蓋面層焊接成形。當焊縫處在窄坡口中時，采用“頂絲”焊法效果很好，即焊槍不做擺動，電弧頂?shù)饺鄢厍安繅旱碗娀?，觀察熔寬和余高控制焊接速度。

（4）蓋面焊接 要求兩邊無咬邊，接頭圓滑，余高均勻，寬窄一致。對于較寬的焊道，要分道焊接，過寬的焊槍擺動會影響氣體保護效果，容易產生氣孔。

4. 特定位置焊接操作要領

（1）打底焊 打底焊時，焊絲做鋸齒形擺動，焊絲不能越過熔池前端，防止穿絲。焊絲擺到坡口邊緣時稍作停留，使熔池中心溫度得到冷卻，兩側充分熔合；焊絲經過坡口間隙處時擺動要快，使之形成金屬過橋，并保證焊縫背面成形。

（2）立向上焊 立向上焊接時，典型的焊槍擺動方法有月牙形（有上月牙形和下月牙形兩種）、直線形和三角形三種基本的操作方法。要點包括：①電弧要沿母材與熔池交界處移動，保證此處熔合良好，同時降低熔池中心溫度，保證焊縫表面平滑。②電弧要伸到焊縫根部，保證根部熔透。③電弧要在坡口兩側稍作停留。④開坡口有間隙打底焊接時采用下月牙形擺動，防止穿絲并保證焊縫背面成形。立向上焊典型的擺動方法如圖1所示。

（3）橫焊位 橫焊位中厚板采用多層、多道焊接，容易產生的焊接缺陷種類較多，主要是由于焊接層次不當、焊槍角度不合理、各種焊接參數(shù)之間不匹配所致。橫焊縫焊接要點及焊槍角度變化如圖2所示。

圖1 立向上焊典型擺動方法

圖2 橫焊縫焊接要點及焊槍角度變化示意

（4）仰焊位 仰焊位焊接時，電弧始終頂著熔池，靠電弧吹力托住熔池，表面張力拉住熔池，防止焊縫下垂。焊槍可做小幅度直線往復擺動，控制熔池體積不能過大，因此仰焊要選擇盡量小的焊接參數(shù)。對于中厚板、管的焊接，可以采用橫焊的方法分層、分道焊接，這樣可以有效控制焊縫下垂，并可以增大焊接參數(shù)，提高焊接效率。仰焊部位焊接順序如圖3所示。

由于焊絲位置、重力、電磁收縮力和陽極反作用力的綜合作用會產生非軸向熔滴過渡（見圖4），熔滴偏向焊絲一側形成較大的熔滴。這種過渡形式會產生較大的飛濺，并且嚴重影響焊縫成形和焊接質量。焊縫兩側形成較深的夾溝并且電弧達不到熔池根部，造成層間未熔合或夾渣。因此仰焊位焊接時，要注意調整好焊槍角度和焊接參數(shù)。

5. 易損部件故障對焊接的影響及對策

易損件故障對焊接的影響不容忽視，直接干擾設定好的焊接電流、電弧電壓，導致焊接無法正常進行。因此，做好易損件的日常檢查和維護，是一個優(yōu)秀焊工的必做功課。附表中列出了CO2氣體保護焊各種易損部件出現(xiàn)故障時的表征對焊接過程中的不利影響以及解除故障現(xiàn)象的措施。

圖3 仰焊部位焊接順序

圖4 仰焊位熔滴非軸向過渡受力分析

易損部件故障的表征、對焊接的影響及糾正措施

6. 結語

實踐證明，CO2氣體保護半自動焊只要防護措施到位、焊工熟悉設備易損部件故障對焊接質量的影響并及時修整或更換，焊工具備良好的焊接操作習慣和正確的焊接方法，完全可以得到優(yōu)質的焊接接頭。