CO2氣體保護焊絲焊接飛濺原因及預(yù)防措施

趙乾坤

徐州徐工挖掘機械有限公司 江蘇徐州 221000

1 CO2氣體保護焊的特點

CO2氣體保護焊的主要特點是電弧穿透力強，焊接變形小，冷裂傾向低，熔敷速度快，熔池可見度好，防銹性好，對不同位置、不同板厚的焊接有良好的適應(yīng)性。焊接主要缺陷類型：氣孔、飛濺、夾渣、未熔合、未焊透、錯邊、咬邊等，由于二氧化碳氣體的物理化學(xué)性質(zhì)，氣孔和飛濺是二氧化碳氣體保護焊中常見的兩種缺陷。氣孔會降低焊縫的承載能力，飛濺會造成大量金屬的損失，沉積速度會降低，焊后清理工作會增加，飛濺還會降低電弧的穩(wěn)定性和電弧的嚴格性，嚴重影響焊接質(zhì)量。

2 CO2氣體保護焊絲焊接飛濺原因

飛濺的形成機理：在二氧化碳焊接過程中，一些熱的熔融金屬顆粒從熔池中散開，不僅增加了焊絲的損耗，而且使工件表面被金屬液滴污染，影響了外觀，增加了輔助工作負荷。其主要原因是容易造成噴嘴堵塞，使氣體保護效果變差，使焊縫容易形成氣孔，使焊縫成形變差或產(chǎn)生焊接缺陷。

二氧化碳氣體保護焊在短路過渡的早期和晚期會產(chǎn)生飛濺。在短路初期，電弧沖擊熔池產(chǎn)生飛濺。由于接觸面積小，電流密度高，汽化爆炸產(chǎn)生“瞬間短路”飛濺。短路結(jié)束時，在表面張力、重力和電磁收縮力的作用下，液橋急劇收縮和減小，短路電流密度急劇增大，使液態(tài)金屬瞬間蒸發(fā)、爆炸和飛濺。

2.1 材料

ER50－6化學(xué)成分見表1。使用發(fā)現(xiàn)，當原材料碳質(zhì)量分數(shù)超過0.08%時，金屬飛濺顆粒明顯增大，極易引起送絲不暢和導(dǎo)電嘴堵塞，給使用帶來極大不便。

表1 ER50－6CO2氣保焊絲化學(xué)成分

2.2 過程控制

焊絲生產(chǎn)過程控制不嚴，焊絲表面油污多，雜質(zhì)多，焊接燃燒飛濺。在焊絲生產(chǎn)過程中，鋼絲將進行鍍銅后的最后一道超精、上漿工序。模具箱一般采用拉油，一是潤滑模具和線材，防止模具和線材被拉拔，降低模具消耗；二是焊接容易冒煙，焊接飛濺小。然而，由于鋼絲的預(yù)處理不完全，經(jīng)常將少量的泡沫銅和潤滑粉末帶入含有拉絲油的盒子中。這些雜質(zhì)對金屬絲表面的粘附對焊接性能有負面影響，嚴重時會產(chǎn)生飛濺。

2.3 焊接工藝參數(shù)

焊接電流和電弧電壓是影響焊接參數(shù)的關(guān)鍵因素，焊接電流主要取決于送絲速度，送絲速度越快，焊接電流越大。焊接電流對焊縫熔深和飛濺影響最大。在一定的絲徑和焊接電流下，如果電弧電壓過高，絲的熔化速度加快，電弧長度增加，熔滴不能正常傳遞，熔滴飛出時會產(chǎn)生較大的顆粒和飛濺。如果電弧電壓較低，引弧困難，焊絲熔化速度降低，電弧長度變短，焊絲滲入熔池，也會造成較大的金屬飛濺和不良的焊縫形成。如果焊接電流和電弧電壓最佳匹配，熔滴過渡頻率高，飛濺最小，焊縫美觀。

3 CO2氣體保護焊絲焊接飛濺預(yù)防措施

3.1 選擇合適的焊接材料減小飛濺

合理的進行焊接材料選擇非常重要，其能夠進一步減小飛濺情況，對此需要做好以下方面的工作：（1）低飛濺絲可以降低焊絲中的碳含量，增加鈦、鋁等合金元素的含量。（2）藥芯焊絲是藥渣復(fù)合保護，實現(xiàn)了藥芯焊絲的均勻噴霧過渡。藥芯焊絲的飛濺率低于實芯焊絲。（3）活化處理線可減少防止液滴脫落的電磁力。因此，可以改變二氧化碳氣體的特性，減少飛濺。（4）隨著Ar-CO2氣體中氬含量的增加，液滴的軸向性能得到改善。在軸向力作用下，液滴可以實現(xiàn)均勻的短路過渡，降低飛濺率。

3.2 選擇正確的焊接工藝

選擇正確的焊接工藝具有非常重要的意義，主要做好以下 ：（1）當焊接電流、電弧電壓、絲徑和焊接電流固定時，如果電弧電壓過高，電弧長度增加，熔滴會飛出熔滴。當電弧電壓較低時，電弧變短，起弧困難，飛濺量大。當焊接電流和焊接電壓值最佳匹配時，熔滴過渡頻率增大，飛濺量最小。（2）焊槍在垂直焊接狀態(tài)下飛濺率最低，隨著傾角的增大，飛濺量增加。最大傾角不應(yīng)超過20°。（3）導(dǎo)線伸出長度越長，導(dǎo)線的電阻熱越大，飛濺率越高；伸出長度過短，穿透力增大，噴嘴容易被飛濺物堵塞。最佳的焊絲伸出長度應(yīng)為焊絲直徑的10-12倍，細焊絲時為8-14mm，粗焊絲時為10-20mm。（4）短弧焊接能有效防止偏磁吹弧引起的電弧漂移，減少飛濺。

3.3 焊接環(huán)境防護

合理進行焊接環(huán)境控制非常重要，對此必須要：（1）工作現(xiàn)場的風(fēng)速如果是每秒小于2米就不需要采取任何方法進行防護孔子鳥，但是如果焊接方向和風(fēng)向是相同的，例如順風(fēng)焊接風(fēng)“氧氣”很容易進入熔池，將熔敷金屬氧化。如果稿子現(xiàn)場風(fēng)速大于2米的時候就需要采取措施進行控制，嚴重的時候還需要停止操作。（2）工作現(xiàn)場如果空氣濕度大，就必須要停止操作?？偨Y(jié)：如今，CO2氣體保護焊得到進一步發(fā)展，由過去比較單一的CO2氣體實芯焊絲逐漸的發(fā)展到混合氣體藥芯絲，如今也是得到廣泛應(yīng)用，在航天。航空以及機械業(yè)等。對于每一個焊接，都和焊接的電流、電壓以及母材等多個方面有著聯(lián)系，對此需要做好控制，從而確保確保其應(yīng)用發(fā)展。

總之，CO2氣體保護焊因其生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于車輛、船舶和機械制造業(yè)。但是目前焊接時產(chǎn)生的金屬飛濺較大是CO2氣體保護焊主要的缺點。金屬飛濺不僅會降低焊接效率，增加焊接成本，因此需要重點分析，并采取有效的措施進行優(yōu)化，從而保證整體應(yīng)用。