焊接技術(shù)歷史悠久,近幾十年焊接方法更是不斷改進(jìn),針對不同的材料產(chǎn)生了不同的焊接方法,焊接技術(shù)也達(dá)到了新的水平,但氣體保護(hù)焊現(xiàn)在仍是較普遍、效率較高的一種焊接方法。
常用的焊接氣體保護(hù)形式有CO2氣體保護(hù)、Ar保護(hù)和混合氣體保護(hù),而混合氣體保護(hù)常用的主要由Ar+CO2氣體混合而成,它對焊接力學(xué)和焊縫質(zhì)量提高有著很大的影響,在采用Ar+CO2混合氣體焊接時,與純CO2氣體保護(hù)焊相比較,可以提高焊接效率和焊接質(zhì)量,并且降低了成本,使用價值明顯。
一、氣體保護(hù)焊接特點(diǎn)比較
1.CO2氣體保護(hù)焊特點(diǎn):(1)生產(chǎn)率高,由于焊接電流密度較大,電弧熱量利用率高,焊絲又是連續(xù)送進(jìn)以及焊后不需要清渣,因此,提高了生產(chǎn)率。(2)成本低,CO2氣體價格便宜,電能消耗少,所以焊接成本低,僅為埋弧自動焊的40%,焊條電弧焊的37%~42%。(3)焊接變形和應(yīng)力小,由于電弧加熱集中,工件受熱面積小,同時CO2氣流有較強(qiáng)的冷卻作用,所以焊接變形小,特別適用于薄板焊接。(4)操作簡便,焊接時可以觀察到電弧和熔池的情況,固操作容易掌握,不易焊偏,有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。(5)缺點(diǎn):飛濺大,弧光強(qiáng)。
2.氬弧焊特點(diǎn):(1)焊縫保護(hù)效果好,焊縫質(zhì)量高。(2)焊接變形和應(yīng)力小,適用于薄板焊接。(3)便于觀察,方便操作,適用于全位置焊接。(4)電弧穩(wěn)定、飛濺少。(5)適用于焊接材料范圍廣,尤其適用于焊接有色金屬,如鋁、鎂、鈦等。(6)缺點(diǎn):設(shè)備成本高,引弧困難。
3.混合氣體保護(hù)焊特點(diǎn):好的氣體保護(hù)應(yīng)具有低的電離勢,就是氣體電離所需的電壓,因低的電離電壓使氣體容易電離,從而容易起弧,并同時保持電弧的穩(wěn)定,保護(hù)氣體對于影響焊接質(zhì)量和其他氣體起到排斥作用,因此保護(hù)氣體大多都以惰性氣體為主。Ar就屬于惰性氣體,Ar+CO2混合焊接可降低氬弧焊中熔滴的黏性,減小表面張力,使熱敷率顯著提高,并增強(qiáng)熔深,避免單純CO2氣體焊接中的飛濺,提高焊件的力學(xué)性能。其特點(diǎn)是:(1)焊接成本低。CO2是化工廠的副產(chǎn)品,來源廣,價格低,因而其綜合成本大概是埋弧焊和手工電弧焊的40%~50%。(2)生產(chǎn)效率高??梢允褂幂^大的焊接電流,因此熔深比手工電弧焊深,對10mm以下的鋼板可以不開坡口,效率可比手弧焊提高2~4倍。(3)能耗低。CO2氣體保護(hù)焊和焊條電弧焊4mm板對接焊對比,CO2氣體保護(hù)焊是焊條電弧焊消耗電能的70%。(4)應(yīng)用范圍廣。因氣體保護(hù)焊的電弧熱量集中,加熱面積小,Ar+CO2氣流有冷卻作用,因此焊件焊后變形小,薄板可焊到1mm,厚板可焊超過50mm以上。(5)抗銹能力強(qiáng)。氣體保護(hù)和埋弧焊相比,具有較高的抗銹能力,所以焊前對焊件表面的清潔工作要求不高,可以節(jié)省生產(chǎn)中大量的輔助時間。(6)焊接飛濺小。通常CO2氣體保護(hù)焊在焊接時不易出現(xiàn)過度噴射,在焊絲當(dāng)中存在較大的熔滴,熔滴受到向上電磁力的作用,較大的熔滴會因?yàn)殡姶帕Φ牟黄胶怙w濺到外邊,出現(xiàn)大量的飛濺。混合氣體保護(hù)焊,可以得到過渡噴射,形成小的熔滴,這時作用在熔滴上的電磁力要高于熔滴的平衡力,使得熔滴可以順利進(jìn)入熔池,減少了飛濺的產(chǎn)生。(7)復(fù)合氣體焊縫表面成型好。在焊接中如果單純使用CO2氣體保護(hù)焊,那么焊絲中的錳、硅等有益合金元素會大量流失,而混合氣體具有低的氧化性,可以減少CO2氣體的成分,可以降低錳、硅等元素的流失,焊縫的抗拉強(qiáng)度明顯提高。同時,混合氣體在焊接中減少了氧的百分比,使焊縫中的氧化物大幅度減少,焊縫表面光滑,焊接表面質(zhì)量得到了提高。
二、工藝參數(shù)的選擇
再好的焊接方法,沒有好的工藝參數(shù)支撐是不行的,混合氣體保護(hù)焊主要的焊接工藝參數(shù)有焊接電流、電弧電壓、混合比、氣體流量、焊接速度、焊絲伸出長度等。
1.焊接電流和電弧電壓。焊接電流和電弧電壓是相匹配的關(guān)鍵焊接參數(shù),如選擇不當(dāng)會影響到短路過渡,使飛濺過大,影響焊接質(zhì)量。以常用的φ1.2mm焊絲為例,電流在120~135A之間,電壓在19~20V之間。
2.混合比Ar和CO2氣體的比率是80:20,歐洲的標(biāo)準(zhǔn)比率是82:18。Ar也不能過高,如果Ar太多相應(yīng)的CO2含量減少,會降低熔敷金屬的活性,不利于鐵水的流動,會影響到焊接質(zhì)量。
3.氣體流量。首先氣體的純度不能低于99.5%。其次,為了保證焊接區(qū)不受空氣的侵入,就要選擇合理的氣體流量,如氣體流量過小時,保護(hù)氣體的挺度不足,焊縫容易產(chǎn)生氣孔等缺陷;氣體流量過大時,不僅浪費(fèi)氣體,而且氧化性增強(qiáng),焊縫質(zhì)量下降。如果焊接速度增加,氣體流量也要相對增加。一般細(xì)絲焊接時,氣體流量在15~20L/min之間。
4.焊接速度。焊接速度的增加和減小直接影響到焊縫的寬度、深度和余高。焊接速度過快,容易產(chǎn)生咬邊和未焊透等缺陷,并易產(chǎn)生氣孔。焊接速度過慢,焊接容易燒穿,且焊縫內(nèi)部容易組織粗大,并且變形變大,生產(chǎn)效率降低。通常半自動焊的速度不超過0.5m/min。
5.焊絲伸出長度。一般焊絲伸出長度應(yīng)為焊絲直徑的10~12倍,細(xì)絲焊接以10~15mm為宜。如果焊絲伸出長度過長,焊絲容易形成段熔,飛濺嚴(yán)重,焊接不穩(wěn)定,并且噴嘴與焊件之間的距離變大,氣體保護(hù)效果變差。但焊絲伸出長度過小噴嘴與焊件間的距離過近,飛濺金屬容易堵塞噴嘴。
鄭州混合氣體焊接技術(shù)的運(yùn)用一定上兼顧了用純氬氣保護(hù)焊接和用純CO2氣體保護(hù)的優(yōu)點(diǎn),很明顯可以提高焊接質(zhì)量及生產(chǎn)效率,同時還能降低焊接成本,完善焊接時的焊縫成形表面,減少合金元素的燒損,提高焊縫的機(jī)械性能。所以,復(fù)合氣體焊接技術(shù)是現(xiàn)在值得推廣的焊接方法。鄭州念龍化工產(chǎn)品有限公司,http://www.myxiuxiu.com/