关键词：气保焊；推广；应用
1.焊接具有如下特点：
1.1 优点
1)CO2焊的生产效率高，其效率是手工焊的1～4倍。
2)生产成本低：因CO2气体是工业副产品，成本低，整个成本是手工焊的40~50。
3)适用范围广：可焊1mm厚的薄板；也可采用多层多道焊工艺焊接大厚板，可全位置焊接。
4)明弧焊：容易观察焊接情况。
5)抗锈能力强，焊缝含氢量低，抗裂性好。
6)变形小，由于一般施工中CO2焊接短路过渡，而且焊速快；因此线能量比手工焊小得多，而变形量与线能量成正比，所以焊后焊件变形小。
7)节约电能：手工电弧焊每熔敷一吨金属，耗电3500~6000KWH，而采用CO2焊则只有2000KWH，节电效果显著。
8)飞溅小、熔深大。如采用逆变式气保焊，输出频率高，集成电路控制电流、电压调节精度高。
1.2 缺点
1)设备主件较多，不方便移动。
2)参数配合较难调节。
3)在野外作业受外界的干扰，所受风、雨、电流、电压影响焊接质量，不能施焊。
2.试验设备及材料
设备为NB-500逆变式二氧化碳焊机，其主要技术参数：
额定输入：34A 23
输出电压：15V~45V
输出电流：20A~500A
额定持续率：60
焊丝为H08MN2SiA，直径1.2mm，所用CO2气体纯度为99.9%。
3.焊接工艺
3.1 焊枪位置
1)焊枪角度：凡右手持枪者，在焊缝位置允许的情况下，尽量采用左焊法，焊枪倾角不大于30°，左焊法时倾角为20°（10°~20°），这样可以加强对熔池后部半液态金属的气体保护，不易出现蜂窝状气孔或面包形焊缝。
2)焊枪高度：焊枪高度是指导电嘴到母材间的距离，它影响到气体保护效果、电弧稳定性、焊丝熔化量和飞溅量及焊接操作。这个高度根据焊丝直径和电流而定，一般为12~15d（d为焊丝直径），且不大于25mm。
3.2 焊接准备
1)坡口加工方法与清理：加工坡口可以是机械加工、气割和碳弧气刨等，坡口加工的要求比手弧焊高一些，根据结构是熔透还是密封的要求，推荐的坡口型式为：0.8~4.5mm薄板为Ⅰ型坡口，装配间隙0~1.5，最大不超过2；中厚板为V型坡口或X型坡口，坡口角度45°~60°，根部间隙0~2，边0~5。在点固焊缝之前应在坡口周围10~20mm内去除油锈、油漆及其它脏物，对氧化皮及少量铁锈要求不严。
2)定位焊缝：由于CO2焊与手工焊不同，要求不同的定位焊缝，手弧焊后必须清查，CO2定位焊必须进行细致的焊接，以避免产生气孔和夹渣。否则随后就有气孔和夹渣产生。薄板情况下焊肉应细而密，定位长度3~50mm，间距为30~50mm；中厚板定位长度为15~50mm，间距100~150mm；厚板及重型结构件若是手弧焊，必须用低氢焊条。
3.3 起弧与收弧工艺
虽然说，CO2焊的起弧与收弧工艺很简单，但若要达到一定的质量要求，掌握规范的操作工艺是必要的。
1)起弧工艺：起弧之前在焊丝干伸长度不小于15mm，不要让焊丝与母材接触，如果与焊件接触再起弧会产生较大的飞溅，可能堵塞导电嘴，还可能产生返烧。
2)收弧工艺：逆变式NB-500有自动填弧坑功能，所以收弧工艺不很严格。
重型结构的起弧与收弧应加接引弧板。
3.4 焊接规范
选择焊接参应以下条件：①焊缝外观美观，没有烧穿、咬边、气孔和裂纹等缺陷。②溶深控制在合适的范围内，以保证反面成形美观。③焊接过程稳定、飞溅小。④在保证上述要求的条件下，应具有最高的生产率。
CO2焊的焊接规范主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度和气体流量。这些规范对焊丝的加热和熔化以及焊缝成型都有很大的影响。
焊接电流决定着焊接过程的稳定性，焊缝的熔深和宽度以及焊接生产率。电流加大熔深和宽度都相应加大为平板堆焊在不同的电流下的熔深。由于可以看出，为了达到一定的熔深，焊接电流必须达到一定的值，而且还与焊接方向 有关，在相同焊接规范下，按熔深增大依次为：下立焊→左平焊→右平焊。上立焊因实际操作的影响，熔深变化幅度较大。
电弧电压是决定焊缝宽度的最主要因素，此外还影响熔滴过度、金属飞溅、短路频率、电弧燃烧时间。电弧电压底，也就是电弧短时，得到窄而深的焊道，而且焊丝容易插入熔池，引起焊接过程不稳定。电弧电压高，飞溅增加，焊缝宽度加宽，余高扁平而溶深变浅。CO2适合的电弧电压范围很窄，约为±0.5~1.5v，电弧电压合适时，电弧发出轻快均匀的吱吱声。
焊接速度时决定溶深、焊道形状和熔敷金属等的重要因素。半自动焊时最适合的焊接速度为18~30m/h，即30~50cm/Min。当速度低于9~12m/h时，移动焊枪时手易颤动，不易称定；当速度大于36~42m/h以上时，焊枪难于对准焊接线，合适的电压范围也较小，同时产生大颗粒飞溅和咬边，这时通过稍微增加前倾角和降低电弧电压能得到一些改善。
CO2焊靠CO2气体来保护熔化金属免遭外部气体的侵袭，但不是气流量越大越好，太大容易出现紊流，将外界空气卷入，适得其反；太小时气体层流挺度不够，气体效果不好，容易生成气孔等缺陷；合适的流量是：小规范5~15L/min，中规范20L/min，大规范25~50L/min（在合适的速度范围。）
4.焊接工艺评定
对于初次应用，必须进行工艺评定。
本次进行了平焊和立焊位置平板对接的焊接工艺评定（板厚12mm，16Mn）
立焊评定试件的工艺参数为130A20.5V；平焊试件的工艺参数为：第一遍打底130A20.5V，填心及盖面180A25V。
评定程序都是依照JB4708-2000进行的，所有结果都符合标准。表一为拉力和弯曲试验结果值。可见该焊接强度和韧性都完全符合标准，能满足技术要求。
表一 机械试验结果
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5.总结
CO2焊在工业国家中普及率很高，在国内有很多企业已开始大量采用，但普及率还很不够，多在室内，而野外或压力容器等地方还没有大量采用，究其原因：
1)对CO2焊的工艺深入度不够。
2)对CO2焊的优点认识不够。
3)国内CO2焊机生产厂家太少，推广力度不够。
随着生产的不断发展，CO2焊即节约了成本，又省了劳动力，还能使焊接质量上新台阶，所以实心、药芯半自动CO2焊或全自动CO2焊全面推广势在必行。
参考文献：1、中国机械工程学会焊接学会编（第一卷） 机械工业出版社 2008
2、陈祝年 焊接工程师手册 机械工业出版社 2002
3、殷树言 CO2焊接设备原理与调试 机械工业出版社 2000
4、刘云龙 CO2焊接技术及应用 机械工业出版社 2009
论文作者:孙霄年, 刘青宾, 辛跃
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/22
标签：电弧论文; 焊丝论文; 焊枪论文; 电压论文; 气体论文; 电流论文; 工艺论文; 《工程管理前沿》2020年第4期论文;