摘要：为了研究不同保护气体对高强焊丝熔敷金属的影响，文中选取两种不同级别高强焊丝，分别采用C02 和Ar+20%C02（以下简称混合气）进行熔敷金属试验，经对主要技术指标进行分析，反复比较论证，总结出两种保护气体的适用范围，为我公司结构件焊接提供了科学依据。
关键词：混合气体保护；熔敷金属；低温冲击韧性
随着我国工业的迅速发展，焊接在现代化工业生产中的地位越来越重，一些结构件、汽车外壳、轮船的船体等都离不开焊接。在此情况下，社会生产对于焊接材料的需求量也开始呈逐年上升的趋势，特别是气体保护用焊丝，由此也给材料生产厂家提出更高要求。由于技术发展日益成熟，用户的要求也越来越高，一些较重要的构件，均要求采用多层多道焊，焊后打磨，焊缝表面无明显缺陷，圆弧过渡部位焊缝过渡自然，无飞溅等，尤其是低温作业的工业产品对焊接材料性能要求更高，成为焊接的一个研究课题。
本次研究主要是通过C02和混合气体进行了高强焊丝的比较试验，同时对C02和混合气体对于熔敷金属性能产生的影响进行了研究。
1 试验条件及方法
1.1 试验材料的选择
焊材采用宜昌猴王焊丝有限公司生产的MK.GHS70和MK.GHS70-G两种焊接材料，Φ1.2mm焊丝，母材采用Q345B，δ=30mm钢板。焊丝和母材化学成分见表1。
表1 试验用焊丝和母材化学成分 （质量分数）
1.2 试验设备
焊机采用山东奥太电气有限公司生产的山大奥太NBC-500。万能拉伸试验机采用上海华龙生产的WAW-600进行拉伸试验，冲击试验机采用深圳新三思生产的ZBC2302-3进行冲击试验，熔敷金属化学成分采用ARC-MET800光谱分析仪检测。
1.3 试验方法及焊接参数
按照当前的相关规定和标准要求，对熔敷金属的力学性能以及化学成分进行试验研究。
2 试验结果
2.1 不同保护气体的熔敷金属化学成分研究
使用C02和混合保护气体分别对熔敷金属试板进行焊接，在完成上述操作之后，对冲击试样以及拉伸试样进行加工，同时借助光谱分析仪设备对冲击试样的化学成分进行获取和分析，具体情况如下表，。
表2 不同保护气体的熔敷金属化学成分研究（质量分数） (％)
2.2．不同保护气体的熔敷金属机械性能研究
对使用C02和混合保护气体分别焊接完成的冲击试样以及拉伸试样进行性能试验，在此过程中，要选择专业的性能检测设备来进行。
3 试验结果分析
对于焊接气体保护而言，其主要作用在于，能够有效的排挤开电弧区周边的空气，于高温下的近缝区金属，熔化金属，电极等均起到了良好的保护作用，使近缝区金属，熔化金属，电极等不会与周边空气直接接触，从而产生不良作用。
采用C02气体保护焊时，由于C02是氧化性气体，在电弧高温作用下能分解成［O］和CO,基体中的Fe，在氧化作用之下形成FeO。在电弧高温作用下，焊丝中的Si和Mn会在熔池和熔滴阶段和，与FeO产生置换反应，之后将FeO还原成Fc，并同步形成MnO，在焊道表面会出现Si02的熔渣,故焊缝成形不够光滑、美观。（引用金属工艺学第四篇焊接）
在对混合气体保护焊进行应用的过程中，即便气体的氧化性较为突出，但仍不可避免的会发生置换反应，但在Ar的保护作用下，熔滴过渡会演变成射流过渡，从而使焊接时生成的FeO变少、焊接熔渣变少。采用混合气体保护焊时，由于C02含量减少导致Mn、Si在脱氧的过程中，反应的强烈程度远不如C02气保焊，从而导致Mn，Si的烧损远远少于C02气体保护焊，但鉴于熔池降温速度相对缓慢，且脱氧反应时间较长，最终使得Mn，Si含量出现明显的增加迹象。
在焊接的过程中 ，会形成一定的热量，对于焊道起到了缓冷以及预热的作用，焊缝冷却时间得到延长，对焊道所形成的回火作用相对明显。鉴于此，在对混合气体保护焊进行应用时，合金元素含量要远远高于C02气体保护焊，但强度值和C02气体保护焊相差不大。
在伸长率方面，C02气体保护焊的应用效果要好于混合气体。但在冲击功方面，混合气体保护焊比的优势更加突出，这是主要是因为：在对混合气体保护焊进行应用时，在熔敷金属中，氧含量要少于C02焊，熔敷金属净化程度较高。此外，混合气体保护焊的焊缝冷却时间相对较长，且回火充分，晶粒细化程度高。正是因为上述原因，才大幅度提升了熔敷金属的冲击韧性。
4 结论
(1) 与相比于C02气体保护焊，混合气体保护焊高强焊丝熔敷金属的抗拉强度、屈服强度、伸长率的影响差异不明显，但冲击韧性有大幅度提高，因此混合气体保护焊适用于受冲击较大的结构件焊接。
(2)由于采用混合气体保护焊接可有效提高焊接速度，减少焊材的浪费，经试验其综合成本比CO2焊接成本略低。
（3）使用混合气体保护焊焊接时电弧稳定、飞溅较小、焊缝成型好，能够从根本上避免氩气焊接时液体表面张力大、阴极斑点漂移等问题，同时还能有效改善焊缝蘑菇形熔深。
参考文献：
［1］邓中英 金属工艺学 第四版（上册） 高等教育出版社
［2］王运炎 叶尚川 机械工程材料 第二版 机械工业出版社
论文作者:纪更涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/26
标签：气体论文; 金属论文; 焊丝论文; 试样论文; 化学成分论文; 电弧论文; 作用论文; 《基层建设》2018年第34期论文;