二氧化碳气体保护焊和氩气保护焊

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1、二氧化碳气体保护焊（简称co2焊），是利用从喷嘴中喷出的二氧化碳气体隔绝空气，保护熔池的一种先进的熔焊方法。这种方法焊接薄板，比手工电弧焊有着明显的优越性。在我公司的产品中，薄板焊接件占了很大的比重，焊接接头以角接和搭接为主，材质为普通碳素结构钢，其厚度在1-3mm之间。以前，对薄板零件的焊接，一直采用手工电弧焊和气焊，此方法虽然有其优点，但它能耗高，焊后工件变形大，严重影响了机器的装配精度和外观质量。经过广泛的调研和论证后，决定推广使用co2气体保护焊技术，以提高产品的质量。下面，谈谈笔者对此技术的认识和看法。一、二氧化碳气体保护焊与手工电弧焊对比试验

2、为了对co2气体保护焊和手工电弧焊的一些参数进行对比，我们对co2气体保护焊与手工电弧焊进行了对比焊接，试验结果表明：以短路结束后的电流变化过程是燃弧能力的重要组成部分。也就是说，焊机的动态特性对焊缝成形和熔深有重要的影响。动特性越慢，短路结束后电流过渡时间越长，所提供的燃弧能力越大，焊缝成形越好，熔深熔深越大。但过慢的动特性又会使电流增长率过缓，而导致飞溅严重，甚至破坏电弧的稳定性。所以，必须选用适当的动特性电源来保证焊接工艺的要求。浅析CO2气体保护焊焊接电源特性的构成CO2气体保护焊是以CO2气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊方法。由于CO

3、2源丰富、价格低廉等原因，在现代生产和工程中应用已经很普遍。CO2气体保护焊机的工艺性能（电弧的稳定性、焊接飞溅和焊缝成形等）都直接受焊接电源特性的影响。所以CO2气体保护焊要求使用平硬特性的直流电源，并具有良好的动特性，是有科学依据的。一、CO2气体保护焊的工艺特点分析CO2气体保护焊具有焊接效率高、抗锈能力强、焊接变形小、冷裂倾向小、熔池可见性好、以及适用于全位置焊接等优点。究其不足主要是：很难使用交流电源，焊接飞溅多。特别是采用短路过渡形式时，在焊接过程会产生大量的金属飞溅。造成大量金属的损失，使熔敷率降低，焊后清理工作量增加。同时，飞溅的产生降低

4、了电弧的稳定性，严重影响焊接质量。此外采用短路过渡的CO2体保护焊还存在焊缝成形差的工艺缺点。主要表现为焊缝表面不光滑、熔深熔深浅、焊缝成形窄而高，容易出现未熔合的焊接缺陷。所以要使CO2气体保护焊在工业生产中得以广泛推广和应用，则必须解决和控制这些工艺问题。二、CO2气体保护焊中短路过渡的工艺分析CO2体保护焊中短路过渡的初期和后期都会产生飞溅。每次燃弧时，电弧会冲击熔池而产生飞溅；当焊丝熔化形成熔滴与熔池接触，液桥还没有铺展开时，由于接触面积小，电流密度大，而发生汽化和爆炸产生“瞬时短路”飞溅；当熔滴与熔池短路金属液桥铺展开时，在液态金属的表面张力、

5、重力、以及流过液桥的电流所产生的电磁收缩力的作用下，形成液桥缩径并急剧减小，短路电流密度剧增，使液态金属在瞬间发生汽化和爆炸而产生飞溅。同时，液桥金属的汽化和爆炸，不仅产生飞溅，还会引起熔池的剧烈震荡，从而导致焊缝成形不良和电弧的稳定性降低。焊接时对母材的加热的热源主要是燃弧能量。CO2气体保护焊过程中，短路时间占了很大的比例，且短路过程几乎不会给母材提供热能。其燃弧时间比其它焊接工艺都短，所以导致对母材的加热不足，从而造成焊缝余高大、焊缝窄、熔深熔深浅、未熔合等焊缝成形缺陷。三、CO2气体保护焊焊接电源特性的构成从上述对CO2气体保护焊短路过渡特点的分

6、析可知，焊接电弧的工艺效果将取决于电源特性的不同。电源特性包括电源静特性和动特性。1、焊接电源的静特性构成焊接电源的静特性即电源输出电压与输出电流之间的变化关系，表达这一关系的曲线称为电源静特性曲线。不同的焊机有不同的静特性，分别有平硬特性和下降特性。电源静特性的确定离不开焊接电弧的特性（在弧长不变状态下，电弧电压与电弧电流之间的关系）。电弧具有很高的动态响应，故一般可以认为电弧动态特性与其静态特性相同，其静特性曲线呈U形。U形曲线分为下降段、水平段和上升段，CO2气体保护焊的电弧静特性处于上升段。电源静特性与电弧特性的交点，为焊接电弧的工作点，图1为两

7、种电源特性和电弧负载特性曲线图，图中P1是平硬特性，P2是下降特性。CO2气体保护焊过程有两种负载状态：熔滴短路时为电阻状态，其特性为L1；燃弧时为压缩电弧状态，其特性为L2。现在我们来分析哪一种电源静特性适合于CO2气体保护焊。图一对于静特性分别为P1，P2的焊接电源（图1），如果焊接电流均为IH，在短路负载L1的状态下，由于静特性曲线斜率不同，平硬特性的焊机输出短路电流IS1比下降特性的焊机输出短路电流IS2高得多，所以平硬特性P1的焊机的短路液桥爆断电流和焊接飞溅比下降特性焊机要大。在燃弧状态下，即电弧特性为L2，平硬特性的焊机输出电流和电弧电压最

8、低，即IA1＜IA2，UA1＜UA2,所以下降特性焊机具有较大的熔深和较好的焊缝