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CO2气体保护焊单面焊双面成形

作者: 马静莉

  摘要:CO2气体保护焊(以下简称CO2焊)是一种高效率的焊接方法,本文介绍了薄板对接平焊和薄板对接立焊的CO2焊单面焊双面成形的操作工艺,根据本文介绍的焊接工艺方法进行操作,可以大大提高工作效率,降低生产成本,提高焊缝质量的可靠性和焊缝的外观。
  关键词:CO2焊;单面焊双面成形;焊接工艺
  1、焊前准
  1.1焊接设备
  选用唐山松下电子机械有限公司生产的NBC-350TSMI型CO2半自动焊机
  1.2焊丝
  选用直径为Ф1.2mm的H08Mn2Si焊丝
  1.3保护气体
  采用纯度不低于99.5%的CO2气体,使用之前,应对气体进行提纯处理。
  注意:不能使用阴天或下雨天灌制的CO2气体,因为此时的CO2气体含水量可能超过标准要求,导致焊接过程中出现气孔和飞溅。
  1.4试板
  试板为16Mn的钢板,规格为300×125×4mm
  1.5检查试板坡口两侧边缘是否有严重的锈坑,如果有就需要调换,有错边的应校平齐。
  1.6用砂轮打磨坡口两侧的锈,再用锉除掉毛刺
  2、试板对接平焊
  2.1试板组对
  2.1.1试样组对间隙为2~2.5mm,钝边为1.5mm,坡口为I形,反变形量为0o~0.5o,引弧间距为2.2mm,收弧间距为2.5mm
  2.1.1要求试板坡口以及坡口两侧20mm处不得有油、锈、水分等杂质。
  2.2焊接工艺参数
  为了保证焊缝质量,保用CO2焊时,除了使用适当的焊接设备和焊接材料外,还要合理地选择焊接工艺参数,平板对接焊的工艺参数见表1
  试板单道连续焊2层焊完,要求单面焊双面成形,正背面的焊缝余高均要求达到0.5~2.0mm.
  2.3试板平焊的操作方法
  2.3.1定位焊:定位焊是正式焊缝的一部分,不但要单面焊双面成形,而且要保证焊接质量,不得有裂纹、气孔、未熔合、未焊透、夹杂等缺陷。在试样的两端分别点固,点固焊缝长约5mm,焊高小于4mm.
  2.3.2引弧:采用接触引弧法
  2.3.3打底焊
  引燃电弧后,先从间隙小的一端引弧焊接,以锯齿形运条法进行摆动焊接,焊丝的右倾角约为75o,当焊丝摆动到定位焊缝时,在击穿试件根部形成熔孔后,电焊要停留大约2s,使其接头充分熔合,然后以稍快的焊接速度改用月牙形运条法摆动向前施焊。
  施焊中,为了使背面焊透且成形良好,应随时观察并撑握熔池形状和熔孔大小,熔池要成椭圆形,熔孔直径应控制在4~5mm之间,(坡口两侧各熔化1~1.5mm),焊接过程中焊丝的摆动频率要比手工电弧焊时慢,因为CO2气体既起保护熔池不受空气侵入和稳定电弧燃烧的作用,同时也能起到冷却作用,受热截面较小,所以比手工焊容易控制熔池形状,焊速稍慢时也不容易焊穿。
  收弧时,应使焊丝在坡口左侧或右侧停弧,并停留3~4s,使CO2气体继续保护,使没有凝固的熔池不受空气侵入,避免产生气孔。
  接头时,应在弧坑后10mm处引燃电弧,仍以锯齿形向前运动,当焊丝运至弧坑边时,停止大约2s,以使根部接头熔合良好,然后再正常施焊。
  2.3.4盖面层的焊接
  盖面层焊接时,焊丝倾角大致与打底焊时相同,焊接电流比打底焊时大些(见表1),为使表面焊缝成形良好,作锯齿形运丝,两边慢中间快。因CO2气体的冷却作用,焊丝边缘温度较低,容易产生熔合不良,所以,焊丝运动时,必须在两边停下来,而且停下来的时间要比普通电弧焊时稍长,以延长焊缝边缘的加热时间,使焊缝两边有足够的热量,使坡口两侧熔合良好,避免未熔合等缺陷。同时,施焊中焊丝的摆动要均匀,坡口两侧停顿时间要一致,以免焊偏。电弧压过每侧坡口边2mm为宜,焊缝表面余高在1~1.5mm最好。
  3、试板对接立焊
  3.1试板组对
  3.1.1试样组对间隙为2~2.5mm,钝边为1.5mm,坡口为V形,反变形量为0o~0.5o,引弧间距为1.8~2.0mm,收弧间距为1.8~2.0mm
  3.1.2要求试板坡口以及坡口两侧20mm处不得有油、锈、水份等杂质
  3.2焊接工艺参数的选择
  3.3试板立焊的操作方法
  3.3.1焊枪竖直放在焊接线相应的垂直线上,焊枪向下倾斜10o左右,向上施焊并且始终保持这个角度.焊枪倾角过大,焊丝易冲出熔池造成焊接过程不稳定,电弧在熔副敷金属侧边越过,使母材熔深变浅。
  3.3.2电弧引燃后以较小节距锯齿形摆动并向上施焊。摆动幅度、向上施焊速度应根据熔池熔孔变化撑握,其它参数不变,焊丝摆幅过大会使熔深变浅造成未焊透。当焊接电流变大,摆动也大时,操作撑握不好还会出现背面咬边。当发现焊接电流变大时,应加大摆动频率而不是过大的加大摆动幅度。采用直线或小节距操作,焊接热量集中,焊道也容易出现凸形,背面焊缝变窄。适当增加电弧电压,可能会得到改善,立焊时熔孔要比平焊时大些。
  由于焊丝的送丝速度会受到各种因素的影响,较常用的方法是缩短焊丝的伸出长度,并放慢上行速度,等稳定后再正常施焊。
  3.3.3立焊试板的接头熄弧处最好在上行施焊到试板中部偏上,接头熄弧过低会使上部间隙收缩较大,会给接下来的焊接操作带来困难;过高,会给手工铲修带来困难。
  3.3.4接头引弧焊道弧坑的右上侧,然后在弧坑的下段处作摆动,使弧坑为熔合良好,再向上施焊。在接口处要缩短焊丝的伸出长度并焊枪角度。尽量使铁水向后冲出,使接口处焊透。
  3.3.5当焊到收弧处时,焊枪的摆动频率需要加快,防止背面的余高增大、咬边和焊瘤出现。
  打底焊道不易过薄,也不能太厚,一般为3~5mm,否则会影响内部焊接质量并给盖面焊带来困难。
  3.3.6为了防止焊缝内部出现未熔合、未焊透现象,盖面焊的焊接电流要比打底焊的大,电流过大会出现咬边和焊瘤。
  3.3.7为了防止夹渣等缺陷,也应采用较大电流施焊,但要撑握好摆动方法和上行速度。采用快频率的锯齿形摆动,摆动幅度稍大,摆动节距要小。两侧需要停顿使铁水流过去,熔合两侧。焊丝摆动停顿位置距焊道两侧0.5~1.0mm最好。
  4、CO2焊时,为了减少气孔和焊接飞溅,除了要作好CO2的纯度处理外还要严格按工艺规范参数操作,在焊接前要作好焊接工艺评定,选择合适的焊接工艺参数,如焊接电流、焊接电压、焊丝伸出长度和气体流量,并让尽量让有经验的焊工操作,以保证焊接质量。
  5、结束语
  由于CO2焊丝直径小,所以可以适合全位置焊接,也可以单面焊双面成形,CO2焊的热量比较集中,焊后变形小,成本也低,生产效率高,焊缝抗锈能力强,所以CO2焊得以广泛的应用。■
  参考文献
  [1] 邹尚利、冯玉敏、杜冬梅编著,单面焊双面成形技术,机械工业出版社2003
  [2] 焊接手册(第3版)焊接结构第3卷,机械工业出版社出版,2008
  [3] 张应立、张梅 新编焊工实用手册 金盾出版社 2004
  

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