气体保护焊焊接工艺参数

时间：2024-10-29 百科知识版权反馈

【摘要】：CO2气体保护焊的工艺参数主要包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性等。CO2气体保护焊的电流密度较高，当送丝速度不变时，如果焊丝伸出长度增加，焊丝的预热作用较强，焊丝熔化的速度较快，电弧电压升高，焊接电流减小，造成熔池温度降低，热量不足，容易引起未焊透等缺陷。平焊位置细颗粒过渡CO2气体保护焊的焊接规范参数见表4－24。

一、CO₂气体保护焊焊接工艺参数

CO₂气体保护焊的工艺参数主要包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性等。

1．焊丝直径

焊丝直径的选择以焊件厚度、焊接位置及生产率要求为依据。焊丝直径的选择见表4－17。

表4－17　焊丝直径的选择

对于厚度1～4mm的钢板，进行全位置焊接时，焊丝的直径为0.5～1.2mm(细丝CO₂气体保护焊);板厚大于4mm时，采用直径大于或等于1.6mm的焊丝。如果需要进行短路过渡焊接时，一般采用直径1.6mm的焊丝，可进行全位置焊接。直径大于2mm的焊丝只能采用长弧进行焊接。直径大于或等于1.6mm的焊丝适用于焊接中、厚板，焊接电流的调节范围很宽，提高焊接电流可以获得较高的焊接生产率。

焊丝直径对焊丝的熔化速度影响较大，当焊接电流一定时，焊丝越细，熔化速度越快，同时熔深也增加。

2．焊接电流

焊接电流是重要的焊接工艺参数。焊接电流的大小主要取决于送丝速度，送丝速度增加，焊接电流也随之增加。此外，焊接电流的大小还与电源极性、焊丝伸出长度、气体成分及焊丝直径有关。

焊接电流对焊缝的熔深影响最大。当焊接电流在60～250A范围内，以短路过渡形式焊接时，焊接飞溅较小，焊缝熔深较浅，一般在1～2mm。当焊接电流达300A以上时，熔深开始明显增大，随着焊接电流的增加，熔深也增加。焊接电流的选择主要根据工件厚度、焊丝直径及焊接位置来选择。每种焊丝直径都有一个合适的焊接电流范围，只有在这个范围内焊接过程才能够稳定进行。焊丝直径与焊接电流的关系见表4－18。

表4－18　焊丝直径与焊接电流

续表

3．电弧电压

电弧电压是一个重要的焊接参数，直接影响焊接过程的稳定性、熔滴过渡特点、焊缝成形以及焊接飞溅和冶金反应等。一定直径的焊丝，有一个最佳的电弧电压范围，电弧电压小于该范围的下限时，短路小桥不易断开，易导致固态短路(未熔化的焊丝直接穿过熔池金属与未熔化的工件短路)，造成很大的飞溅;电弧电压大于该范围的上限时，易产生大滴排斥过渡，飞溅大，电弧不稳定。

短路过渡焊接时，不同直径的焊丝适用的电流与相应电弧电压的匹配关系见表4－19和图4－139。当焊丝直径一定时，随着焊接电流的增大，电弧电压也随之提高。因为当熔化速度提高时，从焊丝向工件过渡熔滴所需要的发射力也需要增高。电弧电压对焊缝的形状尺寸有较大的影响，提高电弧电压，可以显著增大焊缝熔宽，熔深和余高有所减小。

表4－19　短路过渡CO₂焊时焊接电流与电弧电压的关系

图4－139　不同焊丝直径适用的电流和电弧电压

细颗粒过渡CO₂气体保护焊采用直流反接，应根据被焊材料及板厚选择焊接电流，然后根据焊接电流、焊丝直径选择电弧电压。焊接电流越大，焊丝直径越小，电弧电压应越大。但电弧电压也不能太高，否则飞溅将显著增大。细颗粒过渡的最低电流值及电弧电压范围见表4－20。

表4－20　细颗粒过渡的最低电流值及电弧电压范围

4．焊接速度

在焊接电流和电弧电压一定的情况下，焊接速度增加时，焊缝的熔深、熔宽和余高均减小。如果速度过快，容易出现咬边及未熔合现象;速度减小时，焊道变宽，增加变形量，降低效率。一般半自动焊接时，焊接速度在20～60cm/min之间比较合适。

5．焊丝伸出长度

焊丝伸出长度是指导电嘴到工件之间的距离，焊接过程中，保持合适的焊丝伸出长度是保证焊接过程稳定的重要因素之一。

CO₂气体保护焊的电流密度较高，当送丝速度不变时，如果焊丝伸出长度增加，焊丝的预热作用较强，焊丝熔化的速度较快，电弧电压升高，焊接电流减小，造成熔池温度降低，热量不足，容易引起未焊透等缺陷。同时，电弧的保护效果变坏，焊缝成形不好，熔深较浅，飞溅较多。

当焊丝伸出长度减小时，焊丝的预热作用减小，熔深较大，飞溅少，如果焊丝伸出长度过小，影响观察电弧，导电嘴容易过热烧坏，不利于操作。

6．保护气体流量

CO₂气体的流量主要是对保护性能有影响。CO₂保护气流要有一定的挺度，以免受空气污染和破坏。保护气体的流量一般根据电流大小、焊接速度、焊丝伸出长度等来选择，见表4－21。在室外焊接以及仰焊时，气体流量应适当加大。

表4－21　CO₂气体保护焊喷嘴距离与气体流量的关系

CO₂气体流量太大时，气体冲击熔池，冷却作用加强，并且保护气流紊乱，破坏了保护作用，使焊缝容易产生气孔。同时，氧化性增加，飞溅增大，焊缝表面无光泽。CO₂气体流量太小时，气体挺度不够，降低了对熔池的保护作用，容易产生气孔等缺陷。不同的焊接接头形式要求有不同的气体流量。当焊接电流大、焊接速度快、焊丝伸出长度较长时，气体流量要加大。在室外作业时，气体流量也要加大，但室外风速一般不应超过1.5～2.0m/s。

当焊丝直径小于或等于1.2mm时，短路过渡CO₂气体保护焊的保护气体流量一般为6～15L/min。细颗粒过渡CO₂气体保护焊所用焊接电流比短路过渡大，焊接速度也大，采用的保护气体流量也应适当增大，一般为10～20L/min。焊丝直径大于1.6mm时，保护气体流量应取15～25L/min。在粗丝大规范自动焊时，气体流量可达到30～50L/min。

7．电流极性

CO₂气体保护焊时一般都采用直流反极性。此时焊接过程稳定，飞溅较小。直流正接时，在相同的焊接电流下，焊丝熔化速度大大提高，约为反接时的1.6倍，而熔深较浅，焊缝余高很大，飞溅增多。

CO₂气体保护焊正极性焊接主要用于堆焊、铸铁补焊及大电流高速CO₂气体保护焊。

8．焊枪角度

焊枪的倾角很小时，对焊缝成形没有明显的影响，当倾斜角度过大时，对焊缝成形有很大影响。

半自动CO₂气体保护焊时，经常采用左焊法，而右焊法也有其优点，左焊法与右焊法如图4－140所示。左焊法与右焊法的特点比较见表4－22。当焊枪与工件呈前倾角时，电弧始终指向待焊部分，容易观察和控制熔池，熔深较浅，焊缝较宽，余高较小，焊缝成形较好。当焊枪与工件呈后倾角时，焊缝较窄，余高大，焊缝成形不好。