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[摘 要]二氧化碳气体保护焊作为一种高效焊接方法，实现了焊接的全方位和自动化，目前已经应用到各个领域中，并且取得了极大的推广。CO2气体保护焊是利用CO2气体作为电弧介质并保护焊区电弧焊，是熔化极气体保护焊。因其生产效率高、成本低、熔透性好、焊接变形小、焊接质量高、适应范围广以及操作方便等优点，因而被广泛应用于港口起重机械，汽车和船舶等机械制造行业。然而其带来的优点的同时，由于焊接人员、焊接设备、焊接材料、焊接工艺和焊接环境等的原因，焊接缺陷也伴随而生。/view-4139806.htm
[关键词]二氧化碳气体保护焊；薄板焊接；应用
中图分类号：TU755.32 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0344-01
引言
许多产品由于要考虑产品重量会影响产品的性能和使用，需要采用轻体薄壁材料，因此薄板焊接是一项重要的工作，并且我国在建造大型水面船舶时，出于对船舶自身的重量考虑，普遍涉及薄板焊接，现在薄板已经广泛应用于船体各个部位，如船壳材料、上层建筑、桥楼结构等，但是薄板在焊接过程中会出现拼板焊接变形和焊缝表面缺陷等诸多问题，因此研究薄板焊接工艺有主要意义。
1 二氧化碳气体保护焊的特点
目前，二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中的应用较为广泛，主要包括以下几点：
首先，成本比较低。在通常情况下，焊丝不需要清渣，可以直接应用，而且焊丝的价格和二氧化碳气体的价格都相对较低，比起焊条电弧焊相比，其成本可以降低40%～50%。
其次，生产效率高，而且节能效果好。在焊接过程中，由于其电流密度较大，而且能量相对集中，所以，在焊接时，其熔透性比较强，可以达到电焊弧的1～3倍。
二氧化碳气体保护焊所形成的焊缝，不仅抗裂性能好，而且抗锈能力强，更为重要的是可以进行全位置焊接。
2 二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中的应用
2.1 焊接工艺
在焊接时，宜采用简单的端面进行处理，要求焊枪与焊接小车要设计成一体，并且一键控制，焊接夹具采用专业用具，最大夹持要达到500 mm宽钢板。如中厚碳钢板与不锈钢薄板在采用二氧化碳气体保护焊焊接时，由于两块钢板是T空接，可以直接焊，但要注意层间温度，避免产生焊接变形和出现裂纹，焊接前最好对焊缝附近区域进行预热，因为碳钢板比较厚。另外，在具体实施时，其主要的焊接步骤如下：要做好焊接前的准备工作，将端面油污、水分、锈蚀去掉，避免影响后期焊接，并且需要将接头处进行打磨处理。组对、焊接，将钢板夹放在夹具轨道上，要注意保持2 mm的间隙，接着通过爆丝引弧。焊后处理，在焊接完成后，不必要采取任何措施，只需要等到温度下降后，将工件拆卸即可。
2.2 焊接参数控制
日常采用的是焊接方法有平焊、立焊和横焊，为此，需要控制好二氧化碳保护焊的焊接参数：
首先，电流、电压和气压的确定。如焊件是12 mm那么焊件破口应该是3～4 mm，电流是360～400 A，根据实际电压调节合适，二氧化碳气体保护焊渗透性能比较好，在作业的时候尽量手平稳摆动幅度和速度要均匀。
其次，二氧化碳气体保护焊角焊焊接参数，如平焊A=310，V= 30，速度=320mm/min，这时，角焊的焊接参数，包括平角焊、立角焊、仰角焊，要以评定合格的焊接工艺为准。
3 二氧化碳气体保护焊焊接薄板注意事项
由于CO2可以采用全位置焊接，不仅成本低，而且焊接速度是手工焊的1～2倍，但是在焊接高强度钢，最好采用手工焊。
如果药芯焊丝与实心焊丝焊接工艺不同，焊接效果也不同，如CO2气体保护焊焊接2.0～6.0薄板的焊接工艺，药芯焊丝6 mm，在实际操作时，没有必要开坡口，自然平板对接I型坡口双面焊即可。总而言之，要想全面掌握二氧化碳气体保护焊工艺和施工技术，就要了解其焊接特点，掌握正确的运用方法，把握注意事项，进而提高生产效率和质量。
4 焊接工艺要求
（1）溥板板材下料时要采用半自动切割或者等离子切割的方式，产生的氧化铁要清理干净，切割不整齐的地方要打磨整齐。
（2）对口前将焊口表面及附近母材内、外壁每侧各 10 ～ 15 mm 范围内的油、漆、垢、锈等杂物清理干净，直至发出金属光泽。
（3）溥板的焊缝错口值不宜超过壁厚的 10% ，且不大于 2 mm。
（4）进行 CO2 气体保护焊焊接时，宜采用小电流、快速焊，严格控制焊接的热输入量，防止焊接变形，同时尽量减小焊丝伸出长度，使得焊接时产生的熔池在气体的保护范围之内。
（5）利用 CO2 气体保护焊进行立焊时，应该从上向下焊接，进行其他位置焊接的时候应该采取左向焊法。
（6）每道焊缝焊接完毕后，应用砂轮机或钢丝刷将焊渣、飞溅等杂物清理干净（ 尤应注意中间接头和坡口边缘） ，仔细检查根部及填充层的焊接质量，如发现表面缺陷立即用机械加工法清除、补焊。
（7）焊工操作技术要熟练，认真观察熔化状态，注意熔池和收弧接头质量，避免出现弧坑裂纹，同时注意尽量焊得平滑，避免出现“死角”。
（8）溥板焊接中一定要保证焊缝焊前干燥，防止焊接产生气孔，还要保证焊后焊缝在热量未散尽前干燥，防止发生淬火及焊接区域的冷却速度过快而发生形变，从而影响焊接质量及侧板表面质量。
5总结
在保证并考虑提高焊缝质量的基础上，按照薄板的焊接特性编制合理的焊接工艺并有效地控制焊缝强度和焊接变形，并综合考虑改善其获得线性光顺、焊接质量合格、美观焊缝的成型。对提高产品的寿命、降低维护费用及维修时间，为减少焊接表面缺陷、焊接变形的产生实施奠定基础，符合现代造船先进制造理念。
参考文献
[1]天津市机电工业总公司.电焊工必读[M].天津科学技術出版社，2001.
[2]王长忠.焊工工艺与技能训练[M].中国劳动社会保障出版社，2006.
[3]毛惠琳.半自动CO2气体保护焊机送丝系统的改进[J].科技创新导报，2013（9）：36.
[4]朱维民.CO2气体保护焊焊接技术的几点思考[J].民营科技，2012（8）：58.
[5]赵维艳，张敏，，崔志峰.焊接工艺参数对CO2气体保护焊焊接质量的影响[J].焊接技术，2013（9）：74-75.
[6]孙英达，甘伟，曾祥文.大厚度Z向钢CO2气体保护焊的立焊工艺[J].热加工工艺，2012（41）：189-191.
[7]李汉文，宗培，杨铁磊.CO2气体保护焊降低焊接变形机理研究[J].热加工工艺，2011（21）：130-133.
[关键词]二氧化碳气体保护焊；薄板焊接；应用
中图分类号：TU755.32 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0344-01
引言
许多产品由于要考虑产品重量会影响产品的性能和使用，需要采用轻体薄壁材料，因此薄板焊接是一项重要的工作，并且我国在建造大型水面船舶时，出于对船舶自身的重量考虑，普遍涉及薄板焊接，现在薄板已经广泛应用于船体各个部位，如船壳材料、上层建筑、桥楼结构等，但是薄板在焊接过程中会出现拼板焊接变形和焊缝表面缺陷等诸多问题，因此研究薄板焊接工艺有主要意义。
1 二氧化碳气体保护焊的特点
目前，二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中的应用较为广泛，主要包括以下几点：
首先，成本比较低。在通常情况下，焊丝不需要清渣，可以直接应用，而且焊丝的价格和二氧化碳气体的价格都相对较低，比起焊条电弧焊相比，其成本可以降低40%～50%。
其次，生产效率高，而且节能效果好。在焊接过程中，由于其电流密度较大，而且能量相对集中，所以，在焊接时，其熔透性比较强，可以达到电焊弧的1～3倍。
二氧化碳气体保护焊所形成的焊缝，不仅抗裂性能好，而且抗锈能力强，更为重要的是可以进行全位置焊接。
2 二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中的应用
2.1 焊接工艺
在焊接时，宜采用简单的端面进行处理，要求焊枪与焊接小车要设计成一体，并且一键控制，焊接夹具采用专业用具，最大夹持要达到500 mm宽钢板。如中厚碳钢板与不锈钢薄板在采用二氧化碳气体保护焊焊接时，由于两块钢板是T空接，可以直接焊，但要注意层间温度，避免产生焊接变形和出现裂纹，焊接前最好对焊缝附近区域进行预热，因为碳钢板比较厚。另外，在具体实施时，其主要的焊接步骤如下：要做好焊接前的准备工作，将端面油污、水分、锈蚀去掉，避免影响后期焊接，并且需要将接头处进行打磨处理。组对、焊接，将钢板夹放在夹具轨道上，要注意保持2 mm的间隙，接着通过爆丝引弧。焊后处理，在焊接完成后，不必要采取任何措施，只需要等到温度下降后，将工件拆卸即可。
2.2 焊接参数控制
日常采用的是焊接方法有平焊、立焊和横焊，为此，需要控制好二氧化碳保护焊的焊接参数：
首先，电流、电压和气压的确定。如焊件是12 mm那么焊件破口应该是3～4 mm，电流是360～400 A，根据实际电压调节合适，二氧化碳气体保护焊渗透性能比较好，在作业的时候尽量手平稳摆动幅度和速度要均匀。
其次，二氧化碳气体保护焊角焊焊接参数，如平焊A=310，V= 30，速度=320mm/min，这时，角焊的焊接参数，包括平角焊、立角焊、仰角焊，要以评定合格的焊接工艺为准。
3 二氧化碳气体保护焊焊接薄板注意事项
由于CO2可以采用全位置焊接，不仅成本低，而且焊接速度是手工焊的1～2倍，但是在焊接高强度钢，最好采用手工焊。
如果药芯焊丝与实心焊丝焊接工艺不同，焊接效果也不同，如CO2气体保护焊焊接2.0～6.0薄板的焊接工艺，药芯焊丝6 mm，在实际操作时，没有必要开坡口，自然平板对接I型坡口双面焊即可。总而言之，要想全面掌握二氧化碳气体保护焊工艺和施工技术，就要了解其焊接特点，掌握正确的运用方法，把握注意事项，进而提高生产效率和质量。
4 焊接工艺要求
（1）溥板板材下料时要采用半自动切割或者等离子切割的方式，产生的氧化铁要清理干净，切割不整齐的地方要打磨整齐。
（2）对口前将焊口表面及附近母材内、外壁每侧各 10 ～ 15 mm 范围内的油、漆、垢、锈等杂物清理干净，直至发出金属光泽。
（3）溥板的焊缝错口值不宜超过壁厚的 10% ，且不大于 2 mm。
（4）进行 CO2 气体保护焊焊接时，宜采用小电流、快速焊，严格控制焊接的热输入量，防止焊接变形，同时尽量减小焊丝伸出长度，使得焊接时产生的熔池在气体的保护范围之内。
（5）利用 CO2 气体保护焊进行立焊时，应该从上向下焊接，进行其他位置焊接的时候应该采取左向焊法。
（6）每道焊缝焊接完毕后，应用砂轮机或钢丝刷将焊渣、飞溅等杂物清理干净（ 尤应注意中间接头和坡口边缘） ，仔细检查根部及填充层的焊接质量，如发现表面缺陷立即用机械加工法清除、补焊。
（7）焊工操作技术要熟练，认真观察熔化状态，注意熔池和收弧接头质量，避免出现弧坑裂纹，同时注意尽量焊得平滑，避免出现“死角”。
（8）溥板焊接中一定要保证焊缝焊前干燥，防止焊接产生气孔，还要保证焊后焊缝在热量未散尽前干燥，防止发生淬火及焊接区域的冷却速度过快而发生形变，从而影响焊接质量及侧板表面质量。
5总结
在保证并考虑提高焊缝质量的基础上，按照薄板的焊接特性编制合理的焊接工艺并有效地控制焊缝强度和焊接变形，并综合考虑改善其获得线性光顺、焊接质量合格、美观焊缝的成型。对提高产品的寿命、降低维护费用及维修时间，为减少焊接表面缺陷、焊接变形的产生实施奠定基础，符合现代造船先进制造理念。
参考文献
[1]天津市机电工业总公司.电焊工必读[M].天津科学技術出版社，2001.
[2]王长忠.焊工工艺与技能训练[M].中国劳动社会保障出版社，2006.
[3]毛惠琳.半自动CO2气体保护焊机送丝系统的改进[J].科技创新导报，2013（9）：36.
[4]朱维民.CO2气体保护焊焊接技术的几点思考[J].民营科技，2012（8）：58.
[5]赵维艳，张敏，，崔志峰.焊接工艺参数对CO2气体保护焊焊接质量的影响[J].焊接技术，2013（9）：74-75.
[6]孙英达，甘伟，曾祥文.大厚度Z向钢CO2气体保护焊的立焊工艺[J].热加工工艺，2012（41）：189-191.
[7]李汉文，宗培，杨铁磊.CO2气体保护焊降低焊接变形机理研究[J].热加工工艺，2011（21）：130-133.