CO₂气体保护焊的焊接方法

专利名称：CO₂气体保护焊的焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接方法，具体是一种C02气体保护焊的焊接方法。
背景技术：
在现有技术中C02气体保护焊应用比较广泛，但现有的工艺中存在下面问
题
1、 C02气体保护焊的氧化性在C02气体保护焊中，保护气体C02在高温
焊接时要分解产生CO和02，它们具有强烈的氧化作用使合金元素烧损，氧化
性也是C02气保焊产生气孔和飞溅的一个重要原因，氧化作用生成的氧化铁能
大量熔于熔池金属中，会使得焊缝金属产生气孔及夹渣等缺陷。
2、 气孔:气孔的产生主要是氢气孔的产生，氢气孔产生的原因主要是高温时
有杂质和有害气体熔入熔池，在熔池凝固时来不及溢出而产生氢气孔，氢气孔的
来源是多方面的， 一是C02气体中含有水份。二是工件表面上的油、水、漆、绣
等杂质。三是焊丝与焊道的角度不合理等。
3、 C02气体保护焊焊缝成形差自C02气体保护焊使用以来成形差一直没有
根本解决。
4、 坡口大小坡口大时，焊接材料用得多，工时多；坡口小时，焊缝容易出
现未熔合。

发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种新的适用于普通结
构钢和低合金结构钢的C02气体保护焊的焊接方法，具体技术方案如下
一种C02气体保护焊的焊接方法，选用带有脱氧剂成份的药芯焊丝焊接；焊 接前，先将C02气体中的水份去除，并且清理工件杂质；
焊接时，选用合理的焊接规范、电流、电压、电孤和焊丝外伸长度；并且 控制作业环境温、湿度；对于厚度在6mm以下的工件，开I型坡口；对于厚度在6mm以上的工件，开V型坡口，坡口角度为40.5° 41.5° (坡口角度为工件的
待焊处的斜坡的坡度)。
所述焊丝中加入脱氧剂，脱氧剂是Ai、 Ti、 Si、 Mn和Mg中的一种或其中
几种。优选的脱氧剂是Si和Mn,采用Si、 Mn联合脱氧。
焊接时，焊接规范是，焊枪喷嘴与工件保持10士lmm，焊枪与工件垂直方
向形成10° 20° ，当焊接结束时，滞后停止C02供应，即焊枪不要立即离开
焊缝，使焊枪在熔池凝固前仍有C02气体流出。
焊接时，电源极性采用直流反接；电弧电压范围是30 32V;焊接电流范 围是290 310A; C02气体流量15 25L/min;焊接速度是20 40m/h;焊丝伸 出长度是10 11mm。
在焊接的直流回路中串联电感，调整电感值，直至焊接时的电弧电压和焊 接电流稳定。所述电感可以选用可调电感器。原因是，由于实际作业时，会有多 个工位同时焊接，这样，多个焊枪会造成电源的供电不稳定，焊接时焊接电流电 压波动较大，影响焊接质量。
为使焊接电弧稳定和减少飞溅，串联合适的电感可以较好解决手术问题。 当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成 段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快， 会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。再者，盘绕的焊接电 缆线就相当于一个附加电感，所以一旦经调整电感感值直到焊接过程稳定下来以 后，就不随便改动，这样焊接时焊接电流电压波动较小，焊接稳定。
在雨雪天、有风或潮湿的阴天都不得进行焊接作业。
电弧电压和焊接电流决定了焊丝的能量，即焊接电流X电弧电压=焊丝能 量。焊接电流提高时，送丝速度也要提高，如果在焊丝能量不变时，过高的焊接 电流或送丝速度，会引起焊缝宽度或熔深减小，过低的焊接电流或送丝速度，会 引起焊缝熔宽增加。
上述技术方案的效果如下
1、对于C02气体保护焊的氧化性问题，本方法选用带有脱氧剂成份的药芯焊 丝克服。
2、对于气孔问题，本方法中先将C02气体中的水份去除，例如可以首先将C02气瓶倒立一段时间后再打开阀门；在焊接前尽可能的将工件上的油污、漆、 水、铁锈等杂质清理干净；焊接时选用合理的焊接规范，例如如焊枪喷嘴与工件 保持10mm左右,焊枪与焊件垂直方向形成10。 20。角；当焊接收尾时打开焊枪上 的微动开关，焊枪不要立即离开焊缝，使之在熔池凝固前仍有C02保护气体流出 等。通过采取对氢气防护措施后，使气孔大大的减少。
3、 对于C02气体保护焊焊缝成形差问题，本方法通过选择合适的电流、电 压、电孤和焊丝外伸长度等工艺参数来解决上述问题。通过调整焊接规范得出来 的经验是焊接电流在300A左右，电孤电压在30V左右时，看不到焊丝表端有熔 滴存在，在送丝稳定时，焊接过程相对稳定，熔滴过渡频率高，声音清脆飞溅少， 焊缝成形中间稍凸。为了降低焊缝余高，使焊缝两侧与工件更好的熔合，又把电 压提高1V左右，这时可见焊丝末端有比焊丝稍大的熔滴，熔滴过度的频率有一 些降低，调整焊枪角度，焊接厚板时将焊丝作适当横向摆动，用减少作度和增加 熔宽等手段来获取外形美观的焊道。
4、 对于环境因素，在实际操作中，雨天、潮湿空气或风大时不能焊主要焊缝。
5、 对于较厚材料采用的V型坡口的坡口大时，焊接材料用得多，工时多； 坡口小时，焊缝容易出现未熔合的问题。本方法中对于较厚材料的V型坡口，坡 口优选41。左右，它即能满足熔透焊，也可节约人工焊材。


图l是焊枪与工件位置示意图 图2是坡口示意图 焊枪喷嘴l、坡口2.
具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步说明。
作业时，用普通的平外特性焊接电源，通过电缆、焊枪的导电机构将导电 嘴、焊丝和焊接电源的正极连接起来，通过电缆将工件和焊接电源的负极连接起 来(即电源极性采用直流反接)。通过装于焊接小车上的焊枪调节机构将焊丝居于坡口中间布置，通过焊枪高度调节机构调节导电嘴距离工件的高度，焊接速度 通过调节焊接小车的行走速度进行调节。另外，避免在雨雪天、有风或潮湿的阴 天进行焊接，或者不对重要焊缝进行焊接。
例l，工件材料是低合金的桥梁板钢Q345qc，厚度24mm，焊缝处开V型坡 口、坡口角度为41° ;焊丝选用含Si、 Mn成分的直径是^.6mm的焊丝(由于此 类产品较多，不一一例举)。
焊接前，先将倒置C02气瓶一段时间后再打开阀门，把C02气体中的水份去
除，并且清理工件焊接处的杂质。
焊接时，焊枪喷嘴与工件保持10mm，焊枪与工件垂直方向形成15° ;电 弧电压是31V;焊接电流是300A; CO2气体流量20L/min;焊接速度是30m/h; 焊丝伸出长度保持10.5mm。
当焊接结束后，焊枪不要立即离开焊缝，使焊枪在熔池凝固前仍有C02气 体流出。
例2，工件材料是普通结构钢钢板Q235A，厚度20mm，焊缝处开V型坡口、 坡口角度为41.5。；焊丝选用含Si、 Mn成分的直径是4)L2mm的焊丝(由于此 类产品较多，不一一例举)。
焊接前，先将倒置C02气瓶一段时间后再打开阀门，把C02气体中的水份去
除，并且清理工件焊接处的杂质。
焊接时，焊枪喷嘴与工件保持9mm，焊枪与工件垂直方向形成10° ;电弧 电压是32V;焊接电流是290A; C02气体流量15L/min;焊接速度是40m/h; 焊丝伸出长度是10mm。
当焊接结束后，焊枪不要立即离开焊缝，使焊枪在熔池凝固前仍有C02气体 流出。
例3，工件材料是低合金的桥梁板钢Q370qC ，厚度26mm，焊缝处开V型 坡口、坡口角度为41.5° ;焊丝选用含Si、 Mn成分的直径是4 2.0mm的焊丝(由
于此类产品较多，不一一例举)。
焊接前，先将倒置C02气瓶一段时间后再打开阀门，把C02气体中的水份去除，并且清理工件焊接处的杂质。
焊接时，焊枪喷嘴与工件保持llmm，焊枪与工件垂直方向形成20° ;电 弧电压是30 V;焊接电流是310A; C02气体流量25L / min;焊接速度是20 m/h; 焊丝伸出长度是llmm。
当焊接结束后，焊枪不要立即离开焊缝，使焊枪在熔池凝固前仍有C02气体 流出。
由于较薄(厚度在6mm以下)的工件除了开口方式外，其它工艺要求与较 厚(厚度在6mm以上)工件一致，所以在此不对开I型口的实施方式一一举例 说明了。
上述例子中，直流回路电感串联电感，该电感可以选用可调电感器，此类 电感器在现有产品中可选种类较多。具体操作时，调整电感值， 一旦焊接过程稳 定下来以后，就不要随便改动。经过试验，根据作业环境不同，电感感值的选取 有很大差异，上述例子中，不一一列举感值的具体值。 在作业时还要符合下述要求
1、 引弧时，采用短路引弧法；引弧前要把焊丝端头剪去，因为熔化形成的 球形端头在重新引弧时会引起飞溅；引弧时要选好位置，倒退引弧。
2、 收弧时，应在熔坑处稍作停留，然后慢慢抬起焊枪。避免在熔坑处产生 裂纹和气孔。
3、 对接平焊和横焊，应使焊枪稍作倾斜，用左向焊法，坡口看得清，不易 焊偏。在角焊时左焊法和右焊法都可以采用。
4、 焊丝、坡口及坡口周围10 20mm范围内必须保持清洁。
5、 如发现定位焊缝有夹渣、气孔或裂纹等缺陷，应将缺陷部分除尽后再补焊。
6、 应及时清除附在导电嘴和喷嘴上的飞溅物，确保良好的保护效果。
权利要求
1、一种CO2气体保护焊的焊接方法，其特征是选用带有脱氧剂成份的药芯焊丝焊接；焊接前，先将CO2气体中的水份去除，并且清理工件杂质；焊接时，选用合理的焊接规范、电流、电压、电孤和焊丝外伸长度；并且控制作业环境温、湿度；对于厚度在6mm以下的工件，开I型坡口；对于厚度在6mm以上的工件，开V型坡口，坡口为40.5°～41.5°。
2、 根据权利要求1所述的C02气体保护焊的焊接方法，其特征是所述焊丝 中加入脱氧剂，脱氧剂是A1、 Ti、 Si、 Mn和Mg中的一种或其中几种。
3、 根据权利要求1所述的C02气体保护焊的焊接方法，其特征是焊接时， 焊接规范是，焊枪喷嘴与工件保持10土lmm，焊枪与工件垂直方向形成10° 20° ，当焊接结束时，滞后停止C02供应。
4、 根据权利要求1所述的C02气体保护焊的焊接方法，其特征是焊接时， 电源极性采用直流反接；电弧电压范围是30 32V;焊接电流范围是290 310A; C02气体流量15 25L/min;焊接速度是20 40m/h;焊丝伸出长度是10 llmm。
5、 根据权利要求4所述的C02气体保护焊的焊接方法，其特征是焊接时， 在焊接的直流回路中串联电感。
6、 根据权利要求5所述的C02气体保护焊的焊接方法，其特征是所述电感 是可调电感器。
7、 根据权利要求1所述的C02气体保护焊的焊接方法，其特征是在雨雪天、 有风或潮湿的阴天不进行焊接作业。
8、 根据权利要求2所述的C02气体保护焊的焊接方法，其特征是所述脱氧 剂是Si和Mn。
全文摘要
一种CO₂气体保护焊的焊接方法，选用带有脱氧剂成份的药芯焊丝焊接；焊接前，先将CO₂气体中的水份去除，并且清理工件杂质；焊接时，选用合理的焊接规范、电流、电压、电孤和焊丝外伸长度；并且控制作业环境温、湿度；对于厚度在6mm以下的工件，开I型坡口；对于厚度在6mm以上的工件，开V型坡口，坡口为40.5°～41.5°。本方法解决了现有焊接方法中存在的CO₂气体保护焊的氧化性、气孔、坡口大小影响用料量和CO₂气体保护焊焊缝成形差等问题。
文档编号B23K33/00GK101508050SQ200910024588
公开日2009年8月19日 申请日期2009年2月20日 优先权日2009年2月20日
发明者曹家康 申请人:中冶实久建设有限公司南京分公司