CO2气体保护焊时很容易产生飞溅,主要是由CO2气体的性质所决定的。问题在于要把飞溅减少到最低程度。滴状过渡过程中的飞溅程度要比短路过渡过程中严重得多。一般滴状过渡时飞溅损失控制在焊丝熔化量的10%以下,短路过渡形式的飞溅量则在2%~4%范围内。
1.金属飞溅的有害影响
1)CO2气体保护焊时,飞溅增大,会降低焊丝的熔敷系数,从而增加焊丝及电能的消耗,降低焊接生产率,增加焊接成本。
2)飞溅金属粘着到导电嘴端面和喷嘴内壁上,会使送丝不畅通而影响电弧稳定性,或者降低保护气的保护作用,恶化焊缝成形质量,并可能导致焊缝形成气孔。
3)飞溅金属粘着到导电嘴、喷嘴、焊缝及焊件表面上,不仅影响焊件外观质量,而且需待焊后进行清理,这就增加了焊接的辅助工时。
4)焊接过程中飞溅出的金属还容易烧坏焊工的工作服,甚至烫伤皮肤,恶化劳动条件。
因此,CO2气体保护焊时要重视飞溅问题,应尽量降低飞溅的不利影响。
2.产生金属飞溅的原因及减少飞溅的措施
1)由冶金反应引起的飞溅。冶金反应引起的飞溅主要由CO气体造成。焊接过程中,熔滴和熔池中的碳氧化成CO,CO气体在电弧高温作用下,体积急剧膨胀,压力迅速增大,使熔滴和熔池金属发生爆破,从而产生大量飞溅。
防止方法:选用含锰、硅等脱氧元素的焊丝,并降低焊丝中的含碳量。例如选用含碳量低的焊丝,减少焊接过程中产生CO气体;选用药芯焊丝,药芯中加入脱氧剂、稳弧剂及造渣剂等,造成气-渣联合保护;长弧焊时,加入Ar的混合气体保护,使过渡熔滴变细,甚至得到射流过渡,改善过渡特性。(www.xing528.com)
2)由斑点压力产生的飞溅。斑点压力产生的飞溅主要取决于电源极性。当采用直流正接焊接时,正离子飞向焊丝端部的熔滴,机械冲击力大,形成大颗粒飞溅。当采用直流反接焊接时,飞向焊丝端部的电子撞击力较小,因而飞溅较小。
防止方法:CO2气体保护焊时选用直流反接(工件接正极则为直流正接,工件接负极则为直流反接)。
3)熔滴短路时引起的飞溅。熔滴短路时引起的飞溅发生在短路过程中,当焊接电源的动特性不好时,则显得更为严重。当熔滴与熔池接触时,若短路电流增长速度过快,或短路最大电流值过大时,会使缩颈处的液态金属发生爆破,产生较多的细颗粒飞溅;若短路电流增长速度过慢,则短路电流不能及时增大到所需求的电流值,此时,缩颈处就不能迅速断裂,使伸出导电嘴的焊丝在电阻热的长时间加热下,成段软化和断落,并伴随着较多的大颗粒飞溅。
防止方法:在短路过渡焊接时,合理选择焊接电源特性,并匹配合适的可调电感,以便当采用不同直径的焊丝时,能调得合适的短路电流增长速度。
4)非轴向颗粒过渡造成的飞溅。非轴向颗粒过渡造成的飞溅是在颗粒过渡时由于电弧的斥力作用而产生的。当熔滴在斑点压力和弧柱中气流压力的共同作用下,熔滴被推到焊丝端部的一边,并抛到熔池外面去,从而产生大颗粒飞溅。
防止方法:当采用不同熔滴过渡形式焊接时,要合理选择焊接参数,以获得最小的飞溅。
5)焊接参数选择不当引起的飞溅。焊接参数选择不当引起的飞溅是因焊接电流、电弧电压和回路电感值等焊接参数选择不当引起的。比如随着焊接电压的增加,电弧拉长,熔滴易长大,且在焊丝末端产生无规则摆动,致使飞溅增大。焊接电流增大,熔滴体积变小,熔敷率增大,飞溅减少。
防止方法:正确选择CO2气体保护焊的焊接参数,减少飞溅产生的可能性。
6)跟焊条电弧焊相比,CO2气体保护焊是由送丝机构把焊丝源源不断地推送到熔池中,对熔池有着强烈的搅拌作用,其熔池是在运动中冷却结晶的。这也是产生飞溅的根本原因之一。
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