焊接過渡形式

1、2009年全國技工教育和職業(yè)培訓(xùn) 優(yōu)秀教研成果評選活動參評論文CO 2氣保焊產(chǎn)生飛濺的原因及控制措施分析CO氣保焊產(chǎn)生飛濺的原因及控制措施分析摘要：熔滴飛濺是CQ氣保焊影響生產(chǎn)效率、 焊縫質(zhì)量的 主要因素。熔滴過渡和短路過渡都會產(chǎn)生飛濺，分析查找飛 濺的成因，采取有針對性的控制飛濺的有效措施，降低飛濺 率。對提高焊接生產(chǎn)效率，提高焊縫質(zhì)量，改善焊工的勞動 生產(chǎn)條件。有著十分重要的意義。關(guān)鍵詞：飛濺熔滴過渡縮頸短路過渡焊接過程中，大部分焊絲熔化過渡到熔池冷卻成為焊 縫。一小部分熔融金屬飛落到熔池之外， 這種現(xiàn)象稱為飛濺。 飛濺對焊接過程的穩(wěn)定性、焊接生產(chǎn)效率、焊接質(zhì)量以及焊 工的勞動生產(chǎn)條件都有

2、很大的不利影響。由于 CO2 氣保焊具有生產(chǎn)率高、焊接成本低、焊接變形 和焊接應(yīng)力小、適應(yīng)范圍廣等多種顯著優(yōu)點，該焊接方法在 黑色金屬薄板及中厚板焊接領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。但其 飛濺現(xiàn)象也是所有弧焊方法中最大的。分析產(chǎn)生飛濺的原因 采取有效的控制措施對 CO2 氣保焊有著十分重要的意義。CO氣保焊熔滴過渡形式主要是自由過渡和短路過渡。（1） 熔滴自由過渡時的飛濺原因及控制CO2 氣體對電弧有較強的熱壓縮作用，導(dǎo)致弧柱直徑較 小，使得弧根往往難以覆蓋焊絲端部的全部熔滴，從而形成 陽極（或陰極）斑點，使熔滴受到一個與過渡方向相反的較 大作用力（斑點力） ，導(dǎo)致熔滴較粗大，且易形成偏離焊絲 軸線方

3、向的非軸向過渡，而形成大顆粒飛濺。這種情況常發(fā) 生在使用較大電流，且電弧電壓較高的粗絲焊接時?？稍僭?強焊接電流（ 400A 以上），此時由于電磁收縮力的加強，熔 滴細化會產(chǎn)生細粒過渡，雖然仍為非軸向過渡，但飛濺相對 較少。亦可采用直流反接的方法，反極性焊接時，飛向焊絲 端部的電子撞擊力小，致使斑點壓力大為減小，因而飛濺較 小。細粒自由過渡時產(chǎn)生飛濺的原因有二：其一，是由冶金 反應(yīng)引起的飛濺，焊接過程中 CO2 在電弧高溫作用下，易分 解為一氧化碳和氧，使電弧氣氛具有很強的氧化性。熔滴和 熔池中的碳氧化成 CO，CO 在焊接條件下不溶于金屬，也不 與金屬發(fā)生反應(yīng)，在電弧高溫作用下，體積急速膨脹

4、，壓力 迅速增大， 使熔滴和熔池金屬產(chǎn)生爆破， 從而產(chǎn)生大量飛濺。 減少這種飛濺的方法可采用含有錳、硅脫氧元素的焊絲，如 H08Mn2SiA 等。亦可使用低碳焊絲。避免由于焊接材料的冶 金反應(yīng)導(dǎo)致氣體析出或膨脹引起的飛濺。其二，在容滴與焊 絲之間的縮頸處因電流密度較大使金屬過熱而爆裂，形成細 小顆粒飛濺。這是因為電磁徑向分力使容滴與焊絲間產(chǎn)生縮 頸，縮頸處電流密度較大金屬過熱而汽化爆斷。如焊接條件 允許使用潛弧焊方法，可采用潛弧焊方法施焊，使產(chǎn)生的飛 濺落入熔池，使飛濺大大減少。(2) 熔滴短路過渡時的飛濺原因及控制CQ氣保焊在采用細焊絲、小電流和低電弧電壓焊接時， 焊絲端部熔化的熔滴尚未長成

5、大滴時即與熔池表面接觸而 形成短路液橋，在向熔池方向的表面張力及電磁收縮力的作 用下形成過渡。正常的短路過渡過程一般要經(jīng)過：電弧燃燒 形成熔滴熔滴長大并與熔池短路熄弧液橋縮頸而 斷開過渡電弧復(fù)燃等四個階段。它有熄弧過程并伴隨有 飛濺。熔滴短路過渡時引起的飛濺形式較多。飛濺總是發(fā)生在短路過渡過程中。飛濺率的大小決定于焊接條件，它的變 化范圍較大。關(guān)于飛濺機理的認(rèn)識目前較廣泛認(rèn)可的主要觀 點認(rèn)為：焊接二次回路的感抗 XL 大小對短路過渡工藝的飛濺 率影響極大。 XL 過小時，當(dāng)熔滴與熔池接觸期間，熔滴成為 焊絲與熔池的連接橋梁，稱為液體小橋，并通過該小橋使電 路短路，亦稱短路小橋。短路電流增長速度

6、過快，會使液態(tài) 小橋處的液體金屬在電磁收縮力的作用下急劇收縮。隨著電 流的增加和短路小橋直徑的減小，短路小橋被高速增長的電 流急劇加熱（焦耳 - 愣次熱），進而導(dǎo)致液態(tài)小橋急劇膨脹汽 化發(fā)生爆炸。由于短路小橋在熔滴下方，爆炸力排斥熔滴向 熔池過渡，引起較多的細顆粒金屬飛濺。飛濺率可達20%以上。當(dāng) XL 過大，短路電流增長速度過慢，則短路電流不能及 時增大到要求的電流值，熔滴與焊絲之間的縮頸難以快速形 成，縮頸處就不能迅速斷裂，使伸出導(dǎo)電嘴的焊絲在電阻熱 的長時間加熱下， 成段軟化和斷落， 產(chǎn)生較多的大顆粒飛濺。 控制這種飛濺的方法，主要是通過調(diào)節(jié)焊接回路中的電感XL來調(diào)節(jié)短路電流增長速度。可在短路接觸初期使電流水平較 低且其后以較小短路電流增長速度增加，以防止短路小橋的 爆炸，促進縮頸小橋的快速形成。以此控制熔滴短路過渡時 的飛濺率。除上述產(chǎn)生飛濺的原因外，還有其他產(chǎn)生飛濺的多種因 素。如焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)引起的飛濺： 當(dāng)電弧電壓較高，電弧會被拉長，熔滴易長大，且在焊絲末端無規(guī)則擺動產(chǎn)生 飛濺等?？筛鶕?jù)不同形式下飛濺的不同成因，采取不同的降 低飛濺的控制方法，降低飛濺率。以此能夠提高CO2 氣保焊焊接過程的穩(wěn)定性，減低填充材料