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减少CO_2气体保护焊飞溅的探讨

分类:学习资料    时间:2013-8-16 16:38:00

     [摘 要]  CO2 气体保护焊具有成本低、效率高、变形小、抗油和锈、易操作等优点, 但由于飞溅严重, 极大地制约了CO2 气体保护焊的推广和应用。产生飞溅的原因是CO2 气体的氧化性引起的,生成的CO 不能及时逸出熔池使熔滴中的CO 气体,在电弧高温作用下急剧膨胀而激烈爆炸形成飞溅;此外还有瞬间短路飞溅、电爆炸飞溅及冶金飞溅; 当熔滴过渡变为颗粒状态过渡时,形成大滴状过渡引起较大的飞溅。应从冶金措施和焊接工艺参数的选择和调整等方面减少飞溅。
       CO2 气体保护焊(MAG 焊或MAG - C 焊) 因其成本低、效率高、变形小、抗油锈、易操作等优点, 在国外广泛地应用, 也是我国重点推广的焊接方法。由于该法有飞溅和成形问题, 极大地制约了推广应用。为此,加强对飞溅的研究具有重要意义。
      1  飞溅产生的原因
      1. 1  CO2 气体引起的飞溅这种飞溅是由于CO2 气体的氧化性引起的, 在焊接碳钢时,金属熔池发生如下反应:
          CO2 + Fe = FeO + CO ,    Fe + O = FeO
          CO2 = CO + l/ 2O2 , O2 = 2O
     熔滴及熔池中的氧化反应非常激烈, 因溶入熔池中的FeO 又被C 元素还原,即:
          FeO + C = Fe + CO
         由于生成的CO 不能及时逸出熔池, 便形成气孔。熔滴中的CO 气体, 在电弧高温作用下急剧膨 胀而发生剧烈爆炸形成飞溅。
       1. 2  过渡特性的影响
       1. 2. 1  短路过渡
      短路过渡焊的飞溅主要来源于短路初期的瞬间短路飞溅及短路末期的电爆炸飞溅, 此外还有冶金飞溅。当熔滴与熔池接触时, 焊丝端部与熔池形成液态小桥, 短路电流突然增加, 使缩颈小桥迅速加热,最后导致小桥金属发生汽化爆炸,引起飞溅。飞溅的程度与爆炸能量有关, 爆炸能量又由短路电流大小决定。所以, 为减少飞溅, 应改善其电源特性,控制短路电流上升的速度和峰值短路电流。短路电流上升的速度与缩颈出现位置有关。当缩颈位置出现在焊丝与熔滴之间, 则小桥的爆炸力将推动熔滴过渡,出现少量飞溅; 若缩颈出现在熔滴与熔池之
间,则小桥爆炸力将阻止熔滴过渡,飞溅很大。因此在焊接回路中,可串入可调节电感,以调节短路电流上升的速度和峰值短路电流,能显著地减少飞溅。
     1. 2. 2  细颗粒过渡
     随着电流的增加,熔滴过渡变为颗粒状态过渡。此时,由于CO2 气体为多质分子,CO2 电弧分解吸热引起电弧收缩,弧根面积缩小,故引起较大的斑点压力,使熔滴上挠, 阻碍熔滴过渡, 形成大滴状过渡引起较大的飞溅。所以,应尽量选好工艺参数,避免焊接过程在此范围内;若在此范围内,需加入Ar 气体,以减少电弧收缩。


出处:减少CO_2气体保护焊飞溅的探讨.PDF