CO2气体保护焊丝焊接飞溅原因及预防措施

赵乾坤

徐州徐工挖掘机械有限公司 江苏徐州 221000

1 CO2气体保护焊的特点

CO2气体保护焊的主要特点是电弧穿透力强，焊接变形小，冷裂倾向低，熔敷速度快，熔池可见度好，防锈性好，对不同位置、不同板厚的焊接有良好的适应性。焊接主要缺陷类型：气孔、飞溅、夹渣、未熔合、未焊透、错边、咬边等，由于二氧化碳气体的物理化学性质，气孔和飞溅是二氧化碳气体保护焊中常见的两种缺陷。气孔会降低焊缝的承载能力，飞溅会造成大量金属的损失，沉积速度会降低，焊后清理工作会增加，飞溅还会降低电弧的稳定性和电弧的严格性，严重影响焊接质量。

2 CO2气体保护焊丝焊接飞溅原因

飞溅的形成机理：在二氧化碳焊接过程中，一些热的熔融金属颗粒从熔池中散开，不仅增加了焊丝的损耗，而且使工件表面被金属液滴污染，影响了外观，增加了辅助工作负荷。其主要原因是容易造成喷嘴堵塞，使气体保护效果变差，使焊缝容易形成气孔，使焊缝成形变差或产生焊接缺陷。

二氧化碳气体保护焊在短路过渡的早期和晚期会产生飞溅。在短路初期，电弧冲击熔池产生飞溅。由于接触面积小，电流密度高，汽化爆炸产生“瞬间短路”飞溅。短路结束时，在表面张力、重力和电磁收缩力的作用下，液桥急剧收缩和减小，短路电流密度急剧增大，使液态金属瞬间蒸发、爆炸和飞溅。

2.1 材料

ER50－6化学成分见表1。使用发现，当原材料碳质量分数超过0.08%时，金属飞溅颗粒明显增大，极易引起送丝不畅和导电嘴堵塞，给使用带来极大不便。

表1 ER50－6CO2气保焊丝化学成分

2.2 过程控制

焊丝生产过程控制不严，焊丝表面油污多，杂质多，焊接燃烧飞溅。在焊丝生产过程中，钢丝将进行镀铜后的最后一道超精、上浆工序。模具箱一般采用拉油，一是润滑模具和线材，防止模具和线材被拉拔，降低模具消耗；二是焊接容易冒烟，焊接飞溅小。然而，由于钢丝的预处理不完全，经常将少量的泡沫铜和润滑粉末带入含有拉丝油的盒子中。这些杂质对金属丝表面的粘附对焊接性能有负面影响，严重时会产生飞溅。

2.3 焊接工艺参数

焊接电流和电弧电压是影响焊接参数的关键因素，焊接电流主要取决于送丝速度，送丝速度越快，焊接电流越大。焊接电流对焊缝熔深和飞溅影响最大。在一定的丝径和焊接电流下，如果电弧电压过高，丝的熔化速度加快，电弧长度增加，熔滴不能正常传递，熔滴飞出时会产生较大的颗粒和飞溅。如果电弧电压较低，引弧困难，焊丝熔化速度降低，电弧长度变短，焊丝渗入熔池，也会造成较大的金属飞溅和不良的焊缝形成。如果焊接电流和电弧电压最佳匹配，熔滴过渡频率高，飞溅最小，焊缝美观。

3 CO2气体保护焊丝焊接飞溅预防措施

3.1 选择合适的焊接材料减小飞溅

合理的进行焊接材料选择非常重要，其能够进一步减小飞溅情况，对此需要做好以下方面的工作：（1）低飞溅丝可以降低焊丝中的碳含量，增加钛、铝等合金元素的含量。（2）药芯焊丝是药渣复合保护，实现了药芯焊丝的均匀喷雾过渡。药芯焊丝的飞溅率低于实芯焊丝。（3）活化处理线可减少防止液滴脱落的电磁力。因此，可以改变二氧化碳气体的特性，减少飞溅。（4）随着Ar-CO2气体中氩含量的增加，液滴的轴向性能得到改善。在轴向力作用下，液滴可以实现均匀的短路过渡，降低飞溅率。

3.2 选择正确的焊接工艺

选择正确的焊接工艺具有非常重要的意义，主要做好以下 ：（1）当焊接电流、电弧电压、丝径和焊接电流固定时，如果电弧电压过高，电弧长度增加，熔滴会飞出熔滴。当电弧电压较低时，电弧变短，起弧困难，飞溅量大。当焊接电流和焊接电压值最佳匹配时，熔滴过渡频率增大，飞溅量最小。（2）焊枪在垂直焊接状态下飞溅率最低，随着倾角的增大，飞溅量增加。最大倾角不应超过20°。（3）导线伸出长度越长，导线的电阻热越大，飞溅率越高；伸出长度过短，穿透力增大，喷嘴容易被飞溅物堵塞。最佳的焊丝伸出长度应为焊丝直径的10-12倍，细焊丝时为8-14mm，粗焊丝时为10-20mm。（4）短弧焊接能有效防止偏磁吹弧引起的电弧漂移，减少飞溅。

3.3 焊接环境防护

合理进行焊接环境控制非常重要，对此必须要：（1）工作现场的风速如果是每秒小于2米就不需要采取任何方法进行防护孔子鸟，但是如果焊接方向和风向是相同的，例如顺风焊接风“氧气”很容易进入熔池，将熔敷金属氧化。如果稿子现场风速大于2米的时候就需要采取措施进行控制，严重的时候还需要停止操作。（2）工作现场如果空气湿度大，就必须要停止操作。总结：如今，CO2气体保护焊得到进一步发展，由过去比较单一的CO2气体实芯焊丝逐渐的发展到混合气体药芯丝，如今也是得到广泛应用，在航天。航空以及机械业等。对于每一个焊接，都和焊接的电流、电压以及母材等多个方面有着联系，对此需要做好控制，从而确保确保其应用发展。

总之，CO2气体保护焊因其生产效率高、成本低等优点被广泛应用于车辆、船舶和机械制造业。但是目前焊接时产生的金属飞溅较大是CO2气体保护焊主要的缺点。金属飞溅不仅会降低焊接效率，增加焊接成本，因此需要重点分析，并采取有效的措施进行优化，从而保证整体应用。