金属结构中气体保护焊实心焊丝的应用研究

邹 朴

（中冶南方武汉钢铁设计研究院有限公司，湖北 武汉 430000）

从根本上来讲，气体保护焊的操作工艺如果要得以顺利完成，则必须依赖于相应的焊接材料。在目前现存的各类焊接材料中，实心焊丝占有相对较高的比例。针对不同种类的金属结构而言，与之相适应的保护焊工艺也应当体现为差异性。因此在现阶段的气体保护焊具体施工中，应当能够紧密结合特定的金属结构来进行妥善选择，从而确保气体保护焊工艺能够真正符合金属结构本身的特征。

1 气体保护焊以及实心焊丝的基本特征

（1）关于气体保护焊。对于气体保护焊来讲，通常可以将其分成焊枪、焊接电源、送丝系统、冷却水系统以及供气系统的几类关键部分。相比于其他种类的焊接工艺而言，气体保护焊本身具备相对更优的熔池以及电弧可见性，从而便于实现针对焊接参数的灵活调整与及时调整。与此同时，气体保护焊的整个操作流程并不会带来较多的焊渣，进而省略了后续的清理焊渣操作，整个施工流程具有简便性的特征。由于受到热量集中的影响，那么处于保护电流下的电弧就会控制于较小的焊件变形幅度，并且表现为较小的熔池与较快的焊接操作速度。

图1 气体保护焊的基本原理

在目前的现状下，气体保护焊已经被运用于自动化以及机械化的多种工业领域，并且还能适用于现阶段的机械化焊接。例如针对熔点较高并且具有较强活泼性的合金与其他金属而言，运用上述的保护焊工艺能够达到最优的工艺操作水准。此外如果有必要在室外开展焊接操作，那么应当增设必要的挡风设施，以便于妥善保护焊接气体。

图2 实心焊丝

（2）关于实心焊丝。与其他的焊丝种类进行对比，可以得知实心焊丝有助于达到相对较高的焊接生产效率，并且还能缩减焊接操作的总体成本。在目前看来，实心焊丝已经能适用于多种多样的焊接生产流程，尤其是针对较厚的焊接钢板而言。经过焊接操作以后，应当能获得优良的焊接质量。由此可见，实心焊丝由于具备自动化以及机械化的显著优势，因此可以有效防控焊接变形。

但是不应忽视，实心焊丝运用于现阶段的焊接操作也表现为某些工艺缺陷。具体而言，如果选择了实心焊丝那么通常都很难转变现有的焊接操作区域，其中根源在于无法顺利延长送丝软管。并且在涉及到露天的焊接操作时，运用实心焊丝还应当增设必要的焊接气体保护。反之如果没能增设气体保护，那么金属气孔将会因此而产生。除此以外，实心焊丝还容易受到焊丝质量或者送丝机构的影响，进而阻碍了顺利的送丝操作，并且妨碍了焊接成型。

2 当前现存的工艺缺陷

截至目前，实心焊丝的操作工艺已经能适用于焊接操作领域，并且还会带来突显的焊接工作效益。然而不应当忽视，目前关于气体保护焊并没能真正达到最优的工艺操作水准，并且仍然表现为亟待改进的焊接工艺要点。具体而言，关于气体保护焊运用于焊接各类金属结构仍然呈现如下的工艺难题：

2.1 相对单一的焊丝品种

从现状来看，国内厂商仍然局限于二氧化碳气体作为最基本的焊接保护气体，因而呈现较为单一的焊丝种类。关于金属焊接如果仅限于选择二氧化碳作为保护气体，则很可能呈现凸起的焊缝外观与飞溅的焊料残渣。同时，运用单一焊丝种类也不利于增强金属本身具备的疲劳荷载强度。关于混合气体的富氩焊接操作而言，通常都会选择特定种类的焊丝。但是相比于国内，美国等较多国家都已能够选择含有硅元素或者锰元素的多种焊丝用于完成金属焊接。因此在目前实践中，关键应当在于拓展可供选择的焊丝品种。

2.2 忽视研发专用性的有色金属焊丝

图3 有色金属焊丝

近些年以来，航天技术正在日益呈现迅速演变的趋向。对于现阶段的航天领域而言，焊接操作的侧重点应当在于航天发射塔架的焊接处理。但是从现状来看，国内仍然欠缺有色金属焊丝作为上述焊接操作的基本保障，而目前现有的实心焊丝也没能达到最佳的翘距、抗拉强度与表面质量。

因此可以得知，当前关于有色金属制成的焊丝应当着眼于全面加以研发，确保能够从源头入手来显著提升目前现存的焊丝质量，并且最终达到保证金属焊接基本质量的目的。

2.3 焊接工艺本身的性能亟待提升

实心焊丝在现存的金属焊接中占有显著地位，然而除了对于合适的焊丝进行选择以外，目前还需致力于优化焊接工艺。这是由于，当前现存的金属焊接工艺尚未真正达到应有的工艺完善性，因此阻碍了气体保护焊的迅速发展。对于多数的国产焊丝而言，焊丝本身并未达到优良的适用性、焊缝成型性与稳定性。在此状态下，如果要将实心焊丝广泛适用于焊接生产，那么针对规模较大的金属焊接操作仍无法予以满足。

3 探析气体保护焊运用于金属结构的具体要点

实心焊丝在目前阶段已经被运用于较多类型的金属部件焊接，此类焊丝本身属于强度较高的优质焊接材料。近些年以来，金属焊接的特殊工业领域逐渐表现为更高的焊接操作效率、更优的环保性能与更低的焊接成本趋势。在此基础上，目前针对制造各类金属结构的行业仍然亟待推行全新的气体保护焊技术。与此同时，关于实心焊丝也要着眼于全面加以研发，进而保证此类焊丝能达到最优的焊接工艺质量。在目前实践中，关于金属焊接运用的气体保护焊技术主要涵盖如下的技术改进要点：

3.1 研发全新的焊丝品种

在目前看来，关于制造金属结构如果仅限于原有的焊丝品种与焊接技术，则很难真正适应现阶段的金属焊接工艺。因此为了优化现存的金属焊接工艺，那么应当更多着眼于新型焊丝种类的全面研发。例如近些年来，技术人员以及某些企业正在尝试全新焊丝品种的制造与研发，在此前提下诞生了新型的碳钢焊丝并且能够适用于较大参数的厚板焊接中。此外，关于混合气体保护的富氩焊接工艺也在逐步趋向于完善。经由上述的焊接工艺改造，国内现存的各类金属焊接工艺将会日益表现为更优的成熟性。

3.2 全面掌控制造实心焊丝的新技术

关于制造优质的实心焊丝应当能够结合此类焊丝的特征，从而运用相适应的焊丝制造工艺予以完成。具体而言，关于制造实心焊丝通常都会涉及层绕技术、拔丝技术、包装技术与镀铜技术。因此可见，技术人员针对上述各类制造技术都要致力于逐步加以完善，确保上述技术能服务于实心焊丝质量的提升。此外关于环保型的非镀铜焊丝来讲，应当秉持节能以及环保的焊接领域发展趋向，确保非镀铜的环保焊丝可以逐渐取代原有的镀铜型焊丝。

3.3 强化国际协作

焊接材料市场在目前阶段整体表现出迅速演变与全面发展的基本趋势，进而在客观上突显了国际协作与国际交流具备的重要意义。具体在目前实践中，关于金属结构生产以及实心焊丝制作都要致力于优化工艺。为此，国内技术人员有必要吸纳并且借鉴现存的域外工艺经验，并且逐渐尝试拓宽现有的国际协作视野。只有强化了综合性的国际协作，那么针对气体保护焊的有关技术与工艺才能逐步达到品种齐全、布局优化以及价廉质优的技术改进目标。

4 结语

作为焊接技术领域的高科技材料而言，实心焊丝应当属于关键性的气体保护焊材料。从目前来看，关于生产实心焊丝已经能达到高效率、高生产质量、环保生产以及低成本的焊丝生产。然而与发达国家进行对比，可见国内现有的气体保护焊各类相关工艺仍然表现为突显的工艺发展差距。未来在实践中，核心举措仍然应当在于提升气体保护焊的整体工艺质量，从而全面助推多品种以及高质量的实心焊丝生产发展。