压力管道中二氧化碳焊接工艺的应用徐仰凤

压力管道中二氧化碳焊接工艺的应用徐仰凤

徐仰凤

浙江省工业设备安装集团有限公司浙江杭州310022

摘要：随着科学技术的快速发展，各行各业取得不错的发展，但是也对各行各业的使用工艺提出了很高的要求，焊接工艺也不例外，在这样的背景下，对压力管道二氧化碳焊接工艺进行探讨，是十分有必要的，对此，本文主要从明确二氧化碳焊接的原理出发，了解压力管道中的二氧化碳工艺所需要的设备，使用二氧化碳作为气体保护进行焊接的优点以及焊接的操作技术。

关键词：压力管道；二氧化碳；焊接工艺

引言：随着实体经济的发展，能源节约以及降低成本已经成为一项重要课题，对焊接领域也提出的新的要求，所以有必要对压力管道中二氧化碳焊接工艺的应用进行细致地探讨。

1采用二氧化碳进行焊接的原理

二氧化碳作为气体保护焊的保护气体，实现气体保护焊在连续送进焊丝和焊件间形成穿透力极强的电弧，使金属间发生熔合。在二氧化碳的气体保护下实现了电弧和熔池完全优质焊接。

焊接设备主要由焊枪、送丝设备和平特性直流电源组成。焊接材料由焊丝和CO2气体组成。当焊丝与工件作用时引燃电弧后，电弧在二氧化碳气体的保护下，极大地避免了氧化和氮化熔滴和熔池金属。在电弧的高温状态下，二氧化碳气体发生分解，分解产物的体积较以往增加了一半，极大地增强气的保护作用；另一方面，分解反应会吸收大量的热量，加快电弧热度的降低，使得弧柱发生收缩，集中电弧热量，提高焊丝的熔化率，进而提升焊接速度[1]。

2压力管道中的二氧化碳工艺设备

按焊接操作方式可以将二氧化碳焊接设备分为两种：一是半自动二氧化碳焊机，二是自动二氧化碳焊机。按照焊丝直径的大小可以将二氧化碳焊设备可分为：两种：细丝二氧化碳焊机和粗丝二氧化碳焊机，前者的二氧化碳焊机使用的焊丝材料的直径不大于2.5mm；或者的二氧化碳焊机使用的焊丝直径不小于3.0mm（包括3.0mm），该焊接材料主要用于进行中厚板的焊接工作[2]。

3使用二氧化碳作为气体保护进行焊接的优点

使用二氧化碳作为焊接保护气体的优点具有阐述如下：

3.1生产效率高和节省能源

由于使用二氧化碳进行焊接时扥电流密度较大，因此，电弧的能量十分集中，提高了焊丝的熔化速度，加深了母材的熔解度，也提高了焊接的速度，进而提高了整体地焊接生产效率，甚至高达3倍。同时，焊接操作后无需进行清渣处理，可见其是一个高效节能的焊接方法。

3.2焊接成本低

由于二氧化碳气体的价格以及焊丝的价格不是很高，并且对焊接的前期的生产准备的要求也不是很高，无需进行后续的焊接清理和校正操作；同时，有效避免了频繁更换焊条带给电弧焊焊接的缺点。

3.2焊接的变形以及熔池的面积小

由于在二氧化碳的作用下进行电弧焊焊接时，电弧的热量集中，使得热输入值偏低，更好地发挥了二氧化碳气体的较强的冷却力，在这样的作用下，进行焊接操作的工件受热面积不大，进而使得焊接的变形面积小。在应用二氧化碳进行焊接工艺工作时，其产生的熔池面积很小，并对焊接热影响区域也比较小。这样有效降低了焊接对周围区域的焊接质量的影响，进而有效保证整体的焊接质量的提高。

3.3电弧可见性好，利于观察

焊丝对准焊缝进行焊接。尤其使用半自动焊进行焊接时，可以极大地找准焊缝位置，进行焊接十分困难的短焊缝和曲线焊缝的焊接工作。

3.4消耗低

由于使用二氧化碳进行焊接是采用了小截面坡口进行焊接，使得焊缝的面积不大，极大地节省了焊条材料，甚至高达40%；同时，可以有效节约用电量，在节电方面是交流弧焊机节电量的60%。

3.5成本较低

在使用二氧化碳焊接工艺进行焊接时，其整个工序需要消耗的成本很低。主要分为两个方面，一是，在采购二氧化碳气体工作时，没有消耗太多的经济成本。二是，焊接工作中得的材料的消耗也比较少。这样，可以有效降低焊接的成本。

4使用二氧化碳需要进行的焊接注意要点以及操作技术

4.1使用二氧化碳需要进行的焊接注意要点

4.1.1焊接前的准备工作

相关工作人员要进行材料准备工作。对焊丝表面的清洁度的要求严格，焊接前要对焊接部位的油污，铁锈等进行仔细清理。还要打磨焊口（开坡口），就碳钢焊件而言，有多种坡口形式。对于压力管道的焊接工作来说，多是采用V型的坡口。可以使用手工电弧焊或CO2半自动进行焊接，并根据焊接厚度以及结构来调整焊接的长度。

4.1.2合理选择焊丝以及焊管角度

在焊接工作中，为了提高焊接工作的质量可以通过调整焊丝及焊管的横纵向角度。在这一过程中，若焊管对接横焊时，要使得焊丝以及焊管的轴线呈现下倾斜的状态，倾斜的角度控制在10-20°范围内。

4.1.3科学选取焊接电流及电压

在焊接工作中的焊接电流对焊接的熔深产生了重要的影响。如果焊接时的电流过大，焊缝的背面可能出现烧穿、咬边等问题，还可能引起飞溅等问题，严重的影响到焊接工作的质量。相反，如果电流过小，会出现未焊透、夹渣等问题。所以有必要在实际的焊接工作中，加强对电流的大小的有效控制，避免出现上述的缺陷与问题。对于电弧电压来说，如果焊接时的电压过低，电弧可能会出现不稳定的问题，因此对电压进行合理的控制是十分有必要的。

4.2使用二氧化碳需要进行的焊接操作技术

4.2.1引弧与熄弧

采用CO2气体进行焊接电弧时多是一般采用短路电弧的方法，先将电弧焊接在焊丝上，当焊丝与母材接触时，电源会提供较大的短路电流。引弧时，注意焊丝和焊接件的距离应该保持在2～3mm。当焊缝熄灭时，需要对弹坑进行填满处理。当焊接粗丝大电弧时，在熔池前电弧呈现不完全冻结的状态，然后关闭阀门，以确保弧坑被充分填补[3]。

4.2.2左焊法和右焊法

根据焊丝的运动方向可以分为半自动焊接，左右焊接方法。左焊电弧预热效果效果好，熔深大，焊缝美观，能清晰把握焊缝方向，当CO2气焊进行学习左焊法。当焊接操作正确时，熔池的气体保护效果好，把熔池的熔化金属推向后方，但焊道的方向完全不易控制。

4.2.3运弧方式的控制

使用CO2焊接工艺进行对接横焊时，焊接时可以选择锯齿形或正月牙形的方式进行上下的摆动。同时，在上下坡口的两侧位置时，要在中间的停顿时间。这是防止焊接过程中出现温度过高的问题，工件则可能出现烧穿或焊瘤等问题。当下坡口的温度过低，可能出现沟槽问题，这要求必须进行相应的填充焊，进而避免问题的出现。

5结语：经过50年的发展CO2气体焊接在压力管道中的技术日渐成熟，通过大量的实践证明，无论是焊接速度，质量，还是效率上，CO2气体焊接的优势十分明显，来推动CO2气体焊接在压力管道焊接得到应用更快更好的应用。

参考文献：

[1]张幻；CO2气体保护焊焊接工艺及应用[J].船海工程，2008（01）.

[2]贾云星；CO2气体保护焊技术的现状及发展[J].科技与生活，2010（04）.

[3]周普元，任芸；CO2气体保护焊几个问题探讨[J].煤矿机械，2008（09）.