减少焊接飞溅的方法

2024-12-29 12:30:05

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回答（1）：

我收集的资料，给你看看

CO2气体保护焊过程中金属飞溅损失约占焊丝熔金属的10%左右，严重的可达30~40%在最佳情况下，飞溅损可控制在2~4%范围内。
飞溅损失增大，会降低焊丝的熔敷系数，从而增加焊丝及电能的消耗，降低焊接生产率和焊接成本。
飞溅金属粘着到导电嘴端面和喷嘴内壁上，会使送丝不畅而影响电弧稳定性，降低保护气的保护作用，恶化焊缝成形质量。此外，飞溅金属粘着到导电嘴，喷嘴，焊缝及焊件表面上，尚需在焊后进行清理，这就增加了焊接的辅助工时。
焊接过程中飞溅出的金属，还容易烧坏焊工的工作服，甚至烫伤皮肤，恶化劳动条件。
由于金属飞溅引起上述问题，故如何防止和减小金属飞溅，一直是使用CO2气体保护焊时必须给予重视的问题。
CO2气体保护焊金属飞溅问题之所以突出，是和这种焊接方法的冶金特性及工艺特性有关：
a. 由冶金反应引起的飞溅：主要是由于焊接过程中熔滴和熔池中碳被氧化生成了CO气体，随着温度的升高，CO气体体积膨胀，若从熔滴或熔池中的外逸受到阻碍，就可能在局部范围爆破，从而产生大量的细颗粒飞溅金属。
b. 作用在焊丝电极斑点上的压力过大而引起飞溅：如用直流正极性长弧焊时，由于焊丝是阴极，受到的电极斑点压力较大，故焊丝容易产生粗大的熔滴和被顶偏而产生非轴向过渡，从而出现大颗粒的飞溅金属。
c. 由于熔滴过渡不正常而引起的飞溅：这类情况在短路过渡或大熔滴过渡时都会遇到。如短路过渡时，由于焊接电源的动特性选择与调节不当，而增大了飞溅金属。在长弧焊的时，由于弧根面积小，焊丝末端熔滴受到斑点压力，电磁力等作用被顶偏，除了产生非轴向大滴过渡外，往往还带有细颗粒的飞溅金属。
d. 由于焊接规范参数选择不当而引起飞溅：CO2气体保护焊过程中，
随着电弧电压的升高，飞溅金属要增大这是因为电弧电压升高，弧长变长，易引起焊丝未端的熔滴长大。在长弧焊（用大电流）时，熔滴易在焊丝未端产生无规则的晃动；而短弧焊（用小电流）时，将造成粗大的液体金属过桥，这些均引起飞溅增大。

减少飞溅的措施
从上面的分析可知，引起金属飞溅的因素很多，故要减小飞溅，需要根据实际情况进行具体分析，采取有针对性的解决措施。一般说来，有下列一些措施可供考虑：
（一）正确选择工艺参数
1．焊接电流和电压在CO2电弧中，对于每种直径的焊丝，其飞溅率和焊接电流之间都存在一定的规律。在小电流区域（短路过度区域）飞溅率较小，进入大电流区域后（细颗粒过度区域）飞溅率也较小，而中间区的飞溅率最大，电流小于150A或大于300A飞溅率都较小，介于两者之间的飞溅率较大。
在选择焊接电流时，应尽可能避开飞溅率高的电流区域。电流确定后在匹配适当的电压，以确保飞溅率最小，
2．焊枪角度焊枪垂直时飞溅量最小，倾斜角度最大，飞溅越多。焊枪前倾或后倾最好不要超过20度。
3．焊丝伸出长度焊丝伸出长度对飞溅也有影响。焊丝长度尽可能缩短。
（二）选用合适的焊丝材料，保护气成分。例如：
1. 尽可能选用焊碳量低的钢焊丝，以减小焊接过程中生成的CO气体。实践表明，当焊丝中焊碳量降低到0.04%时，可大大减小飞溅；
2. 采用管状焊丝进行焊接。由于管状焊丝的药芯中含有脱氧剂稳弧剂等造成气-渣联合保护，使焊接过程中非常稳定，飞溅可明显减小；
（三）在长弧焊的时采用CO2 的混合气作保护气。
虽然通过合理选择规范参数以及采用潜弧方法等可降低飞溅率，但飞溅量仍然较大。在CO2气体中加入一定数量的Ar气，是减少颗粒过度焊金属飞溅最有效的方法。
在CO2气体中加入Ar气后，改变了纯二氧化碳气体的上述物理性质和化学性质。随着Ar气比例增大，飞溅逐渐减少。CO2+Ar混合气体除可克服飞溅外，也改善了焊缝成型，对焊缝溶深、焊缝高度及余高都有影响。
当含 60%时可明显的使过渡熔滴的尺寸变细，甚至得到喷射过渡，改善了熔滴过渡特性，减小金属飞溅。
（三）短路过度焊接时限制金属液桥爆断能量
短路过度焊接时，会引起金属飞溅，在短路过度的最后阶段，由于短路电流的急剧增大，使桥液金属迅速地加热，造成了热量的凝聚，最后导致桥爆裂而产生飞溅。
减少此种飞溅的方法：在短路过渡焊接时，合理选择焊接电源特性并匹配合适的可调电流，以便当采用不同直径的焊丝焊接时均可调得合适的短路电流增长速度
（四）采用低飞溅率焊丝
1.对于实芯焊丝，在保证机械性能的前提下，应尽可能降低其中含碳量，并添加适量的钛、铝等合金元素。无论颗粒过度焊接或短路过度焊接都可显著减少由CO等气体引起的飞溅。
2．采用以Cs2CO3，K2CO3等物质活化处理过的焊丝，进行正极性焊接。
3．采用药芯焊丝。采用药芯焊丝的金属飞溅率越为实心焊丝的1/3。

焊接飞溅产生的原因及克服途径
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[我的钢铁] 2009-06-19 07:55:11
在CO2焊中，大部分焊丝熔化金属可过渡到熔池，有一部分焊丝熔化金属飞向熔池之外，飞到熔池之外的金属称为飞溅。特别是粗焊丝CO2气体保护焊大参数焊接时，飞溅更为严重，飞溅率可达20%以上，这时就不可能进行正常焊接工作了。飞溅是有害的，它不但降低焊接生产率，影响焊接质量，而且使劳动条件变差。
由于焊接参数的不同，CO2焊具有不同的熔滴过渡形式，从而导致不同性质的飞溅。其中，可分为熔滴自由过渡时的飞溅和短路过渡时的飞溅。
（1）熔滴自由过渡时的飞溅熔滴自由过渡时的飞溅主要形式，在CO2气氛下，熔滴在斑点压力的作用下上挠，易形成大滴状飞溅。这种情况经常发生在较大电流焊接时，如用直径1.6mm焊丝、电流为300～350A，当电弧电压较高时就会产生。如果再增加电流，将产生细颗粒过渡，这时飞溅减小，主要产生在熔滴与焊丝之间的缩颈处，该处的电流密度较大使金属过热而爆断，形成颗粒细小的飞溅。在细颗粒过渡焊接过程中，可能由熔滴或熔池内抛出的小滴飞溅。这是由于焊丝或工件清理不当或焊丝含碳量较高，在熔化金属内部大量生成CO等气体，这些气体聚积到一定体积，压力增加而从液体金属中析出，造成小滴飞溅。大滴过渡时，如果熔滴在焊丝端头停留时间较长，加热温度很高，熔滴内部发生强烈的冶金反应或蒸发，同时猛烈地析出气体，使熔滴爆炸而生成飞溅。另外，在大滴状过渡时，偶尔还能出现飞溅，因为熔滴从焊丝脱落进入电弧中，在熔滴上出现串联电弧，在电弧力的作用下，熔滴有时落入熔池，也可能被抛出熔池而形成飞溅。
（2）熔滴短路过渡时的飞溅短路过渡时的飞溅形式很多。飞溅总是发生在短路小桥破断的瞬时。飞溅的大小决定于焊接条件，它常常在很大范围内改变。产生飞溅的原因目前有两种看法，一种看法认为飞溅是由于短路小桥电爆炸的结果。当熔滴与熔池接触时，熔滴成为焊丝与熔池的连接桥梁，所以称为液体小桥，并通过该小桥使电路短路。短路之后电流逐渐增加，小桥处的液体金属在电磁收缩力的作用下急剧收缩，形成很细的缩颈。随着电流的增加和缩颈的减小，小桥处的电流密度很快增加，对小桥急剧加热，造成过剩能量的积聚，最后导致小桥发生气化爆炸，同时引起金属飞溅。另一种看法认为短路飞溅是因为小桥爆断后，重新引燃电弧时，由于CO2气体被加热引起气体分解和体积膨胀，而产生强烈的气动冲击作用，该力作用在熔池和焊丝端头的熔滴上，它们在气动冲击作用下被抛出而产生飞溅。试验表明，前一种看法比较正确。飞溅多少与电爆炸能量有关，此能量主要是在小桥完全破坏之前的100～150μs时间内积聚起来的，主要是由这时的短路电流（即短路峰值电流）和小桥直径所决定。
小电流时，飞溅率通常在5%以下。限制短路峰值电流为最佳值时，飞溅率可降低到1%左右。在电流较大时，缩颈的位置对飞溅影响极大。所谓缩颈的位置是指缩颈出现在焊丝与熔滴之间，还是出现在熔池与熔滴之间。如果是前者，小桥的爆炸力推动熔滴向熔池过渡，而后者正相反，小桥爆炸力排斥熔滴过渡，并形成大量飞溅，最高可达25%以上。冷态引弧时或在焊接参数不合适的情况下（如送丝速度过快而电弧电压过低，焊丝伸出长度过大或焊接回路电感过大等）常常发生固体短路。这时固体焊丝可以直接被抛出，同时熔池金属也被抛出。在大电流射滴过渡时，偶尔发生短路，由于短路电流很大。所以将引起十分强烈的飞溅。
根据不同熔滴过渡形式下飞溅的不同成因，应采用不同的降低飞溅的不同成因，应采用不同的降低飞溅的方法：
1）在熔滴自由过渡时，应选择合理的焊接电流与焊接电压参数，避免使用大滴排斥过渡形式；同时，应选用优质焊接材料，如选用含C量低、具有脱氧元素Mn和Si的焊丝H08Mn2SiA等，避免由于焊接材料的冶金反应导致气体析出或膨胀引起的飞溅。
2）在短路过渡时，可以采用（Ar+CO2）混合气体代替CO2以减少飞溅。如加入φ（Ar）=20%～30%的Ar。这是由于随着含氩量的增加，电弧形态和熔滴过渡特点发生了改变。燃弧时电弧的弧根扩展，熔滴的轴向性增强。这一方面使得熔滴容易与熔池会合，短路小桥出现在焊丝和熔池之间。另一方面熔滴在轴向力的作用下，得到较均匀的短路过渡过程，短路峰值电流也不太高，有利于减少飞溅率。
在纯CO2气氛下，通常通过焊接电流波形控制法，降低短路初期电流以及短路小桥破断瞬间的电流，减少小桥电爆炸能量，达到降低飞溅的目的。
通过改进送丝系统，采用脉冲送丝代替常规的等速送丝，使熔滴在脉动送进的情况下与熔池发生短路，使短路过渡频率与脉动送丝的频率基本一致，每个短路周期的电参数的重复性好，短路峰值电流也均匀一致，其数值也不高，从而降低了飞溅。
如果在脉动送丝的基础上，再配合电流波形控制，其效果更佳。采用不同控制方法时，焊接飞溅率与焊接电流之间的关系。

回答（2）：

减少焊接飞溅的方法：

1、正确选择工艺参数
(1）焊接电流与电弧电压CO2焊时,在短路过渡时飞溅率较小，细滴过渡时飞溅率也较小，而混合过渡时飞溅率最大。以直径 1.2 mm焊丝为例，电流小于150A或大于300A飞溅率都较小，介于两者之间则飞溅率较大。在选择焊接电流时应尽可能避开飞溅率高的混合过渡区。电弧电压则应与焊接电流匹配。
(2)焊丝伸出长度一般焊丝伸出长度越长，飞溅率越高。例如直径1．2mm焊丝，焊丝伸出长度从20mm增至30mm，飞溅率约增加 5％。所以在保证不堵塞喷嘴的情况下，应尽可能缩短焊丝伸出长度。
(3）焊枪角度焊枪垂直时飞溅量最少，倾斜角度越大，飞溅越多。焊枪前倾或后倾最好不超过20°。

2、细滴过渡时在CO2中加入Ar气
CO2气体的物理性质决定了电弧的斑点压力较大，这是CO2电弧焊产生飞溅的最主要原因。在CO2气体中加入Ar气后，改变了纯CO2气体的物理性质。随着Ar气比例增大，飞溅逐渐减少。
混合气体的成本虽然比纯CO2气体高，但可从材料损失降低和节省清理飞溅的辅助时间上得到补偿。所以采用 CO2＋Ar混合气体，总成本还有减低的趋势。另外，CO2＋Ar混合气体的焊缝金属低温韧性值也比纯CO2气体高。

3、采用低飞溅率焊丝
(1）超低碳焊丝在短路过渡或细滴过渡的CO2焊中，采用超低碳的合金钢焊丝，能够减少由CO气体引起的飞溅。
(2）药芯焊丝由于熔滴及熔池表面有熔渣覆盖，并且药芯成分中有稳弧剂，因此电弧稳定，飞溅少。通常药芯焊丝CO2焊的飞溅率约为实心焊丝的l／3。
(3）活化处理焊丝在焊丝的表面涂有极薄的活化涂料，如 CS2CO3与 K2CO3的混合物，采用直流正极性焊接。这种稀土金属或碱土金属的化合物能提高焊丝金属发射电子的能力，从而改善CO2电弧的特性，使飞溅大大减少。但由于这种焊丝贮存、使用比较困难，所以应用还不广泛。

详细内容参见: http://wenku.baidu.com/link?url=7GSUiBCb_oCY73HLWMppeV1ZUfxzb9Pg6kDzpmuzfhHrOLIkjSJkoBxe6N1JIlKEeBdXC5FnHlV3Tw8il041OrLfEdQCwbUTptk_Bmn-0_G

回答（3）：

看过你介绍，混合气体虽然能提高了焊逢熔池的氧化性，降低了焊逢金属的含氢量，也能增大了焊逢的熔深，使焊逢成型好，但是焊逢中可能会有少量的增碳，所以防止飞溅的效果也不行，（也许以后能发现更好的保护气体）其实我也没什么好办法避免飞溅，也只能减少，很难消除，我只能说说我的愚见，不对的地方还请海涵！
主要从两个方面：

1、焊接角度对飞溅的影响很大。实际作业中，后退手法的角度在70到80度，飞溅明显减少；前进手法的角度在60度，飞溅明显减少。并且对比两种手法，使用前进手法进行焊接，飞溅明显比后退手法好的多，但是这角度有一定的局限性！

2、电流和电压的相互调节，一般大家都喜欢小电流、大电压，这是因为焊接速度快，焊逢成型也好。但是这种调节，非常容易增加飞溅，但我也不是建议使用大电流、小电压的焊接，我只是建议微调电压，只比电流稍微大点，比例协调好，能达到收弧的后，焊丝端部的熔珠不大于焊丝直径的两倍,为最佳！

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