CO2气体保护焊存在飞溅大、气孔敏感、氧化性强等问题项,但作为一种高效、自动化焊接工艺方法,一直应用在普通钢结构制作,其主要原因是该工艺方法操作简便、CO2 气体容易获得、价格也便宜。
二氧化碳气体保护焊,存在三种熔滴过渡形态:滴状过渡、短路过渡和混合过渡形态。
三种过渡形态的焊接飞溅形式各异,飞溅产生机理以熔滴内部爆炸和液桥爆炸为主因,影响因素中焊丝成分及电流、电压、极性仍是关键因素。CO2气体保护焊工艺的应用主要采用熔滴短路过渡形态,较少采用滴状过渡形态。
三种过渡形态的飞溅类型有哪些呢?我们简要描述一下。
1、滴状过渡的飞溅
由于电弧电压较高,焊丝端悬挂的大熔滴在电弧中不停地运动,此时存在几种飞溅形式::熔池或熔滴析出气体引起的柱状隆起飞溅;悬浮于电弧空间的熔化金属发生爆炸引起的飞溅;电弧推力熔滴上挠产生的大颗粒飞溅;熔滴在电弧空间形成串联电弧,两个推力作用下产生的大颗粒飞溅;熔滴脱离焊丝之际“熔断作用”引起的飞溅。
2、短路过渡的飞溅
由于电弧电压较低,熔滴与熔池金属接触发生短路时,熔滴向下的表面张力将液态熔滴从焊丝末端拉断进入熔池,这期间存在几种飞溅形式:短路过渡时短路“液桥”的“熔断作用”引起的飞溅;大熔滴短路后在引燃时,由大电流产生的电弧力引起过渡金属的飞溅;在潜弧状态下,短路后再引燃时,熔池整体显著隆起而产生的飞溅。
3、混合过渡的飞溅
混合过渡电弧电压介于滴状与短路过渡之间,既有大滴状过渡又有短路过渡,以上各自的飞溅形式都可能在混合过渡形态中出现。
焊接飞溅产生的机理是什么呢?
针对滴状过渡时的飞溅而言,焊丝与熔池不接触,主要是大熔滴中形成的飞溅,两个原因:一是熔滴内部气体膨胀;二是被排斥大熔滴颈缩处电流密度过大,“熔断作用”引起的大颗粒飞溅。
针对短路过渡时的飞溅,焊丝与熔池接触,发生短路时,短路电流突然增大,在焊丝与熔池之间“液桥”的温度急剧升高,热量被聚集,“液桥”被气化并发生爆炸。
总之,纯二氧化碳焊接飞溅的产生与焊接冶金特性、熔滴过渡形态及焊接参数密不可分。二氧化碳在高温分解的CO以及气体的体积膨胀是引起飞溅的必要条件,而熔滴过渡及焊接参数则是充分条件。二者缺一不可。