如何提高二氧化碳保护焊对碳钢的焊接质量

【摘要】 随着科学技术的不断发展，在焊接领域当中出现了二氧化碳保护焊应，二氧化碳保护焊的优势明显，与手工电弧焊比起来二氧化碳保护焊不但熔池小，而且在焊接过程中的热影响区窄，这样一来当焊接好的工件考虑到变形问题的时候就会问题不大，因此可以说二氧化碳保护焊的焊缝质量相对较好。

【关键词】 二氧化碳保护焊 碳钢焊接 优势

引言：

二氧化碳保护焊的出现，可以追溯到是20世纪中期，在焊接技术上属于一种熔化焊方法。在现代焊接技术当中，二氧化碳保护焊已经明显的得到了推广，而且很多焊接技术上都大量严格使用二氧化碳保护焊进行生产，是目前使用比较重要的一种熔化焊方法。而追溯我国二氧化碳保护焊使用的历史，可以上述到时期，在中国的重工业刚刚起步的时候其实就已经开始批量生产二氧化碳焊机了。但是，那个时候由于工业相对还是比较落后的，所以没有得到很好的推广，但是目前二氧化碳保护焊已经广泛的被应用到汽车制造、机车车辆制造、船舶制造以及采煤机械制造等等，可以联系到各个生产领域当中，已经算是应用的比较普遍。

1.二氧化碳保护焊与碳钢焊接的相关理论

1.1二氧化碳保护焊

二氧化碳保护焊主要用于手工焊，是用二氧化碳气体作为保护的一种焊接技术。但是跟其他焊接技术相比较，二氧化碳保护焊会在焊接过程中产生相对较多的飞溅，所以经常需要采用短路和熔滴缩颈爆断的技术。根据这种性能的介绍发现，二氧化碳保护焊对焊机的要求较高，一定要寻找参数合适的焊机才能让焊接过程稳定。但是二氧化碳保护所采用的二氧化碳气体价格便宜，而且焊缝成形后看起来美观，所以倍受青睐。因此，很多黑色金属材料当中都在广泛的使用二氧化碳保护焊进行焊接，尤其是碳钢技术中更应该大范围使用。

很多专家和学者都在探究为什么二氧化碳保护焊刚刚兴起的时候没有得到推广，在中国用了近半个世纪的时间才得以大范围的应用。根据二氧化碳保护焊的性能和质量等方面可以从两个重要方面探究这一问题。首先，二氧化碳保护焊使用的是二氧化碳气体，而根据化学原理可以清晰的知道，二氧化碳气体具有氧化性，当气体氧化后，焊接的质量就没有办法得到保证了。其次，在当时看来，很多工人的经验不足，不能够很好的应用二氧化碳保护焊，所以导致焊接后的表面都比较的粗糙，很多时候接缝也不够平整，严重的影响了焊接的质量。

1.2中碳钢的焊接

由于中碳钢当中本身就含有大量的碳，所以使用二氧化碳保护焊进行焊接的时候很容易导致产生热裂纹、冷裂纹和气孔倾向，因此焊接起来比较困难。再加上高含碳量所导致的熔合情况分析，发现如果一旦控制不好，就会导致碳钢的焊缝当中的含碳量不断升高，还有一些其他的矿物杂质伴随其中，产生热裂纹就非常的正常了。这种情况尤其容易发生在收弧部位，很容易导致弧坑裂纹的产生，所以使用二氧化碳保护焊进行中碳钢的焊接一定要对收弧部位多加注意，防止冷裂纹的发生。

1.3高碳钢的焊接

高碳钢是比中碳钢具有更大的淬硬倾向，而且会容易形成高碳马氏体，很容易形成冷裂纹。在高碳钢焊接热影响区内，很容易导致马氏体组织的形成，而且这时候的高碳钢所表现处理是硬而且脆的性能，很容易导致高碳钢的两个接头处出现问题，容易降低塑性和韧性。因此，很多地方都避免使用高碳钢进行焊接，这就是由于焊接性差所导致的。所以，比起中碳钢，高碳钢对焊接工艺的要求相对来说就会较高。焊接过程中使用的高碳钢主要用于对硬度和耐磨性要求较高的工件上，比如，一些机器上面的大型齿轮的制作就最好使用高碳钢，因为这样可以起到节约材料的作用。

2.二氧化碳保护焊碳钢焊接工艺

进行二氧化碳保护焊焊接碳钢时，对与焊条选择的要求比较高。通常是选用碱性低氢型焊丝进行焊接。而且相对于其他的焊丝来说，低氢型焊丝的脱硫能力比较明显，而且还有较好的熔敷金属塑性和韧性，不容易导致氢量扩散出去，所以，二氧化碳保护焊运用到碳钢焊接中既可以防止热裂纹的形成，也可以对氢致冷裂纹有效的抑制作用。

进行二氧化碳保护焊焊接碳钢时，对坡口形式也有一定的要求，这是为了对焊缝中的含碳量起到限制作用，同时也能够减少熔合度，所以中碳钢的坡口以Q 形或 g 形为好，但一定要对坡口进行有效的清理，千万不可以让有锈的碳钢存留于坡口。在对中碳钢进行焊接中还要记得进行预热，这样导致的结果就会让冷却速度大大降低，降低热影响区的淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，同时减少焊接残余应力。预热的选择可以依据焊件的含碳量多少进行决定 ，同时也可以根据材质的厚度决定进行整体还是部分预热，但是预热这一环节不可以去掉。

进行二氧化碳保护焊的时候，还要对焊接电源有所控制。一般情况下，中碳钢焊接都会采用直流电源。这是为了减小熔深，降低了裂纹倾向和气孔的敏感性。在焊丝的选择中，还要对焊丝的直径有所要求，二氧化碳保护焊需要的是直径较小的焊丝，只有这样才能保证焊接层次，这样可以大大的减少焊接热输入量。同时，进行二氧化碳保护焊焊接碳钢后，会发现有的地方的焊缝不够平整，这个时候就可以采用锤击焊缝的方法来修饰。进行二氧化碳保护焊焊接中碳钢以后还需要焊后热处理，一定要记得在焊后快速的消除应力热处理，尤其是当工件的刚性较大时候， 更应该尽早进行。但是如果没有进行立即消除应力，还可以通过豹纹的办法进行补救，这样可以减少裂纹的产生。

3.二氧化碳保护焊对碳钢焊接的优势

3.1 用二氧化碳保护焊提高碳钢焊接效率

二氧化碳保护焊采用的坡口形式都是小截面的，减少了焊缝熔敷金属量，同时可以让碳钢焊接的速度大大提高。对碳钢进行二氧化碳保护焊焊接中不会产生很多的工业废渣，所以不需要进行打磨就会非常的光滑，这样的焊缝非常容易成形。二氧化碳保护焊的辅助时间非常的短，大大的提高了碳钢焊接的工效。因此，使用二氧化碳保护焊对碳钢进行焊接，可以快速有效地提高碳钢的焊接速度。

3.2二氧化碳保护焊焊接成本低且安全

由于碳钢焊接经常需要全部铺满进行焊接，所以这个时候对焊接的要求非常高。不允许出现漏焊、少焊的现象。这个时候选用二氧化碳保护焊进行焊接是最恰当的。采用二氧化碳保护焊对碳钢进行焊接，可以大大降低焊接的成本。同时，二氧化碳气体并不是非常的昂贵，通常在工厂当中都会有，而且价格便宜。要求一般焊接的情况下，可以节约焊材，减少焊缝截面积等等。

结论：

近几年来，我国经济发展迅速，科技创新发展较快。有关二氧化碳保护焊的著作中显示，传统的焊接技术焊后都需要用大量的时间进行清渣，所以生产率也就相对较低，而二氧化碳保护焊则大大提高了生产率，尤其对于提高碳钢的焊接质量更是优势明显。同时，二氧化保护焊所选用的材料来源广泛，所以焊接的成本也在大大降低。在对于碳钢这种高要求的技术上，二氧化碳保护焊的出现更好的满足了碳钢焊接的要求。

参考文献

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作者简介：作者李文生，男，1975年11月10日出生，现为中铁十局集团山东鲁铁工业物资有限公司电气化器材厂工程