二氧化碳气体保护焊是一种在焊接时采用二氧化碳作为保护气体的焊接技术，二氧化碳气体保护焊主要应用于手工焊接中，通过将二氧化碳作为焊接保护气将能够有效地减少空气中氧气对于焊接区域氧化所带来的影响，提高焊接的效率和质量。二氧化碳气体保护焊作为一种高效的焊接技术在各个领域中都得到了较为广泛的应用,尤其是在我公司生产的石油钻采设备中大多数焊缝都是用此方式焊接。在将二氧化碳气体保护焊技术应用于石油钻机设备的焊接中时应当从焊前准备、焊材选择、焊接参数、焊接操作等各个环节入手提高钢结构件的焊接质量。
一、二氧化碳保护焊技术
CO2气体保护焊是以CO2为保护气体，依靠连续送丝与焊丝之间发生的熔透极强的电弧，金属之间得到充分融合。由于电弧和熔池完全受到二氧化碳气体的保护，可以获得优质焊缝。
二、CO2气体保护焊优缺点
与电弧焊相比较，CO2气体保护焊有如下几方面的优缺点。
1、CO2气体保护焊优点
（1）效率高：由于焊接电流密度大，电弧热利用率高，穿透力强大，熔融焊丝熔化速度深度高，沉积速度快，而且不需要焊后清理熔渣，因此生产率比手弧焊高得多。
（2）低成本：CO2价格低廉，耗电量低，降低成本。
（3）焊接变形小：焊接电弧热集中，焊接面积小，热影响区窄，变形小。
（4）焊接质量好：由于焊缝含氢量少，防锈性能好，抗裂性好，焊接机性能好，熔滴稳定传递，焊缝表面细小、美观、光滑。
（5）易掌握操作，适合全位置焊接。
（6）CO2用于全位置焊接的碳钢和低合金钢。除了焊接结构外，它还用于零件的修复和磨损。
2、CO2气体保护焊缺点
（1）大电流焊接，焊缝表面不如埋弧焊好。
（2）非氧化有色金属不能焊接。
（3）在野外或有风的地方焊接限制高。
（4）电弧强度高，焊接时必须注意保护。
（5）焊工基本素质要求高，否则容易产生焊接缺陷。
三、二氧化碳气体保护焊技术应用流程与质量控制
1、二氧化碳气体保护焊焊接技术分析
在石油钻机某部件的焊接中，母材为Q345D，使用某品牌ER50-6实芯焊丝，采用半自动二氧化碳气体保护焊技术来完成焊接，焊接板材厚度为60mm，焊接时焊丝直径约为1.2mm，焊接前采用氧乙炔火焰加热方式来对焊接区域进行预热，加热到150℃左右，采用中性火焰。
在焊接时焊接工序选用的是以单面焊双面成型为主，通过送丝机来完成焊丝的送絲任务，而后再在操作人员的操作下移动焊枪，由枪头喷出的二氧化碳气体保护罩来保护熔池以形成焊缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆上述形式属于明弧操作，在对此钢构件产品进行焊接时由于板材厚度较厚为达到焊接要求，实现焊接电弧熔深具有足够的深度和较强的穿透力则需要在二氧化碳气体保护焊焊接中严格按照规定的焊接参数来进行作业，用以减少气孔和飞溅现象的产生，提高二氧化碳气体保护焊的焊接质量。
2、打底层部分采用连弧焊焊接
在焊接作业时，必须对焊接区域进行清洁作业，将焊接区域填充层及周边区域的锈迹、污渍以及杂质等及时清理出去，确保焊接区域整洁无污物以免对焊接质量造成影响。在应用二氧化碳气体保护焊技术进行焊接时，首先调节焊接规范，一般打底层应采用较小的焊接参数，然后需要对引弧和熄弧的方法进行选用以及测试气流量的大小，最后将伸出的焊丝端头放置于引弧位置，之后使用按下焊枪开关后即可进行正常的焊接操作。如果采用的是“二步方式”熄弧操作时首先需松开焊枪后熄弧并保持姿势，待二氧化碳气停止输送后完成焊接操作。如果采用的是“四步方式”则第一次按下焊枪开关后放松焊枪开关使其保持正常焊接状态，第二次按下开关进行电流衰减松开焊枪后熄弧并保持姿势，待二氧化碳气停止输送后完成焊接操作。其主要是为了对弧坑凹陷起到填充作用。
3、二氧化碳气体保护焊焊接时的运弧方式
在对石油钻机某产品进行焊接时由于采用的是对接横焊，在对钢构件进行焊接时需要选用锯齿或是正月牙形并进行上下摆动的运弧方式，摆动时在摆动到上下坡口的两侧位置时为避免焊接区域温度过高而导致焊穿或是焊瘤问题可以在摆动到上下坡口两侧位置时停止一段时间。此外，通过上下坡口两侧位置的停止时间还可以避免在焊接时下坡口因温度过低而导致的未熔合问题。
4、二氧化碳气体保护焊焊接时的焊枪角度
在应用二氧化碳气体保护焊技术进行焊接时，在施焊的方向上可以根据实芯或药芯选用左焊法或是右焊法。在焊枪角度的控制上其后倾角度应控制在80°±5°，此外，对于焊枪的把线弯径也需要一直控制在>200mm以上，把线弯径不得过低用以保障送丝作业的正常。
5、熄弧和接头
在应用二氧化碳气体保护焊技术进行焊接的过程中，进行熄弧时需要及时将电弧以横向方向摆动到焊接坡口的一侧回焊5mm时熄弧，在进行焊缝接头时为确保焊接的质量需要将焊接电弧向外压，使得焊接电弧被直接压到焊接坡口的底部位置。在这一作业过程中，需要注意控制好焊缝质量，避免出现接头脱节或是焊缝背面超高、焊瘤等的问题。
6、做好盖面层的处理
在对盖面层进行焊接时根据焊接工艺选用连弧焊焊接方式。焊接时对于盖面层的运弧方式与填充层相似，焊接电弧摆至焊接坡口两侧时停留一定时间，用以使焊缝坡口能够良好的融合。同时对焊缝上、下坡口两侧融合情况进行观测并控制好焊缝余高，避免焊缝层间未熔合或焊道两侧出现咬边缺陷，在盖面层的焊接接头处，引弧从弧坑前端5mm处开始，将电弧引移至弧坑，并将焊接速度控制在一个较为合理范围内用以避免接头处出现过高或脱节缺陷，确保焊缝焊接质量。在二氧化碳气体保护焊焊接过程中，做好焊接电流与电弧电压的控制对于焊接效果有着直接的影响，通过对焊接过程中的焊接电压和焊接电流进行良好的匹配并通过改变送丝速度来调节焊接的电流用以确保在焊接过程中形成良好的焊缝并减少飞溅和焊接缺陷，焊接过程中应尽量采取短路过渡。所采用的电流、电弧电压阐述可以参照相关二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数表。此外，在二氧化碳气体保护焊焊接过程中如焊接现场风力过大将容易导致二氧化碳保护气体无法发挥其应有的作用，需要采用一定的防风措施。对于较为重要的焊缝在焊缝两端应设置尺寸合适的引弧板和引出板，用以避免二氧化碳气体保护焊在焊接的引弧处和收弧处产生焊接缺陷。
结束语
二氧化碳气体保护焊在许多领域都取得了良好的焊接效果，特别是在石油钻机设备中的大量钢结构件的焊接。本文阐述了二氧化碳气体保护焊的基础特点以及分析和介绍了二氧化碳气体保护焊的应用及焊接中应注意的一些问题。
论文作者:周建源
论文发表刊物:《科技新时代》2019年6期
论文发表时间:2019/8/14
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