摘要：CO2气体保护焊作为电弧介质并保护焊接区电弧焊，属于熔化极气体保护焊，因焊接效率高，生产成本低，熔透性好、焊接变形小等优点正在逐步取代大部分手工电弧焊和埋弧焊。但随着CO2保护焊在电站锅炉焊接的逐步推广，在实际施工中也出现了很多的问题，本文主要针对CO2气体保护焊在电站锅炉应用中出现的问题进行分析和研究，以更好的促进CO2气体保护焊在电站施工现场的推广和使用。
关键词：CO2气体保护焊；电站；锅炉结构焊接；应用
CO2气体电弧焊是在50年代初出现的一种熔化焊方法，现已成为一种重要的熔化焊方法，我国从1964年开始批量生产CO2气保焊机，自CO2气体保护焊推广应用以来，在机车车辆、汽车、船舶制造及锅炉压力容器制造业，在各种金属结构和金属加工机械的生产等方面应用也十分普遍。但在电站锅炉的焊接施工中受各方面的限制应用非常局限，所以针对CO2气体保护焊在电站锅炉应用中出现的问题，我们进行了系统的技术分析和调查研究，力争使CO2气体保护焊在电站施工现场进行更广泛的推广和使用。
1 C02气体保护焊工作原理及特点
1.1 CO2气体保护焊工作原理
CO2气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条，经送丝轮通过送丝软管送到焊枪，经导电阻导电，在CO2气氛中，与母材之间产生电弧，靠电弧热量进行焊接。CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来，从而保护焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。
1.2 CO2气体保护焊的特点
（1）焊接成本低——CO2气体保护焊是一种高效节能的焊接方法。CO2气体保护焊的经济性很高。
（2）生产效率高——该焊接方法基本上没有熔渣，焊后不需要清渣，节省了许多工时，可以较大地提高焊接生产率。
（3）焊接质量好——CO2气体保护焊是一种低氢型焊接方法，抗锈能力较强，焊缝的含氢量极低，所以焊接低合金钢时，不易产生冷裂纹，受热变形小，同时也不易产生氢气孔。
2 CO2气体保护焊焊接材料选择
2.1 CO2气体
（1）CO2气体的性质。在0℃时饱和气压为3.63Mpa；20℃时饱和气压为5.72Mpa；30℃时饱和气压为7.48 Mpa，因此，CO2气瓶要防止烈日暴晒或靠近热源，以免发生爆炸。
（2）CO2气体纯度对焊接质量的影响。CO2气体纯度对焊缝金属的致密性和塑性有很大影响，CO2气体中的主要杂质是H2O和N2，其中H2O的危害较大，易产生H气孔，甚至产生冷裂缝。焊接用CO2气体纯度不应低于99.8%（体积法），其含水量小于0.005%（重量法）。
（3）混合气体。一般混合气体是在Ar气（无色、无味、密度为1.78kg/m3）中加入20%左右的CO2气体制成，主要用来焊接重要的低合金钢强度钢。
2.2焊丝
（1）实心焊丝
为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝具有一定的力学性能，要求焊丝中含有足够的合金元素，一般采用限制含碳量（0.1%以下），硅锰联合脱氧。焊丝直径常用的有：φ0.8mm、φ0.9mm、φ1.0mm、φ1.2mm、φ1.6mm，焊丝直径允许偏差+0.01，-0.04。电站锅炉中常用的焊丝。
1）用于焊接低碳钢低合金钢的焊丝有：H08MnSiA，H08MnSi，H10MnSi。
2）用于焊接低合金钢强度钢的焊丝有：H08Mn2SiA，H10MnSiMo，H10Mn2SiMoA。
3）用于焊接不锈钢薄板的焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti，H1Cr18Ni9Nb。
（2）药芯焊丝
药芯焊丝用薄钢带卷成圆形管，其中填入一家成分的药粉，以拉制而成的焊丝。采用药芯焊丝焊接，形成气渣联合保护，焊缝成形好，焊接飞溅小。常用的药芯焊丝有：YJ502、YJ507、YJ507、YJ607、YJ707。
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3 CO2气体保护焊焊接规范参数的调节
3.1焊接电流、电弧电压的调节
实芯焊丝：
焊接电流﹥300A时×0.04+20±2=电弧电压；焊接电流﹤300A时×0.05+16±2=电弧电压
药芯焊丝：
焊接电流﹥300A时×0.06+20±2=电弧电压；焊接电流﹤300A时×0.07+16±2=电弧电压
3.2 CO2保护气体流量调节
当焊接电流﹥200A时气体流量15-20L，电流﹤200Ａ时气体流量12-15L。药芯焊丝焊接时，气体流量在15L即可，焊接电流，电弧电压配合参数要求不十分高。实芯焊丝焊接时焊接电流，电弧电压参数配合必须十分准确，假如焊接电流大，电弧电压小时，焊丝无法融化，将会发出啪啦啪啦的响声，焊丝会整节整节的断裂，使焊缝无法成型。假如焊接电流小，电弧电压大时，焊接速度慢，焊接飞溅成大颗粒（清渣是十分困难），产生咬边等缺陷。
3.3焊接运条操作
运条方法分向前运条发、向后运条发两大类，向前运条法适用于大电流、慢焊速的焊接。向后运条发适用于小电流、高焊速的焊接。
1）直线运条法：焊枪和焊件呈45-75°，焊枪不做摆动沿直线向前或向后移动。适用范围：平角焊、立向下焊。
2）划半圆运条法：焊枪和焊件呈45-75°，焊枪作伴圆形运动并向前移动。适用范围：平焊、平角焊、
3）划圆运条法：焊枪和焊件呈45-75°，焊枪划圆形运动并向前移动。适用范围：同划半圆运条相同。
4）锯齿运条法：焊枪和焊件呈60-85°，焊枪划锯齿形状运动并向前移动。适用范围：开破口的平焊、立焊、仰焊。
4 CO2气体保护焊常见缺陷及应对措施
4.1焊接飞溅产生的原因及应对措施
（1）焊丝质量不好，化学成分及机械性能不合格；
（2）焊件及焊丝污物过多及时清除或更换；
（3）焊接回路接触不良，各连接处应连接牢固；
（4）焊枪操作不当，保持正确的高度和角度；
（5）导电嘴、送丝轮、焊丝直径使用不当，导电嘴磨损、送丝轮规格不对、焊丝直径选用过粗等；
（6）焊接规范设置不当，根据焊接条件正确设定焊接电流和焊接电压。
4.2气孔形成的原因及应对措施
（1）CO气孔：气孔一般呈蠕虫状，一般在焊缝中或焊根，主要由焊丝不合格或气体不纯等原因产生；
（2）N气孔：气孔一般为蜂窝状，主要原因是气体保护效果不好。包括风速过大、气体流量过小或不纯、焊丝干伸长度过大、气路被堵塞或漏气造成；
（3）H气孔：气孔一般在表面，呈成针状多为单个气孔且大，氢气孔产生的原因主要是高温时有杂质和有害气体熔入熔池，在熔池凝固时来不及溢出而产生氢气孔，一是焊丝或工件表面上的油、水、漆、绣等杂质过多，可以在焊前尽可能的将工件上的油污、漆、水、铁锈等杂质清理干净；二是焊丝与焊道的角度不合理；焊接时选用合理的焊接规范和焊接角度；三是CO2气体中含有水份，可以将CO2气瓶倒立一段时间后打开阀门先将CO2气体中的水份去除；
总结
CO2气体保护电弧焊作为迅速发展起来的焊接方法在电站锅炉的焊接中应用前景十分广阔。通过对CO2气体保护焊在电站焊接过程中常见缺陷的形成机理及影响因素进行技术分析和实践总结，对如何在电站施工环境下更好利用CO2气体保护焊有了更加清晰的认识，为CO2气体保护焊在电站锅炉及其他钢结构焊接积累了经验，提高了现场焊接生产效率，降低施工成本，保证现场焊接质量起到积极作用，便于CO2气体保护焊在电站施工中更好的推广使用。
参考文献：
[1]刘欣.CO2气体保护焊在锅炉钢架结构生产中的应用[J].焊接技术，2002，31（3）：61-62
作者简介：
高浩，男，出生于1980年6月，毕业于大连理工大学，从事火电安装焊接专业，工程师职称。
论文作者:高浩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：焊丝论文; 气体论文; 电弧论文; 焊枪论文; 气孔论文; 电站论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第27期论文;