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CO2气体保护焊在钢结构中的应用

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资治文摘・管理版
2009.05
C O2气体保护焊在钢结构中的应用
沈　雁
(江苏海事职业技术学院,江苏南京
)
CO2气体保护焊具有高效、节能、焊接变形小、焊缝成形美观等优点,因此CO2气体保护焊对我国的钢结构行业整体水平的提高
起着重要的作用。

CO2焊实心焊丝药芯焊丝
随着工业技术的迅猛发展,工业生产能力不断扩大,钢结构的应用范围也在不断扩大,通过广大科技工作者和生产企业的积极努力,钢结构生产技术也逐步走向成熟。

钢结构所选用钢材一般强度级别较低,对钢结构生产企业来说,焊接工艺、设备已不是什么难事,关键是如何在生产过程中提高生产率,降低生产成本。

CO2焊作为一种高效节能的焊接方法,很值得在钢结构生产企业中推广。

钢结构生产在完成放样、下料、装配等工序后,主要的工作量就是焊接。

原则上,手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2气保焊等均可选用。

对于低碳钢和低合金钢应首选气保焊,因为低合金高强钢焊接的主要问题是焊接裂纹和热影响区的脆化和软化,而气保焊最大特点是低氢焊、易控制热输入,而且气保焊效率高、成本低,因为CO2成本低廉,焊丝熔化效率高,作业中不用清渣换焊条,坡口小,坡口加工量少。

一、CO2气保焊技术的主要特点
CO2焊具有其它焊接方法所没有的优点,
无论是气保焊实心焊丝还是药芯焊丝,它们有一些共同的特点,如热量集中、高效,所以气保
焊应成为焊接碳钢和低合金高强钢的主要工艺方法。

CO2气保焊技术的主要特点概述为以下几点。

1.生产效率高。

CO2气保焊能够实现较大的焊接电流,采用Φ1.2mm 实心焊丝,焊接电流可达到350A,Φ
2.4mm 药芯焊丝的焊接
电流可达到500A,电流密度通常为100～300A /mm2,电弧热量集中、焊丝熔化速度快、熔敷系数高,而且保持连续焊接,从而提高焊接生产效率,CO2气保焊可比焊条电弧焊提高工作效率1～5倍。

2.焊接质量好。

CO2气保焊的自动化程度高,电弧自身调节作用强,焊接时电弧稳定性好,人为干扰因素少。

电弧可持续燃烧,整条接头少,金属组织致密,焊接质量稳定。

同时CO2气保焊电弧气氛氧化性强,对焊件表面油污、铁锈敏感性低,焊缝金属扩散氢含量低,大大提高了焊接接头力学性能和抗裂性能。

3.CO2气保焊技术改变了焊接接头和坡口形式。

CO2气保焊的焊接熔深较大,在T 形接头形式设计时,当熔深增大时.在保证焊缝金属承载面积保持不变时,焊脚尺寸可以减少。

在对接接头设计时,CO2气保焊与焊条电
弧焊相比,焊接坡口角度一般可以减少5～10°,当采用单边V 形坡口对接焊时,坡口角度
为45°,采用锥形喷嘴,就可以使根部焊透,并使焊缝熔合很好,从而有效地减少填充金属
量,减少焊接作业时间和焊接材料消耗。

4.能源利用率高。

CO2气保焊的电弧密度高,电弧能量大多有效地用于焊接材料熔化及母材金属的熔合,获得每千克熔敷金属的耗电量较低。

因此,CO2气保焊推广应用有利于节省能源,可比焊条电弧焊节电50%～60%,从而减少了能源浪费。

5.焊接工艺参数调节范围大CO2气保焊
同一规格尺寸的焊丝可采用焊接工艺参数凋
节范围较大,如Φ1.2mm 实心焊丝,其电流调节范围为80～350A,而使CO2焊接设备、材料具备较好的适应金属结构产品的变化能力,减少了储备焊接材料规格和重量,有利于焊接质量控制和管理。

二、关于CO2焊的焊接质量
1.焊接接头的韧性。

焊接接头的韧性包
括焊缝及近缝区韧性,近缝区的韧性主要与近缝区的脆化有关。

所以要提高接头韧性,应控制焊缝的合金化和热循环;而对近缝区只能合理选择母材、控制线能量和热循环。

提高焊缝韧性取决于合金化和冷却速度(线能量和预热等)。

合金化依靠选择焊材和保证过渡,因此手工焊和气保焊药芯焊丝较有
利;对于近缝区,由于母材已定,应从焊接工艺
上控制线能量及预热手段。

所以不管上述的哪种焊接方法,只要能选择合适的焊材和焊接工艺,均可保证韧性要求,但对韧性指标的要求应科学而适当。

因此接头冲击韧度数值应保证其最低平均值达到母材的设计保证值且有一定的余量即可。

2.焊接接头的脆化和软化。

对于钢结构常用钢材-低合金结构钢而言,焊接接头面临的一个问题是保证焊缝的高综合性能,防止热影响区的脆化和软化,保证熔合区和热影响区不发生裂纹并有一定的韧性。

如何同时保证焊缝和综合性能和热影响区的韧性,实践证明虽不是非常困难,但在选择焊接材料及工艺时应保证焊缝金属一定的化学成分,选择合适的线能量与适当的预热和层间温度相配合,从而得到合适的t8/5,以保证热影响在AC1-AC3之间的部分得到合适的组织和晶粒度。

另外
还应控制含氢量,进一步防止冷裂纹的发生。

三、关于CO2焊用实心焊丝和药芯焊丝1.关于实心焊丝。

实心焊丝气保焊的效
率是手工电弧焊的3—4倍,低氢,特别是脉冲焊,在平均电流较低的情况下,达到大熔深,并能控制热输入量和全位置焊的成形。

目前市场上常见的实心焊丝牌号为H08Mn2Si A ,它有较好的工艺性能、力学性能和
抗热裂纹性能,适用范围较为广泛。

通过焊接工艺评定,实心焊丝气保焊足以满足钢结构的各项性能指标。

由于气保焊的特点,熔滴有短路和喷射过渡。

由于短路过渡,熔滴颗粒又大,所以焊接飞溅很大,而CO2气体很难得到细滴喷射。

因此在CO2气体中加入A r 气进行混合气体保护,并随着A r 气量增大,飞溅逐渐减少。

2.关于药芯焊丝。

药芯焊丝气保焊是一种
气-渣联合保护。

焊接时,焊丝和药芯受热熔化,从而在焊缝表面上覆盖了一层薄薄的熔渣,并且焊丝中的药粉含有大量有益的合金元素,可以改善焊缝的性能和质量,而且焊缝成形也比较美观。

药芯焊丝CO2焊兼有CO2焊和手工电弧焊的一些优点,又克服了CO2焊飞溅较大,成形不良等缺点,且熔敷速度是各种焊接方法中最高的,在一定的焊接参数下还能采用大电流进行全位置焊接,对设备要求也比较低。

药芯焊丝焊接质量曾引进人们的怀疑,特别是焊缝的韧性。

只要焊材选择适当,气保焊药芯焊丝完全可以满足母材的性能要求。

综上所述,我们认识到CO2焊优缺点都非常的明显,但是它的缺点掩盖不了CO2焊焊对我国工业发展的重要性!其成本低、焊接效率高、焊接质量好、热量集中焊接变形小、适应范围广和可进行全位置焊接,这些优点正是任何一家钢结构生产制造企业所追求的。

因此CO2气体保护焊对我国的钢结构行业整体水平的提高起着重要的作用!参考文献:
[1]陈清阳,王成文.CO2焊接技术在金属结
构行业中的应用和推广[J ].机械工人.2002,10:22
[2]田锡唐.焊接手册:焊接结构[M ].3版.北
京:机械工业出版社,1992
[3]王鸿斌.船舶焊接工艺[M ].人民交通出版
社,2007
7
91 科学技术。

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钢结构二氧化碳气体保护焊

钢结构二氧化碳气体保护焊

钢结构二氧化碳气体保护焊钢结构二氧化碳气体保护焊是一种常见的焊接技术，广泛应用于各个领域，如建筑、桥梁、船舶等。

本文将探讨钢结构二氧化碳气体保护焊的原理、特点以及应用，并提供相关的操作指南。

一、原理和特点钢结构二氧化碳气体保护焊是一种半自动焊接方法，它使用二氧化碳气体作为保护剂，并通过电弧在焊缝处产生高温来熔化工件的金属材料。

以下是这种焊接方法的原理和特点：1. 原理钢结构二氧化碳气体保护焊的原理是利用电弧在钢结构的焊缝处产生高温，使焊接材料熔化形成焊缝。

同时，通过喷射的二氧化碳气体形成保护气团，防止焊缝周围的金属与氧气接触，从而避免氧化和气孔的产生。

2. 特点（1）操作简单：钢结构二氧化碳气体保护焊是一种比较容易掌握的焊接技术，操作相对简单，适用于不同层次的焊接工人。

（2）焊接效率高：由于二氧化碳气体可以提供较高的热量，因此可实现较快的焊接速度，提高工作效率。

（3）焊缝质量好：二氧化碳气体保护焊能够产生稳定的电弧和较高的热量，从而获得较好的焊缝质量，焊接接头强度高，密封性好，外观美观。

二、操作指南钢结构二氧化碳气体保护焊的操作过程包含以下几个关键步骤，请按照以下指南进行操作：1. 准备工作（1）保证焊接区域的清洁：清除焊接区域的油污、氧化物和其他杂质，保持焊缝表面的干净。

（2）选择合适的焊接电流和电压：根据所焊接工件的材料和厚度，选择适当的焊接电流和电压。

（3）检查设备和气源：确保焊接设备和气源的正常工作，检查气瓶的气压是否足够。

2. 焊接操作（1）采取适当的焊接姿势：保持身体平衡，采取稳定的焊接姿势，使用焊接面罩和防护手套等必要的个人防护装备。

（2）开始焊接：将焊枪对准焊缝，按下电启动按钮，开始焊接。

焊接过程中保持稳定的焊接速度和均匀的焊接电弧。

（3）保持气体保护：在焊接过程中，保持二氧化碳气体喷射，形成稳定的保护气团，避免氧气进入焊缝区域。

（4）控制焊接参数：根据焊接情况，适时调整焊接电流和电压，确保焊缝的质量。

二氧化碳气体保护焊在钢结构施工中的应用探讨

二氧化碳气体保护焊在钢结构施工中的应用探讨

二氧化碳气体保护焊在钢结构施工中的应用探讨【摘要】二氧化碳气体保护焊是一种常用的焊接方法，它在钢结构施工中具有重要作用。

本文从二氧化碳气体保护焊的原理与特点、优势、应用案例、防腐作用以及发展趋势等方面展开探讨。

通过对二氧化碳气体保护焊技术的分析和总结，可以发现这种技术在钢结构施工中的重要性和应用价值。

结论部分指出二氧化碳气体保护焊对于钢结构施工具有重要意义，技术得到了广泛应用，并且在未来的发展中有着广阔的应用前景。

二氧化碳气体保护焊技术在钢结构领域有着不可替代的作用，对工程建设具有重要意义。

【关键词】关键词：二氧化碳气体保护焊、钢结构施工、优势、应用案例、防腐、发展趋势、工程应用、前景广阔1. 引言1.1 二氧化碳气体保护焊在钢结构施工中的应用探讨二氧化碳气体保护焊技术是一种常用的焊接方法，广泛应用于钢结构施工领域。

它通过在焊接过程中向焊接区域供给二氧化碳气体，形成保护气体环境，防止氧气和水汽进入焊接区域，从而避免氧化和杂质等缺陷的产生，提高焊接质量和效率。

在钢结构施工中，二氧化碳气体保护焊具有许多优势。

它能够实现高速、高效的焊接，提高施工效率。

焊缝质量稳定，焊接强度高，具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。

二氧化碳气体保护焊还能够降低焊接成本，减少焊接变形，使得工程施工更加经济高效。

在实际应用中，二氧化碳气体保护焊在钢结构施工中已经取得了许多成功的应用案例。

在建筑结构、桥梁、船舶制造等领域，二氧化碳气体保护焊技术被广泛采用，为工程的顺利完成提供了重要支持。

二氧化碳气体保护焊对于钢结构施工具有重要意义，其技术在工程中得到了广泛应用，并具有较为广阔的发展前景。

通过不断创新和改进，二氧化碳气体保护焊技术将为钢结构领域的发展注入新的活力，推动工程施工的进步和提高。

2. 正文2.1 二氧化碳气体保护焊的原理与特点二氧化碳气体保护焊是一种常用的焊接方法，其原理是通过在焊接区域提供一层气体保护环境，防止氧气和其他杂质进入焊接区域，从而保证焊接质量。

钢结构A-3.钢结构的连接(焊缝)

钢结构A-3.钢结构的连接(焊缝)


侧面角焊缝 f＝0，力N与焊缝长度方向平行。
N f f fw helw
以上各式中： he=0.7hf； lw—角焊缝计算长度，考虑起灭弧 缺陷时，每条焊缝取其实际长度减去2hf。
角焊缝的抗剪强度： Q235钢
Q345钢
160MPa 200MPa
Q390钢、Q420钢
220MPa
焊接连接形式和焊缝形式
接头形式：
对接接头 搭接接头 T形接头 角部连接
焊缝类别：
对接焊缝—— 坡口焊缝 Groove Weld 角焊缝 ——侧面角焊缝、正面角焊缝 Fillet Weld 多为直角焊缝，少数为斜角焊缝
2 2 2 σ 1.8(τ τ∥) f uw
d
a
∥


a
c
d c
角焊缝有效截面上的应力
式中： fuw --焊缝金属的抗拉强度
出于偏于安全考虑，且与母材的能量强度理论的折算 应力公式一致，欧洲钢结构协会（ECCS），将上式的1.8 改为3，即：
2 2 2 σ 3( τ τ∥) f uw
有效截面：有效厚度×计算长度 计算时假定有效截面上应力均匀 分布。
直角角焊缝截面
2）有效截面上的应力状态 在外力作用下，直角角焊缝有效截面上有三个应力： —正应力，与焊缝长度方向（面外垂直） ∥—剪应力，与焊缝长度方向（面内平行） —剪应力，与焊缝长度方向（面内垂直） 国际标准化组织（ISO）推荐 下式确定角焊缝的极限强度
电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的 热量来熔化金属，再通过压力使其焊合。冷弯薄壁型钢的焊 接，常用电阻点焊，板叠总厚度一般不超过12mm，焊点应主 要承受剪力，其抗拉(撕裂)能力较差。
二氧化碳气体保护焊在6mm以下薄板焊接中的应用

二氧化碳气体保护焊在6mm以下薄板焊接中的应用

二氧化碳气体保护焊在6mm以下薄板焊接中的应用摘要：二氧化碳气体保护焊较手工电弧焊（SMAW）焊接薄板有着明显的优势，本文以常见的Q235薄板焊接为例，介绍焊接设备的选择、焊接工艺参数的设置等理论依据，同时深入分析焊接气孔、焊接飞溅的产生原因及有效的预防措施。

薄钢板半自动焊设备及工艺研究是为了改善钢结构施工中薄钢板焊接状况，确定适合2-6mm钢板的焊接工艺，降低对操作工人的专业技能要求减少焊接不确定因数，实现生产效率和焊接质量的提升，进而提高焊接质量水平[1]。

关键词：Q235；薄板；气孔、飞溅0 引言目前金属焊接方法主要分为熔焊、压焊和钎焊三类，在机械类行业中熔化极二氧化碳气体保护焊是最常用的焊接方法。

二氧化碳气体保护焊具有焊接生产率高、成本低、变形量小、质量高等优点，已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、矿山机械部门得到广泛的应用[2]。

二氧化碳气保焊是一种常用且高效的焊接方法，可以实现全位置焊接，在各行各业得到广泛的推广及应用。

针对6mm以下的薄钢板的焊接工艺，我们进行了大量的试验验证及工艺研究，制定了完善的工艺方案。

1本文主要研究内容以常见的低碳钢薄板的焊接为例，研究焊接方法的确定、焊接设备、焊接材料及焊接参数的合理选择；分析气孔、飞溅问题造成的影响及预防措施[2]。

2Q235薄板二氧化碳气体保护焊工艺2.1焊接设备选用主流品牌250型半自动二氧化碳气体保护焊焊机2.2焊接材料母材：Q235 低碳钢；厚度：4 mm；焊缝形式：对接坡口焊缝；金属材料的可焊性主要取决于材料的碳当量，由于低碳钢碳当量较低、焊缝淬硬倾向小、材料塑性好的特点，其具备非常好的可焊性。

同时因板材较薄，焊前无需进行预热、层间温度控制、缓冷、后热等工艺措施。

文中采用的是Q235薄板、平位置焊缝，板材厚度4mm，所以选用0.8 mm焊丝，如表2-1所示。

焊丝牌号为ER50-6或ER70S-3/6实芯焊丝。

表2-1 焊丝的选择母材厚度，mm母材厚度≤4母材厚度≥4焊丝直径选0.5~1.2 1.0~1.6择，mm2.3焊接参数的选择2.3.1焊接电流的选择在选择焊接电流参数时根据焊丝直径、焊接位置、焊缝大小、板材厚度、熔滴过渡形式等因素进行综合考虑，不同熔滴过渡形式下，焊丝直径与焊接电流的关系如表2-2所示。