二氧化碳半自動焊焊接技術在金屬結構焊接行業中的應用

1、二氧化碳焊接技術發展史

二氧化碳焊接技術發展與金屬結構制造狀況密不可分。上世紀50年代初期，二氧化碳氣保焊技術一經開發，就應用于金屬結構制造，并伴隨著焊接結構設計、制造技術水平的不斷提高，逐漸成為金屬結構焊接的主要方法。其高效、優質、自動化的技術特點，具有良好的應用條件，并且極大地推動了金屬結構焊接技術的發展，在焊接技術發展史上書寫了輝煌的一頁。

2、二氧化碳氣保焊技術的主要特點

通過多年研究與應用實踐，二氧化碳氣保焊技術的主要特點概述為以下幾點:

2.1 生產效率高

二氧化碳氣保焊能夠實現較大的焊接電流，采用Oslash:1.2mm實心焊絲，焊接電流最大可達到350A，Oslash:1.6mm藥芯焊絲的焊接電流可達到500A，電流密度通常為100-300A/mm 2，電弧熱量集中、焊絲熔化速度快、熔敷系數高，而且保持連續焊接，從而提高焊接生產效率，二氧化碳氣保焊可比手工電弧焊提高工作效率1-5倍。

2.2 焊接質量好

二氧化碳氣保焊的自動化程度高，電弧自身調節作用強，焊接過程中電弧穩定性好，人為干擾因素少。電弧可持續燃燒，整條接頭少，金屬組織致密，焊接質量穩定。同時二氧化碳氣保焊電弧氣氛氧化性強，對焊件表面油，銹敏感性低，焊縫金屬擴散氫含量低，大大提高了焊接頭力學性能和抗裂性能。

2.3 二氧化碳氣保焊技術改良了焊接接頭形式

二氧化碳氣保焊技術改良了焊接接頭形式和焊接坡口形式。二氧化碳氣保焊接的焊接熔深較大，在T形接頭形式設計時，當熔深增大時，在保證焊縫金屬承載面積保持不變時，焊腳尺寸往往可以減少。在對按接頭設計時，二氧化碳氣保焊與手工電弧焊相比，焊接坡口角度一般可以減少5°-10°，當采用單邊V形坡口對接焊時，坡口角度為45°，采用錐形噴嘴，就可以使根部焊透，并使焊縫熔合很好，從而有效地減少填充金屬量，減少焊接作業時間和焊接材料消耗。

2.4 能源利用率高

二氧化碳氣保焊的電弧密度高，電弧能量大多有效地用于焊接材料熔化及母材金屬的熔合，獲得每千克熔敷金屬的耗電量較低，Oslash:1.2mm-Oslash:1.6mm實心焊絲約為1.8-2.0為kWh/kg;Oslash:1.2mm-Oslash:2，4mm藥芯焊絲為2.1-2.4KWh/kg，能源利用率高，因此，二氧化碳氣保焊推廣應用有利于節省能源，可比手工電弧焊節電50%-60%，從而減少了能源浪費。

2.5 焊接規范參數調節范圍大

二氧化碳氣保焊同一規格尺寸的焊絲可采用焊接規范參數變化范圍較大，如Oslash;1.2mm實心焊絲，其焊接電流調節范圍可以為60-350A，從而使二氧化碳焊接設備、材料具備較好的適應金屬結構產品的變化能力，減少了儲備焊接材料規格和重量，有利干焊接質量控制和管理。

3、二氧化碳氣保焊技術應用狀況

二氧化碳氣保焊技術在大型金屬結構制造企業中廣泛使用，在中、小型企業中局部使用，制造的金屬結構種類大大增加。

隨著機械行業骨干企業焊接技術改造，二氧化碳氣保焊技術在大型金屬結構制造中廣泛采用。如:太原重型機械(集團)有限公司、第一重型機械有限公司、大連重工集團有限公司等企業，二氧化碳氣保焊完成的焊接金屬結構已占其重量的50%-80%，在大型金屬結構企業中發揮著不可替代的骨干作用。

在中、小型企業中推廣應用與所在地區、所處行業、產品結構特點等因素有較大關系，在焊接技術較為發達的地區、焊接結構較多的企業、技術含量較高的產品，二氧化碳氣保焊推廣使用情況較好。雖然中、小企業中應用情況差別較大，但通過多年宣傳、引導，二氧化碳氣保焊技術已逐漸成為企業技術改造中主要選擇的焊接技術裝備。

3.1 二氧化碳氣保焊設備應用狀況

在二氧化碳氣保焊技術推廣的起步階段，主要由國外進口焊接設備或引進國外技術設備生產，引進焊機有松下電器公司、日本大坂變壓器、美國米勒公司等品牌機型;國內主要有天津電焊機廠、唐山電子設備廠、牡丹江無線電六廠、上海電焊機廠、四平電焊機廠等企業，焊機額定電流大多500A。因為國內企業生產的焊機功能和生產規模與國外廠商有一定的差距，所以大型企業在技術改造中大部分選用價格較高、功能好的進口設備。

在二氧化碳氣保焊技術推廣的發展階段，經過焊接設備制造廠商的合資或獨資開發，額定電流350A、500A的二氧化碳氣保焊半自動焊機，基本實現國內組裝制造，其中北京時代集團公司、天津電焊機廠、唐山松下產業機器有限公司等一批企業生產的主要機型，都具有較好使用功能和可靠性，并陸續在金屬結構企業中成為主要選擇的二氧化碳氣保焊機型，占有一定數量和市場份額，從而改變了大批量進口設備的狀況。

目前也有一些金屬結構企業使用一批二氧化碳氣保焊專業設備及焊接機器人工作站，但總體規模和應用數量比較小。這既與金屬結構企業中成為主要選擇的二氧化碳氣保焊機型，占有一定數量和市場份額，從而改變了大批量進口設備的狀況。

目前也有一些金屬結構企業使用一批二氧化碳氣保焊專業設備及焊接機器人工作站，但總體規模和應用數量比較小。這既與金屬結構產品的生產規模及加工精度有直接聯系，也與專用設備設計、制造水平有關。二氧化碳氣保焊專用設備多用于金屬零件形狀簡單、規格相近，生產批量較大的金屬結構產品生產線，如汽車、摩托等產品零件的焊接。

3.2 二氧化碳氣保焊焊接材料的應用狀況

80年代初至80年代中期，我國針對當時Q235、16Mn等主要結構鋼生產的490MPa級二氧化碳氣保焊實心焊絲，在引進設備、引進技術、開發試制的努力中，已實現部分自給，但是處于供不應求狀態，而且藥芯焊絲基本處于開發研制、試生產狀態，大部分二氧化碳氣保焊焊按材料主要依靠從歐美、日本等國家進口。國產焊接材料與進口焊接材料相比在工藝性能、力學性能方面存在著一定差距。

目前我國二氧化碳氣保焊實心焊絲已經形成一定生產規模，產量和質量也有很大提高。針對Q235、Q345及16Mn等結構鋼的二氧化碳氣保焊焊絲，能夠滿足金屬結構制造的要求，使用最多的實心焊絲主要有ER49-l(H08Mn2SiA)及ER50-6等牌號，規格主要有Oslash;1.2mm、Oslash:1.6mm兩種，國內生產狀態處于供大于求的狀況，但國內備焊絲生產廠家的質量也有較大差別，特別是在焊絲化學成分穩定性、焊絲表面鍍銅質量、焊絲剛度等主要參數方面仍有明顯差異，焊絲質量優良的廠家有天津電焊條廠、上海電力電焊條廠、四川大西洋電焊條廠等廠家。

3.3 金屬結構行業二氧化碳氣保焊技術推廣的人才狀況

金屬結構行業中二氧化碳氣保焊技術推廣工作是在中國焊接協會和中國機械工程學會焊接分會倡導下，結合金屬結構行業自身發展要求，逐步推廣應用的。其中金屬結構行業中焊接技術人員及焊接工人本著對企業技術進步無私奉獻發揮著積極作用。

隨著市場經濟逐步延伸，金屬結構行業的經濟效益普遍滑坡，焊接技術人才嚴重流失，早期從事二氧化碳氣保焊研究及推廣的具有相當經驗的技術人員也有許多離開這項工作，新的技術人員補充不上，使得此項工作受到影響。這就引發了金屬結構行業以及傳統產業技術改造中技術人才的隱患，以及傳統產業技改機制，人才激勵機制等問題，影響了二氧化碳氣保焊技術推廣速度和相應新型技術的開發。而這種機制問題還將影響金屬結構行業的其它技術改造及技術革新工作的開展。