金屬結構中氣體保護焊實心焊絲的應用研究

鄒 樸

（中冶南方武漢鋼鐵設計研究院有限公司，湖北 武漢 430000）

從根本上來講，氣體保護焊的操作工藝如果要得以順利完成，則必須依賴于相應的焊接材料。在目前現存的各類焊接材料中，實心焊絲占有相對較高的比例。針對不同種類的金屬結構而言，與之相適應的保護焊工藝也應當體現為差異性。因此在現階段的氣體保護焊具體施工中，應當能夠緊密結合特定的金屬結構來進行妥善選擇，從而確保氣體保護焊工藝能夠真正符合金屬結構本身的特征。

1 氣體保護焊以及實心焊絲的基本特征

（1）關于氣體保護焊。對于氣體保護焊來講，通常可以將其分成焊槍、焊接電源、送絲系統、冷卻水系統以及供氣系統的幾類關鍵部分。相比于其他種類的焊接工藝而言，氣體保護焊本身具備相對更優的熔池以及電弧可見性，從而便于實現針對焊接參數的靈活調整與及時調整。與此同時，氣體保護焊的整個操作流程并不會帶來較多的焊渣，進而省略了后續的清理焊渣操作，整個施工流程具有簡便性的特征。由于受到熱量集中的影響，那么處于保護電流下的電弧就會控制于較小的焊件變形幅度，并且表現為較小的熔池與較快的焊接操作速度。

圖1 氣體保護焊的基本原理

在目前的現狀下，氣體保護焊已經被運用于自動化以及機械化的多種工業領域，并且還能適用于現階段的機械化焊接。例如針對熔點較高并且具有較強活潑性的合金與其他金屬而言，運用上述的保護焊工藝能夠達到最優的工藝操作水準。此外如果有必要在室外開展焊接操作，那么應當增設必要的擋風設施，以便于妥善保護焊接氣體。

圖2 實心焊絲

（2）關于實心焊絲。與其他的焊絲種類進行對比，可以得知實心焊絲有助于達到相對較高的焊接生產效率，并且還能縮減焊接操作的總體成本。在目前看來，實心焊絲已經能適用于多種多樣的焊接生產流程，尤其是針對較厚的焊接鋼板而言。經過焊接操作以后，應當能獲得優良的焊接質量。由此可見，實心焊絲由于具備自動化以及機械化的顯著優勢，因此可以有效防控焊接變形。

但是不應忽視，實心焊絲運用于現階段的焊接操作也表現為某些工藝缺陷。具體而言，如果選擇了實心焊絲那么通常都很難轉變現有的焊接操作區域，其中根源在于無法順利延長送絲軟管。并且在涉及到露天的焊接操作時，運用實心焊絲還應當增設必要的焊接氣體保護。反之如果沒能增設氣體保護，那么金屬氣孔將會因此而產生。除此以外，實心焊絲還容易受到焊絲質量或者送絲機構的影響，進而阻礙了順利的送絲操作，并且妨礙了焊接成型。

2 當前現存的工藝缺陷

截至目前，實心焊絲的操作工藝已經能適用于焊接操作領域，并且還會帶來突顯的焊接工作效益。然而不應當忽視，目前關于氣體保護焊并沒能真正達到最優的工藝操作水準，并且仍然表現為亟待改進的焊接工藝要點。具體而言，關于氣體保護焊運用于焊接各類金屬結構仍然呈現如下的工藝難題：

2.1 相對單一的焊絲品種

從現狀來看，國內廠商仍然局限于二氧化碳氣體作為最基本的焊接保護氣體，因而呈現較為單一的焊絲種類。關于金屬焊接如果僅限于選擇二氧化碳作為保護氣體，則很可能呈現凸起的焊縫外觀與飛濺的焊料殘渣。同時，運用單一焊絲種類也不利于增強金屬本身具備的疲勞荷載強度。關于混合氣體的富氬焊接操作而言，通常都會選擇特定種類的焊絲。但是相比于國內，美國等較多國家都已能夠選擇含有硅元素或者錳元素的多種焊絲用于完成金屬焊接。因此在目前實踐中，關鍵應當在于拓展可供選擇的焊絲品種。

2.2 忽視研發專用性的有色金屬焊絲

圖3 有色金屬焊絲

近些年以來，航天技術正在日益呈現迅速演變的趨向。對于現階段的航天領域而言，焊接操作的側重點應當在于航天發射塔架的焊接處理。但是從現狀來看，國內仍然欠缺有色金屬焊絲作為上述焊接操作的基本保障，而目前現有的實心焊絲也沒能達到最佳的翹距、抗拉強度與表面質量。

因此可以得知，當前關于有色金屬制成的焊絲應當著眼于全面加以研發，確保能夠從源頭入手來顯著提升目前現存的焊絲質量，并且最終達到保證金屬焊接基本質量的目的。

2.3 焊接工藝本身的性能亟待提升

實心焊絲在現存的金屬焊接中占有顯著地位，然而除了對于合適的焊絲進行選擇以外，目前還需致力于優化焊接工藝。這是由于，當前現存的金屬焊接工藝尚未真正達到應有的工藝完善性，因此阻礙了氣體保護焊的迅速發展。對于多數的國產焊絲而言，焊絲本身并未達到優良的適用性、焊縫成型性與穩定性。在此狀態下，如果要將實心焊絲廣泛適用于焊接生產，那么針對規模較大的金屬焊接操作仍無法予以滿足。

3 探析氣體保護焊運用于金屬結構的具體要點

實心焊絲在目前階段已經被運用于較多類型的金屬部件焊接，此類焊絲本身屬于強度較高的優質焊接材料。近些年以來，金屬焊接的特殊工業領域逐漸表現為更高的焊接操作效率、更優的環保性能與更低的焊接成本趨勢。在此基礎上，目前針對制造各類金屬結構的行業仍然亟待推行全新的氣體保護焊技術。與此同時，關于實心焊絲也要著眼于全面加以研發，進而保證此類焊絲能達到最優的焊接工藝質量。在目前實踐中，關于金屬焊接運用的氣體保護焊技術主要涵蓋如下的技術改進要點：

3.1 研發全新的焊絲品種

在目前看來，關于制造金屬結構如果僅限于原有的焊絲品種與焊接技術，則很難真正適應現階段的金屬焊接工藝。因此為了優化現存的金屬焊接工藝，那么應當更多著眼于新型焊絲種類的全面研發。例如近些年來，技術人員以及某些企業正在嘗試全新焊絲品種的制造與研發，在此前提下誕生了新型的碳鋼焊絲并且能夠適用于較大參數的厚板焊接中。此外，關于混合氣體保護的富氬焊接工藝也在逐步趨向于完善。經由上述的焊接工藝改造，國內現存的各類金屬焊接工藝將會日益表現為更優的成熟性。

3.2 全面掌控制造實心焊絲的新技術

關于制造優質的實心焊絲應當能夠結合此類焊絲的特征，從而運用相適應的焊絲制造工藝予以完成。具體而言，關于制造實心焊絲通常都會涉及層繞技術、拔絲技術、包裝技術與鍍銅技術。因此可見，技術人員針對上述各類制造技術都要致力于逐步加以完善，確保上述技術能服務于實心焊絲質量的提升。此外關于環保型的非鍍銅焊絲來講，應當秉持節能以及環保的焊接領域發展趨向，確保非鍍銅的環保焊絲可以逐漸取代原有的鍍銅型焊絲。

3.3 強化國際協作

焊接材料市場在目前階段整體表現出迅速演變與全面發展的基本趨勢，進而在客觀上突顯了國際協作與國際交流具備的重要意義。具體在目前實踐中，關于金屬結構生產以及實心焊絲制作都要致力于優化工藝。為此，國內技術人員有必要吸納并且借鑒現存的域外工藝經驗，并且逐漸嘗試拓寬現有的國際協作視野。只有強化了綜合性的國際協作，那么針對氣體保護焊的有關技術與工藝才能逐步達到品種齊全、布局優化以及價廉質優的技術改進目標。

4 結語

作為焊接技術領域的高科技材料而言，實心焊絲應當屬于關鍵性的氣體保護焊材料。從目前來看，關于生產實心焊絲已經能達到高效率、高生產質量、環保生產以及低成本的焊絲生產。然而與發達國家進行對比，可見國內現有的氣體保護焊各類相關工藝仍然表現為突顯的工藝發展差距。未來在實踐中，核心舉措仍然應當在于提升氣體保護焊的整體工藝質量，從而全面助推多品種以及高質量的實心焊絲生產發展。