CO2氣體保護(hù)焊在風(fēng)電場(chǎng)塔筒制作中的實(shí)踐分析

安林超

（中電投電力工程有限公司，上海 200233）

CO2氣體保護(hù)焊是一種極為高效的焊接方式。經(jīng)過(guò)對(duì)CO2氣保焊、焊條電弧焊以及富氬氣保焊進(jìn)行工藝上的比較實(shí)驗(yàn)評(píng)估，決定了除了對(duì)有一定外觀需求的焊縫使用富氬氣體保護(hù)焊之外，剩余的都是用CO2氣體保護(hù)焊。實(shí)驗(yàn)研究證明，這種方式不僅能夠?qū)附拥馁|(zhì)量進(jìn)行保障，還提升了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，使成本大大減少，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)成效。

1 CO2氣體保護(hù)焊工藝

1.1 焊前準(zhǔn)備

（1）將待焊部分以及兩側(cè)的銹跡、油污清理干凈，并且在焊件表面涂上一層飛濺防黏劑，并且還要在噴嘴上涂上一層噴嘴防堵劑。

（2）把CO2氣瓶倒過(guò)來(lái)放置1～2小時(shí)，每間隔半小時(shí)放一次水，放2～3次。

（3）按照焊接工藝試驗(yàn)編制焊接工藝。（4）使用左焊法。

1.2 焊接操作工藝

對(duì)接焊縫操作工藝。

（1）因?yàn)镃O2氣體保護(hù)焊的熔深相對(duì)較大，在板厚小于12毫米的時(shí)候可以使用弓形坡口雙面單道進(jìn)行焊接。對(duì)開(kāi)坡口的對(duì)接接頭，如果坡口相對(duì)較窄，可以使用多層單道旱；如果坡口較寬，可以使用多層多道焊。

（2）在進(jìn)行焊接的時(shí)候焊槍在橫向擺動(dòng)的過(guò)程中，要保證兩側(cè)的坡口有著一定的熔深，讓焊道平整并且有著一定程度的下凹，防止中間凸起，這樣一來(lái)可以使焊縫的兩側(cè)和坡口面之間形成一定的夾角，產(chǎn)生夾渣、未焊透等缺陷。

圖1 實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊示意圖

（3）要對(duì)每層焊道的厚度進(jìn)行一定的控制，讓蓋面焊道的前一層比母材低1.5～2.5毫米，并且一定不要對(duì)坡口兩邊的棱邊進(jìn)行融化，這樣一來(lái)，在進(jìn)行蓋面時(shí)就可以看清楚坡口，進(jìn)而為蓋面提供有利條件。

（4）蓋面焊接時(shí)，在焊接之前應(yīng)該把前一層凹凸不平的地方磨平，焊槍的擺動(dòng)幅度要盡量比填充層大，在擺動(dòng)過(guò)程中的幅度盡量保持一致，并且保持速度的均勻，要對(duì)坡口兩側(cè)的融化狀況進(jìn)行特別關(guān)注，確保熔池的邊緣超過(guò)坡口兩側(cè)的棱邊，并且小于2毫米，防止咬邊。

（5）如果每層都是用多層焊道時(shí)，焊絲應(yīng)該指向焊道和坡口、焊道與焊道之間角平分線(xiàn)的位置，并且焊道之間的重疊要大于焊道寬度的1/3。

1.3 角焊縫操作工藝

（1）在進(jìn)行角焊縫焊接的過(guò)程中，很容易產(chǎn)生咬邊、焊縫下垂或者是未焊透的現(xiàn)象，焊絲和水平板之間的夾角應(yīng)該為40～50度，板厚度越大，焊絲和其之間的夾角就會(huì)越大。

（2）對(duì)焊腳為6～8毫米的角焊縫來(lái)說(shuō)，使用單層單焊道，在焊槍指向距離根部1～2毫米的地方。對(duì)焊腳為6毫米的焊縫來(lái)說(shuō)，使用直線(xiàn)移動(dòng)法進(jìn)行焊接，而對(duì)于焊腳是8毫米的焊縫來(lái)說(shuō)，焊槍?xiě)?yīng)該橫向擺動(dòng)，可以采取斜圓圈形運(yùn)絲法進(jìn)行焊接。

2 CO2氣體保護(hù)焊技術(shù)特點(diǎn)

（1）CO2氣體保護(hù)焊所使用的焊絲材料在價(jià)格上相對(duì)較低，供需充足，和其他種類(lèi)的焊接技術(shù)相比，有著非常低的成本。

（2）CO2氣體保護(hù)焊在焊接過(guò)程中可以對(duì)高密度的電流加以使用，焊絲有著相對(duì)較高的熔覆成效并且在焊接工作完成后所出現(xiàn)的熔渣也是相對(duì)較少的，可以實(shí)行高效率的持續(xù)焊接工作。

（3）CO2氣體保護(hù)焊在進(jìn)行焊接的過(guò)程中所使用的焊接材料是細(xì)焊絲，之后通過(guò)短路過(guò)度進(jìn)行焊接工作，對(duì)所進(jìn)行焊接的物品可以進(jìn)行全面整體性的焊接操作，并且焊接后所產(chǎn)生的變形現(xiàn)象也是相對(duì)較小的。

（4）有著極強(qiáng)的抗裂以及抗銹能力，由于這種技術(shù)對(duì)銹和有的敏感程度較低，也就進(jìn)一步增強(qiáng)了抗銹的能力，焊接的焊縫中有著少量的氫，所以這也就強(qiáng)化了抗裂的能力。

（5）操作簡(jiǎn)單便捷，焊接熔池可見(jiàn)度高。因?yàn)橛兄鄬?duì)較高的可見(jiàn)度，在進(jìn)行焊接的過(guò)程中對(duì)焊接電弧以及熔池所進(jìn)行的監(jiān)控提供了極大的便利，從而能夠?qū)θ鄢剡M(jìn)行合理的控制。

3 CO2氣體保護(hù)焊在風(fēng)電場(chǎng)塔筒制作中的應(yīng)用

3.1 焊接缺陷判斷和定位

在塔筒筒體制作完工后，通過(guò)對(duì)外觀進(jìn)行檢查并且合格后，由相應(yīng)的持證金屬檢驗(yàn)員對(duì)筒體進(jìn)行100%UT探傷，結(jié)果是在多種筒體的縱、環(huán)縫中發(fā)現(xiàn)了斷續(xù)的根部以及間層未焊透、為融合的缺陷和點(diǎn)狀的縮孔。

3.2 焊接施工

塔筒補(bǔ)焊在勻速緩慢均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上進(jìn)行。焊接工作人員一定要接受專(zhuān)業(yè)性的培訓(xùn)，并且獲得CO2氣體保護(hù)焊相應(yīng)的項(xiàng)目焊工擔(dān)任，在補(bǔ)焊過(guò)程中的焊接參數(shù)一定要和焊接工藝流程相互匹配。

3.3 對(duì)焊接進(jìn)行的檢驗(yàn)有外觀檢查和超聲波探傷

使用焊縫檢測(cè)尺或者是目測(cè)的方式進(jìn)行檢查，焊縫的外表不能出現(xiàn)氣孔、裂痕、飛濺、弧坑等，焊縫的外觀檢查合格之后，可以進(jìn)行100%的超聲波探傷，Ⅱ級(jí)為合格。

4 預(yù)防焊接時(shí)金屬飛濺現(xiàn)象的措施

（1）對(duì)焊絲材料中的化學(xué)成分進(jìn)行嚴(yán)格控制。對(duì)焊絲材料中的化學(xué)成分一定要約束在嚴(yán)格規(guī)范的范圍中。這是由于CO2氣體在焊接時(shí)可以將外界的空氣進(jìn)行有效隔絕并且起到一定的保護(hù)作用，但是CO2氣體有著一定的氧化作用，在高溫的作用下可以分解并且可以氧化材料中的金屬元素，對(duì)合金元素產(chǎn)生一定的燒傷，對(duì)焊縫的力學(xué)性產(chǎn)生一定的影響。另外，在進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)候還會(huì)產(chǎn)生一定的CO2氣體，會(huì)導(dǎo)致焊縫中出現(xiàn)氣孔。所以，在生產(chǎn)焊絲材料的過(guò)程中，一定要對(duì)當(dāng)中的化學(xué)成分的含量進(jìn)行一定的控制，進(jìn)而確保良好的焊接工藝。

（2）強(qiáng)化對(duì)焊絲材料生產(chǎn)過(guò)程中的控制。在焊絲材料進(jìn)行的生產(chǎn)中，最重要的就是過(guò)模定徑工序。首先要做的就是對(duì)潤(rùn)滑劑的質(zhì)量以及定徑模具進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范的控制，接著是對(duì)其清潔程度進(jìn)行一定的保證并且根據(jù)規(guī)定的要求進(jìn)行定期的更換，最終對(duì)焊絲的處理工序一定要對(duì)焊絲表面的清潔進(jìn)行保證并且對(duì)其表面的雜質(zhì)以及油污進(jìn)行清理，只有這樣，才能夠有效地確保在進(jìn)行焊接的過(guò)程中不會(huì)受到表面雜質(zhì)的影響進(jìn)而產(chǎn)生飛濺的狀況。

（3）對(duì)CO2氣體保護(hù)焊的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先，要做是就是按照焊接的要求根據(jù)焊絲材料的直徑設(shè)置適當(dāng)?shù)碾娀‰妷阂约昂附与娏鳌Ｆ浯危附拥慕嵌纫线m，從而保證在進(jìn)行焊接的過(guò)程中電弧的穩(wěn)定性以及焊接的成效和質(zhì)量，通過(guò)現(xiàn)實(shí)的操作設(shè)置出焊槍的最佳角度是60度，焊絲的伸出長(zhǎng)度也要進(jìn)行合理設(shè)置，不要太長(zhǎng)，否則會(huì)造成焊接電流逐漸減小并且產(chǎn)生飛濺。焊絲的最佳伸出長(zhǎng)度應(yīng)該是焊絲直徑的10～12倍。最后，在焊絲材料中參加相應(yīng)的活性元素。在焊絲材料的表面增加一定的活性元素可以使焊接點(diǎn)的性能獲得一定的完善和改變，進(jìn)而使金屬飛濺顆粒能夠有效減少，在對(duì)能源進(jìn)行節(jié)約的過(guò)程中還能取得最好的焊接成效。

5 結(jié)語(yǔ)

因?yàn)镃O2氣體保護(hù)焊和其他種類(lèi)的焊接技術(shù)相比有著一定的優(yōu)點(diǎn)，所以在當(dāng)今時(shí)代的很多領(lǐng)域中都獲得了極為廣泛的使用。使用CO2氣體保護(hù)焊技術(shù)在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中有著一定的經(jīng)濟(jì)效益。CO2氣體保護(hù)焊技術(shù)能夠極大地提高焊接生產(chǎn)的成效，減少容器設(shè)備的制造周期，不僅可以節(jié)省焊材還能節(jié)約電能。推廣使用高效率低成本的氣體保護(hù)焊技術(shù)有著非常重要的作用，對(duì)CO2氣體保護(hù)焊的焊縫形成以及對(duì)飛濺現(xiàn)象進(jìn)行一定的控制還需要進(jìn)行不斷的改善和提高。