建筑钢结构CO2保护焊熔敷效率论文

建筑钢结构CO2保护焊熔敷效率论文
摘要：通过试验验证，合理地选择焊接参数可以减少焊接飞溅。

常用焊丝ER50-6在进行钢结构焊接时的飞溅率研究，对钢结构加工业焊接成本分析起着重要作用。

0.引言
在钢结构加工制作时，实芯焊丝CO2气体保护焊以焊接成本低，生产效率高、操作简单等一系列优势被广泛应用[1]。

而实芯焊丝CO2气体保护焊的高飞溅率一直是此焊接方法的短板，实芯焊丝CO2气体保护焊的焊接参数匹配情况一直是研究熔敷效率的重点。

熔敷率（术语全称为熔敷效率）是指熔敷金属量与熔化的填充金属（通常指焊芯、焊丝）量的百分比[2]。

钢结构现常用钢种为Q345B，实芯焊丝CO2气体保护焊焊丝大多为ER50-6，重型钢结构行业使用CO2气体保护焊
实芯焊丝CO2气体保护焊熔敷效率的研究对焊接成本分析有着重要的意义。

1.试验
1.1 试验设备与材料
试验用焊机为NBC-500型半自动焊机，电源极性为直流反接；焊丝为实芯焊丝，焊丝型号ER50-6[3]，焊丝直径1.2mm；试件材质为Q345B，规格为10*100*200（mm），试验用天平一台，数字钳式万用表等。

1.2试验重点及难点
使用精密仪器称重天平，称重范围为20Kg，精确度为±0.1g，以保证实验数据的准确性。

每次焊接完成时，焊丝端头的小球需要夹断，每次称重时，需要对夹断的焊丝进行称重并做记录M2。

焊接电流准确值只有在焊接过程中显示，在送丝机上的旋转钮只能粗略的调节，很难保证试验数据符合性。

1.3 试验方法
使用剪板机制作若干规格为10*100*200（mm）的试板，材质为厂内常用的Q345B。

施焊前，使用打磨机对试板表面进行打磨处理，清除掉表面铁锈及油污，用天平称重并记录为原始质量m0；焊接完成后，对试板表面进行清理飞溅等杂物，用天平称重并记录为焊后试板重量m1。

试验用焊丝型号为ER50-6，每次施焊前后对焊丝盘进行称重，并记录焊前质量M0和焊后质量M1。

采用下列公式计算焊丝的熔敷效率（熔敷效率）：
1.4 试验过程
第一次试验时，气体流量保持在20L/min不变，逐渐调节电流电压值，电流值的调节范围为240A～340A，电压值按照理论匹配U=（14+0.05I）V调节[4]，通过试验记录得到电流电压对熔敷效率的影响如图1所示：
实验结果显示，随着焊接电流的增大，焊接熔敷效率呈下降趋势。

第二次试验时，气体流量保持在20L/min不变，电流值选取钢结构中厚板焊接时常用电流240A，逐渐调节电压值的范围为22V～28V，
通过试验记录得到电压对熔敷效率的影响如图2所示：
通过试验分析，随着焊接电压的增大，熔敷效率先升高后降低，这说明选择与焊接电流相匹配的焊接电压可提高熔敷效率。

第三次试验时，焊接电流选取为240A，焊接电压值选取为26V，保护气体流量在15～25L/min内调节，分别为15L/min、18 L/min、20L/min、22 L/min、25L/min。

通过实验记录得到气体流量对熔敷效率的影响如图3所示：
通过试验分析，随着保护气体流量的增加，熔敷效率稍有提升，在气体流量为20～25L/min时，熔敷效率的变化很小。

气体流量很小时，保护气体的作用减小，焊接过程不稳定[5]。

2.结论
通过试验验证，合理地选择焊接参数可以减少焊接飞溅。

常用焊丝ER50-6在进行钢结构焊接时的飞溅率研究，对钢结构加工业焊接成本分析起着重要作用。

[1] 孙明越. 浅谈CO2气体保护焊产生飞溅的原因及控制措施[J] 硅谷，2010.5：141.
[2] 国家标准化管理委员会.GB/T 3375-1994焊接术语 [S]. 中国标准出版社，1994.
[3] 国家标准化管理委员会.GB/T 8110-2008气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 [S]. 中国标准出版社，2008.
[4] 陈祝年.焊接工程师手册. [M]. 北京：机械工业出版社，2009.
[5] 陈长江.药芯焊丝CO2焊的熔敷效率研究[J]造船技术，2005，3：42-43。