新一代焊接保护气的应用

2018-08-18 15:35:00
陆启蒙
原创
2221

内容摘要: 对比介绍CO 2 和空气化工产品公司的Ferrolinx™保护气焊接特点,用Ferrolinx™保护气焊接时具有更低的飞溅、更低的烟尘和更理想的焊缝成形,因此具有更高的效率和更低的本钱,有很高的推广价值。

熔焊分为火焰焊、 电弧焊、电子束焊、 激光焊和摩擦焊等。电弧焊又包括焊条电弧焊、 气体保护焊埋弧焊。我们说的焊接保护气是指用于气体保护焊用的保护气体,包括钨极氩弧焊(TIG焊),MIG/MAG焊和等离子焊接。本文主要介绍新一代三元焊接保护气及它的成功应用案例。

1.气体的分类及特点

保护气体分活性气体和惰性气体。活性气体有:

CO 2、O 2、N 2、H 2;惰性气体有:Ar、He。

常用的焊接保护气体和混合气有:氩气 (TIG和MIG),CO 2(MAG或CO 2焊接),氩气+CO 2(MAG),氦气(TIG和MIG),氩气+O 2(MAG),氩气+CO 2+O 2(MAG),氩气+氦气 (TIG和MIG),氩气+氦气+CO 2(MAG),氩气+H2(TIG),氩气+CO 2+H2(MAG)。

对于常用的MIG/MAG焊接(以前也称CO 2焊接)是20世纪五六十年代初从国外引进的。欧美发达国家在80年代已经开始全面使用氩气+CO 2二元混合气。

到21世纪,欧美发达国家,以空气化工产品公司(AirProducts)为代表已经开始使用氩气+CO 2+O 2(MAG焊钢)和氩气+CO 2+H 2(MAG 不锈钢)等三元混合气。

大家知道氩气+CO 2 二元混合气与CO 2相比,焊接速度更快,飞溅更少,焊缝成形更好,强度更高。

CO 2焊接特点如下:

(1)用于碳钢的一般目的焊接。
(2)CO 2在电弧中分解成为一氧化碳(CO)和氧气(O 2)。
(3)具有高度氧化性的保护气。
(4)通过焊丝中的还原剂避免产生孔隙。
(5)比氩气温度高——更大的熔深、球根状剖面。
(6)只限于浸送(短路)模式。
(7)较差的电弧稳定性导致形成大熔滴。
(8)较多的飞溅物。

而氩气可作为所有材料的TIG焊,特别是用于铝合金、铜与合金以及对氧气敏感的其他材料的MIG焊。

2.新一代焊接保护气的特点

现在重点介绍以空气化工产品公司(AirProducts)为代表研发的氩气+CO 2+O 2 (MAG焊钢)和氩气+CO 2+H 2(MAG不锈钢)等三元混合气的特点。

氩气/CO 2/O 2混合物(MAG)的特点如下:

(1)结合了CO 2和O 2的好处。
(2)改善电弧稳定性。
(3)优化金属过渡特性。
(4)产生最少的飞溅物。
(4)改善焊缝横截面外形。
(5)稳定焊接特性——短途经渡和喷射过渡。
(6)易用——更适应对参数设置的变化。

在TIG焊中在氩气中添加H 2(最高5%)可增加电弧电压,收缩电弧和熔池,熔深具有更高的深宽比,进步焊接速度。仅针对奥氏体不锈钢(300系列,例如 304、316)在MAG不锈钢焊中在氩气/CO 2中添加H 2(最高1.5%),可增加熔深的深宽比,与等价的氩气/CO 2相比,焊缝表面更明亮。

3.用Ferrolinx™保护气和纯CO 2气来比较焊接碳钢的差别

CO 2保护气由于气体的物理特性,在用作MAG焊的电弧保护气时,在生产效率和质量方面有一定的局限性。我们经过多年的研究,开发出Ferrolinx™混合气来解决CO 2的局限性。

我们分别从焊接速度、飞溅大小或打磨往飞溅、可见的焊缝质量(光滑度、凸出)、烟尘等环境、单位焊接本钱上分别测试。

对于钢结构行业来说,由于焊接工作量大,工作复杂且辛劳,所以进步生产率是大家的希看。我们经过多年的研究,开发出Ferrolinx™混合气可以大大进步焊接效率。近日,我们在龙华某钢结构企业进行了一天的实际的对比试验,实测焊接结果。

(1)焊接速度  由表1可知,使用Ferrolinx™的焊接速度进步了33.4%,由于焊接速度的进步,可大大节约每米焊缝的本钱,增加生产效益,降低单位能耗。

(2)更低的飞溅 使用Ferrolinx™可带来更少的飞溅,飞溅颗粒更小,更轻易清除,每米焊缝的清理时间可减2min。较少的硅化物和干净的焊缝表面,多道焊时带来较少的打磨和清理时间。Ferrolinx™可焊出较平滑的焊缝表面,焊缝高出部分可从CO 2保护焊的30%降到10%。

Ferrolinx™的焊接过程效率比CO 2的焊接过程效率高,这个差别是由于飞溅和烟尘造成的。CO 2的效率是85% ,Ferrolinx™的效率为 94.5%。由于较平滑的焊缝和较高的利用率,可减少单位长度焊缝的焊丝消耗量。

CO 2与Ferrolinx™的表面成形对比。

在同样的焊接时间里,Ferrolinx™的飞溅明显减少,这样可以减少清理喷嘴的时间。同时,导电嘴飞溅少,可保证稳定的送丝、稳定电弧和好的焊接质量。

(3)更低的烟尘  在焊接过程中,我们拍下焊接烟尘的照片,Ferrolinx™的烟尘较少,。

经试验得知,新的三元混合气每米焊缝的本钱比CO 2降低了20%。

4.结语
        在大力提倡低碳经济和可持续发展的今天,由于三元混合焊接保护气体具有高效、节能、降耗、安全和环保等重大优点,因此具有很大的市场潜力。


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