二氧化碳气体保护焊在高碳钢生产中的应用探讨

二氧化碳气体保护焊在高碳钢生产中的应用探讨

刘全忠 ,昝少威 ,王海山

中车大同电力机车有限公司  车体车间

摘要：现阶段，焊接科技技术日益发达，特别是气体保护焊技术发展速度也逐渐加快，CO2气体保护焊主要将CO2气体与空气进行隔离，进而为熔池的牢固性、坚硬性提供技术保障，是当前焊接途径中较为先进的方法。CO2气体保护焊由于需要较低的经济成本、操作流程相对简单、焊接效率较高等诸多优势，进而广泛用于建筑领域各项钢结构施工项目过程中。本文首先阐述CO2气体保护焊与高碳钢相关定义，进而探讨CO2气体保护焊在高碳钢生产中的应用策略。

关键词：CO2气体保护焊；高碳钢；应用

前言：当前，部分钢铁企业借助CO2气体通过高温加热而产生的氧化反应，以及CO2气体本身具有较低的含氢率的优势，实施焊接过程中，将熔池中的碳元素进行烧损，进而得到低碳钢组织，并融进焊缝。CO2气体保护焊，作为一种全新突破传统焊接技术，可以方式焊缝出现白口、裂缝现象，并减少了一定的焊接成本，促进焊接质量的提高。

一、CO2气体保护焊与高碳钢相关定义

（一）CO2气体保护焊

1.CO2气体保护焊含义

CO2气体保护焊，简称CO2焊，将CO2气体作为焊接过程中保护气体，进而实现高效焊接。CO2气体保护焊的具体焊接工艺流程操作相对容易，有利于高碳钢的自动焊接以及全方位焊接。CO2气体保护焊由于具有相对较弱的抗风效果，只能在室内进行焊接作业。另外，CO2气体保护焊的经济成本与传统焊接工艺成本相比较低，CO2气体自身也易于制造，因此被各类型企业积极采纳、运用。同时，CO2气体对于零热物理与化学有一定的影响，借助具有脱氧剂的焊丝功能，进而获得内部没有缺陷的相对高质量的焊接接头。以此，CO2气体保护焊成为当下焊接工艺较为主要的焊接技术。

2.CO2气体保护焊优点介绍

CO2气体保护焊需要的焊接费用相对较低，只用普通埋弧焊、焊条电弧焊的40-50%，且产量较多，生产率大约是传统焊条电弧焊的1-4倍。CO2气体保护焊焊接工艺流畅操作简单，即能够事项全角度的焊接，又能够进行向下焊接。经过CO2气体保护焊焊接，其焊缝具有较强的抗裂能力，以及较低的含氮量。CO2气体保护焊焊接之后，产生的变形概率较小[1]。

（二）高碳钢

1.高碳钢含义

高碳钢通过控制温度装置对其进行一定程度的热处理，或者冷波硬化之后，具有较好的抗拉强度和坚韧度，以及良好的韧性极限和疲劳极限，另外，切削性能相对一般，但具有较弱的焊接性以及冷塑性，使得高高碳钢的变形能力相对较差。高碳钢具有较多的含碳量，在水淬炼过程中，容易出现较多的裂缝，因此，普遍运用双液淬火技术处理，对于小截面零件通常运用油淬技术进行处理。高碳钢经历淬火之后，将温度控制在中等，在回火，或者正火，或者在高表面淬火条件下应用。一般用来制作弹簧等耐磨零部件。低碳素工具钢则是指基本上没有添加合金化成分的高碳钢材,时众多工具钢生产过程中，成本较低的钢材。

2.高碳钢特点

高碳钢的优点主要包括在热处理后能够获得很高的硬度(HRC60一65)，以及很高的耐磨性；在退火情况下硬度为中等，具备很高的可磨削能力。高碳钢原材料容易获得，其加工成本也相对较低。高碳钢的缺点主要包括热硬度较低，在工件操作温度超过200℃后，其硬度和耐磨性急剧下降；淬透度较低，水淬时完全淬透的直径一般仅为15-18mm，油淬时完全淬透的最大直径或厚度仅为6mm左右。

二、CO2气体保护焊在高碳钢生产中的应用策略

（一）做好焊接前准备措施，为后期工作提供有效保障

工作人员应做好CO2气体保护焊焊接强准备措施，合理控制CO2气体的流通速度以流量，使CO2气体能均匀的、完整地防护好焊接熔池，避免其他空气流入焊缝中，防止气孔形成。将熔池斜坡上的油痕、浮锈、油污和水分等进行彻底清理，选用适合CO2气体保护焊焊接的电流与速度；焊接过程中注意对枪机倾斜度和焊丝伸出处长度的限制，以避免气洞、未焊透等问题的产生；做好对互层焊道的清洗工作。同时,合理选用焊接件斜坡处长度、装配间距、钝边。为了避免未熔化混合，斜面处度数最好在600左右。

（二）CO2气体保护焊具体参数已经焊接部位的确立

依据CO2气体保护焊具体参数，进而判断其原则。CO2气体保护焊必须选择细焊丝，通过直流电源进行反极性焊接处理。CO2气体保护焊选择灌装的、液态形式的CO2，将气瓶内的气压控制在6MPa，应具有较高浓度的CO2气体。同时，在连接焊接接头以及焊丝上出现油污后，对产生气孔的敏感性也非常低。利用CO2气体保护焊实施焊接工艺流程时，由于其抗风能力较弱，要为室内工作环境进行一定的防风措施，以确保焊接环境风速适宜，一般控制在1.0m/s以下，并且经过实践检验，确认CO2气体焊接参数[2]。

（三）改善CO2气体保护焊在高碳钢的焊接质量

焊接质量作为高碳钢企业长期发展的核心因素，其中，住宅电梯桥箱由于涉及楼房居民的生命安全，而对钢板以及焊接质量有着严格的要求。住宅电梯桥箱钢板一般运用3mm左右薄度的中薄材质。相关工作人员运用C0

2气体保护焊技术，能够降低焊接实践过程中产生的钢板变形概率，有效促进焊接质量与效率的提高。同时，CO2气体保护焊技术含有较低氢量，在高碳钢生产过程中，能够将焊缝中的氢物质量进行一定程度上的减少，从而增强焊缝的防裂能力。

结论：根据CO2气体保护焊在高碳钢生产中的实际应用，能够验证CO2气体保护焊，焊接立焊单面焊双面形成的焊接工艺是有效的。另外，经过众多实践可知，CO2气体保护焊通过焊接工艺流程中的稳定性影响最终的焊接质量，而其稳定性又是依靠温度调节装置，选用适当的焊接参数，以及焊接技术工作人员的焊接实践操作能力决定的。正因如此，焊接技术工作人员必须具备较强的焊接实践操作能力，从而针对各种场合，都能够快速地想出对应的解决策略，借助自己扎实的焊接技术，为焊接效率与质量的提高提供保障。

参考文献：

[1]刘亚伟,黄琼,徐攀,等.CO_2气体保护向下立焊修补工艺试验[J].金属加工(热加工),2021(10):26-29+35.

[2]周凯,李祖臣,费晓明,等.CO_2气体保护表面堆焊无磁耐磨涂层及其性能[J].焊接技术,2020,49(05):8-11+7.