对于CO2气体保护焊而言,主要存在三种熔滴过渡形式,即短路过渡、滴状过渡、射滴过渡。以下简过这三种过渡形式的特点、与工艺参数(主要是电流、电压)的关系以及其应用范围。
短路过渡。短路过度是在细
焊丝、低电压和小电流情况下发生的。焊丝熔化后由于斑点压力对熔滴有排斥作用,使熔滴悬挂于焊丝端头并积聚长大,甚至与母材的深池相连并过渡到熔池中,这就是短路过渡形式,见下图:
1)过渡主要特征是短路时间和短路频率。影响短路过渡稳定性的因素主要是电压,电压约为18~21V时,短路时间较长,过程较稳定。
焊接电流和焊丝直径也即焊丝的
电流密度对短路过渡过程的影响也很大。在表(1)中列出了不同焊丝直径时的允许电流范围和最佳电流范围。在最佳电流范围内短路频率较高,短路过渡过程稳定,飞溅大,必须采取增加电路电感的方法以降低
短路电流的增长速度,避免产生熔滴的瞬时爆炸和飞溅。另外一个措施是采用Ar-CO2混合气体(各约50%),因富Ar气体下斑点压力较小,电弧对熔滴的排斥力较小,过程比较稳定和平静。细焊丝工作范围较宽,焊接过程易于控制,粗焊丝则工作范围很窄,过程难以控制。因此只有焊丝直径在ф1.2mm以下时,才可能采用短路过渡形式。短路过渡形式一般适用于薄钢板的焊接。
CO2气体保护焊稳定短路过渡时不同焊丝直径的电流范围
焊丝直径(mm)
允许电流(A)
最佳电流(A)
0.8
60~160
60~100
1.0
70~240
70~120
1.2
90~260
90~175
1.6
110~290
110~200
2.0
120~350
120~250
2)滴状过渡。滴状过渡是在电弧稍长,电压较高时产生的,此时熔滴受到较大的斑点压力、熔滴在CO2气氛中一般不能沿焊丝
轴向过渡到熔池中,而是偏离焊丝轴向,甚至于上翘,如下图所示。由于产生较大的飞溅,因此滴状过渡形式在生产中很难采用。只有在富氩混合气焊接时,熔滴才能形成向过渡和得到稳定的电弧过程。但因富氩气体的成本是纯CO2气体的几倍,在建筑钢结构的生产和施工安装中应用较少。
3)射滴过渡。CO2气体保护焊的射滴过渡是一种自由过渡的形式,但其中也伴有瞬时短路。它是在φ1.6~3.0的焊丝,大电流条件下产生的,是一种稳定的电弧过程。
焊丝直径φ1.2~3.0时,如电流较大,电弧电压较高,能产生如前所述的滴状过渡,但如电弧电压降低,电弧的强烈吹力将会排除部分熔池金属,而使电弧部分潜入熔池的凹坑中,随着电流增在则焊丝端头几乎全部潜入熔池,同时熔滴尺寸减小,过渡频率增加,飞溅明显降低,形成典型的射滴过渡,如下所示。但电流增大有一定限度,电流过大时,电弧力过大,会强烈扰动熔池,破坏焊接过程。
由于射滴过渡对电源动特性要求不高,而且电流大,熔敷速度高,适合于中厚板的焊接,不易出现未熔合缺陷,但由于熔
深大,熔宽也大,射滴过渡用于空间位置焊接时,焊缝成形不易控制。