二保焊焊渣飞溅产生的原因是什么？如何有效防止飞溅？

2024-04-03

在现代工业焊接中，**二氧化碳气体保护焊（简称“二保焊”或CO2焊）**因其高效、经济、适应性广等优点，被广泛应用于汽车、船舶、工程机械等领域。然而，在二保焊作业中，一种常见的现象——焊渣飞溅，却常常困扰着焊工和生产管理者。这些在焊接过程中“炸裂”并喷射出的熔融金属颗粒，不仅影响焊接质量，更可能带来安全隐患和经济损失。

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本文将深入剖析二保焊焊渣飞溅的成因、危害，并提供一系列行之有效的高效防治策略，帮助您告别“炸裂”现场，提升焊接效率与产品质量。

一、什么是二保焊焊渣飞溅？

二保焊焊渣飞溅，通常指的是在CO2气体保护焊过程中，从熔池中喷射出并附着在焊缝周围、工件表面、焊枪喷嘴甚至夹具上的熔融金属颗粒。这些颗粒冷却后会形成坚硬的渣点，影响美观和后续工艺。

与手工电弧焊的“焊渣”（保护熔池的药皮熔化产物）不同，二保焊的“飞溅”主要是指熔融金属颗粒，是焊接过程中不稳定性的表现。

二、二保焊焊渣飞溅的成因深度解析

1. 焊接工艺参数不当：

焊接电流过大： 电流过高导致熔深过大，熔池剧烈搅拌，金属液滴脱落不稳，易产生大颗粒飞溅。
焊接电压过高： 电压过高使电弧变长，电弧力增大，熔池稳定性下降，容易导致“喷射过渡”或“短路过渡”不稳定，从而增加飞溅。
送丝速度与电压不匹配： 送丝速度过快而电压偏低，容易导致焊丝频繁短路入熔池，形成“短路爆炸”式飞溅。反之，送丝速度过慢而电压偏高，则容易出现“喷射过渡”不稳。
焊接速度过快或过慢： 速度不当影响熔池的稳定性和熔滴过渡形态，进而引发飞溅。
气体流量不当： 保护气体流量过大，可能吹散熔池，导致飞溅；流量过小，保护不足，熔池氧化，也会导致不稳定和飞溅。

2. 保护气体与焊丝质量：

纯CO2气体： 相较于Ar+CO2混合气体，纯CO2作为保护气体的电弧稳定性相对较差，易产生大颗粒飞溅。
焊丝质量： 焊丝表面不光滑、有锈蚀、直径不均或内部有缺陷，都可能导致送丝不稳定，从而引发飞溅。
气体纯度： 保护气体中含有水分或杂质，会影响电弧稳定性，增加飞溅。

3. 工件表面清洁度：

母材表面存在油污、铁锈、水分、氧化层等杂质，在焊接高温下会分解产生气体，干扰电弧和熔池的稳定，导致飞溅。

4. 焊枪角度与干伸长：

焊枪角度不当： 推焊或拉焊角度不合适，影响电弧力方向，熔池波动，增加飞溅。
干伸长过长： 干伸长（焊丝伸出导电嘴的长度）过长会增加焊丝电阻热，导致焊丝熔化不稳定，熔滴过渡混乱，增加飞溅。

5. 设备状态：

焊机性能不稳定： 输出电流、电压波动大，直接影响电弧稳定性。
送丝机构故障： 送丝轮磨损、送丝管堵塞或弯曲、送丝电机不稳定，导致送丝不畅，产生飞溅。
导电嘴磨损或堵塞： 影响电流传输和焊丝导向，造成接触不良和电弧不稳定。

三、二保焊焊渣飞溅的危害不容忽视

飞溅不仅影响美观，更会带来一系列实际问题：

影响焊接质量： 飞溅物附着在焊缝上或周围，影响焊缝成形，可能导致气孔、夹渣等缺陷，降低焊缝力学性能。
增加清理成本： 焊后清理附着在工件上的飞溅物是一项耗时耗力的工作，增加了人工和材料成本，降低生产效率。
损坏设备： 飞溅物容易堵塞焊枪喷嘴、导电嘴，甚至损坏送丝机构，缩短设备使用寿命。
降低生产效率： 清理飞溅物会延长生产周期，增加停机时间，影响整体生产效率。
安全隐患： 高温飞溅物可能烫伤焊工，甚至引燃易燃物，造成火灾。

四、高效防治二保焊焊渣飞溅的策略

针对上述成因和危害，我们可以采取以下多方面策略来有效防治二保焊焊渣飞溅：

1. 优化焊接工艺参数：

精准匹配电流、电压、送丝速度： 根据焊丝类型、母材厚度、焊接位置，通过小范围测试找到最佳参数组合。通常建议使用喷射过渡或脉冲过渡，以减少飞溅。
控制焊接速度： 确保焊接速度与熔池大小、电弧能量相匹配，维持熔池的稳定。
调整气体流量： 根据喷嘴直径和焊接电流，设置合适的保护气体流量，既要保证保护效果，又要避免气流扰动。

2. 选择优质焊材与保护气体：

选用优质焊丝： 选择表面光洁、直径均匀、无锈蚀的品牌焊丝。
优先使用混合气体： 尽可能选用Ar+CO2混合气体（如Ar+CO2 80/20或82/18），其电弧稳定性优于纯CO2，能显著减少飞溅。
确保气体纯度： 使用高纯度保护气体，避免杂质干扰。

3. 严格工件预处理：

彻底清洁母材表面： 焊接前务必清除母材表面的油污、铁锈、水分、氧化层等杂质，确保焊接区域的清洁度。

4. 调整焊枪角度与干伸长：

保持合适的焊枪角度： 通常建议焊枪角度与垂直方向成10°-15°的推焊或拉焊角度，具体根据工艺调整。
控制干伸长： 保持焊丝干伸长在推荐范围内（通常为10-20mm），避免过长或过短，过长会增加飞溅。

5. 定期维护焊接设备：

检查焊机性能： 定期校准焊机，确保输出电流、电压稳定。
维护送丝机构： 定期清理送丝轮、送丝管，确保送丝顺畅，无卡顿。
及时更换磨损部件： 导电嘴、喷嘴是易耗品，磨损或堵塞会影响焊接稳定性，应及时更换。

6. 采用防飞溅辅助措施：

使用防飞溅剂： 在焊接区域喷涂防飞溅剂（通常为水性或油性），可在工件表面形成一层隔离膜，有效防止飞溅物附着，方便焊后清理。
使用防飞溅膏： 涂抹在焊枪喷嘴内部，防止飞溅物堵塞喷嘴。
设置防飞溅挡板： 在非焊接区域设置物理挡板，阻挡飞溅物。
选择低飞溅焊机或工艺： 考虑采购具有脉冲焊接功能或先进波形控制技术的焊机，这些技术能显著降低飞溅。

总结

二保焊焊渣飞溅是影响焊接质量和效率的常见问题，但并非无法解决。通过深入理解其成因，并采取上述多方面、系统性的防治策略，从焊接参数优化、材料选择、设备维护到辅助措施，都能有效降低飞溅的发生。实施这些策略，不仅能提升焊缝质量、美观度，更能大幅减少焊后清理工作量，提高生产效率，为企业创造更大价值。

希望这篇文章对您有所帮助！如果您在二保焊过程中遇到更多问题或需要进一步的专业指导，欢迎随时咨询。

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