中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266000
摘要：CO2作为保护气体的气体保护焊，叫作CO2气体保护焊，简称CO2焊。它是依靠焊丝与焊件之间产生的电弧来融化被焊金属的一种融化电极气体保护焊方法。在我国，CO2气体保护焊也得到了飞速发展，如今在钢结构、工程机械制造等很多方面都得到了普遍的应用。
关键词：钢结构；CO2保护焊；传统焊接；原理；
引言
二氧化碳气体保护焊是一种在焊接时采用二氧化碳作为保护气体的焊接技术，二氧化碳气体保护焊主要应用于手工焊接中，通过将二氧化碳作为焊接保护气将能够有效地减少空气中氧气对于焊接区域氧化所带来的影响，提高焊接的效率和质量。二氧化碳气体保护焊作为一种高效的焊接技术在各个领域中都得到了较为广泛的应用。在将二氧化碳气体保护焊技术应用于钢结构件的焊接中时应当从焊材选择、焊接参数、焊接操作等各个环节入手提高钢结构件的焊接质量。
1、二氧化碳气体保护焊技术的工作原理
所谓二氧化碳气体保护焊技术，指的就是利用二氧化碳气体（有时候是二氧化碳气体和氧气的混合气体）以及二氧化碳在焊接过程的高温下所产生的氧气气体的保护性能来进行对焊接技术的保护。随着焊接温度的逐步提升，二氧化碳气体以及氧气的氧化性性能也会逐步上升。当焊接温度接近三千摄氏度的时候，二氧化碳气体会分解出很多的氧气，二氧化碳气体和氧气的综合氧化性能已经超过了空气的综合氧化性能，在这样的氧化环境下，会生成大量的氧化铁物质，与此同时，氧化铁物质也会以熔融状态存在于桥梁工程的钢结构之中，这就会在桥梁工程的钢结构之中形成一些相应的气孔，影响到桥梁工程钢结构的使用性能。针对这样的情况，就需要在二氧化碳气体保护焊技术在桥梁工程中的应用过程之中添加一些脱氧元素，保证在生成氧化铁之后，可以及时地还原，防止出现钢结构的烧损问题，保证桥梁工程钢结构的力学性能。与此同时，还要在焊丝之中加入相应的脱氧元素，阻止桥梁工程的钢结构之中铁元素被大量的氧化。如果加入的脱氧元素数量足够多，就可以在保证焊接稳定性的基础上，降低焊接过程出现的飞溅情况，充分地保证桥梁工程钢结构的顺利施工
2、二氧化碳气体保护焊技术的应用特点
二氧化碳气体保护焊焊接时所形成的熔池面积较小且其对周边区域的热影响较小从而使得焊缝质量得以提高。此外相较于焊条电弧焊来说二氧化碳气体保护焊的熔化速度和熔化系数都较高，加之二氧化碳气体保护焊的电弧热量较为集中从而使得二氧化碳气体保护焊的焊接效率大为提高。尤其是采用二氧化碳气体保护焊技术在焊接后无须进行清理工作。在确保焊接质量的同时有效地提高了焊接速度。采用二氧化碳气体保护焊技术进行焊接时整个工序所需要的成本极低，相对于手工电弧焊来说能够降低约50%左右的成本。二氧化碳气体保护焊技术能够应用于任何一个位置的焊接中且二氧化碳气体保护焊所具有的明弧焊形式也有助于掌握了控制焊接状况。采用二氧化碳气体保护焊技术的接头质量较好，这是由于在低碳钢和低合金钢的焊接中，通过合理的选择焊接材料将能够取得较为良好的焊接效果。此外，二氧化碳气体保护焊属于低氢焊接法其在焊接时焊缝之中所扩散的氢含量比值低，从而有效地控制了焊接裂缝的产生。二氧化碳气体保护焊对于锈和水具有一定的抗性。同时在采用二氧化碳气体保护焊技术进行焊接时，由于二氧化碳气体保护焊的电流密度较大可以在焊接中集中更多的电弧能量减少接头处产生变形的概率，提高了接头的承受能力。
3、钢结构二氧化碳气体保护焊技术的实际应用流程
某工程施工中采用的是H钢“劲性柱”竖向连接采用药芯焊丝半自动二氧化碳气体保护焊技术完成焊接。钢材的腹板厚度是60mm，翼板厚度是40mm，柱长长度是4000mm，H钢主要是由埋弧焊焊接完成，药芯焊丝的直径为1.2mm，焊接所采用的热处理是氧乙炔火焰加热方式，火焰为中性火焰。
3.1焊接中的技术分析
本工程中，对于焊接工序选择的方法是以单面焊双面成型为主，通过送丝机来完成送丝环节的任务，之后再在技术人员的操作下来移动热源，最后进行半自动二氧化碳气体保护焊，这种方式属于是明弧操作。需要注意的是，按照工程焊接的标准要求，要实现焊接电弧熔深深度足够并且具有很强的穿透力，就需要依据规定的流程进行，这样也可以避免气孔和飞溅现象发生。
3.2打底层部分采用连弧焊焊接
首先，要对引弧熄弧方法进行明确，这种方法包含有“二步方式”和“四步方式”两者。如果采用的是前者，就要先把引弧熄弧选择开关S2调整至OFF，之后再把伸出的焊丝端头放在引弧位置，再按下焊枪开关就可以进行正常焊接。熄弧操作时要先送开焊枪之后停止送气;如果采用后者是化，先把引弧熄弧选择开关S2调整为ON状态，之后再把焊丝伸出端头放在引弧位置，第一次按下焊枪开关后放松焊枪开关使其保持在正常焊接状态，第二次按照下开关也就是电流衰减，送开焊枪开关停止送气，主要是为了对弧坑凹陷起到填充作用。
3.3具体顺序
第一是先对腹板进行焊接，之后开始对左翼板外侧进行焊接，最后进行后翼板外侧焊接。
3.4运弧方式
因为采用的是对接横焊，因此在焊接时电弧的选择就要以锯齿或者是正月牙形来进行上下摆动，在摆动到上下坡口的两侧位置时可以中间停止一段时间，停止的目的是为了避免温度过高而发生烧穿或焊瘤现象，而且下坡口温度过低出现沟槽的话，就会直接导致在进行填充焊时，发生熔合和夹渣等问题。
3.5焊枪角度
施焊时焊接方向的选择有一定的灵活性，既可以是左焊法，也可以是右焊法。对于焊枪的后倾角控制一般是在75°～85°之间。除此之外，对于焊枪的把线弯径也要始终控制在至少200mm以上，不能过低，以保证送丝的正常及时。
3.6熄弧和接头
在施焊过程中，出现熄弧时，需要及时将电弧以横向方向摆动到坡口一侧回焊5mm时熄弧。在进行接头时，还需要在熄弧位置的后端5mm处进行引弧和预热，在焊接到接头位置时，还要把电弧向外压，直接压到坡口的底部位置，在这一过程中，还需要避免其出现接头脱节或焊缝背面超高、焊瘤等问题。除此之外，焊接到腹板与翼板相交叉时，就要将电弧的深入度加大，这样可以避免其交叉位置出现焊缝死角，导致后期填充困难。
3.7对于盖面层的焊接处理
盖面层的焊接要选择连弧焊方式为主进行，这种方法操作性很强。首先，要由专业人员对焊层进行清理，把填充层的杂物等及时清除，确保其整洁无污物;其次，盖面层运弧方式与填充层相似。电弧摆至坡口两侧时稍作停顿，同时注意焊缝上、下坡口两侧熔合情况，控制焊缝余高，防止层间未熔合或焊道两侧出现咬边等缺陷;第三，盖面层焊的接头尤其重要，电弧在弧坑前端5mm处引弧，将电弧移至弧坑，以适当的焊接速度正常施焊，防止出现接头过高或脱节缺陷。
4、焊接质量控制
（1）焊工必须经考试合格并取得合格证书，持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。（2）焊前应进行焊接工艺评定，并根据评定报告确定焊接工艺。（3）针对本工程焊接节点的特点，通过先焊收缩量较大节点，后焊收缩量较小节点，先单独后整体的合理焊接顺序，使焊接应力得以有效的散失。（4）尽量控制焊缝表面的余高，减少应力集中，所有焊缝余高应控制在0．5～3mm以内。
结束语
二氧化碳气体保护焊作为一种高效的焊接方法，其在建筑钢结构领域的应用越来越广泛，尤其在中厚板焊接中，充分的彰显了其与焊条电弧焊不同的绝佳性能。某钢结构工程便成功地利用二氧化碳气体保护焊完成了几个结构形式各不相同的单体的主体结构的焊接工作，充分利用了二氧化碳气体保护焊的优越性，不但在一定的程度上节约了焊接成本，同时确保了焊接质量，满足了建筑的整体造型要求。
参考文献:
[1]梁涛，李恒灿.CO2气体保护焊焊接Q460C钢中厚板的工艺研究[J].电焊机，2017（6）：126-129.
[2]李振岗，朱彤，张建勋.基于机器人CO2气体保护焊的直接堆焊成形研究[J].焊接技术，2017，36（2）：17-
[3]孙建立,李吉华.二氧化碳保护焊在铆焊制作中的应用[A].2010年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C],2017.