co2气体保护焊焊丝中杂质对焊接质量标准的影响

焊丝中所含金属元素对焊接质量标准的影响

对于焊丝中含有Si、Mn、S、P、Cr、AI、Ti、Mo、V等合金元素。这些合金元素对焊接性能有何影响，下面分别说明；

硅（Si）

硅是焊丝中最常用的脱氧元素，它可以防止铁与氧化合，并可在熔池中还原FeO。但是单独用硅脱氧，生成的SiO2熔点高（约1710℃），且生成物的颗粒小，难以从熔池中浮出，易造成焊缝金属夹渣。

锰（Mn）

锰的作用与硅相似，但脱氧能力比硅稍差一些。单独用锰脱氧，生成的MnO密度较大（15．11g／cm3），也不易从溶池中浮出。在焊丝中含锰，除了脱氧作用外，还能和硫化合生成了硫化锰（MnS），并被除去（脱硫），故可降低由硫引起的热裂纹的倾向。 由于单独用硅和锰脱氧，都难以除去脱氧的生成物。故目前多采用硅锰联合脱氧，使生成的SiO2和MnO复合成硅酸盐（MnO·SiO2）。MnO·SiO2的熔点低（约1270℃）且密度小（约3．6g / cm3），在熔池中能凝聚成大块熔渣而浮出，达到良好的脱氧效果。

锰也是钢材中的重要合金元素，也是重要的淬透性元素，它对焊缝金属的韧性有很大影响。

当Mn含量＜0．05％时焊缝金属的韧性很高； 当Mn含量＞3％后又很脆；

当Mn含量 = 0．6～1．8％时，焊缝金属有较高的强度和韧性。

硫（S）

硫在钢中常以硫化铁的形式存在，并呈网状分布在晶粒边界，因而显著地降低钢的韧性。铁加硫化铁的共晶温度较低（985℃），因此，在进行热加工时，由于加工开始温度一般为1150～1200℃，而铁和硫化铁共晶已经熔化，从而导致加工时开裂，这种现象就是所谓“硫的热脆性”。硫的这种性质使钢在焊接时产生热裂纹。因此，一般在钢中对硫的含量都严格加以控制。普通碳素钢、优质碳素钢以及高级优质钢的主要区别就在于硫、磷含量的多少。

前面提到，锰有脱硫作用，这是因为锰可与硫形成高熔点（1600℃）的硫化锰（MnS），它呈粒状分布于晶粒内。在热加工时，硫化锰有足够的塑性，因而消除了硫的有害作用。因此钢中保持一定的含锰量是有益的。

磷（P）

磷在钢中能全部溶于铁素体内。它对钢的强化作用仅次于碳，使钢的强度和硬度增加，磷能提高钢的抗腐蚀性能，而塑性和韧性则显著降低。特别在低温时影响更为严重，这称为磷的冷跪倾向。故它对焊接不利，增加钢的裂缝敏感性。作为杂质，磷在钢中的含量也要加以限制。

铬（Cr）

铬能提高钢的强度和硬度而塑性和韧性降低不大。铬具有很强的耐蚀、耐酸的能力，所以奥氏体不锈钢中一般都含有较多的铬（13%以上）。铬还具有很强的抗氧化能力和耐热性。因此，铬在耐热钢中应用也很广，如12CrMo、15CrMo 5CrMo 等。钢中都含有一定量的铬。

铬是奥氏体钢的重要组成元素和铁素体化的元素，它在合金钢中能提高在高温时的抗氧化能力和机械性能。在奥氏体不锈钢中，当铬镍的总量为40％，Cr／Ni = 1时，有热裂缝倾向；当Cr／Ni = 2．7时，就没有热裂缝倾向。所以一般18－8型钢中Cr／Ni = 2．2～2．3左右时，铬在合金钢中就容易产生碳化物，使合金钢导热变差，容易产生氧化铬，使焊接造成困难。

铝（AI）

铝是强烈的脱氧元素之一，故用铝作脱氧剂，不仅可少产生FeO，且易于使FeO还原，有效地抑制在熔池中产生的CO气体的化学反应，提高抗CO气孔的能力。另外，铝还能和氮化合而起固氮作用，故也能减少氮气孔。但是用铝脱氧，生成的AI2O3熔点很高（约2050℃），以固态存在熔池中，容易引起焊缝夹渣。同时，含铝的焊丝容易引起飞溅，铝的含量过高还会降低焊缝金属抗热裂能力， 因而焊丝中含铝量必须严格控制，不宜过多。若在焊丝中含铝量控制适当，则在焊缝金属的硬度、屈服点、抗拉强度均稍有提高。

钛（Ti）

钛也是一种强烈的脱氧元素，且也能和氮化合成TiN而起固氮作用，提高焊缝金属抗氮气孔的能力。 若Ti和B（硼）在焊缝组织中含量适当，可以使焊缝组织得到细化。

钼（Mo）

钼在合金钢中能提高钢的强度、硬度，细化晶粒，防止回火脆性和过热倾向，提高高温强度、蠕变强度及持久强度、含 钼小于0．6％时，可以提高塑性，减少产生裂纹的倾向，提高冲击韧性。钼有促进石墨化的倾向。故一般含钼的耐热钢如16Mo、12CrMo、15CrMo等含钼量约在0．5％左右。钼在合金钢中的含量在0．6 ～1．0％时，钼会使合金钢的塑性和韧性下降，增加合金钢的淬火倾向。

钒（V）钒可提高钢的强度，细化晶粒，降低晶粒长大倾向，提高淬硬性。钒是较强烈的碳化物形成元素，所形成的碳化物在650℃以下都是稳定的。有时效硬化作用。钒的碳化物具有高温稳定性，因而能提高钢的高温硬度。钒能够改变碳化物在钢中的分布状况，但是钒容易生成难熔的氧化物，增加了气焊和气割的困难。一般焊缝中含钒量在0．11％左右时，可以起到固氮作用，变不利为有利。

如何预防焊丝中杂质对焊接质量的影响

一、焊丝储存方面的预防

首先焊丝要选用合乎国家标准的大厂商生产的焊丝。其次对已入库焊丝要注意科学的保养和存放

1、 产品拆封后，在保质期内你可以直接施焊，不需任何焊前处理。产品出厂包装密封条件下金桥焊条可保存二年以上，拆开包装后注意塑料密封，至于干燥、通风处，以免焊丝表层氧化。

2、 产品应置于通风、干燥及酸、碱、油介质隔离的地方存放。

3、 产品在运输中应避免摔撞和受潮，以免损坏焊丝盘和影响焊丝质量。

4、 焊丝拆去包装后，建议在焊丝上方施加适当的防尘遮盖物。

5、 对于超过保存期的焊丝，建议在焊前进行焊丝表面清理。

二、 焊接过程中的预防

焊接过程中严格按照二保焊焊接参数进行焊接，可以有效避免焊丝中杂质对焊接质量的影响。

（1）焊丝直径

焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。焊接薄板或中厚板的全位置焊缝时，多采用1.6mm以下的焊丝（称为细丝CO2气保焊）。焊丝直径的选择参照下表

（2）焊接电流焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快，则焊接的电流就越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为60~250A，即以短路过渡形式焊接时，焊缝熔深一般为1mm~2mm；只有在300A以上时，熔深才明显的增大。

（3）电弧电压短路过渡时，则电弧电压可用下式计算： U=0.04I+16±2(V)此时，焊接电流一般在200A以下，焊接电流和电弧电压的最佳配合值见表2。当电流在200A以上时，则电弧电压的计算公式如下。U=0.04I+20±2(V)

（4）焊接速度半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为18m/h~36m/h；自动焊时，焊接速度可高达150m/h。

（5）焊丝的伸出长度一般的焊丝的伸出长度约为焊丝的直径的10倍左右，并随焊接电流的增加而增加。

（6）气体的流量正常的焊接时，200A已下薄板焊接，CO2的流量为10L/min~25L/min.200A以上厚板焊接，CO2的流量为15L/min~25L/min.粗丝大规范自动焊为25L/min~50L/min。