钢筋焊接工艺

闪光对焊钢筋连接工艺简介钢筋闪光对焊是将两根钢筋安放成对接形式，利用焊接电流通过两钢筋接触点产生的电阻热，使金属熔化，产生强烈飞溅，形成闪光，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法，是电阻焊的一种。1工艺1、连续闪光焊适用于钢筋直径较小，钢筋级别较低的条件，所能焊接的钢筋上限直径根据焊机容量、钢筋级别等具体情况而定，应符合表4-10的规定。连续闪光焊接钢筋上限直径表4-10焊机容量（KV·A）钢筋级别钢筋直径（mm）160Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级252220100Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级20181680Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级161412连续闪光焊的工艺方法：将钢筋夹紧在对焊机的钳口上，接通电源后，使两钢筋端面局部接触，此时钢筋端面的接触点在高电流密度作用下迅速熔化、蒸发、爆破，呈高温粒状金属从焊口内高速飞溅出来；当旧的接触点爆破后，又形成新的接触点，这就出现连续不断爆破过程，钢筋金属连续不断送进（以一定送进速度适应其焊接过程的烧化速度）。钢筋经过一定时间的烧化，使其焊口达到所需要的温度，并使热量扩散到焊口两边，形成一定宽度的温度区，这时，以相当压力予以顶锻，将液态金属排挤在焊口之外，使钢筋焊合，并在焊口周围形成大量毛刺。由于热影响区较窄，故在接合面周围形成较小的凸起，于是，焊接过程结束，两钢筋对接焊成的外形见图4-10。2、预热闪光焊在钢筋直径或级别超出表4-10的规定时，如果钢筋端面较平整，则宜采用预热闪光焊。预热闪光焊的工艺方法：在进行连续闪光焊之前，对钢筋增加预热过程。将钢筋夹紧在对焊机的钳口上，接通电源后，开始以较小的压力使钢筋端面接触，然后又离开，这样不断地离开又接触，每接触一次，由于接触电阻及钢筋内部电阻使焊接区加热，拉开时产生瞬时的闪光。经上述反复多次，接头温度逐渐升高，实现了预热过程。预热后接着进行闪光与顶锻，这两个过程与连续闪光焊一样。采用UN2-150型或UN17-150-1型对焊机进行大直径钢筋焊接时，宜首先采取锯割或气割方式对钢筋端面进行平整处理；然后采用预热闪光焊工艺，并应符合下列要求：闪光过程应强烈、稳定；顶锻凸块应垫高；应准确调整并严格控制各过程的起点和止点。3、闪光-预热闪光焊适用于钢筋端面不平整的情况。闪光-预热闪光焊是在预热闪光之前再增加闪光过程，使不平整的钢筋端面“闪”成较平整的。4、焊后热处理对于IV级钢筋，应采用预热闪光焊或闪光-预热闪光焊工艺进行焊接。当接头拉伸试验结果发生脆性断裂，或弯曲试验不能达到要求时，尚应在焊机上进行焊后热处理，热处理工艺方法如下：（1）待接头冷却至常温，将电极钳口调至最大间距，重新夹紧。（2）应采用最低的变压器级数，进行脉冲式通电加热：每次脉冲循环包括通电时间和间歇时间宜为3s。（3）焊后热处理温度就应在750～850℃（桔红色）范围内选择，随后在环境温度下自然冷却。2常用焊机对焊机由机架、导向机构、动夹具、固定夹具、送进机构、夹紧机构、支座（顶座）、变压器、控制系统等几部分组成，见图2-1和图3-1-1的示意图。对焊机的全部基本部件紧固在机架上，机架具有足够刚性，并且用强度很高的材料（铸铁、铸钢，或用型钢焊成）制作，故在顶锻时不会导致被焊钢筋产生弯曲；导轨是供动板移动时导向用的，有圆柱形、长方体形或平面形的多种。送进机构的作用是使被焊钢筋同动夹具一起移动，并保证有必要的顶锻力；它使动板按所要求的移动曲线前进；并且在预热时能往返移动；在工作时没有振动和冲动。按送进机构的动力类型，有手动杠杆式、电动凸轮式、气动式以及气液压复合式等几种。夹紧机构由两个夹具构成，一个是不动的，称为固定夹具；另一个是可移动的，称为动夹具。固定夹具直接安装在机架上，与焊接变压器次级线圈的一端相接（电气上与机架是绝缘的）的；动夹具安装在动板上，可随动板左右移动，在电气上与焊接变压器次级线圈的另一端相联接。常见的夹具型式有手动偏心轮夹紧、手动螺旋夹紧等，也有用气压式、液压式及气液压复合式等几种。常用对焊机的技术数据见表4-11。表中计量单位L是容积“升”。表中UN2-150型对焊机的动夹具传动方式是电动凸轮式，UN17-150-1型的是气液压复合式，其余三种型号的是手动杠杆挤压弹簧。表中可焊钢筋最大直径的取值根据钢筋强度级别按相应栏中数的范围选用。常用对焊机的技术数据表4-11项目单位型号UN1-50UN1-75UN1-100UN2-150UN7-150-1额定容量负载持续率初级电压次级电压调节范围次级电压调节级数夹具夹紧力最大顶锻力夹具间最大距离动夹具间最大行程连续闪光焊时钢筋最大直径预热闪光焊时钢筋最大直径最多焊拉件数冷却水消耗量KV·A%VV级kNkNmmmmmmmm件/hL/h5025220/3802.9～5.062030803010～1220～22502007520220/3803.52～7.0482030803012～1632～3675200100203804.5～7.684040805016～204020～30200150203804.05～8.1016100651002720～254080200150503803.8～7.61616080903020～2540120600外形尺寸长宽高mmmmmm152055010801520550108018005501150214013601380230011001820重

量kg360445465250019003参数选择图4-12（a）连续闪光焊；（b）闪光－预热闪光焊L1、L2－－调伸长度；a1+a2-烧化留量；c1+c2-顶锻留量；c1'+c2'-有电顶锻留量；c1''+c2''－无电顶锻留量；a1.1+a2.1-一次烧化留量；a1.2+a2.2-二次烧化留量；b1+b2-预热留量（1）调伸长度：指钢筋焊接前两个钢筋端部从电极钳口伸出的长度。（2）烧化留量：指钢筋在闪光过程中，由于“闪”出金属所消耗的钢筋长度。（3）预锻留量：指在闪光过程结束时，将钢筋顶锻压紧后接头处挤出金属而导致消耗的钢筋长度。（4）预热留量：预热过程所需耗用的钢筋长度。2、操作参数（1）闪光速度：闪光过程的速度。（2）顶锻速度：指在挤压钢筋接头时的速度。（3）顶锻压力：将钢筋接头压紧所需要的挤压力。（4）变压器级数：通过钢筋端部的焊接电流大小，是通过焊接变压器级数调节的。3、选择要点（1）闪光对焊应选择调伸长度、烧化留量、顶锻留量以及变压器级数等焊接参数。连续闪光焊的留量应包括烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量；闪光-预热闪光焊的留量应包括一次烧化留量、预热留量、二次烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量。（2）调伸长度的选择，应随着钢筋级别的提高和钢筋直径的加大而增长。当焊接Ⅲ级、Ⅳ级钢筋时，调伸长度宜在40～60mm范围内选用（若长度过小，向电极散热增加，加热区变窄，不利于塑性变形，顶锻时所需压力较大；当长度过大时，加热区变宽，若钢筋较细，容易发生弯曲）。（3）烧化留量的选择应根据焊接工艺方法确定。采用连续闪光焊接时，烧化过程应较长（以获得必要的加热）。烧化留量应等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分（包括端面的不平整度），再加8mm。采用闪光-预热闪光焊时，应区分一次烧化留量和二次烧化留量。一次烧化留量等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分，二次烧化留量不应小于10mm。采用预热闪光焊时，烧化留量不应小于10mm。（4）需要预热时，宜采用电阻预热法。预热留量应为1～2mm，预热次数应为1～4次；每次预热时间应为1.5～2s，间歇时间就为3～4s。（5）顶锻留量应为4～10mm，并应随钢筋直径的增大和钢筋级别的提高而增加（在顶锻留量中，有电顶锻留量约占三分之一）。焊接Ⅳ级钢筋时，顶锻留量宜增大30％。（6）变压器级数应根据钢筋级别、直径、焊机容量以及焊接工艺方法等具体情况选择。（7）对余热处理钢筋（也属于Ⅲ级钢筋）进行闪光对焊时，与热轧钢筋比较，应减小调伸长度，，提高焊接变压器级数，缩短加热时间，快速顶锻，以形成快热快冷条件，使热影响区长度控制在钢筋直径的0.6倍范围之内。（8）操作参数根据钢筋级别和钢筋直径以及焊机的性能各异。一般情况下，闪光速度应随钢筋直径增大而降低，并在整个闪光过程中要由慢到快；顶锻速度应愈快愈好；顶锻压力应随钢筋直径增大而增加；变压器级数要随钢筋直径增大而增高，但焊接时如火花过大并有强烈声响，应降低变压器级数。4操作要领要求被焊钢筋平直，经过除锈，安装钢筋于焊机上要放正、夹牢；夹紧钢筋时，应使两钢筋端面的凸出部分相接触，以利均匀加热和保证焊缝（接头处）与钢筋轴线相垂直；烧化过程应该稳定、强烈，防止焊缝金属氧化；顶锻应在足够大的压力下完成，以保证焊口闭合良好和使接头处产生足够的镦粗变形。出现异常现象或焊接缺陷时，宜按表4-12查找原因和采取措施，及时消除。闪光对焊异常现象、焊接缺陷及消除措施表4-12异常现象和焊接缺陷措

施烧化过分剧烈并产生强烈的爆炸声1、降低变压器级数2、减慢烧化速度闪光不稳定1、清除电极底部和表面的氧化物2、提高变压器级数3、加快烧化速度接头中有氧化膜、未焊透或夹渣1、增大预热程度2、加快临近顶锻时的烧化程度3、确保带电顶锻速度4、加快顶锻速度5、增大顶锻压力接头中有缩孔1、降低变压器级数2、避免烧化过程过分强烈3、适用增大顶锻留量及顶锻压力焊缝金属过烧1、减小预热程度2、加快烧化速度，缩短焊接时间3、避免过多带电顶锻接头区域裂纹1、检验钢筋的碳、硫、磷含量；若不符合规定时应更换钢筋2、采取低频预热方法，增大预热程度钢筋表面微熔及烧伤1、消除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污2、消除电极内表面的氧化物3、改进电极糟口形状，增大接触面积4、夹紧钢筋接头弯折或轴线偏移1、正确调整电极位置2、修整电极钳口或更换已变形的电极3、切除或矫直钢筋的弯折外5质量检查与验收1、分批在同一台班内，由同一焊工完成300个同级别、同直径钢筋焊接接头应作为一批。当同一台班内焊接的接头数量较少时，可在一周之内累计计算；累计如仍不足300个接头，应按一批计算。2、外观检查应从每批抽查10％，且不得少于10个的接头作外观检查。检查结果就符合下列要求：（1）接头处不得有横向裂纹。（2）与电级接触处的钢筋表面，对于Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级钢筋，不得有明显烧伤；对于Ⅳ级钢筋，不得有烧伤。在负温度条件下进行闪光对焊时，对于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级钢筋，均不得有烧伤。（3）接头处的弯折角不得大于4°。（4）接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。经过外观检查，如发现有一个接头不符合要求，就应对全部接头进行检查，剔出不合格接头，切除热影响区后重新焊接。3、力学性能试验（1）取样从每批接头中任意切取6个试件，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验。（2）拉伸试验1）对试验结果的要求：3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度；余热处理钢筋按Ⅲ级钢筋规定，即接头试件的抗拉强度不得低于570N/mm2（见表2-10）。此外，应至少有2个试件断于焊缝之外，并呈延性断裂。2）评定：当试验结果有1个试件的抗拉强度低于上述规定值，或有2个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应再取6个试件进行复验。复验结果若仍有1个试件的抗拉强度低于规定值，或有3个试件断于弯曲中心点，弯心直径见表4-13。当弯至90°时，至少有两个试件不得发生破断（表中d为钢筋直径）。弯曲试验所用的弯心直径

表4-1钢筋级别Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级钢筋直径(mm)≤25＞25≤25＞25≤25＞25≤25＞25弯心直径2d3d4d5d5d6d7d8d如试验结果有2个试件发生破断，应再取6个试件复验。复验结果若仍有3个试件发生破断，应确认该批接头为不合格第四节气体保护电弧焊

气体保护电弧焊简称气体保护焊或气电焊，它是利用电弧作为热源，气体作为保护介质的熔化焊。在焊接过程中，保护气体在电弧周围造成气体保护层，将电弧、熔池与空气隔开，防止有害气体的影响，并保证电弧稳定燃烧。气体保护焊，可以按电极的状态、操作方式、保护气体种类、电特性、极性、适用范围等不同加以分类，常用气体保护焊分类见表3-14。

根据具体情况的不同，气体保护焊可采用不同的气体，常用的保护气体有二氧化碳、氩气、氦气、氢气及混合气体。气体保护焊的优点是：电弧线性好，对中容易，易实现全位置焊接和自动焊接；电弧热量集中，熔池小，焊接速度快，热影响区较窄，焊件变形小，抗裂能力强，焊缝质量好。缺点是不宜在有风的场地施焊，电弧光辐射较强。本节着重介绍氩弧焊和二氧化碳气体保护电弧焊。

一、氩弧焊

氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。

1．非熔化极氩弧焊的工作原理及特点非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常常用氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。如图3-9所示。钨极氩弧焊的特点如下。(1)可以焊接化学性质非常活泼的金属及合金。惰性气体氩或氦即使在高温下也不与化学性质活泼的铝、钛、镁、铜、镍及其合金起化学反应，也不溶于液态金属中。用熔渣保护的焊接方法(如手弧焊或埋弧焊等)很难焊接这些材料，或者根本不能焊接。(2)可获得体质的焊接接头。用这种焊接方法获得的焊缝金属纯度高，气体和气体金属夹杂物少，焊接缺陷少。对焊缝金属质量要求高的低碳钢、低合金钢及不锈钢常用这种焊接方法来焊接。(3)可焊接薄件、小件。(4)可单面焊双面成形及全位置焊接。(5)焊接生产率低。钨极氩弧焊所使用的焊接电流受钨极载流能力的限制，电弧功率较小，电弧穿透力小，熔深浅且焊接速度低，同时在焊接过程中需经常更换钨极。

2．熔化极氩弧焊的工作原理及特点熔化极氩弧焊原理如图3-10所示。

焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如Ar80％＋CO220％的富氩保护气。通常前者称为MIG，后者称为MAG。从其操作方式看，目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比，有如下特点。(1)效率高因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快。另外，容易引弧。(2)需加强防护因弧光强烈，烟气大，所以要加强防护。

3．保护气体(1)最常用的惰性气体是氩气。它是一种五色无味的气体，在空气的含量为0．935％(按体积计算)，氩的沸点为－186℃，介于氧和氦的沸点之间。氩是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品。我国均采用瓶装氩气用于焊接，在室温时，其充装压力为15MPa。钢瓶涂灰色漆，并标有“氩气”字样。纯氩的化学成分要求为：Ar≥99．99％；He≤0．01％；O2≤0．0015％；H2≤0．0005％；总碳量≤0．001％；水分≤30mg／m3。氩气是一种比较理想的保护气体，比空气密度大25％，在平焊时有利于对焊接电弧进行保护，降低了保护气体的消耗。氩气是一种化学性质非常不活泼的气体，即使在高温下也不和金属发生化学反应，从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。氩气也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体，以原子状态存在，在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小，向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的进行。氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，但电弧一旦引燃后就非常稳定。(2)氦气(He)。氦气在空气中的含量很少，按体积计算只占0．0005％，密度约为氩气的1／10。因而为了获得良好的保护效果，就要加大流量。用氦气保护时，电弧电压比氩要高得多，氦弧的发热量要比氩弧大得多。因此，氦气保护焊可焊接大厚度工件及导热性好的材料，如铜及铜合金，也用于不锈钢管的高速机械化焊接。但是，氦气提取的成本费用昂贵，因而应用很少。(3)混合气体。在一种气体中加人少量的另外一种或两种气体后，对细化熔滴、减少飞溅、提高电弧稳定性、改变熔深及提高电弧温度等有一定好处。因而，以氩为主的混合气体熔化极气体保护焊应用十分广泛，如Ar80％＋CO2(5～20)％，Ar95％＋O2(1～5)％，Ar80％＋N220％，Ar＋H2，Ar＋He，Ar80％＋CO215％＋O25％等。

4．非熔化电极(1)非熔化极气体保护焊对电极材料的要求①耐高温，在焊接过程中本身不熔化。②电极要有较高的电子发射能力，要易于引弧及维持电弧的稳定燃烧。从这些要求来看，钨是比较理想的电极材料。(2)常用钨极材料的特点钨极氩弧焊用的非熔化极材料有纯钨极、钍钨极、铈钨极、镧钨极、锆钨极、钇钨极等。其中前三种是最常见的。①纯钨极是使用历史最长的一种非熔化电极。但其有一些缺点：一是电子发射能力较差，要求电源有较高的空载电压；二是抗烧损性差，使用寿命较短，需要经常更换重磨钨极端头。目前主要用于交流电焊接铝、镁及其合金时，利用其破碎氧化膜的作用好的特点。②钍钨极在钨中加入一定量的氧化钍(ThO2)后就成为钍钨极。其电子发射能力高，所需电弧电压低，引弧容易而且稳定，大大延长钨极的使用寿命。但氧化钍(THO2)有微量放射性。③铈钨极在钨中加入2％以下的氧化铈(CeO)，就制成了铈钨极。其主要特点是：没有放射性，许用电流增大，热电子发射能力强，电弧稳定，热量集中，使用寿命长，端头形状易于保持。

5．电流种类和极性氩弧焊既可以使用直流电又可以使用交流电。而在使用直流电时，直流正极性应用最广。电流种类及极性不同时，电弧的特点也截然不同。(1)直流反极性产生两种极重要的物理现象，即“阴极破碎作用和钨极过热问题”。①阴极破碎作用。电流在直流反极性时，由于焊件是阴极，电弧空间的正离子飞向焊接熔池及其附近的区域，质量大的正离子带着很大的动力撞击其表面，释放出很多能量，正离子撞击阴极释放出的能量要比电子撞击阳极表面释放出的能量多。在正离子的撞击作用下，金属表面氧化膜被破坏，甚至发生分解、蒸发而消失，液态金属附近的母材表面清洁而光亮。冷却以后，焊缝表面无氧化膜，成形美观。这就是阴极破碎作用，被广泛应用于化学性质非常活泼的金属，如铝、镁及其合金的焊接。②钨极过热由于钨极是阳极，电子以很高的速度轰击钨极，放出大量的热量，造成钨极温度升高，降低钨极使用寿命，因而除了焊接铝镁合金外，一般很少使用。(2)直流正极性①焊件为正极，经受电子轰击时放出的全部能量转变成热能，焊接熔池深而窄，有利于金属的连接，焊接内应力和变形都小，焊接生产率高。②钨极不易过热，使用寿命长，许用电流值大。③钨极发射电子能力强，电弧稳定。④没有阴极破碎作用，因而不能焊接铝、镁及其合金，但广泛用于碳钢、低合金钢、不锈钢、镍基合金、钛合金、铜合金等的焊接。

二、二氧化碳气体保护电弧焊

二氧化碳气体保护电弧焊简称为CO2气体保护焊或CO2焊，属于熔化极气体保护焊。它是利用CO2气体保护电弧，使电弧与空气隔离，电弧在焊丝和工件之间燃烧，焊丝自动送进，熔化了的焊丝和母材形成焊缝。CO2气保焊分为半自动焊和自动焊两类。CO2气体保护焊是应用最广泛的一种熔化极气体保护电弧焊方法。其主要有以下优点。(1)焊接成本低。CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品，价格低、来源广，其焊接成本约为手弧焊和埋弧焊的40％～50％。(2)焊接生产率高。由于焊丝自动送进，焊接时焊接电流密度大，焊丝的熔化效率高，所以熔敷速度高。焊接生产率比手弧焊高2～3倍。(3)应用范围广。可以焊接薄板、厚板以及全位置的焊接等。(4)抗锈能力强。CO2焊对焊件上的铁锈、油污及水分等，不像其他焊接方法那样敏感，具有较好的抗气孔能力。(5)操作性好，具有手弧焊那样的灵活性。但是CO2气体保护焊也有一些缺点。(1)在电弧空间里，CO2气体氧化作用强，因而需对焊接熔池脱氧，要使用含有较多脱氧元素的焊丝。(2)飞溅大。不论采用什么措施，也只能使CO2焊接飞溅减小到一定程度，但仍比手弧焊、氩弧焊大得多。

1．CO2气体CO2是一种无色、无味的气体。在0℃和1atm(101325Pa)下，密度为1．9768g／L，是空气的1．5倍。CO2在常温下很稳定。焊接用的CO2气是钢瓶的液态CO2汽化形成的。液态CO2是无色液体。其沸点为－78℃，在常温下能迅速汽化，因而从钢瓶放出的是气态的CO2。标准钢瓶容积为40L。经常灌人25kg的液态CO2，占钢瓶容积的80％左右，其余20％的空间则充满了已汽化的CO2。CO2钢瓶为铝白色，字体为黑色。CO2气体的纯度要大于99．5％，其水分要求小于1～2g／m3，O2小于0．1％。通常，为减少CO2气体中的水分，可将气瓶倒置一段时间，然后正放，拧开气阀将上部水分较多的气体放掉。同时在焊接气路系统中可串联一个干燥器或预热器。

2．CO2焊的冶金特点虽然CO2气体在常温下是稳定的，但高温下是不稳定的。在电弧高温作用下有部分CO2要发生下式的分解，即分解出来的原子状态的氧，具有强烈的氧化作用。在电弧区有40％～60％的CO2发生分解，因而在电弧气氛中，同时有CO2、CO和O的存在。而原子状态的氧在液态熔滴和焊接熔池表面，对熔化金属产生如下的氧化反应作用，即在上述反应产物中，SiO2和MnO成为熔渣浮于熔池表面，CO2会逸出到空气里，FeO会进入熔池当中继续和其他元素反应，即所形成的CO不溶于液态金属，形成气泡从液态金属中逸出，由于气体的析出十分猛烈，会使液态金属沸腾，甚至在气泡浮出时使其发生粉碎性的细滴爆炸。CO2气体保护焊时，在焊丝端头和焊接熔池都可能产生这一过程。飞溅也主要是由这一原因造成的。另外，由于焊接熔池的凝固速度快，CO气体来不及逸出，而在焊缝中形成气孔。同时残留在焊缝金属中的FeO，增加了焊缝金属的含氧量，引起力学性能降低。因此，为了解决CO2气体保护焊中FeO的不利影响以及飞溅和气孔的问题，就应加强其脱氧作用，亦即在焊丝当中增加脱氧元素(如Mn、Si等)来抑制FeO的生成和飞溅的形成。

三、气体保护焊的不安全因素

(1)产生有毒气体。由于气体保护焊的电流密度大、弧温高、弧光强，除了金属的蒸发和氧化产生有害的金属粉尘外，还会产生温度较高的有毒气体，如臭氧、氮氧化物和一氧化碳等。例如，氩弧焊时电弧外围空气受热所产生的臭氧和氮氧化物的浓度，分别是手工电弧焊的4．4倍和7倍。(2)弧光辐射强。气体保护焊的弧光辐射强度高于手工电弧焊，例如波长为233～290nm的紫外线相对强度，手工电弧焊为0．06，而氩弧焊为1．0。强烈的紫外线辐射，会损害焊工的皮肤、眼睛和工作服。(3)氩气是一种惰性气体，但其压缩气瓶在运输、储存和使用中，存在着引起气瓶爆炸的危险性。(4)氩弧焊采用高频振荡器引弧，高频振荡器工作期间有电磁场辐射产生，而使用的钍钨极的放射性物质会对操作者带来危害。

四、手工钨极氩弧焊的操作规程

1．准备工作(1)熟悉图样及工艺规程，掌握施焊位置、尺寸和要求，合理地选择施焊方法及顺序。(2)清理好工作场地，准备好辅助工具和防护用品。(3)检查设备。焊机上的调整机构、导线、电缆及接地是否良好；手把绝缘是否良好，地线与工件连接是否可靠；水路、气路是否畅通；高频或脉冲引弧和稳弧器是否良好。(4)检查工件。坡口内不得有熔渣、泥土、油污、砂粒等物存在，在焊缝两侧20mm范围内不得有油、锈，焊丝应进行除油除锈工作。(5)不要在风口处或强制通风的地方施焊。(6)依据工艺文件和产品图样要求，正确选择焊丝。

2．安全技术(1)穿戴好个人防护用品，应在通风良好的环境下工作，工作场地严防潮湿和存有积水，严禁堆放易燃物品。(2)工件必须可靠接地，用直流电源焊接时要注意减少高频电作业时间，引弧后要立即切断高频电源。(3)冬季施焊时，一定要用压缩空气将整个水路系统中的水吹净，以免冻坏管道。(4)修磨钨极时要戴手套和口罩。

3．工艺参数的选择钨极氩弧焊的工艺参数主要有焊接电流种类及极性、焊接电流、钨极直径及端头形状、保护气体流量等。(1)焊接电流种类及大小一般根据工件材料选择电流种类。焊接电流的大小是决定焊缝熔深的最主要参数，它主要根据工件材料、厚度、接头形式、焊接位置选择，有时还考虑焊工技术水平(手工焊时)等因素。(2)钨极直径及端头形状钨极直径根据焊接电流大小、电流极性选择(见表3-14)。钨极端头形状是一个重要工艺参数。根据所用焊接电流种类，选用不同的端头形状，如图3-11所示，尖端角度。的大小会影响钨极的许用电流、引弧及稳弧性能，表3-15列出了钨极不同尖端尺寸推荐的电流范围。

图3-11电极的端头形状

(3)气体流量和喷嘴直径氩弧焊质量在很大程度上取决于氩气的保护效果。在一定条件下，气体流量和喷嘴直径有一个最佳范围，此时，气体保护效果最佳，有效保护区最大。表3-16列出焊接电流和喷嘴直径、气体流量的关系。

氩气保护效果的评定，主要是根据焊缝表面的颜色。焊接表面色泽和气体的保护效果见表3-17。

4．操作技术钨极氩弧焊的操作技术包括引弧、填丝焊接、收弧等过程。(1)引弧①短路引弧法(接触引弧法)，即在钨极与焊件瞬间短路，立即稍稍提起，在焊件和钨极之间便产生了电弧；②高频引弧法，是利用高频引弧器把普通工频交流电(220V或380V，50Hz)转换成高频(150～260kHz)、高压(2000～3000V)电，把氩气击穿电离，从而引燃电弧。(2)收弧①增加焊速法，即在焊接即将终止时，焊炬逐渐增加移动速度；②电流衰减法，焊接终止时，停止填丝使焊接电流逐渐减少，从而使熔池体积不断缩小，最后断电，焊枪或焊炬停止行走。(3)填丝焊接填丝时必须等母材熔化充分后才可填加，以免未熔合，填充位置一定要填到熔池前沿部位，并且焊丝收回时尽量不要马上脱离氩气保护区。

五、CO2气体保护焊操作规程

1．准备工作(1)认真熟悉焊接有关图样，弄清焊接位置和技术要求。(2)焊前清理。CO2焊虽然没有钨极氩弧焊那样严格，但也应清理坡口及其两侧表面的油污、漆层、氧化皮以及铁金属等杂物。(3)检查设备。检查电源线是否破损；地线接地是否可靠；导电嘴是否良好；送丝机构是否正常；极性是否选择正确。(4)气路检查。CO2气体气路系统包括CO2气瓶、预热器、干燥器、减压阀、电磁气阀、流量计。使用前检查各部连接处是否漏气，CO2气体是否畅通和均匀喷出。

2．安全技术(1)穿好白色帆布工作服，戴好手套，选用合适的焊接面罩。(2)要保证有良好的通风条件，特别是在通风不良的小屋内或容器内焊接时，要注意排风和通风，以防CO2气体中毒。通风不良时应戴口罩或防毒面具。(3)CO2气瓶应远离热源，避免太阳曝晒，严禁对气瓶强烈撞击以免引起爆炸。(4)焊接现场周围不应存放易燃易爆品。

3．焊接工艺CO2气体保护焊的工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊丝伸出长度、气体流量等。在其采用短路过渡焊接时还包括短路电流峰值和短路电流上升速度。(1)

焊接电流和电弧电压短路过渡焊接时，焊接电流和电弧电压周期性的变化。电流和电压表上的数值是其有效值，而不是瞬时值，一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围。常用焊接电流和电弧电压的范围见表3-18。

(2)焊丝伸出长度是指导电嘴端面至工件的距离。由于CO2焊时选用焊丝较细，焊接电流流经此段所产生的电阻热对焊接过程有很大影响。生产经验表明，合适的伸出长度应为焊丝直径的10～20倍，一般在5～15mm范围内。(3)气体流量小电流时，气体流量通常为5～15L／min；大电流时，气体流量通常为10～20L／min，并不是流量越大保护效果越好。气体流量过大时，由于保护气流的紊流度增大，反而会把外界空气卷入焊接区。(4)电源极性CO2气体保护焊一般都采用直流反接，飞溅小，电弧稳定，成形好。

气压焊连接工艺简介

钢筋气压焊是采用氧乙炔焰对钢筋对接处进行加热，使其达到塑性状态后，施加适当压力，形成牢固对焊接头的方法。

钢筋气压焊可用于直径为16-40mm的Ⅰ级、Ⅱ级或Ⅲ级钢筋在垂直位置、水平位置或倾斜位置的对接焊接：当两钢筋直径不同时，其两直径的差值不得大于7mm。

1焊接设备

1.基本设备（1）供气装置

包括氧气瓶、溶解乙炔气瓶（或中压乙炔发生器）、干式回火防止器、减压器及胶管等。氧气瓶和溶解乙炔气瓶的使用应遵照国家有关安全规定执行。溶解乙炔气瓶的供气能力应满足现场最大直径钢筋焊接时的供气量要求；若不敷使用时，可多瓶并联使用。（2）多嘴环管加热器

多嘴环管加热器是由氧-乙炔混合室与加热圈组成的加热器具。（3）加压器

由油泵、油压表、油管、顶压油缸组成的压力源装置。（4）焊接夹具

为保证能将钢筋夹紧、安装定位，并施加轴向压力所采用的夹具。

2.使用要求

（1）多嘴环管加热器中氧-乙炔混合室的供气量应满足加热圈气体消耗量的需要；多嘴环管加热器应配备多种规格的加热圈，以满足各不同直径钢筋焊接的需要；多嘴环管加热器的多束火焰应燃烧均匀，调整火焰方便。

（2）加压器的加压能力应不小于现场最大直径钢筋焊接时所需要的轴向压力；顶压油缸的有效行程应不小于最大直径钢筋焊接时获得所需要的压缩长度。

（3）焊接夹具应能夹紧钢筋，当钢筋承受最大轴向压力时，钢筋与夹头之间不得产生相对滑移；应便于钢筋的安装定位，并在施焊过程中保持足够的刚度；动夹头应与定夹头同心，即使是不同直径钢筋焊接，亦应保持同心；动夹头的位移应不小于现场最大直径钢筋焊接时所需要的压缩长度。

2操作要点

1.工艺要求（1）焊前准备

施焊前，钢筋端面应切平，并宜与钢筋轴线相垂直（为避免出现端面不平现象，导致压接困难，钢筋尽量不使用切断机切断，而应使用砂轮锯切断）；切断面还要用磨光机打磨见新，露出金属光泽；将钢筋端部约100mm范围内的铁锈、粘附物以及油污清除干净；钢筋端部若有弯折或扭曲，应矫正或切除。

考虑到钢筋接头的压缩量，下料长度要按图纸尺寸多出钢筋直径的0.6倍至1倍。

根据竖向钢筋（气压焊多数用于垂直位置焊接）接长的高度搭设必要的操作架子，确保工人扶直钢筋时操作方便，并防止钢筋在夹紧后晃动。（2）安装钢筋

安装焊接夹具和钢筋时，应将两根钢筋分别夹紧，并使它们的轴线处于同一直线上；钢筋安装后应加压顶紧，两根钢筋之间的局部缝隙不得大于3mm。（3）焊接工艺过程

进行气压焊时，应根据钢筋直径和焊接设备等具体条件选用等压法（以不变的压力加压）、二次加压法（以确定的压力加压，并经过一次低压力再达到确定的压力）或三次加压法（先用较低压力顶紧，待接头加热到适宜温度时升压；降压，再升压至确定的压力）焊接工艺。在两根钢筋缝隙密合和镦粗过程中，按钢筋横截面面积计算，对钢筋施加的轴向压力应为30-40N/mm2；压焊时间约为150s。

加压法见图4-20，其中（a）、（b）、（c）分别表示等压法、二次加压法、三次加压法。（4）加热

气压焊的开始阶段应采用碳化焰，对准两钢筋接缝处集中加热，并应使其内焰包住缝隙，防止钢筋端面产生氧化。在确认两钢筋缝隙完全密合后，应改用中性焰，以压焊面为中心，在两侧各一倍钢筋直径长度范围内往复进行宽幅加热。钢筋端面的加热温度应为1150-1250℃；钢筋端部表面的加热温度应稍高于该温度，并应随钢筋直径大小而产生的温度梯差确定。（5）成形与卸压

气压焊施焊中，通过最终的加热加压，应使接头的镦粗区形成规定的形状；然后，应停止加热，略为延时，卸除压力，拆下焊接夹具。（6）灭火中断

在加热过程中，如果在钢筋端面缝隙完全密合之前发生灭火中断现