【正文】 與熔寬的關系 深寬比深寬比說明了焊接時能量的集中程度。深寬比大說明熱輸入小，能量集中程度不夠。由此可以看出熱輸入跟焊縫的深寬比有很重要的關系。同時，能量的大小對于電弧形態(tài)也有影響，能量集中，電弧呈現(xiàn)束狀穿透能力很強。 熱輸入。CO2氣保焊的焊接線能量的計算結果為w1=Ar氣熔化極保護焊下熱輸入的計算結果為w1= CO2電弧焊線能量 Ar氣體保護焊線能量與深寬比的關系 與深寬比的關系CO2的短路過渡形式使得只有在燃弧的時候，電弧的熱量才能傳輸給焊絲伸出的部分，這種周期性的短路過程降低了電弧對母材的熱輸入，使CO2氣熔化極保護焊的深寬比相對Ar氣熔化極保護焊來說要小的多，焊縫成形沒有Ar保護焊好。 電弧形態(tài) 用Ar或富Ar氣體作保護氣體時，這時電弧電場強度較低，有利于電弧擴張，以產(chǎn)生跳弧現(xiàn)象，使得電弧成為錐狀、焊絲端頭成為鉛筆尖狀，而形成射流過渡特點。在Ar+CO2混合氣體保護中，當CO2含量較少時，盡管電場強度增加，跳弧電流也增大，但仍可保持射流過渡狀態(tài)。而由CO2或CO2含量較高的混合氣體保護時，由于CO2的分解，電弧被冷卻，使得電弧電場強度E提高，則電弧難以擴張，也就是電弧被壓縮，電弧集中地作用在熔池的底部的局部表面上，對熔滴產(chǎn)生排斥作用。 焊縫成形系數(shù)CO2氣熔化極保護的焊縫成形系數(shù)的計算結果為Φ1=5 Φ2= Φ3= Φ4= Φ5=Ar氣熔化極保護焊下焊縫成形系數(shù)的計算結果為Φ1=2 Φ2=1 Φ3= Φ4= CO2電弧焊熱輸入 Ar氣體保護焊熱輸入 與焊縫成形系數(shù)的關系 與焊縫成形系數(shù)的關系由圖可以看出，隨著焊接熱輸入的增加，焊縫成形減小。這是因為電流增加時熔深逐漸增大，而熔寬隨著電壓的增加而加大，但是熔寬增加的速度比熔深增加的速度要小很多，這就導致了焊縫成形系數(shù)的減小。焊縫成形系數(shù)小，表明焊縫深而窄，保證了焊縫的充分熔透。與CO2電弧焊相比，Ar氣體保護焊的焊縫成形系數(shù)更小，這不僅是因為Ar氣體保護焊形成了指狀的熔深，導致了中心區(qū)的深度很大使得焊縫成形系數(shù)減小，同時過低的成形系數(shù)也導致了硬度較小，力學性能下降。 熔滴過渡形式熔化極氬弧焊的過渡形式是射流過渡，此時焊絲前端被削成鉛筆狀，熔滴從前端流出，以很細小的顆粒進行過渡。此時強大的等離子流力和高速熔滴的沖擊力在熔池中部產(chǎn)生很大的挖掘作用，將熔池中部的液體金屬排向兩邊和后側，使得電弧直接加熱熔池底部的金屬。于是在熔池中部形成了指狀的熔池凹陷，通常稱為指狀熔深。當向保護氣體中通入CO2等氣體時可改變這種指狀熔深。焊絲的熔化速度由來自電弧的熱輸入量及焊絲的電阻產(chǎn)熱所決定，大致與電弧電流成比例，能很好的表征出焊接的能量。通過作出CO2氣體保護焊和Ar氣保護焊的電流與熔化速度的關系（,）能夠很清晰的看出這兩者在焊接過程中能量的大小以及對于熔池的影響。 CO2電弧焊焊接電流與 Ar氣體保護焊焊接電流熔化速度的關系 與熔化速度的關系由圖可知，CO2電弧焊下的焊絲熔化速度要比純Ar保護氣體焊接時的焊絲熔化速度要慢。左圖是凸曲線，右圖是凹曲線，前者的斜率逐漸減小，后者的斜率逐漸增大。這說明CO2電弧焊下的比熔化量比純Ar保護氣體焊接時的比熔化量要小。 飛濺對比CO2氣體保護焊有很明顯的飛濺，而Ar氣體保護焊則飛濺很少，幾乎沒有。 CO2電弧焊產(chǎn)生飛濺的原因及危害,熔滴和熔池內(nèi)的碳在高溫下被氧化生成CO氣體,隨溫度升高，如果液體金屬內(nèi)部的CO外逸受阻,氣體急劇膨脹會引起大量的細顆粒金屬飛濺。而Ar氣是惰性氣體，它不會與其他元素發(fā)生反應，因而在焊接過程中會很平穩(wěn)。，由于CO2氣體保護焊采用的是短路過渡，在短路過渡的初期，由于電磁收縮力的阻礙作用，同時由于短路時瞬間增大的電流使得熔滴在力和熱的作用下飛濺出去；在短路過渡末期，頸縮小橋的爆斷也會產(chǎn)生飛濺，這也是在焊接過程中聽到“噗噗”聲的原因。與CO2氣保焊不同，Ar氣體保護焊采用的是射流過渡，幾乎無飛濺。金屬飛濺不僅會降低焊絲的熔敷系數(shù),增加焊接成本,而且會使飛濺金屬粘著導電嘴端面和噴嘴內(nèi)壁,引起送絲不暢,使電弧燃燒不穩(wěn)定, 降低氣體保護作用,并使勞動條件惡化,必要時需停止焊接進行噴嘴清理工作。我們在焊接的過程中就曾以為焊絲與導電嘴熔在一起而不得不停下實驗對導電嘴進行打磨處理，這極大的降低了實驗的效率。 減少飛濺的方法通過對比CO2電弧焊和Ar氣體保護焊，發(fā)現(xiàn)Ar氣體保護焊在焊接過程中幾乎沒有飛濺，因此往CO2氣體中通入Ar氣體是一個可行的減小飛濺的措施。在CO2氣體中加入Ar氣后,可改變純CO2氣體的物理和化學性質。隨著Ar氣比例的增大,可細化熔滴,促進弧根的擴展,使飛濺逐漸減少,同時加入的Ar也可改善焊縫的性能。 并且通過對比同組學生使用實芯焊絲進行焊接時的現(xiàn)象，使用藥芯焊絲也能夠很好的減少飛濺。這是因為藥芯焊絲采用氣渣聯(lián)合保護，同時藥芯成分中含有穩(wěn)弧劑，使得電弧穩(wěn)定，熔滴過渡平穩(wěn)，有效地減小飛濺。 力學性能對比 硬度純CO2作保護氣時比純Ar作保護氣時得到的堆焊焊縫的硬度要高。造成這種硬度差異的原因是藥芯焊絲成分與不同保護氣體的氧化還原反應。CO2是氧化性氣體，它在高溫下會分解成CO和O2，這種氧化性氣氛會與焊絲中的合金元素發(fā)生氧化還原反應，使得焊縫中C含量增加。而Ar是單原子的惰性氣體，在高溫下既不分解也不與合金元素發(fā)生氧化還原反應。因為C元素含量的增加使得焊縫的硬度上升，所以純CO2作保護氣時比純Ar作保護氣時得到的堆焊焊縫的硬度要高。第六章 結論本文對Ar氣和CO2氣藥芯焊絲熔化極保護焊的焊接工藝進行了對比研究，得出以下結論：：焊接電流=255265A，焊接電壓=，焊接速度=，氣體流=12L/min；而進行CO2氣熔化極保護焊焊接的最佳參數(shù)為：焊接電流=139161A，焊接電壓=，焊接速度=，氣體流=12L/min。，這不僅因為短路過渡時小橋的爆斷同時CO2氣體下的氧化還原反應生成的FeO也會造成飛濺。使用Ar作為保護氣體進行焊接，熔滴在電弧力和表面張力作用下形成射流過渡，沒有飛濺。，此時熔深較淺；而用Ar作保護氣體時的熔池形狀為指狀，焊縫表面成形良好，魚鱗紋細膩。此時熔深較深，導致了CO2氣熔化極保護焊的深寬比比Ar氣熔化極保護焊的要小。，%，用Ar作保護氣體時，%?；谝陨纤狞c結論，提出了采用Ar+CO2混合氣體進行保護焊接的建議。混合氣體保護可以使焊縫表面成形良好，熔滴過渡平穩(wěn)，有效減小飛濺以及降低焊縫與母材的硬度梯度。參考文獻[1]唐海南. 藥芯焊絲CO2氣體保護焊工藝研究[J]. 裝備制造技術,2009 [2]張良成,張敏. 藥芯焊絲CO2氣體保護堆焊在加氫產(chǎn)品制造中的應用[J].焊 接技術,2001[3]張建英,郭慶. Ar/CO2混合氣在焊接工藝上的應用[J]. 冶金動力,2001[4]熊震宇,張華. Ar/CO2混合氣體保護焊焊縫幾何形狀的試驗研究[J]. 南昌大學學報(工科版),2001 [5]王小玲. Ar/CO2混合氣體保護焊工藝試驗與應用[J]. 焊工之友,2001[6]侯亞芳,馬鳴亮. CO2氣體保護藥芯焊絲堆焊不銹鋼工藝及其應用[J]. 焊接技術,2009 [7]陳長江. 藥芯焊絲混合氣體保護焊的熔敷特性研究[J]. 熱加工工藝,2006 [8]包恒亭,朱紅強,[J]. 科技信息,2009[9]趙家煒. Ar/CO2混合氣體保護焊在壓力容器制造上的應用研究[J].化工施工技術,1998[10]楊春利，林三寶. 電弧焊基礎[M] 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2010[11]左士偉，于治水，經(jīng)敬楠. 焊接熔池形狀的影響因素[J]. 上海工程技術大學學報，2010[12]王寶，楊林，王勇. 藥芯焊絲CO2焊熔滴過渡現(xiàn)象的觀察與分析[J]. 焊接學報，2006[13]尹豐，劉洪偉，陶永順. 保護氣體對實心焊絲氣體保護焊性能的影響[J]. 東方鍋爐，2011[14]張一帆. 減少CO2氣體保護焊金屬飛濺的措施[J]. 機電工程技術，2008[15]張富巨，李朝志. 藥芯焊絲電弧焊的焊縫成形系數(shù)[J]. 焊接技術，1998[16]De Xu,Zaojun Fang,Haiyong Chen,Zhiguo Yan,Min TanInt. Compact visual control system for aligning and tracking narrow butt seams with CO2 gasshielded arc welding[J]. Adv Manuf Technol DOI [17]YeongDo,Park Namhyun,Kang,Steve ,David . Effect of Exothermic Additions on Heat Generation and Arc Process Efficiency in FluxCored Arc Welding[J].Metals And Materials International, Vol. 13, (2007),致謝本論文是在朱軍教授的大力支持與悉心指導下完成的。在本文的撰寫過程中，從論文的選題、構思、修改直至最后的定稿，朱老師都傾注了大量的心血。每次見導師的時候，朱軍深入淺出的講解都使我混沌的思路豁然開朗。同時，朱老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，深厚的學術功底，豐富的實踐知識和對相關學科領域發(fā)展方向的把握都使我受益匪淺。感謝材料學院實驗室趙志國老師、趙利群老師在實驗過程中提供的無私幫助和指導。感謝同組耿青春、龔海磊、馮軍軍、黃震同學給予我的無私幫助和支持。感謝焊接082的同學在共處的四年內(nèi)，給我學習上的幫助和生活中所帶來的快樂。感謝所有關心、支持、幫助過我的老師、同學和朋友。最后，我要感謝我的父母和家人，正是由于他們在我求學過程中給予我的無私支持，才使我能夠順利完成學業(yè)。