CO2焊接简述.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,CO,2,气保焊焊接技术交流,高级技工：赵建勋,西安科技大学机械设计制造及其自动化专业,2010.1.6,e-mail,：,zhaojianxun018,QQ,：,337296869,电话：,13733777367,两棵树的命运,农夫在地里种下了两粒种子,，,很快它们变成了两颗同样大小的树苗。第一棵树开始就决心长成一棵参天大树,，,所以它拼命地从地下吸收养料,，,储备起来，滋润每一枝树干，盘算着怎样向上生长。由于这个原因，在最初的几年,，,它并没有结出果实，这让农夫很恼火。相反,，,另一棵树，也拼命地从地下吸取养料,，,打算早点开花结果，它做到了这一点。这使农夫很欣赏它,，,并经常浇灌它。,时光飞转，那棵久不开花的大树由于养分充足,，,身强体壮，终于结出了又大又甜的果实。而那棵过早开花的树,，,却由于还未成熟时，便承担起了开花结果的任务,，,所以结出的果实苦涩难吃，并不讨人喜欢,，,相反却因此而累弯了腰。农民诧异地叹了口气,，,终于用斧头将它砍倒，充作柴火烧了。,优质产品出自优秀员工之手,一个强盛的民族、伟大的国家,，,需要强大的科技,、,强大的工业支撑；一个强大的科技、强大的工业，离不开先进的装备与技术，离不开优秀的人才及一大批掌控先进装备的菁英和技术能手。,我国是当今世界迅速崛起的发展中国家，现代工业建设的持续发展，急需大量有知识又有高超实际操作能力的复合型技能人才，焊工更是如此。随着制造业学科交叉综合化、柔性集成化、智能数字化、精密微型化、高效清洁化的发展总趋势，焊接在及时吸收了主流学科之精华的同时，已经从一门应用学科，发展成为一门先进的制造技术。其在国民经济建设中的显赫作为和丰实贡献，令世人瞩目；焊接工作者的娴熟技艺也令无数人叹为观止。,现场决定市场，产品印证人品,我国拥有百万余名焊工，号称焊接大国。虽然有高超的焊接技艺，并且能解决焊接实际难题从而创造奇迹的人数以万计，但焊工作为焊接工程的主角，在焊接已经渗透到制造业的各个领域，并直接影响到产品的质量、可靠性、使用寿命以及生产成本、效率和市场反应速度的今天，仍然显得人才匮乏。,总之，学习和推广焊接技艺中的绝技绝活，为我们焊接工人的生活、成长提供一个腾飞、跨越的平台，也为公司发展营造一个积极向上的氛围，进而为国家的振兴、民族的尊严履行自己的神圣使命！,二氧化碳（,CO,2,）气体保护焊,型号及含义,Type and meaning,NBC500,额定焊接电流,(A),CO,2,气保焊,半自动,MIG/MAG,焊,NBC,系列焊机是国家经贸委推荐的重要的节能焊接设备,，,其主要性能达到国际先进水平，在国内居领先地位,。,NBC,系列焊机具有优良的平缓静外特性和良好的动态特性,，,焊接适应性强，用于,1mm,以上的薄板、中板、厚板等低碳钢、低合金钢及低合金高强度钢,、,不锈钢和铝板的焊接。它与一般的焊接方法相比,，,可提高效率,14,倍,，,节电,40%50%,。适用于机械,、,汽车、机车、船舶、锅炉、桥梁、集装箱等制造和管道工程中。,二氧化碳（,CO,2,）气体保护焊,一、CO2气体保护焊的定义和应用简述,1、利用二氧化碳（CO,2,）作为保护气体的气体保护电弧焊，叫做二氧化碳气体保护焊，简称CO,2,焊。它是依靠焊 丝与焊件之间产生的电弧来熔化被焊金属的一种熔化电极气体保护焊方法。,2、从焊件材质上看：CO,2,气体保护焊可以焊接低碳钢、屈服点,s,500MPa的低合金钢和经过焊后热处理，抗拉强度,b,1200MPa的低合金高强度钢。,从焊件的厚度上看：CO,2,气体保护焊采用细焊丝（直径小于1.6mm）短路过渡法可以焊接薄板,；,采用粗焊丝（直径大于1.6mm）大滴过渡法可以焊接中、厚板。,二氧化碳（,CO,2,）气体保护焊,二、,CO,2,气体保护焊的特点：,1,、二氧化碳气体保护焊可分为半自动焊和自动焊两类，但是焊丝都是送进的。半自动焊焊枪的行走是由焊工操纵，自动焊的焊枪装在机头上自动行走，两者焊接原理相同。,CO,2,气体保护焊,2,、,在焊接电弧的高温作用下,CO,2,气体发生分解，并吸收热量,Q,；,3,、,二氧化碳气体保护焊是目前应用最广泛的熔化极气体保护焊方法，主要有以下优点：,1.,焊接成本低,二氧化碳气体是酿造厂和化工厂的副产品，价格低、来源广、成本低。用,CO,2,气体和焊丝代替焊条电弧焊的焊条，其焊接成本为焊条电弧焊焊接成本的,40%50%,。,2.,生产率高,因使用的焊接电流大,，,使熔深增大,，,焊丝的熔化率提高，熔敷速度加快；另外，焊后焊渣少，特别是在进行多层焊时，节省了清渣时间。所以这种方法生产率通常比手工电弧焊高,1,4,倍。,在选用相应直径的焊丝和焊接规范下，既可焊薄板，又可焊厚板，适应性强。,二氧化碳气体保护焊,3.,抗锈能力强,二氧化碳气体保护焊中，熔池具有剧烈的沸腾现象，有利于气体逸出；同时由于采用了高锰高硅型焊丝，使焊缝金属的还原作用大为增加，对铁锈的敏感性大为降低。,4.,焊接变形小,由于电弧热量集中，加热面积小，焊速快，同时二氧化碳气流具有较大的冷却作用，特别适用于焊接薄板。,5.,操作性能好,由于是明弧焊，可以看清电弧和熔池情况，能随时发现问题而加以调整；同时二氧化碳半自动焊具有手工电弧焊的灵活性，特别适宜于全位置焊接。,CO,2,气体保护焊,4,、,二氧化碳气体保护焊存在的缺点：,1.,飞溅大，设备复杂,一般,CO2,气体保护焊的飞溅问题要比焊条电弧焊、氩弧焊大得多。另外,，,当焊接含碳量低的不锈钢时,，,会使焊缝金属含碳量增大，降低了抗腐蚀的性能,。,2.,抗风能力差,，,室外作业困难,由于,CO2,气体在电弧空间内氧化作用强烈,，,因而需要对焊接熔池脱氧，必须使用含有较多脱氧元素的焊丝,，,否则焊接时飞溅严重,，,在焊缝内形成气孔。,3.,弧光强,，,焊接时必须注意劳动保护。,二氧化碳气体保护焊,三,、,CO,2,气体保护焊的分类,CO2,气体保护焊的分类主要有四种,，,即实芯焊丝,CO,2,气体保护焊、药芯焊丝,CO,2,气体保护焊,、,气电立焊和,CO,2,气体保护电弧点焊,。,实芯焊丝,CO,2,气体保护焊时,，,保护气体是纯,CO,2,气，焊接过程中飞溅大,，,焊接烟尘大，焊缝的冲击韧度较低但能满足力学性能要求,。,如果采用,80%CO,2,+20%O,2,（体积分数）进行气体保护焊时,，,比用纯,CO,2,气体保护具有更强的氧化性，焊接电弧热量更高,，,可以提高焊接速度和焊缝熔透深度。,CO,2,气体保护焊,四、,CO,2,气体保护焊的工作原理和冶金特点,1.CO,2,气体保护焊的工作原理,CO,2,气体保护焊采用可熔化的焊丝与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，同时,，,向焊接区域内连续输送,CO,2,气体,，,以保护焊接电弧、焊丝熔滴、焊接熔池及熔池周围的热影响区,，,免受周围空气的侵袭。焊接过程中，焊丝连续不断地送入、熔化并过渡到熔池内，与熔化的母材金属熔合形成焊缝,，,从而使焊件达到连接。,2.CO,2,气体保护焊的冶金特点,合金元素的氧化在焊接熔池和焊接熔滴中均会发生,，,在焊丝熔滴上的氧化更为强烈。,二氧化碳气体保护焊,无论是在焊接区域的较高温度区,，,还是在较低的温度区，都能产生,CO,气体的反应,，,这种反应如果发生在焊接熔池中，随着焊接熔池的冷却结晶而,CO,气体又来不及逸出时,，,则会在焊缝中形成气孔,。,如果生产,CO,气体的反应发生在熔滴中,，,则由于气体的受热膨胀而导致焊丝熔滴爆炸，这种熔滴爆炸现象就是焊接飞溅,。,合金元素,Mn,、,Si,等被氧化后,，,生成,MnO,、,SiO,2,成为熔渣浮在焊接熔池表面上,，,而,C,元素被氧化后则成为,CO,气体逸出焊接熔池,，,来不及逸出的则留在焊缝中形成气孔。由于焊缝中合金元素氧化而减少,，,所以，焊缝金属的力学性能也就有所降低,。,CO,2,气体保护焊,故在,CO,2,气体保护焊丝中加入了足够数量的,，,对氧亲和力比,Fe,大的脱氧元素,，,CO,2,气体保护焊用焊丝则用,Si,、,Mn,联合脱氧,：,2FeO+Si=2Fe+SiO,2,；,FeO+Mn=F+MnO,低碳钢或低合金结构钢焊接用的,CO,2,气体保护焊用焊丝,，,Si,元素的质量分数在,1%,左右，,Mn,元素的质量分数在,2%,左右,。,常用的,CO,2,气体保护焊实芯焊丝是,H08Mn2SiA,。,二氧化碳气体保护焊,五、,CO2,气体的性质,CO,2,有三种形态，即固态、液态和气态。,CO,2,气体俗称碳酸气，是无色、无臭、稍有酸味的无毒性气体。相对分子量为,44.009,，在标准状态下（,0,和一个大气压），气体密度是,1.977Kg/m,是空气的,1.5,倍。,当温度低于,-11,时，其密度比水大。液态,CO,2,在,-78,时转变为气态,CO,2,，在,0,和,0.1MPa,下，,1Kg,的,CO,2,液态可蒸发为,509L,的,CO,2,气体，,通常,40L,标准容器的气瓶可装入,25Kg,的液态,CO,2,，满瓶压力为,57MPa,。,液态,CO,2,在压力降低时会蒸发膨胀,，,并吸收周围的大量热而凝固成干冰，此时密度为,1.56Kg/L,，固态,CO,2,的密度受压力影响甚微，受温度影响也不大。,CO,2,气体保护焊,液态CO,2,中可以溶解质量分数为0.05%左右的水，其余的水则呈自由状态沉于CO,2,气瓶的底部,。,CO,2,气瓶内的压力越低，则CO,2,气体中的水蒸气含量越高。当气瓶内的压力低于980KPa时,，,CO,2,气体中所含的水分比饱和压力下增加3倍左右，此时的CO,2,气体已不适宜继续进行焊接,，,否则，焊缝中容易出现气孔缺陷。,CO,2,气体在常温下化学性质稳定，但在高温下，CO,2,却很容易分解成CO和O,2,，因此,，,高温下的CO,2,气体具有氧化性。,CO,2,气体来源广，价格低。但是，,焊接用的CO,2,气体纯度必须满足,：,(CO,2,)99.5%,、,(O,2,)0.1%、H,2,O（CO,2,气体湿度）12g/m,。,二氧化碳气体保护焊,六、焊丝,CO,2,气体保护焊用焊丝，按焊丝的制造方法不同,，,可 分为实芯焊丝,、,药芯焊丝（自保护药芯焊丝和气保焊药芯 焊丝）。,1.,焊丝表面通常是镀铜的，主要作用是：,防止焊丝在运输、储存过程中生锈；,焊丝表面镀铜，改善了焊接过程的导电性；,焊丝表面镀铜，减小了焊接过程中的送丝阻力。,2.,焊丝表面要清洁,，,无油、污、锈、垢等。,3.,焊丝应具有一定的挺度，特别是用细焊丝进行,CO,2,气体保护焊时,，,过软的焊丝在送丝阻力稍大时会造成送丝不稳定,，,影响焊接质量。,CO,2,气体保护焊,4.,焊丝的型号 根据,GB/T81101995“,气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝”规定,，,焊丝的型号是按强度级别和成分类型命名的,。,二氧化碳气体保护焊,ER 50-6,表示实芯焊丝,表示熔敷金属的抗拉强度最低值为,500MPa,。,表示焊丝化学成分分类代号,根据,GB/T149671994,熔化焊用钢丝,等的规定,，,实芯焊丝的牌号都是以字母“,H”,开头,，,后面以元素符号及数字表示该元素的近似含量,。,CO,2,气体保护焊,H 08 Mn2 Si A,焊丝,C,的质量分数约为,0.08%,Mn,的质量分数约为,2%,Si,的质量分数不大于,1%,优质品,S,、,P,的质量分数均不大于,0.03%,七、焊接接头和焊缝的概念及形式,1,.,焊接接头定义,用焊接方法连接的接头称为焊接接头,，,简称接头。焊接接头包括,焊缝、熔合区和热影响区,。熔焊时,，,焊缝一般由熔化了的母材和填充金属组成,，,是焊接后焊件中所形成的结合部分,。,在接近焊缝两侧的母材,，,由于受到焊接的热作用，而发生金相组织和力学性能变化的区域称为,焊接热影响区（简称热影响区）。,焊缝向热影响区过渡的区域称为,融合区,；,在熔合区中存在着显著的物理化学的不均匀性,，,是接头性能的薄弱环节,。,二氧化碳气体保护焊,CO,2,气体保护焊,下图为电弧焊接接头断面,电弧焊焊接接头断面,1,焊缝金属；,2,熔合线；,3,热影响区；,4,母材,2.,焊接接头的性能,影响焊接接头性能的因素主要有力学和材质两方面,：,力学方面的影响包括焊接缺陷,、,接头形状的不连续性、残余应力和焊接变形等,。,材质方面的影响包括焊接热循环引起的组织的变化,、,热塑性应变循环引起的材质的变化,、,焊后热处理和矫正变形引起的材质变化等,。,二氧化碳气体保护焊,（如下图示：）,CO,2,气体保护焊,影响焊接接头性能的主要因素,二氧化碳气体保护焊,3.,显微组织分布,焊接过程中,，,母材热影响区上各点距焊缝的远近不同，所以各点所经历的焊接热循环不同,，,亦即各点的最高加热温度，高温停留时间以及焊后的冷却速度均不同,，,这样就会出现不同的组织，具有不同的性能,，,使整个焊接热影响区的组织和性能呈现不均匀性,。,（如下图示）：,CO,2,气体保护焊,碳钢焊接热影响区显微组织分布特征,1,熔合区；,2,过热区；,3,正火区；,4,不完全重结晶区；,5,回火区,根据被链接结构件的相对位置，焊接接头的基本形式有对接接头、丁字形接头、搭接、角接、焊接等几种类型的接头形式。其中对接头从力学角度看是比较理想的接头形式，适用于大多数焊接方法。,电弧焊焊接碳钢和低合金钢的基本焊接接头形式：,对接接头,【,图（,a,）,】,；,搭接接头,【,图（,b,）,】,；,T,形接头,【(c),、,(d)】,；,角接接头,【,图（,e,）,】,四种形式。,二氧化碳气体保护焊,4.,焊接接头的基本形式,CO,2,气体保护焊,焊接接头的基本形式,1,、对接接头是焊接结构中使用最多的一种形式,，,接头上应力分布比较均匀,，,焊接质量容易保证，但对焊前准备和装配质量要求相对较高,；,2,、角接接头便于组装，能获得美观的外形,，,但其承载能力较差，通常只能起连接作用,，,不能来传递工作载荷；,3,、搭接接头便于组装，常用于对焊前准备和装配要求简单的结构，但焊缝受剪切力作用,，,应力分布不均匀，承载能力较低，且结构重量大,，,不经济；,4,、,T,形接头也是一种应用非常广泛的接头形式,，,在船体结构中约有,70%,的焊缝采用,T,形接头,，,在机床焊机结构中的应用也十分广泛,。,二氧化碳气体保护焊,1,）对焊接缝,对接接头所采用的焊缝称为对接焊缝,。,为了方便 施焊,，,对接焊缝的焊件对接边缘一般需要加工成适当形式和尺寸的坡口,。,坡口形式的选择主要取决于板厚、焊接方法和工艺,，,同时要考虑到焊接材料的消耗量、焊接的可达性、坡口加工方法,、,焊接应力与变形的控制、焊接产生效率等因素的影响,。,5.,焊缝的基本形式,CO,2,气体保护焊,对接焊缝,V,形坡口的几何形状及名称,1,坡口角度；,2,坡口面角度；,3,钝边；,4,根部间隙；,5,坡口面；,6,焊趾；,7,焊缝余高；,8,焊缝表面；,9,焊跟；,10,熔深,二氧化碳气体保护焊,对接,V,形坡口的几何形状及名称（如下图所示）：,为保证厚度较大的焊件能够焊透,，,常将焊件接头边缘加工成一定形状的坡口。坡口除保证焊透外,，,还能起到调节母材的金属和填充金属比例的作用,，,由此可以调整焊缝的性能,。,坡口形式主要根据板厚和采用的焊接方法确定,，,同时兼顾焊接工作量大小、焊接材料消耗,、,坡口形式等。,坡口形式有,：,不开坡口（,形坡口）；Y形坡口；双Y形坡口,；,U形坡口等（如下图所示）。,CO,2,气体保护焊,2,）常见对接焊缝坡口形式（如下图所示）,二氧化碳气体保护焊,(a),对接焊缝坡口形式,（,b,）对接焊缝坡口尺寸,上图,(a),，,(b),为常见对接焊缝的坡口形式和尺寸,CO,2,气体保护焊,【1】Y,形和,U,形坡口只需一面焊，焊到性较好，但焊后角变形大,，,焊条消耗量也大些；,【2】,双,Y,形和双,U,形坡口两面施焊，受热均匀，变形较小，在板厚相同的情况下,，,双,Y,形坡口比双,U,形坡口节省材料一半左右，但必须两面都可焊到,，,所以有时受到结构形状限制；,【3】U,形和双,U,形坡口根部较宽,，,容易焊透，但坡口制备成本较高,，,一般只在重要的受动载的厚板结构中采用。,二氧化碳气体保护焊,3,）坡口选择,焊条电弧焊接板厚,6mm,以上焊接时，一般要开设坡口，对于重要结构，板厚超过,3mm,就要开设坡口。厚度相同的工件常有几种坡口形式可供选择：,4,）角焊缝截面形状,角焊缝的几何形状及名称如下图（,a,）（,b,）（,c,）所示。其中,，,截面为等腰直角的角焊缝是最为常用的。,（,a,）直角焊缝,（,b,）斜角焊缝,CO,2,气体保护焊,1,焊缝厚度；,2,焊缝表面；,3,熔深；,4,焊根；,5,焊角；,6,焊趾,（,c,）焊缝各部分名称,二氧化碳气体保护焊,角焊缝的焊角尺寸与焊件的厚度有关。为了避免焊接区的基本金属过烧,，,减小焊件的焊接残余应力和残余变形,，,有关规范规定角焊缝的焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的,1.2,倍,。,当焊件较厚而角焊缝尺寸又过小时,，,焊缝因冷却速度过快而产生淬硬现组织，容易导致母材开裂,。,因此，一般角焊缝的焊脚尺寸不得小于,1.5,，,t,max,为较厚焊件厚度,，,单位为,mm,。,自动焊熔深较大,，,故所取最小焊角尺寸可减小,1mm,；对丁字形连接的单面角焊缝,，,应添加,1mm,；当焊件厚度小于或等于,4mm,时,，,则取与焊件厚度相同。,CO,2,气体保护焊,1.,定位焊缝,焊前为了固定焊件的相对位置而进行的焊接操作叫定位焊,，,俗称点固焊。定位焊形成的短小而断续的焊缝叫做定位焊缝,，,也叫点固焊缝。,通常定位焊缝都比较短小,，,焊接过程中都不去掉，而成为正式焊缝的一部分留在焊缝中,，,因此定位焊缝的质量好坏，位置、长度和高度等是否合适,，,将直接影响正式焊缝的质量及焊件的变形,。,二氧化碳气体保护焊,八、,CO,2,气体保护焊工艺,焊接定位焊缝时必须注意以下几点：,1,）必须按照焊接工艺规定的要求焊接定位焊缝。例如，采用与工艺规定的同牌号,，,同直径的焊材，用相同的焊接参数施焊；若工艺规定焊前需预热,，,焊后需缓冷，则焊定位焊缝前也要预热,，,焊后也要缓冷。,2,）定位焊必须保证熔合良好,，,余高不能太高，起头和收尾处应圆滑，不能太陡,，,防止焊缝接头时两端焊不透。,3,）定位焊缝不能焊在焊缝交叉处或焊缝方向发生急剧变化的地方,，,通常至少应离开这些地方,50mm,才能焊定位焊缝。,4,）为防止焊接过程中工件开裂,，,应尽量避免强制装配，必要时可增加定位焊缝的长度,，,并减少定位焊缝的间距。,CO,2,气体保护焊,5,）定位焊后必须尽快焊接,，,避免中途停顿或存放时间过长,，,定位焊用电流可比普通焊接时的电流大,10%15%,。,6,）定位焊缝的长度、余高,、,间距等尺寸见下表所示。,二氧化碳气体保护焊,（单位：,mm,）,定位焊缝的参考尺寸,2.,焊枪位置,1,）焊枪角度,当焊枪倾角小于,10,时,，,不论是前倾还是后倾，对焊接过程及焊缝成形都没有明显的影响,；,但倾角过大（如前倾角大于,25,）时,，,将增加熔宽并减小熔深，还会增加飞溅,。,焊枪倾角对焊缝成形的影响见下图所示,。,从图中可知,，,当焊枪与焊件成后倾角时，焊缝窄，余高大,，,熔深较大，焊缝成形不好；当焊枪与焊件成前倾角时，焊缝宽，余高小,，,熔深较浅，焊缝成形好。,CO,2,气体保护焊,二氧化碳气体保护焊,焊枪倾角与焊缝成形的影响,2,）焊枪高度,喷嘴与焊件间距离根据焊接电流选择，如下图所示。,CO,2,气体保护焊,喷嘴与工件间距与焊接电流的关系,焊丝伸出长度是指从导电嘴端部到焊件的距离,，,保持焊丝伸出长度不变是保证焊接过程稳定的基本条件之一,。,焊丝伸出长度过小,，,妨碍观察电弧，影响操作，还容易因导电嘴过热粘住焊丝,，,甚至烧毁导电嘴，破坏焊接过程正常运行。焊丝长度太大时,，,电弧位置变化较大，保护效果变坏，将使焊缝成形不好,，,容易产生缺陷。,总之，焊丝伸出长度小时,，,电阻预热作用小，电弧功率大，熔深大、飞溅小；伸出长度大时,，,电阻对焊丝的预热作用强，电弧功率小,，,熔深浅、飞溅多。,二氧化碳气体保护焊,焊丝伸出长度对焊缝成形的影响如下图所示。,CO,2,气体保护焊,焊丝伸出长度对焊缝成形的影响,3.,焊接参数,1,）焊丝直径,焊丝直径越大，允许使用的焊接电流越大。焊接电流相同时,，,熔深将随着焊丝直径的减小而增加。焊丝直径对焊丝的熔化速度也有明显影响,，,当焊接电流相同时,，,焊丝越细则熔敷速度越高。,（如右图示）,目前，国内普遍采用的焊丝直径是,0.8mm,、,1.0mm,、,1.2mm,、,1.6mm,几种。直径,34.5mm,的粗丝近来也有些厂矿开始使用。,二氧化碳气体保护焊,焊丝直径对熔深的影响,2,）焊接电流,焊接电流是重要的焊接参数之一，应根据焊件厚度、材质、焊丝直径、施焊位置及要求的熔滴过渡形式来选择焊接电流的大小。,通常直径,0.81.6mm,的焊丝，短路过渡的焊接电流在,40230A,范围；细颗粒过渡的焊接电流在,250500A,范围内。,焊接电流的变化对熔池深度有决定性的影响，随着焊接电流的增大，熔深也显著增加，熔敷速度增加，熔宽略有增加。,但应注意：焊接电流过大时，容易引起烧穿和产生裂纹等缺陷，且焊件的变形大，焊接过程中飞溅大；而焊接电流过小时，容易产生未焊透、未融合和加渣等缺陷以及焊缝成形不良。,CO,2,气体保护焊,通常在保证焊透、成形良好的条件下,，,尽可能地采用大焊接电流,，,以提高生产效率。,3,）电弧电压,电弧电压是重要的焊接参数之一。,电弧电压与焊接电压是两个不同的概念,，,不能混淆。电弧低压是在导电嘴与焊件间测得的电压,，,而焊接电压则是电焊机上电压表显示的电压,，,它是电弧电压与焊机和焊件间连接的电缆线上的电压降之和。显然,，,焊接电压比电弧电压高。,严格地说，电焊机电压表上读出的电压都是焊接电压,，,不是电弧电压。,为保证焊缝成形良好，电弧电压必须与焊接电流配合适当。通常焊接电流小时，电弧电压较低；焊接电流大时，电弧电压较高。,二氧化碳气体保护焊,在焊接打底焊缝或空间位置焊缝时，在立焊和仰焊时，电弧电压应略低于平焊位置,，,以保证短路过程稳定。通常电弧电压为,1724V,，,短路频率为,5100Hz,。随着焊接电流的增大,，,合适的电弧电压也增大。电弧电压过高或过低对焊缝成形、飞溅、气孔及电弧的稳定性都有不利影响,。,4,）焊接速度,焊接速度是重要的焊接参数之一。,在焊丝直径、焊接电流、电弧电压不变的条件下，焊接速度增加时，熔宽与熔深都减小。,如果焊接速度过高，除产生咬边、未融合等缺陷外，由于保护效果的变坏，还可能会出现气孔；若焊接速度过低，,CO,2,气体保护焊,除了降低生产率外,，,焊接变形还将会增大，一般半自动焊时,，,焊接速度在,560m/h,范围内。,5,）气体流量,焊接时,，,CO,2,气体的流量，应根据对焊接区的保护效果来选取。接头形式,、,焊接电流、电弧电压、焊接速度及作业条件对保护气体的流量都有影响,。,流量过大或过小都会影响保护效果,，,容易产生焊接缺陷。,通常细丝焊接时,，,流量为,515L/min,；粗丝焊接时，流量约为,20L/min,。,二氧化碳气体保护焊,6,）电源极性,CO,2,气体保护焊通常都是采用直流反接,，,即焊件接负极,，,焊丝接正极。,这种接法可使焊接过程稳定、飞溅小、熔深大,。,直流正接时，焊件接正极,，,焊丝接负极。在焊接电流相同时，焊丝熔化快（其熔化速度是反极性的,1.6,倍）,，,熔深较浅，余高大,，,飞溅较大。根据这些特点，直流正接主要用于堆焊,、,铸铁补焊及大电流高速,CO,2,气体保护焊。,CO,2,气体保护焊,7,）直流回路电感,在焊接回路中,，,为使焊接电弧稳定和减少飞溅，一般需串联合适的电感,。,当电感值太大时,，,短路电流增加速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断,，,造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时,，,短路电流增加速度太快，会造成细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐,，,成形不良。,再者，盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感,，,所以一旦焊接过程稳定下来以后,，,就不要随便改动。,CO,2,气体保护焊,九、,CO2,气体保护焊设备,1.,设备组成,半自动,CO2,气体保护焊设备由四部分组成：,（,1,）,供气系统,由气瓶,、,减压流量调节器及管道组成，有时为了除水，气路中还需串联高压或低压干燥器,。,（,2,）,焊接电源,由一个平特性的三相晶闸管整流器及控制线路组成,。,面板上装有指示灯及调节旋钮等。,（,3,）,送丝机构,该机构是送丝的动力,，,包括机架、送丝电动机,、,焊丝矫直轮、压紧轮和送丝轮等，还有装卡焊丝盘、电缆及焊枪机构。要求送丝机构能匀速输送焊丝。,（,4,）,焊枪,用来传到电流,、,输送焊丝和保护气体。,二氧化碳气体保护焊,2.,供气系统,CO2,气体保护焊的气路装置的功能是向焊接区提供流量稳定的保护气体，,供气系统由气瓶、减压阀、预热器、流量计、干燥器及管路组成,。,（,1,）减压阀 将气瓶中的高压,CO,2,气体的压力降低，并保证保护气体输出压力稳定,。,（,2,）流量计 用来调节和测量保护气体的流量。,（,3,）预热器 高压,CO,2,气体经减压阀变成低压气体时，因体积突然膨胀，温度会降低，可能使瓶口结冰，将阻碍,CO,2,气体的流出，装上预热器可防止瓶口结冰。,（,4,）干燥器 内装硅胶或无水氯化钙等干燥剂。干燥器串联在气路中，可降低,CO,2,气体中水分的含量，防止焊接时,CO,2,气体保护焊,产生气孔,。,现在已生产的减压检测器，它将预热器、减压阀和流量计合装在一起，用起来更方便。,3.,焊接电源,1,）具有平的或缓降的外特性曲线,电源输出电压和输出电流的关系叫做电源的外特性。,当输出电流增加时，输出电压不变或缓慢降低的电源外特性叫做平特性或缓降特性。,因为,CO,2,气体保护焊使用的焊丝直径小（通常不大于,1.6mm,），焊接电流大、电流密度比焊条电弧焊高,10,倍以上,，,电弧的静特性处于上升段（如下图,1,所示），所以要采用平特性或缓降特性的焊接电源（如下图,2,所示）,。,二氧化碳气体保护焊,CO,2,气体保护焊,图,1 CO,2,气保焊电弧的静特性,图,2 CO,2,气保焊电源的平特性和缓降特性,采用平特性电源，由于短路电流大，容易引弧，不易粘丝；电弧拉长后，电流迅速减小,，,不容易烧坏导电嘴，且弧长变化时，会引起较大的电流变化，电弧的自调节作用强,，,焊接参数 稳定，焊接质量好。,2,）具有合适的空载电压,CO,2,气体保护焊机的空载电压一般为,3870V,。,3,）良好的动特性 焊接过程中,，,焊丝与焊件之间会发生频繁的短路和重新引弧,。,如果焊机输出电流和电压不能迅速地适应电弧焊过程中的这些变化,，,电弧就不能稳定燃烧,，,甚至熄灭。,焊机适应焊接电弧变化的特性称为焊接电源动特性。,电焊机动特性良好时,，,容易引弧，焊接过程稳定、飞溅小,，,操作时会感到电弧平静、柔软、易于把握焊枪,。,4,）合适的调节范围 能根据需要方便地调节焊接参数，满足生产需要,。,二氧化碳气体保护焊,二氧化碳（,CO,2,）气体保护焊,型号及含义,Type and meaning,NBC500,额定焊接电流,(A),CO,2,气保焊,半自动,MIG/MAG,焊,4.,送丝机构,1,）对送丝机构的要求是：送丝速度均匀稳定；调速方便；结构牢固轻巧。,2,）送丝方式有三种，可分为：,推丝式送丝。焊枪与送丝机构是分开的，焊丝经过一段软管送到焊枪中。焊丝通过软管时受到的阻力大,，,通常只能在离送丝机,35m,的范围内操作,。,拉丝式送丝。送丝机构与焊枪合为一体，没有软管，送丝均匀稳定，但结构复杂,，,重量大，劳动强度大。常用于自动焊设备中,。,推拉式送丝。这种送丝机构是以上两种送丝方式的组合，软管长度可加长至,60m,，,能大大增加操作的灵活性。,CO,2,气体保护焊,5.,焊枪,1,）焊枪的分类 根据送丝方式不同，焊枪可分为两类：推丝式焊枪；拉丝式焊枪。,按形状不同可分为两种：鹅颈式焊枪；手枪式焊枪,（如下图,2,所示）,。,2),鹅颈式焊枪的结构（如下图,1,所示）,二氧化碳气体保护焊,图,2,手枪式焊枪,图,1,鹅颈式焊枪,焊枪组件（下图示）,鹅颈式焊枪的组成部分,：,1-,导电嘴；,2-,分流环；,3-,喷嘴；,4-,弹簧管；,5-,绝缘套；,6-,鹅颈管,；,7-,乳胶管；,8-,微动开关,CO,2,气体保护焊,其主要部件的作用和要求,：,喷嘴,其内孔形状和直径的大小将直接影响保护效果,，,要求从喷嘴中喷出的气体为截头圆锥体,，,均匀地覆盖在熔池表面。喷嘴内孔的直径为,1622mm,，,不应小于,12mm,，,为了节约保护气体,，,便于观察熔池，喷嘴直径不宜太大。,常用纯铜或陶瓷材料制造喷嘴,，,为降低其内外表面的粗糙度,，,要求在纯铜喷嘴的表面上镀上一层铬,，,以提高其表面硬度和降低粗糙度,。,（如右图所示）,二氧化碳气体保护焊,喷嘴,导电嘴,它常用纯铜，铬青铜或磷青铜制造。为保证导电性良好,，,减少送丝阻力和保证对中心,，,导电嘴的内孔直径必须按焊丝直径选取，孔径太小,，,送丝阻力大,，,孔径太大则送出的焊丝端部摆动太厉害，造成焊缝不直,，,保护也不好,。,通常导电嘴的孔径比焊丝直径大,0.2mm,左右,。,（如右图所示）,CO,2,气体保护焊,喷嘴以圆柱形较好，也可做成上大下小的圆锥形。,焊接前，最好在喷嘴的内外表面上喷一层防飞溅剂,，,或涂一层硅油，便于清除粘附在喷嘴上的飞溅并延长其使用寿命,。,导电嘴,分流器,它用绝缘陶瓷制成,，,上有均匀分布的小孔,，,从枪体中喷出的保护气体经分流器后,，,从喷嘴中呈层流状均匀喷出,，,可改善保护效果。（如右图,1,所示）,导管电缆,导管电缆的外面为橡胶绝缘管,，,内有弹簧软管、纯铜导电电缆、保护气管和控制线,，,常用的标准长度是,3m,，,若根据需要，可采用,6m,的导管电缆,。,（如右图,2,所示）,二氧化碳气体保护焊,图,1,分流器,图,2,导管电缆,其它附件：,连接杆，绝缘套，面罩。,CO,2,气体保护焊,连接杆,绝缘套,面罩,6.,焊接过程,（如下图所示）,CO,2,气体保护焊焊接过程,CO,2,气体保护焊,NBC-500,奥太焊机,二氧化碳气体保护焊,电源的两端分别接在焊枪和焊件上,。,焊丝由送丝机构带动,，,经软管,、,导电嘴不断地向电弧区域给送。同时,，,二氧化碳气体以一定压力和流量送入焊枪,，,经由喷嘴后，形成保护气流,，,使熔池和电弧不受空气的侵入,。,随着焊枪的移动,，,熔池金属冷却凝固而形成焊缝,，,从而将被焊工件连成一个整体,。,十、基本操作技术,CO,2,气体保护焊的基本操作技术也是引弧,、,收弧、接头、摆动等。在进行基本操作之前,，,需调整好焊接参数，并积累根据试焊结果判断焊接参数是否合适的经验,。,1.,引弧,CO,2,气体保护焊主要碰撞引弧,，,引弧时不必抬起焊枪。,具体操作步骤如下：,1,）引弧前先点动开关，送出一段焊丝，焊丝伸出长度小于喷嘴与焊接间应保持的距离,，,超出部分应剪去。若焊丝的端部出现球状时，必须预先剪去,，,否则引弧困难。,（如下图,1,所示）,CO,2,气体保护焊,2,）将焊枪按要求（保持合适的倾角或喷嘴高度）放在引弧处,（如上图,2,所示）,。,注意此时焊丝端部与焊件不接触，喷嘴高度由焊接电流决定,。,二氧化碳气体保护焊,图,2,准备引弧,图,1,引弧前剪去超长的焊丝,3,）按焊枪上的控制开关，焊枪自动提前送气，延时接通电源，保持高电压，慢送丝，当焊丝接触焊件短路后，自动引燃电弧。短路时，焊枪有自动顶起的倾向，,（如下图所示）,。故引弧时要稍用力下压焊枪，防止因焊枪抬起太高，电弧太长而熄灭。,CO,2,气体保护焊,引弧过程,准备引弧,对好位置,短路,压住焊枪,电弧引燃,保持距离,2.,焊接,焊接过程中,尽量采用短弧焊接,并使焊丝伸出长度的变化最小。同时,，,要保持焊枪合适的倾角和喷嘴的高度,沿焊接方向均匀移动,。,焊件较厚时,焊枪可稍做横向摆动。,实际焊接过程中，常采,用短,路过渡或细颗粒过渡，熔滴较细，过渡频率高，飞溅小，电弧较平稳，可防止咬边和未融合,。,焊枪在焊接过程中的倾斜角对焊缝成形有一定影响,。,半自动,CO,2,焊,采用左焊法和右焊法时的焊枪角度及相应的焊缝成形情况,（如下图所示）,。,二氧化碳气体保护焊,左焊法和右焊法在几种接头上的应用特点参见下表。,CO,2,气体保护焊,二氧化碳气体保护焊,3.,收弧,1),CO,2,焊,机有弧坑控制,电路,焊枪在收弧处停止前进,同时接通此电路,焊接电流与电弧电压自动变小,待熔池填满时断电,。,2),焊机无弧坑控制电路时,在收弧处焊枪停止前进,并在 熔池未凝固时,反复断弧,收弧几次,直至弧坑填满为止。,收弧时，不能抬高喷嘴，即使弧坑已填满，电弧已熄灭，也要让焊枪在弧坑处停留几秒后才离开,。,因为灭弧后，控制线路仍要延迟送气一段时间,，,以保证熔池凝固时能得到可靠的保护，若收弧时抬高焊枪,，,则容易因保护不良引起气孔等缺陷,。,CO,2,气体保护焊,4.,接头,接头的操作如下图所示,操作步骤为,:,1,）将待焊接头处打磨成斜面,。,（如下图,1,所示）,2,）在斜面顶部引弧,引燃电弧后,将电弧移至斜面底部,转一圈返回引弧处后再继续向左焊接,。,（如下图,2,所示）,图,1,接头处的准备,图,2,接头处的引弧操作,二氧化碳气体保护焊,5.,定位焊,要求,CO,2,气保焊焊缝有足够的强度。通常定位焊缝都不磨掉，仍保留在焊缝中，焊接过程中很难全部重熔，因此应保证定位焊缝的质量，定位焊缝要熔合好,，且余,高不能太高，还不能有缺陷，要求焊工按正式焊接那样焊接定位焊缝。定位焊缝的长度和间距应符合下述规定：,1,）中厚板对接时的定位焊缝,（如下图所示）,。,CO,2,气体保护焊,二氧化碳气体保护焊,2,）薄板对接时的定位焊缝,（如下图所示）,。,实例一、,平焊,单面焊双面成形操作方法,1,、焊前准备,1,）焊接设备,：,选用,NBC-500,型,CO,2,半自动焊机；,2,）焊丝,：,选用,H08Mn2SiA 1.2mm,焊丝；,3,）气体,：,采用,CO,2,气体，要求,CO,2,气体纯度不得低于,99.5%,，使用前应进行提纯处理,；,4,）试板为,16Mn,钢板，规定为,350mm140mm10mm,。,2,、试板组对,二氧化碳气体保护焊,1,）试板组对间隙为,22.5mm,，,钝边为,1.5mm,，坡口角度为,70,，反变形量为,3.2mm,。,2,）要求试板坡口以及坡口两侧,20mm,以内不得有油,、,锈、水分等污物，并露出金属光泽,。,3,、,焊接工艺参数,为了保证焊接时能获得优良的焊缝质量,，,除了要有合适的焊接设备和工艺材料外,，,还应合理地选择焊接工艺参数。,CO,2,气体保护焊,4,、试板的施焊,1,）定位焊,定位焊缝是正式焊缝的一部分,，,不但要保证单面焊双面成形，而且要注意焊接质量,，,不得有裂纹、气孔、未熔合、未焊透等缺陷,，,在试板的两端分别点固，点固焊缝长约,5mm,、焊高小于,4mm,。,二氧化碳气体保护焊,2,）引弧,采用接触引弧法。,3,）打底焊,引燃电弧后,，,先从间隙小的一端引弧焊接，以锯齿形运条法进行摆动焊接,，,焊丝的右倾角约为,75,，,当焊丝摆动到定位焊缝的边缘时,，,在击穿试件根部形成熔孔后,，,使电弧停留约,2s,，使其接头充分熔合,，,然后以稍快的焊接速度改用月牙运条摆动向前施焊,。,施焊中每完成一个月牙形运丝动作,，,必须使新的熔池压住上一个熔池的,1/2,，,这样能避免焊丝在