熔化極氣保焊資料

1、第一章 氣體保護(hù)焊工藝基礎(chǔ)(5b)第五節(jié) 保護(hù)氣體 一 單一成分的保護(hù)氣體 二 混合保護(hù)氣體 三 常用保護(hù)氣體的選擇 許多材料可以用較多種類的保護(hù)氣體焊接。在選擇采用何種保護(hù)氣體時(shí)必須考慮許多因素，進(jìn)行相互比較，旨在得到高的焊接質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。 表1-12給出了幾種最基本保護(hù)氣體的性能，氣瓶顏色和連接螺紋。在選擇保護(hù)氣體時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：· 材料和材料外形尺寸 · 焊縫準(zhǔn)備及其公差 · 焊接位置 · 保護(hù)作用和防氣孔的可靠性 · 保護(hù)氣體和焊絲的合理搭配 · 焊渣量 · 焊縫金屬的性能 · 耐腐蝕性（尤其是

2、鉻鎳鋼） · 可應(yīng)用的電弧種類和工作點(diǎn) · 焊接速度 · 由一只噴咀或同兩只噴咀噴出保護(hù)氣體 · 飛濺量和飛濺大小 · 焊機(jī)購(gòu)置 · 經(jīng)濟(jì)性 · 由保護(hù)氣體區(qū)出來(lái)的有害物質(zhì)和雜質(zhì)。 保護(hù)氣體對(duì)于焊接影響的大小，不僅決定于保護(hù)氣體的組成和性能，更主要的影響因素卻在于電弧種類和工作點(diǎn)選擇、焊絲種類、焊接電源特性、焊炬情況及其它的邊界條件。表1-13 介紹了常用保護(hù)氣體的分類，它是按反應(yīng)性能來(lái)分類的。 表1-12 幾種基本保護(hù)氣體和性能，氣瓶顏色和連接螺紋 氣體種類 焊接時(shí)的反應(yīng)性 在15°c和1巴時(shí)的比重 公斤/米3

3、氣瓶顏色 氣瓶連接螺紋 氬 ar惰性 1.759灰色 w21.80x 1/4“ 氦 he惰性 0.176灰色 w21.80x 1/4“ 二氧化碳 co2氧化性 1.849灰色x） w21.80x 1/4“ 氧 o2 xx） 氧化性 1.336 蘭色 r3/4“ x）二氧化碳?xì)馄砍祟伾?，另外有識(shí)別字母s或stxx）氧氣只能和其它保護(hù)氣體混合使用 表1-13 常用保護(hù)氣體的分類  分類  序號(hào)  組成氣體數(shù) 各組成成分的體積%按din 1910第4部分適用的焊接方法  備注 氧化性 惰性 還原性 反應(yīng)惰性 co2o2arheh2n2r11 100 原子氫

4、焊 還原性 22 其余1） 1-15 鎢極氬弧焊 等離子焊 還原性 i11 100 鎢極氬弧焊 等離子焊，熔化極惰性氣體保護(hù)焊，焊根保護(hù)  惰性 21 32 其余 m112 1-3其余1）   magm 弱氧化性 強(qiáng)氧化性 222-5 其余1） 326-14 其余1） m21215-25 其余1） 235-151-3其余1） 32 4-8其余1） m31226-40 其余1） 235-204-6其余1） 32 9-12其余1） c11100 magcf12 其余1） 1-30 焊根保護(hù) 在h210%時(shí)呈現(xiàn)還原性 22 1-30其余 1）此處的氬氣可部分由

5、氦氣代替 表中的r類氣體為起還原作用的保護(hù)氣體。屬于這類的有原子氫焊用的氫氣，還有氬氣含量達(dá)15%的氬-氫混合氣體，用于等離子焊最外層的保護(hù)氣體和焊鎳材時(shí)采用，偶爾在鎢極氬弧焊也采用這種保護(hù)氣體。 i類為惰性氣體。這里多指氬氣、氦氣和氬-氦混合氣體，用于鎢極氬弧焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊和等離子弧焊。 m類屬于具有氧化性的保護(hù)氣體，又可按氧化性的強(qiáng)弱進(jìn)一步細(xì)分為m1,m2和m3和另外一類完全用co2作保護(hù)氣體的c類。m和c類同為氧化性保護(hù)氣體。m類適用于混合氣體的熔化極活性氣體保護(hù)焊（magm）。主要?dú)怏w成分為氬氣，部分也允許用氦氣代替。這種混合氣體的活性成分為二氧化碳（co2），在電弧的高溫下

6、，二氧化碳分解生成一氧化碳和氧或氧分子（o2）。三元混合氣體指除氬氣外，還有兩個(gè)活性成分，即co2和o2。完全用二氧化碳作保護(hù)氣體的焊接稱為magc焊，即二氧化碳熔化極活性氣體保護(hù)焊，簡(jiǎn)稱為co2氣體保護(hù)焊。 f類為作焊根保護(hù)用的保護(hù)氣體。供單面焊時(shí)防止焊根氧化，利于底部焊道的成形。一般由氬氣和氫氣或氫氣和氮?dú)饨M成。后一種主要用于焊接非合金和低合金鋼。 為確保焊接質(zhì)量，防止產(chǎn)生氣孔，除了應(yīng)正確選擇合適的保護(hù)氣體外，還必須注意保持保護(hù)氣體的純凈。具體措施為：· 應(yīng)保持保護(hù)氣體管道和焊炬的密封和干燥 · 注意冷卻水的密封，使焊炬上無(wú)冷凝水 · 使用干凈的和與焊接任務(wù)一

7、致的保護(hù)氣體噴咀 · 注意正確調(diào)節(jié)氣體噴咀的位置（距離、傾角和對(duì)準(zhǔn)焊縫） · 注意計(jì)量好保護(hù)氣體的流量 · 選擇合適的電弧工作點(diǎn)（指電弧長(zhǎng)度等） · 注意焊接時(shí)氣瓶的壓力不得低于氣體流量表的工作壓力（2-4巴），以確保對(duì)焊縫金屬的保護(hù)效果。 · 注意在旋開(kāi)減壓閥后，必須立即再關(guān)閉氣瓶閥門，不能讓空氣跑進(jìn)“空”瓶?jī)?nèi)去。 此外，應(yīng)根據(jù)焊接方法和材料來(lái)選擇相應(yīng)的保護(hù)氣體（表1-14）。 如表所示，對(duì)有色金屬、奧氏體不銹鋼和高溫合金可以用惰性氣體（純氬或純氦）進(jìn)行的氣體保護(hù)焊，既可以用鎢極，也可以用焊絲（熔化極）。 對(duì)銅及銅合金以及用氮合金化的奧氏體鋼

8、可用純氮?dú)膺M(jìn)行熔化極氣體保護(hù)焊。對(duì)碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼一般用co2氣體保護(hù)焊。對(duì)鋁和鋁合金、鈦有鈦合金則常用氬和氦混合氣體的氣體保護(hù)焊。此時(shí)氦含量應(yīng)75%。不銹鋼和鎳基合金鋼則廣泛使用氬氣加二氧化碳、氬氣加氧氣和氬氣加二氧化碳加氧氣的熔化極活性氣體保護(hù)焊。表1-14 常用保護(hù)氣體適用的焊接方法和材料 保護(hù)氣體成分 適用焊接方法 焊絲直徑 適用的金屬材料 焊件厚度（毫米） 施焊方式 焊接位置 備注  純ar鎢極氬弧焊     有色金屬，奧氏體不銹鋼和高溫合金   手工焊，自動(dòng)焊   熔化極惰性氣體保護(hù)焊 噴射過(guò)渡 0.8-1.63-5半自動(dòng)

9、焊 全位置 立焊向下焊 1.6-5.05-40平焊   脈沖噴射過(guò)渡 0.8-2.01.5-5自動(dòng)焊 全位置 立焊向下焊 1.6-5.06-40平焊    純he鎢極氦弧焊     手工焊，自動(dòng)焊   熔化極惰性氣體保護(hù)焊 噴射過(guò)渡 0.8-1.64-6半自動(dòng)焊，自動(dòng)焊 全位置 立焊向下焊 1.2-4.0 6-40自動(dòng)焊 平焊   脈沖噴射過(guò)渡 0.8-1.2 2-5半自動(dòng)焊，自動(dòng)焊 全位置 立焊向下焊 2.0-4.0 8-40自動(dòng)焊 平焊   純n2熔化極惰性氣體保護(hù)焊 滴狀，短路過(guò)渡 0.8-1.2銅和銅合金，

10、用氮合金化奧氏體不銹鋼 3-5半自動(dòng)焊 全位置 立焊向下焊 1.6-4.05-30自動(dòng)焊 平焊   純co2熔化極活性氣體保護(hù)焊 短路過(guò)渡 0.5-1.6 碳鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼 0.5-5半自動(dòng)焊 全位置 立焊向下焊 滴狀，短路過(guò)渡 1.6-4.04-10自動(dòng)焊 平焊   ar +75% he鎢極氬弧焊   鋁及鋁合金，鈦及鈦合金   手工焊，自動(dòng)焊     熔化極惰性氣體保護(hù)焊，噴射過(guò)渡 1.6-4.08-40自動(dòng)焊 平焊   ar+（5-15）% he鎢極氬弧焊   不銹鋼，鎳基合金   手工焊

11、，自動(dòng)焊     ar+5%co2熔化極惰性氣體保護(hù)焊 短路過(guò)渡 0.5-1.2碳鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼，不銹鋼，高合金鋼（co2少） 0.8-3.0 半自動(dòng)焊，自動(dòng)焊 全位置 立焊向下焊 脈沖噴射 0.8-5.01.0-5.0全位置，平焊 立焊向下焊 ar+20% co2噴射過(guò)渡 0.8-5.02.0-5.0平焊   ar+（1-5）%o2熔化極惰性氣體保護(hù)焊 噴射過(guò)渡 0.7-1.2碳鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼，不銹鋼，高合金鋼（加1-3% o2） 1-4 半自動(dòng)焊 自動(dòng)焊 全位置 立焊向下焊 1.6-4.05-50平焊   脈沖噴射過(guò)渡 0.7-2

12、.01-5全位置 立焊向下焊 1.6-5.03-30平焊   四 常用保護(hù)氣體對(duì)焊接性能的影響 如表1-15所示，純氬（99.995% ar）的弧柱電位梯度低，電弧穩(wěn)定性好，金屬過(guò)渡特性也不錯(cuò)。焊縫呈蘑菇形。 表1-15 常用保護(hù)氣體對(duì)焊接性能的影響 保護(hù)氣體 成分 弧柱電位梯度 電弧穩(wěn)定性 金屬過(guò)渡特性 化學(xué)性能 焊縫熔深形狀 加熱特性 ar純度99.995% 低 好 滿意   蘑菇形   he純度99.99% 高 滿意 滿意   扁平形 焊接熱輸入比ar高 n2純度99.9% 高 差 差 易在鋼中引起氣孔和氧化物 扁平形   co2純度99

13、.9% 高 滿意 滿意，有些飛濺 強(qiáng)氧化性 扁平形 熔深較大   ar+hear+75%he中等 好 好   扁平形 熔深較大 焊接熱輸入比ar高 ar+h2ar+（5-15）%h2中等 好   還原性，h2大于5%時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣孔  熔深較大   ar+co2ar+5%co2低，中等 好 好 弱氧化性  蘑菇形，熔深較大（改善焊縫成形）   ar+20%co2好 好 中等氧化性 弱氧化性   ar+o2ar+（1-5）% o2低 好 好   ar+co2+o2ar+20% co2+5%o2中等 好 好 中等

14、氧化性   co2+o2co2+20% o2高 稍差 滿意 強(qiáng)氧化性 扁平形 熔深較大   而用純氬氣作保護(hù)氣體時(shí)，其電位梯度比用純氦氣時(shí)高。焊縫呈扁平形。因?yàn)楹附訜彷斎胼^大，電弧能量分布寬。 使用氮?dú)鈺r(shí)盡管弧柱電位高，但電弧不穩(wěn)定，熔滴過(guò)渡特性差，易在鋼中引起氣孔和氮化物，使焊縫金屬脆化，較適用于銅和鎳的焊接。 當(dāng)用氬加氦的混合保護(hù)氣體時(shí)，按相互所佔(zhàn)比例的不同，又分以氦氣為主的和以氬氣為主的兩種?；≈娢惶荻葹橹械取烧唛g熔滴過(guò)渡特性有一些區(qū)別。熔深均較大。同時(shí)具有兩種惰性氣體的性能。適合焊大厚度的鋁制工件。 下面著重介紹熔化極活性氣體保護(hù)焊（mag）常用保護(hù)氣體的一些重

15、要知識(shí)，即在表1-30中的c類和m類保持氣體對(duì)焊接性能的影響。總的來(lái)講，使用這些活性保護(hù)氣體必須注意如下幾點(diǎn)： 防氣孔的可靠性 由二氧化碳（co2）分解出的氧或作為保護(hù)氣體加入的氧和熔池起反應(yīng)。除引起合金元素?zé)龘p外，有可能在熔池中形成氣體狀物質(zhì)。如焊縫金屬內(nèi)有足夠的與氧有較大化合力的元素存在的話，可避免產(chǎn)生氣體狀氧化物。產(chǎn)生的氧立即被化合以焊渣形式迅速?gòu)娜鄢胤蛛x出去。焊接非合金鋼時(shí)必須采用合金鋼焊絲。為了避免氣孔，應(yīng)讓保護(hù)氣體與焊絲合理搭配，此外還應(yīng)確定合理的電弧工作點(diǎn)。電弧電壓調(diào)節(jié)不當(dāng)和熔化功率偏高時(shí)均可能引起氣孔。 燒損和夾渣 如前所述，氧的最重要的化學(xué)反應(yīng)是造成氧化物夾渣。夾渣沉積在焊縫

16、區(qū)內(nèi)，此外氧還易造成煙氣并導(dǎo)致合金元素的燒損。在表1-13中m3類混合保護(hù)氣體以及用co2保護(hù)氣體時(shí)，其夾渣情況比用m1和m2時(shí)嚴(yán)重一些。因?yàn)閵A渣量隨焊絲中的錳和硅含量增加而增加。此外，這種夾渣量還隨電弧長(zhǎng)度（電弧電壓）增加，并隨電弧功率提高和焊接速度降低而增多。必須采用有足夠高合金成分的焊絲來(lái)彌補(bǔ)合金元素的燒損。 焊縫金屬中殘留的氧化物可導(dǎo)致焊接接頭韌性的降低。盡管如此，用co2或高含氧量的混合保護(hù)氣體（如m3.3）所取得的沖擊韌性在許多應(yīng)用范圍也是完全可滿足要求的。 在用強(qiáng)氧化性保護(hù)氣體進(jìn)行多道焊時(shí)必須注意，不得有夾渣。為此，每焊一道焊縫之前必須仔細(xì)檢查，看看前一首這焊縫內(nèi)是否有夾渣，如有

17、，必須先清除掉夾渣后再焊。 對(duì)鉻鎳鋼的耐腐蝕性 不能用純二氧化碳保護(hù)氣體焊接低碳奧氏體鉻鎳鋼?？梢杂没旌媳Ｗo(hù)氣體，但其中的二氧化碳含量應(yīng)限制在一定范圍（co25%。當(dāng)采用的二氧化碳含量小于此。5%的富氬的混合保護(hù)氣體時(shí)，可得到基本上無(wú)氧化的焊縫表面。當(dāng)用非鎮(zhèn)定的鉻鎳鋼焊絲焊接時(shí)，保護(hù)氣體中應(yīng)完全放棄采用co2，而改用含1-5%氧的富氬的混合保護(hù)氣體。若保護(hù)氣體中的二氧化碳偏高，熔池內(nèi)吸收由保護(hù)氣體中分離出的碳。那些僅僅微量增高的碳也可能促進(jìn)產(chǎn)生晶間腐蝕。對(duì)于沒(méi)有明顯腐蝕應(yīng)力的鉻鎳鋼，例如低溫技術(shù)中應(yīng)用的鉻鎳鋼，用較高二氧化碳含量（20%）的混合保護(hù)氣體也沒(méi)有問(wèn)題。 充填（空心）焊絲 這種充填（

18、空心）焊絲不能自已保護(hù)。焊接非合金鋼和低合金鋼時(shí)多用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊或用混合氣體的氣體保護(hù)焊焊接。但應(yīng)控制混合氣體中的含氧量不宜過(guò)大。 1 二氧化碳（co2） 二氧化碳保護(hù)氣體多用于焊接非合金鋼和部分低合金鋼。 氧化碳的最小單位（分子）是由一原子碳和二原子氧組成的化合物。因這個(gè)化合物處于全飽和狀態(tài)，不和其它物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。二氧化碳是一種無(wú)色無(wú)味的氣體。在市場(chǎng)上二氧化碳被作為碳酸（二氧化碳的水溶液）出售。和空氣相比，二氧化碳的流動(dòng)性好，比重較大，在電弧區(qū)受熱后體積和壓力增大（分子分解所引起），從而使二氧化碳?xì)怏w具有良好的保護(hù)作用，可以可靠地防止產(chǎn)生氣孔。 使用二氧化碳保護(hù)氣體對(duì)焊接性能的影響表現(xiàn)

19、在以下三個(gè)方面：1）對(duì)電弧的影響 二氧化碳電弧除了受到金屬煙霧的影響外，還在很大程度上受到這種保護(hù)氣體導(dǎo)熱性的影響。二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)熱性好，故導(dǎo)電的電弧截面小，所以二氧化碳電弧中的電壓降和電流密度比混合保護(hù)氣體電弧大一些。其電弧電壓比用混合保護(hù)氣體時(shí)大4伏。盡管二氧化碳電弧有高的能量密度，用正常焊接參數(shù)焊接時(shí)在焊縫中心不會(huì)產(chǎn)生指狀熔池。二氧化碳的導(dǎo)熱性好除了引起分子變化外（co2co+o），在相同的電弧功率下焊縫熔池成形比用富氬混合保護(hù)氣體時(shí)明顯寬一些。故用少量的側(cè)向擺動(dòng)焊絲，便可以得到較寬的熔池。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊特別適用于某些特殊位置的焊接，尤其是厚壁工件下降焊縫的焊接。2）對(duì)熔滴過(guò)渡的影響

20、 二氧化碳電弧，由于電流密度和溫度較高，靠發(fā)熱和分子分解時(shí)產(chǎn)生的爆炸壓力產(chǎn)現(xiàn)熔滴過(guò)渡。此外，在較大電弧功率時(shí)的二氧化碳電弧的熔滴過(guò)渡有可能引起短路。這種作用在電弧上的力和短路過(guò)程使熔滴過(guò)渡變得較困難，往往會(huì)造成劇烈飛濺，并會(huì)因振動(dòng)而導(dǎo)致熔池位移。為減少熔滴過(guò)渡的這種困難，可采取下列措施： · 選擇合適的電弧工作點(diǎn) · 縮短焊絲伸出端的長(zhǎng)度 · 選用合適的焊絲材料和直徑 · 調(diào)節(jié)電功率 在二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)必須非常仔細(xì)地調(diào)節(jié)電壓和電流強(qiáng)度（熔化功率）。電流強(qiáng)度的變化曲線對(duì)各個(gè)電弧相位有很大的影響。尤其重要的是短路后再次引弧電功率不宜過(guò)高。只要全面考慮了各

21、種可能的影響因素，可以得到光滑的焊縫和較少的飛濺量。 用二氧化碳保護(hù)氣體焊接壁厚1毫米以下的薄壁工件比較困難，另外當(dāng)開(kāi)i型或v型坡口無(wú)銅墊間隙大時(shí)其搭橋性能不如用混合氣體的氣體保護(hù)焊。 純二氧化碳電弧不能用由脈沖電流控制的熔滴過(guò)渡。只有在保護(hù)氣體區(qū)域具有較高的二氧化碳含量（80%），并在焊炬旁通過(guò)一附加噴咀向電弧區(qū)內(nèi)噴入純氫氣才能得到噴射電弧和脈沖電弧。3）對(duì)焊渣的影響二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊產(chǎn)生的焊渣較多。在焊接小焊縫時(shí)焊渣沉積區(qū)可能出現(xiàn)不均勻成形的焊道。當(dāng)用大電弧功率焊接時(shí)，焊渣造成熔池劇烈振動(dòng)，若焊接參數(shù)選擇不當(dāng)將會(huì)引起咬邊。 2 氬氣和二氧化碳混合氣體 焊接非合金鋼和低合金鋼時(shí)可以應(yīng)用二氧化

22、碳含量在10-30%的富氬混合保護(hù)氣體。可用實(shí)心焊絲和充填（空心）焊絲。一般不宜用于焊接奧氏體鉻鎳不銹鋼。 和用純氬氣時(shí)相比較，隨著氬氣中二氧化碳含量的增加，熔池變深（圖1-21），氣孔敏感性小，焊渣量大。只要電弧不是過(guò)長(zhǎng)，工件表面沒(méi)有氧化皮和鐵銹，產(chǎn)生的焊渣比用純二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)明顯降低。 當(dāng)采用二氧化碳短弧、噴射弧和脈沖弧工作時(shí)，只要焊接參數(shù)合理，焊接時(shí)的飛濺很小?，F(xiàn)分述如下：1）短弧 用氬氣和二氧化碳混合氣體短弧焊時(shí)，適用于薄板連接和間隙大時(shí)搭橋。對(duì)于強(qiáng)制位置焊，尤其是厚壁工件下降角焊縫，應(yīng)優(yōu)先采用高二氧化碳含量的保護(hù)氣體。從而可以減少因焊接速度不均勻和運(yùn)條不當(dāng)造成的連接缺陷。2）噴

23、射弧 在電弧功率大時(shí)，用低二氧化碳含量的這種混合保護(hù)氣體焊接也可得到噴射弧。當(dāng)二氧化碳含量超過(guò)15%后，熔滴變大，伴隨短路，形成部分熔滴過(guò)渡。在二氧化碳含量大于30%以后，其熔滴過(guò)渡情況和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)的很類似。防止產(chǎn)生氣孔的可靠性增加，由于此時(shí)氬氣中的二氧化碳?xì)怏w較多，熔池深度增大，但也同時(shí)增加了焊渣量和飛濺。3）脈沖弧 隨著二氧化碳含量增加，脈沖弧焊較困難。只有在焊炬結(jié)構(gòu)上采取一定措施，讓兩種保護(hù)氣體分開(kāi)來(lái)送入電弧區(qū)時(shí)，才能在采用高二氧化碳含量的混合氣體時(shí)得到脈沖?。▓D1-23），這一點(diǎn)也同樣對(duì)噴射弧適用。 根據(jù)電源的動(dòng)態(tài)特性曲線和其它的焊接條件，在短弧和噴射弧間的工作點(diǎn)可能會(huì)引起劇

24、烈的飛濺。故應(yīng)避免在這中間區(qū)域施焊，應(yīng)調(diào)節(jié)成脈沖弧以減少飛濺。在噴射弧區(qū)內(nèi)，如焊到大間隙或工件邊緣，往往會(huì)由于偏吹而出現(xiàn)劇烈的飛濺。 3 氬氣和氧氣的混合氣體 焊接鋼材時(shí)，在這種混合氣體中的含氧量為1-12%。 這種混合氣體和純氬氣相比，熔池較深和燒損較大。若增加混合氣體中的含氧量，可降低熔滴過(guò)渡時(shí)的表面張力，減小熔化范圍。形成一種平坦而光滑的焊道。適用于焊接奧氏體鉻鎳鋼。優(yōu)點(diǎn)在于焊縫金屬不會(huì)滲碳。可通過(guò)變化含氧量和焊絲化學(xué)成分的措施控制電弧工作點(diǎn)以調(diào)節(jié)燒損。盡管含氧量高的這種混合氣體焊接后焊縫金屬的韌性有一些降低，但一般情況下仍能達(dá)到材料要求的沖擊韌性。1）噴射弧和脈沖弧在這種氬氣和氧氣的混

25、合氣體中噴射弧和脈沖弧很穩(wěn)定。和氬氣加二氧化碳的混合氣體相比，噴射弧的工作范圍在較小的電弧功率時(shí)便已開(kāi)始。由于電弧形狀決定于氬氣，也由于焊絲端部的表面張力較小，故為一種小體積和無(wú)飛濺狀的熔滴過(guò)渡。飛濺少是因?yàn)檩^小的體積和較少熱焓的緣故。工件熔池不大，熔滴分離較容易。在保護(hù)氣體噴咀上只有少量飛濺，能不間斷地焊較長(zhǎng)的焊縫，不需要中途中斷下來(lái)清潔保護(hù)氣體噴咀。2）短弧這種氬氣和氧氣的混合氣體很適合用短弧焊接薄壁工件。對(duì)于強(qiáng)制位置的厚壁工件應(yīng)改用氬-二氧化碳混合氣體或大或小純二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，因?yàn)檫@種氬氣和氧氣的混合氣體焊接時(shí)熔池的表面張力較小，尤其是焊下降焊縫時(shí)，會(huì)出現(xiàn)熔池過(guò)快前跑的危險(xiǎn)。在上升焊

26、或其它強(qiáng)制位置，當(dāng)電弧功率足夠大時(shí)，很難避免出現(xiàn)較大的焊縫拱頂。4 氬氣-二氧化碳-氧氣的三元混合氣體 這種混合氣體的組成為3-7%氧氣和5-15%二氧化碳?xì)怏w，其余為氬氣。 適合于焊接非合金鋼和低合金鋼。只有當(dāng)二氧化碳含量低于5%時(shí)，才允許將這種混合氣體用于焊接有腐蝕應(yīng)力的奧氏體鉻鎳鋼。 這種三元混合氣體的優(yōu)點(diǎn)是兼有氬氣-二氧化碳和氬氣氧氣這兩種混合氣體的特點(diǎn)。 當(dāng)采用短弧焊接時(shí)，特別適合于薄板和大間隙搭橋焊。在采用有高熔敷量的噴射弧時(shí)，熔滴過(guò)渡很細(xì)，幾乎看不見(jiàn)飛濺。 在這種三元混合氣體中若減少二氧化碳含量，增加含氧量，也可勉強(qiáng)用于強(qiáng)制位置厚壁工件的焊接。 圖1-22表示熔化極活性氣體保護(hù)焊

27、（mag ）中三種具有代表性的活性氣體組成和v形坡口與角焊縫對(duì)焊縫截面形狀的影響。 圖1-22 幾種保護(hù)氣體組成和坡口形狀對(duì)焊縫截面形狀的影響     焊接參數(shù) 焊絲sg2 din8559焊絲直徑 1.2毫米 母材：rst37.5試樣表面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工 自動(dòng)焊焊接 焊接位置：水平 焊炬調(diào)節(jié)：中性 焊絲速度：9.5米/分 焊接速度：350毫米/分 保護(hù)氣體流量：17±1升/分 接觸管距離：18±1毫米 工作電壓：和保護(hù)氣體相適應(yīng) 伏 備注：1）在保護(hù)氣體噴咀外測(cè)量  五 mag焊時(shí)在電弧和保護(hù)氣體區(qū)分別送入不同保護(hù)氣體的方法（m

28、agci） 圖1-23表示一只帶有兩個(gè)氣體噴咀的熔化極氣體保護(hù)焊的焊炬示意圖。用處在內(nèi)部的一只噴咀向保護(hù)區(qū)中心區(qū)域輸送氬氣或氬氣-氧氣混合氣體。而由外噴咀向保護(hù)區(qū)噴出二氧化碳?xì)怏w。中心區(qū)域采用何種保護(hù)氣體主要決定于應(yīng)用的電弧種類。當(dāng)應(yīng)用噴射弧和脈沖弧時(shí)希望最好向電弧區(qū)噴出高含氬量的保護(hù)氣體。這兩種電弧均可調(diào)節(jié)，使飛濺減少到很小的程度。外部區(qū)域用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)不會(huì)對(duì)熔滴過(guò)渡帶來(lái)不良影響。圖1-23 分別將不同保護(hù)氣體送入內(nèi)、外保護(hù)區(qū)的mag焊焊炬示意圖（magci法） 為確保電弧區(qū)含氬氣多的部位的氬氣不流失，內(nèi)噴咀和電弧間的距離不得過(guò)大。下列情況可能造成二氧化碳侵入電弧區(qū)，從而出現(xiàn)問(wèn)題，即：焊

29、絲端部和噴咀中民線偏差過(guò)大；噴咀變形或位移；飛濺粘附于噴咀上；在高度時(shí)選用了不合理的焊接參數(shù)；焊炬傾斜角太大或坡口沒(méi)開(kāi)好等。這種magci法盡管存在著保護(hù)氣體消耗大，保護(hù)氣體控制和焊炬結(jié)構(gòu)以及必須確保與這種方法有關(guān)的焊接條件等缺點(diǎn)，但還是必須的，因?yàn)橛盟鼇?lái)焊接非合金鋼和低合金鋼還是完全經(jīng)濟(jì)的。其主要的優(yōu)點(diǎn)是僅用少量的氬氣（15-25%），其余為二氧化碳，應(yīng)用飛濺很少的噴射弧或脈沖弧。 和純二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊相比，熔深小和焊渣較少，但若和其它多數(shù)混合氣體保護(hù)焊相比則較大。焊縫性能和其它mag焊所達(dá)到的差不多。 六 焊縫背面保護(hù)氣體和焊根保護(hù)設(shè)備 焊縫背面和焊根受到較高的溫度加熱，但從焊炬噴出的保

30、護(hù)氣體往往不能對(duì)這部分進(jìn)行保護(hù)或保護(hù)得不夠。焊接時(shí)如焊縫背面暴露在空氣下，即未施加保護(hù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化。對(duì)鋼材來(lái)說(shuō)，會(huì)因受熱變色，出現(xiàn)粗糙的氧化層。對(duì)某些氣體敏感性的材料（如鈦、鋯和鉬），在熱影響區(qū)會(huì)引起嚴(yán)重的脆化。常用的焊縫背面用的焊根保護(hù)氣體有氬氣、氬氣和氫氣以及氮?dú)夂蜌錃獾幕旌媳Ｗo(hù)氣體。 氬氣的價(jià)格較貴，只有在有特殊要求時(shí)才用于作焊縫背面的保護(hù)氣體。常用的焊根保護(hù)氣體有兩種。當(dāng)焊縫背面表面質(zhì)量要求較高時(shí)（例如熱變色）應(yīng)用氬氣加（1-30%）氫氣，一般非合金鋼和低合金鋼的焊根保護(hù)氣體均采用氮?dú)饧樱?-30%）氫氣。由于這些保護(hù)氣體含有氮?dú)夂蜌錃?，?duì)大多數(shù)非鐵金屬材料有不利的影響，故幾乎只適用于

31、鋼材（鐵素體鉻鋼也不能用）。 如果鋼材焊后不允許出現(xiàn)熱變色，必須對(duì)溫度在400k以上的工件熱影響區(qū)施行焊根氣體保護(hù)。有下列常用的焊根保護(hù)設(shè)備： 最簡(jiǎn)單的，但不完善的保護(hù)方法是在焊縫坡口背面墊一塊帶有槽的短板來(lái)作對(duì)接焊縫的焊根保護(hù)（圖1-24）。工件上部焊炬噴出的氬氣被墊板擋住，從而使焊根也處在保護(hù)氣體的保護(hù)范圍內(nèi)。這種方法僅對(duì)工件焊根留有間隙的焊接才適用，而墊板和工件間不得有間隙。圖1-24 用帶槽銅滑塊作墊板，不能保證無(wú)熱變色  圖1-25 由銅滑塊下面通入焊根保護(hù)氣體的夾具   圖1-26 焊接氣體敏感性強(qiáng)材料用夾具 圖1-25是一種較完善的焊根保護(hù)方法。銅滑

32、塊的槽內(nèi)鉆有許多孔，即從銅滑塊下面向焊根通入焊根保護(hù)氣體。 如需作大面積保護(hù)，可以焊縫背面用多孔的金屬過(guò)濾板或用前面放有細(xì)孔板的鋼絲網(wǎng)實(shí)現(xiàn)氣體保護(hù)的均勻分布。焊接那些對(duì)氣體敏感的材料（如鈦材），如不能在充滿氬氣的小室或帳篷內(nèi)焊，便應(yīng)用圖1-26這種帶有保護(hù)氣體噴霧器的夾具。 圖1-27表示各種管子焊根保護(hù)氣體的輸送設(shè)備?？上拗票Ｗo(hù)氣體空間以較少的氣體量收到良好的保護(hù)效果。這種設(shè)備也起夾持零件和焊根成形的作用。 圖1-27 由管端管塞通入焊根保護(hù)氣體 圖1-28 大直徑管用油毛氈密封內(nèi)部，用膠帶回轉(zhuǎn)擋板密封外部可采用專用夾具來(lái)密封管內(nèi)的保護(hù)氣體的空間。當(dāng)焊接較長(zhǎng)的小直徑管道，因?yàn)閺墓艿纼?nèi)部無(wú)法焊

33、，可從管道兩端管塞的孔中通入焊根保護(hù)氣體。管塞可用木塞或橡皮塞（圖1-27）。 對(duì)于大直徑管子，為進(jìn)行焊根保護(hù)，可在管內(nèi)用油毛氈制造的密封碗或密封圓錐插入，通入焊根保護(hù)氣體時(shí)自動(dòng)脹開(kāi)。管外焊縫上帖一鋁或玻璃纖維的膠帶或帶槽的可回轉(zhuǎn)擋板（圖1-28）。 大直徑管采用這種密封方法的目的是節(jié)省焊根保護(hù)氣體。但在使用時(shí)應(yīng)盡量限制預(yù)熱溫度不宜過(guò)高，否則油毛氈易燃燒。管子外側(cè)用膠帶或帶槽牢房轉(zhuǎn)擋板蓋住未焊部位可防止焊根保護(hù)氣體的流失和空氣的侵入。 圖1-29是大直徑管適用的焊根保護(hù)專用夾具。采用了皮革或橡皮碗的彈性密封方式。 這種密封方法比圖1-28的密封效果好，但制造專用工具費(fèi)用也高一些。同樣也要控制預(yù)

34、熱溫度，因皮革或橡皮均不能耐高溫。另一方面，如工件直徑變化時(shí)，需更換相異常直徑的密封環(huán)。 圖1-29 適用于大直徑管的彈性密封方法 圖1-30 大直徑管焊根保護(hù)用剛性密封夾具為了解決這幾個(gè)問(wèn)題，又發(fā)展了圖1-30這種采用弓形結(jié)構(gòu)，靠推桿和彈簧脹縮，剛性的大直徑管焊根保護(hù)夾具。 圖1-30這種夾具的優(yōu)點(diǎn)是焊根保護(hù)氣體的耗量最少。管徑的微量變化對(duì)密封的影響不大。不怕采用高的預(yù)熱溫度和焊接熱影響區(qū)的高溫影響。 應(yīng)正確控制焊根保護(hù)氣體的流量，不宜過(guò)大，因過(guò)大時(shí)擠壓熔池，導(dǎo)致焊根成形缺陷。但過(guò)小又起不到驅(qū)趕空氣、防止空氣侵入的作用。7. 對(duì)熔化極氣體保護(hù)焊焊機(jī)的評(píng)價(jià) 現(xiàn)在還沒(méi)有具有約束力的標(biāo)準(zhǔn)和判定標(biāo)準(zhǔn)

35、來(lái)評(píng)價(jià)和比較焊接設(shè)備。評(píng)估焊機(jī)的使用性能首先應(yīng)注意技術(shù)參數(shù)，可以從焊機(jī)制造廠商提供的銘牌和焊機(jī)使用說(shuō)明書中查到技術(shù)參數(shù)。其次再通過(guò)試樣焊接來(lái)判定焊機(jī)的操作性和焊接性能。最后再考慮焊機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和制造廠商的售后服務(wù)部等因素。 表5-3給出了評(píng)估焊機(jī)的一些重要的項(xiàng)目，其中有的項(xiàng)目和焊機(jī)的應(yīng)用范圍有關(guān)。 表5-3 熔化極氣體保護(hù)焊焊機(jī)的評(píng)估項(xiàng)目 技術(shù)參數(shù) 焊接性能 操作性能 經(jīng)濟(jì)性 調(diào)節(jié)范圍 負(fù)荷性能（合閘時(shí)間） 連續(xù)或分段的電壓調(diào)節(jié)和級(jí)差的大小 遙控 調(diào)節(jié)脈沖電弧的可能性 焊接參數(shù)儲(chǔ)存（編程） 從焊縫開(kāi)始到結(jié)束的電流程序 可調(diào)節(jié)的附加電感（扼流圈） 點(diǎn)焊和縫焊定時(shí)開(kāi)關(guān) 可調(diào)節(jié)的自由燃燒時(shí)間 穩(wěn)壓設(shè)備

36、 冷卻設(shè)備 噪音大小 引弧 電弧穩(wěn)定性 電弧長(zhǎng)度調(diào)節(jié) （“內(nèi)調(diào)節(jié)”的惰性） 飛濺情況 焊縫成型 （成型，焊波） 操縱元件 測(cè)量設(shè)備 運(yùn)輸可能性 穩(wěn)定性 和各種電網(wǎng)電壓連接的可能性 焊接電纜和焊炬的連接 佔(zhàn)地面積 保護(hù)方式 購(gòu)置費(fèi) 可用率 功率因素 效率 空載損失 維修費(fèi)用 備件情況 （供貨期，費(fèi)用） 第三節(jié) 熔化極氣體保護(hù)焊的電弧和熔滴過(guò)渡 1）一 概述 在焊接時(shí)電弧作為能源，將電能轉(zhuǎn)換成熱能。電弧過(guò)程可看成“獨(dú)立的放電”，其過(guò)程如下： 電子從負(fù)極（陰極）流出，以巨大的加速度飛往正極（陽(yáng)極）。電子在沖撞正極時(shí)將運(yùn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能。產(chǎn)生高溫，高溫使有關(guān)材料熔化和部分汽化。電子在兩極間飛行時(shí)碰到原子

37、，便沖撞原子的電子殼層，又進(jìn)一步釋放出電子，新電子流又流向正極。原子殘留物由于失掉了電子不再呈中性，而顯示出帶正電荷，稱為離子。離子具有正電荷，故離子加速流向負(fù)極。離子和負(fù)極沖撞時(shí)也同樣產(chǎn)生熱能，導(dǎo)致熔化和蒸發(fā)。 電子和離子在氣柱的電場(chǎng)內(nèi)的流體稱為“等離子”。離子主要由金屬原子產(chǎn)生，而保護(hù)氣體中的原子是幾乎不參加電離的。盡管如此，保護(hù)氣體的化學(xué)成分對(duì)熔滴過(guò)渡的種類和焊縫成形仍有很大的影響。保護(hù)氣體的種類會(huì)影響到導(dǎo)電電弧截面的大小，從而也會(huì)影響到熔滴分離力的大小和方向。導(dǎo)電電弧柱的截面和發(fā)光的電弧外殼不是一回事，它和保護(hù)氣體的導(dǎo)熱性有關(guān)。當(dāng)為具有優(yōu)良導(dǎo)熱性的保護(hù)氣體時(shí)，可形成一種截面劇烈收縮，電

38、流密度較大和溫度較高的電弧核心。 二氧化碳?xì)怏w和氦氣都具有很好的導(dǎo)熱性。在這兩種保護(hù)氣體作用下均可形成一種與氬氣或富氬混合保護(hù)氣體時(shí)相反的細(xì)的導(dǎo)電的電弧核心。電弧柱的劇烈收縮會(huì)造成電阻增加和正負(fù)極間電壓降的加大。在同樣的熔化能力下二氧化碳電弧的電壓比富氣混合氣體的的電壓高3伏左右。 盡管在二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)電弧核心很小，但由于這種氣體導(dǎo)熱性很好，可得到如圖5-38所示較寬的高溫環(huán)形區(qū)和較深的側(cè)向熔池。圖5-38 氬氣和二氧化碳保護(hù)氣體對(duì)電弧形狀的影響 圖5-39 熔滴過(guò)程時(shí)的受力 在二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)部分二氧化碳?xì)怏w被電弧焊接熱量分解（熱分解）。二氧化碳分子分解成一氧化碳和氧。同時(shí)產(chǎn)生一膨

39、脹力。在低溫電弧區(qū)（指電弧外層和引弧部位）一氧化碳和氧又再次結(jié)合生成二氧化碳（再化合）。并同時(shí)釋放出在分解時(shí)吸收的能量，增加熔池溫度。部分分解出的氧和熔池材料化合，形成焊渣。這樣化合的氧也產(chǎn)生少量二氧化碳。電弧像任何通電的導(dǎo)體一樣會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)使其中導(dǎo)電的電弧焊接核心產(chǎn)生進(jìn)一步壓縮的效果。隨著導(dǎo)體電流密度的增加（安/毫米2），在電磁場(chǎng)的作用下電弧焊接核心的徑向截面收縮增加，這個(gè)過(guò)程稱為“收縮效應(yīng)“（擠壓效應(yīng)）。在引弧區(qū)的電流密度特別大，在這個(gè)區(qū)域以外的電流密度則較小，收縮力也較小。 在電極（焊絲）方向產(chǎn)生不同的收縮力，引弧部位和電弧柱受到軸向力作用，該軸向力由高電流密度區(qū)（大徑向力

40、）向較小電流密度區(qū)（小徑向力）的方向作用。這有點(diǎn)類似于擠牙膏時(shí)的情況，有一個(gè)部位呈現(xiàn)圓環(huán)形狀收縮，牙膏從管子內(nèi)被擠出來(lái)。焊絲熔滴分離的的機(jī)理也與此相同（圖5-39）。 氬弧焊時(shí)由于氬氣這種保護(hù)氣體的導(dǎo)熱性較小，形成較寬的電弧核心，電弧罩著較大范圍的焊絲端部。電弧的熱量熔化焊絲端部，但熔液的表面張力反作用，造成熔滴分離。如果在焊接時(shí)達(dá)到一定的臨界電流強(qiáng)度和電壓，焊絲端中電弧焊接開(kāi)始部位的截面便會(huì)劇烈收縮（收縮效應(yīng)），分離成許多小熔滴，并快速流向熔池。在德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)din 1910中稱這種熔滴過(guò)渡形式為噴射弧，只有在用氬氣或富氬混合氣體進(jìn)行焊接時(shí)才會(huì)產(chǎn)生這種電弧。 氬弧焊的熔池特點(diǎn)是在工件表面熔池較寬

41、（二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊則與此相反），而在熔池中心部位，則形成熔深大而尖呈手指狀的熔池。后者是由劇烈加速的線狀熔滴射流而引起的。 在二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)，形成一種截面收縮的電弧柱。在電弧開(kāi)始部位的截面特別小，所謂電弧開(kāi)始部位指位于焊絲端面的下面的部位。由于此部位的電流密度高會(huì)產(chǎn)生一個(gè)抵制熔滴分離的力，即產(chǎn)生一個(gè)反沖力。在此反沖力的作用下形成一大熔滴，該熔滴在產(chǎn)生劇烈側(cè)向偏轉(zhuǎn)后才分離。在熔滴分離前與熔池已往往產(chǎn)生了如圖5-40所示的短路。 根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)din 1910規(guī)定，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的熔滴過(guò)渡形式隨功率不同而異。當(dāng)功率較小時(shí)用短弧，而在功率較大時(shí)則宜用長(zhǎng)弧。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊不宜用脈沖電流焊

42、接（見(jiàn)脈沖電弧），因?yàn)槿缭诿}沖相位遇到巨大的收縮力會(huì)阻礙及時(shí)的熔滴分離。 1 焊絲的極性 1）鋼 焊接鋼材時(shí)焊絲可以接正極或負(fù)極。如圖5-40所示，在焊絲接正極時(shí)，只要焊接參數(shù)調(diào)節(jié)正確可以得到較平坦的焊縫凸起部位的，并且同時(shí)具有足夠熔深和較小飛濺損失的焊縫，故焊接鋼材時(shí)多選用正極為焊絲電極。 在焊絲接負(fù)極時(shí)，其熔化能力比接正極時(shí)提高30%以上，而在電源方面并不多消耗電能。估計(jì)產(chǎn)生這種效應(yīng)的原因是焊絲端部離子放電和電弧開(kāi)始部位快速后跳獲得高熱量的緣故。焊絲接負(fù)極時(shí)具有較大熔化能力和較小熔深的特點(diǎn)可利用來(lái)進(jìn)行堆焊和焊接壁厚0.8毫米的薄板。此時(shí)熔滴頻率明顯低于焊絲接正極時(shí)的熔滴頻率。焊絲接負(fù)極的缺

43、點(diǎn)是焊縫凸起部分大，熔深小。當(dāng)熔化能力大時(shí)產(chǎn)生飛濺多（圖5-40）。 圖5-40 焊絲極性的影響 圖5-41 在工件邊緣電弧偏移。2）鋁 熔化極氬弧焊焊接鋁時(shí)焊絲接正極。旨在能在工件上（負(fù)極）使高熔點(diǎn)氧化皮裂開(kāi)和清除，即有一種“凈化效應(yīng)”。而在焊絲接負(fù)極時(shí)卻沒(méi)有這種“凈化效應(yīng)“。使用氬氣時(shí)的“凈化效應(yīng)”比使用氦氣時(shí)要好一些。正確的握持焊炬可加快這種“凈化效應(yīng)”。 2 電弧偏移 任何帶電導(dǎo)體周圍都存在著一個(gè)磁場(chǎng)。這一點(diǎn)對(duì)電弧也一樣。因?yàn)殡娀】杀豢闯梢环N運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。若外加一個(gè)磁場(chǎng)可引起電弧偏移。此時(shí)電弧不再沿著最短距離（即由焊絲到工件）燃燒。在局部強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，電弧向弱磁場(chǎng)方向偏移。當(dāng)用長(zhǎng)電弧焊接

44、時(shí)電弧的偏移尤其明顯，這一點(diǎn)圖5-41所示的過(guò)渡的熔滴。 防止電弧偏移的措施有：· 焊接時(shí)不宜將電弧調(diào)節(jié)得過(guò)長(zhǎng)； · 在焊縫邊緣焊一塊輔助板； · 傾斜握持焊炬。 3 電弧種類 熔化極氣體保護(hù)焊有以下幾種最重要的熔滴過(guò)渡形式：即噴射弧，長(zhǎng)弧，短弧和脈沖弧（表5-4）。在德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)din1910第4部分中對(duì)電弧種類的名稱 作了明確的規(guī)定。 表5-4 按din 1910第4部分規(guī)定辦理的電弧種類 名稱 縮寫符號(hào) 材料過(guò)渡 短路情況 噴射?。ê附樱?s最細(xì)的熔滴 無(wú)短路 長(zhǎng)?。ê附樱?l粗熔滴 偶爾短路 短?。ê附樱?k細(xì)熔滴 短路 脈沖?。ê笚福?p可調(diào)節(jié)熔滴大小和熔滴

45、頻率 無(wú)短路 第三節(jié) 熔化極氣體保護(hù)焊的電弧和熔滴過(guò)渡 2）一 概述 二 噴射?。╩ags/migs） 如din 1910第1部分所述，噴射弧的特點(diǎn)是熔滴最小，材料過(guò)渡無(wú)短路。即噴射弧焊接時(shí)焊接參數(shù)不變，用微小熔滴和自由飛行的熔滴實(shí)現(xiàn)材料過(guò)渡。焊絲端部在焊接時(shí)被熔化成尖形或扁平狀主要決定于材料、保護(hù)氣體、電流密度和焊絲伸出端電阻的加熱。噴射弧的熔滴過(guò)渡情況如圖5-42所示。 由于噴射弧焊接時(shí)熔滴很小，且熔池流動(dòng)性好，不適合于全位置焊接，一般多用于水平焊縫的填充和蓋面焊道的焊接。 現(xiàn)對(duì)噴射弧的調(diào)節(jié)說(shuō)明如下： 圖5-43上的工作點(diǎn)c和圖5-44上的工作點(diǎn)c為噴射弧在熔化極氣體保護(hù)焊電弧和熔滴過(guò)渡曲

46、線圖上的位置。只有在應(yīng)用了合適保護(hù)氣體并具有足夠高的電流強(qiáng)度和電壓時(shí)才會(huì)形成這種飛濺少的噴射弧。圖5-43上的工作點(diǎn)b和圖5-44上的工作點(diǎn)b表明此時(shí)具有足夠的電壓，但電流強(qiáng)度過(guò)?。ɑ蚝附z送進(jìn)速度過(guò)?。?，熔滴較粗大，因?yàn)殡娏髅芏冗^(guò)小。而在圖5-43上的工作點(diǎn)a，此時(shí)電壓高出實(shí)際需要的電弧特性曲線很多，引弧后電弧很長(zhǎng)并突然中斷。焊絲繼續(xù)送進(jìn)，接觸工件后又重新引弧，電弧焊接達(dá)到較大長(zhǎng)度后又突然中斷，這樣反復(fù)只能呈斷續(xù)地焊接。 圖5-44一的工作點(diǎn)d表示的也是噴射弧的一種情況，具有足夠的電壓，但焊絲送進(jìn)速度選得過(guò)大，電弧較短。焊絲端部較尖，經(jīng)常短路。 短的噴射?。ㄒ?jiàn)din 1910 第4部分長(zhǎng)?。┻m

47、用于厚板單層水平角焊縫的焊接?？杀苊饨呛缚p垂直邊上的咬邊和保證熔深達(dá)到角點(diǎn)，若電弧過(guò)短，焊炬位置不對(duì)以及焊接速度不當(dāng)，盡管電弧功率較高，仍會(huì)造成大的焊道凸起高度（如圖5-45）所示。圖5-42 噴射弧的熔滴過(guò)渡   圖5-43 熔化極氣體保護(hù)層焊的電弧和熔滴過(guò)渡（一） 在較高熔化能力區(qū)mag焊，保護(hù)氣體組成為90%氬氣+5%二氧化碳+5%氧氣， 在熔化能力不變的情況下，電壓不同時(shí)的曲線 圖5-44 熔化極氣體保護(hù)焊的電弧和熔滴過(guò)渡（二） 焊絲送進(jìn)速度和電流強(qiáng)度對(duì)噴射弧的影響 圖5-45 在用噴射弧焊接水平角焊縫時(shí)電弧電壓的影響 stromst?rke：電流強(qiáng)度；drahtf

48、?rdergeschwindigkeit：焊絲輸送速度 圖5-46 噴射弧焊時(shí)導(dǎo)電咀位置的參考值 用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接鋼材時(shí)，在一般生產(chǎn)中常用電流密度下依然會(huì)出現(xiàn)短路狀的熔滴過(guò)渡。但在用富氬的混合保護(hù)氣體（ar+o2,ar+co2,ar+co2+o2）焊接時(shí)，盡管此時(shí)二氧化碳含量一般低于20%，但在足夠高的電流密度下已看不到明顯的短路現(xiàn)象。 在較大的噴射弧功率作用下，導(dǎo)電咀和氣體噴咀將承受很高的熱負(fù)荷。為避免導(dǎo)電咀和焊絲送進(jìn)裝置出現(xiàn)故障，應(yīng)在焊絲送進(jìn)精度和電阻發(fā)熱元件允許的范圍內(nèi)增加導(dǎo)電咀的距離。圖5-46介紹了噴射弧焊時(shí)導(dǎo)電咀端面距氣體噴咀端面和工件表面距離的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)然，焊炬必須得到

49、充分的冷卻，對(duì)此也應(yīng)給予足夠的重視。 三 長(zhǎng)?。╩agl） 圖5-47表示長(zhǎng)弧的熔滴過(guò)渡情況。這種長(zhǎng)弧表示熔滴自由飛行過(guò)渡和短路過(guò)渡混在一起的狀態(tài)。長(zhǎng)弧的熔滴比噴射弧的熔滴大。 圖5-47 長(zhǎng)弧的熔滴過(guò)渡 圖5-48表示用二氧化碳或二氧化碳含量超過(guò)20%的富氬混合保護(hù)氣體焊接時(shí)，在整個(gè)電弧特性曲線上除短弧范圍外可采用的幾個(gè)工作點(diǎn)。ar+o2,ar+co2或ar+20% co2這幾種混合保護(hù)氣體適合于噴射弧焊接，長(zhǎng)弧的特點(diǎn)是其工作點(diǎn)處在噴射弧邊界值下面。圖5-47表明，由于長(zhǎng)弧熔滴過(guò)渡時(shí)存在著部分短路現(xiàn)象，故會(huì)產(chǎn)生很大的電流強(qiáng)度峰值。飛濺損失一般較大?？刹捎靡韵麓胧﹣?lái)明顯地減少飛濺損失： 圖5-

50、48 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊用長(zhǎng)弧焊接時(shí)的熔滴過(guò)渡（在較大熔敷量區(qū)域） 在相同熔敷量和不同電壓的條件下選擇工作點(diǎn) 圖5-49 長(zhǎng)弧焊時(shí)導(dǎo)電咀位置的參考值 1 在眾多減少飛濺損失的措施中，改善電源特性具有很大的意義?？空{(diào)節(jié)特性曲線傾角，通過(guò)電子控制設(shè)備和扼流圈可控制電流上升速度和短路時(shí)的電流峰值。如電源動(dòng)態(tài)特性較差時(shí)，可在焊機(jī)外附加扼流圈，用濾波裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)。2 優(yōu)化電弧電壓減少飛濺。在較大熔敷量時(shí)若具有足夠高的電壓，不僅可減少飛濺，而且可得到如圖5-48所示那種平坦和光潔的焊道（工作點(diǎn)a）。并不是對(duì)任何熔敷量都可得到同樣少的飛濺。有時(shí)盡管熔敷量不一樣，但若采用合適的保護(hù)氣體焊絲搭配焊

51、接，也可以得到較隹的工作點(diǎn)。3 高電流強(qiáng)度，很短的電弧，可在深的熔坑中產(chǎn)生熔滴過(guò)渡(潛弧過(guò)渡)，讓飛濺盡可能從側(cè)壁開(kāi)始。4 可采用圖5-49這種較短的焊絲伸出長(zhǎng)度來(lái)減少飛濺。采用合適的焊接速度和正確的焊炬握持方法減少飛濺，因?yàn)楹附铀俣却髸r(shí)飛濺產(chǎn)生也多。 四 短?。╩agk/migk） 短弧的主要特點(diǎn)是在每一次熔滴過(guò)渡時(shí)均有短暫而有限制的短路所引起的電弧的中斷現(xiàn)象。圖5-50表明，通過(guò)焊絲接觸熔池會(huì)快速交替地出現(xiàn)燃燒的電弧和短路中斷現(xiàn)象。這種幾乎呈周期性中斷的電弧焊接可用較小的有效電流強(qiáng)度熔化焊絲。圖5-50 短弧的熔滴過(guò)渡圖5-51 用混合保護(hù)氣體進(jìn)行的熔化極氣體保護(hù)焊在小熔敷量時(shí)短弧焊的熔滴

52、過(guò)渡混合保護(hù)氣體組成：90%ar+5%co2+5%o2，選取工作點(diǎn)的條件：熔敷量不變，變化電壓  對(duì)于多數(shù)焊絲保護(hù)氣體搭配的情況而言，這種電弧和短路快速交替變化的工作區(qū)域處在電流允許負(fù)荷的下半部。圖5-51和圖5-52則表示電壓值也處在電弧特性曲線區(qū)域的下半部。圖5-50表示熔化極氣體保護(hù)焊用短弧焊接時(shí)周期性的熔滴過(guò)渡的變化情況。為了便于理解，圖5-50中的 表示重新引弧區(qū)，接下去是電弧加熱熔池和焊絲端部。當(dāng)處在4位置時(shí)，熔化的焊絲端部和熔池接觸，由于此時(shí)電流密度和電壓較小，不能產(chǎn)生自由的熔滴分離。熔化的焊絲材料流向熔池。由于熔滴接觸工件，電壓迅速降低到零，并一直延續(xù)到短路時(shí)間結(jié)束，

53、其電壓始終保持在較低狀態(tài)。但與此同時(shí)由于電流驟增，電阻發(fā)熱加熱過(guò)渡區(qū)。在電磁力的作用下，短路處熔滴的截面如5所示收縮，迅速減少的熔滴頸部截面受到劇烈加熱，產(chǎn)生汽化，從而使焊絲和熔池分離。短路結(jié)束時(shí)電壓升高。通過(guò)高溫電極和富裕能量的物質(zhì)立即再次點(diǎn)燃電弧。在引弧后電流強(qiáng)度又再次降低，又形成一個(gè)新的熔池。由于這個(gè)周期快速交替地進(jìn)行下去（每秒鐘30-超過(guò)200次），電弧連續(xù)作用的時(shí)間短，具有這種特點(diǎn)的電弧稱為短弧。在每次熔滴過(guò)渡時(shí)由于受到不同力作用的緣故，易造成熔池振動(dòng)。首先是用短弧焊接大熔敷量的下降焊縫時(shí)，熔池振動(dòng)造成熔池前擁，如電流調(diào)節(jié)不當(dāng)則更易于造成這種引人注目的疵病，使焊接結(jié)果明顯惡化。1 電

54、壓對(duì)短弧的影響 當(dāng)電壓自電弧特性曲線以上，而焊絲送進(jìn)速度又偏低時(shí)，其狀態(tài)如圖5-51的工作點(diǎn)a和圖5-52的工作點(diǎn) ，此時(shí)電弧長(zhǎng)，熔化的金屬熔滴明顯變化地大于焊絲直徑。在這樣的工作點(diǎn)每秒鐘只有少數(shù)幾個(gè)熔滴過(guò)渡到熔池，在較大焊接速度下不能形成完整的焊縫。除此之外，由于熔滴隨重力運(yùn)動(dòng)，從焊絲端部落下，故不能用于仰焊和其它全位置焊接（圖5-53 ，工作點(diǎn)a ）。如圖5-51工作點(diǎn) 和圖5-52工作點(diǎn) 所示，在焊絲送進(jìn)速度不變的情況下用較低的電壓時(shí)，可得到前述短弧，熔滴不再由焊絲端部隨意自由過(guò)渡，而主要靠熔池電弧短路。當(dāng)電壓進(jìn)一步降低到如圖5-53的工作點(diǎn)b 時(shí)，每秒鐘內(nèi)的短路次數(shù)增加。頻繁的出現(xiàn)也短

55、路，電弧中斷降低了電弧的有效工作時(shí)間，但也減少了焊絲端部電阻加熱的時(shí)間。由于在整個(gè)電流中電弧電流的份額較小，故焊接部位的加熱也較小，因而存在著產(chǎn)生連接缺陷的危險(xiǎn)。若電壓調(diào)節(jié)得遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于圖5-51中電弧特性曲線的臨界值（工作點(diǎn)d），此時(shí)幾乎不能引弧，只是對(duì)伸出端的焊絲還有一些電阻加熱。部分熔化的焊絲形成一種窄的粗鱗狀焊道。這種焊道的熱焓多不足，以致于難形成熔池。若用圖5-53工作點(diǎn)b這種調(diào)節(jié)，即將電壓調(diào)到電弧特性曲線的下限，用較小電壓和相對(duì)較大的焊絲送進(jìn)速度進(jìn)行焊接時(shí)，因電弧能量弱，故只適合于那些較小熱量需要的焊接工作。圖5-52 用二氧化碳為保護(hù)氣體進(jìn)行的熔化極氣體保護(hù)焊在小熔敷量短弧焊時(shí)的熔滴

56、過(guò)渡選取工作點(diǎn)的條件：熔敷量不變，變化電壓 圖5-53 熔化極氣體保護(hù)焊短弧焊接時(shí)電壓的影響 2 短弧焊時(shí)的噪音 熔化極氣體保護(hù)焊短弧焊時(shí)，若讓焊絲送進(jìn)速度不變，調(diào)節(jié)電壓時(shí)，電弧的聲音便會(huì)發(fā)生變化。在電壓較大而短路次數(shù)較少時(shí)，電弧聲音低沉和嘶啞（見(jiàn)圖5-53，工作點(diǎn)a ）。當(dāng)降低電壓值，增加短路頻率時(shí)，電弧聲音變得較均勻。若將電壓降得過(guò)多，即低于電弧特性曲線時(shí)，短路次數(shù)又下降，再次出現(xiàn)不規(guī)則的噪音。所以在焊接時(shí)是否調(diào)節(jié)到了理想的短弧狀態(tài)，可以由耳朵聽(tīng)聲音來(lái)作出判斷。焊工首先應(yīng)搞清楚，在電壓低時(shí)不僅僅只出現(xiàn)不規(guī)則的噪音，也有可能出現(xiàn)一種非常均勻的但音調(diào)高的電弧聲音，這意味著短路頻繁，電弧溫度較低，即“冷”的電弧。3 短路電流峰值的影