CO2氣體保護焊

1、C02氣體保護焊學(xué)習(xí)目的：了解C02氣體保護焊的冶金反應(yīng)原理、 焊接工 藝特點和焊接設(shè)備，熟悉 CO2氣體保護焊的基本操作技術(shù)， 掌握薄板對接CO2氣體保護焊、立焊、橫焊技術(shù)。第一節(jié)CO2氣體保護焊概述一、CO2氣體保護焊工作原理CO2氣體保護焊是采用 CO2氣體作為保護氣體隔離空 氣，保護熔池的焊接方法。CO2氣體保護焊是活性氣體保護焊， 從噴嘴噴出的CO2 氣體，在高溫下分解為 CO并放出氧氣。二、CO2氣體保護焊工藝特點（1）生產(chǎn)效率高，焊絲直徑小，電流密度大，電流穿透能 力強，熔深大焊叢熔化效率高；（2）焊接變形小，熱量集中；（3 ）能耗少；（4）適應(yīng)范圍廣，可進行全方位焊接；（5）抗

2、銹能力強，含氫較低；（6）明弧操作；（7 ）飛測大；(8 )弧光強；三、C02氣體保護焊冶金特點1. 保護作用：保護熔池不跟空氣的氧氣、氮氣接觸，由于 溫度很高使焊件和焊絲中的合金元素?zé)龘p，同時生成氧化 物。2. 脫氧作用：在焊絲中加入一定量的脫氧元素，如Si、Al , 等。3. 焊縫金屬合金化：藥皮和焊絲中加入合金元素，提高焊 縫的合金元素含量。四、CO2氣體保護焊熔滴過渡電弧燃燒的穩(wěn)定性和焊縫成形的好壞取決于熔滴過渡形式。過渡分三個形式。1. 短路過渡：當(dāng)電流很小，電壓很低時，弧長小于熔滴自由成形的直 徑，焊接時將不斷發(fā)生短路，此時電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊弧 成形好，這種過渡形式稱短路過渡。也

3、就是說，短路的頻率高，焊接過程越穩(wěn)定。最合適的電弧電壓，對于直徑的焊絲 該值是20V左右,最高短路頻率約100Hz ,由于電弧不斷地發(fā)生短路， 可聽見的“啪啪”聲。當(dāng)電弧電壓太低時，則弧長很短，短路頻率很高，電弧燃燒時間短，焊絲端部來不及熔化就插入熔池，會發(fā)生固體 短路，因短路電流很大，致使焊絲突燃爆斷，產(chǎn)生嚴(yán)重的飛濺。焊接過程不穩(wěn)定。2. 射滴(顆粒)過渡當(dāng)焊接電流較大，電弧電壓較高時，會發(fā)生顆粒過渡。(1) 大顆粒過渡：當(dāng)電弧電壓較高，弧長較大但電接電流較小時，焊絲端部形成的熔滴不僅左右擺動，而且上下跳動，最后落入到熔池中，這種過渡形式稱為大顆粒過渡。大顆粒 過渡時飛濺較多，焊縫成形不好，

4、焊接過程不穩(wěn)定。(2) 小顆粒過渡：對于直徑1.6mm的焊絲，當(dāng)焊接電流越過 400A時,熔滴較細(xì)，過渡頻率較高，稱為小顆粒過渡。飛濺少、 焊接過程穩(wěn)定，焊縫成形良好焊絲熔化效率高適用于中、厚 板的焊接。3. 射流(噴射)過渡對于直徑為1.6mm的焊絲當(dāng)焊接電流越過于 700A時， 發(fā)生噴射過渡。很小的熔滴如水流從焊絲端部脫落。一、CO2氣體保護焊的氣孔CO2氣體具有冷卻作用，當(dāng)熔池凝固時，某些氣體來不及從熔池中逸出，便隨著熔池的結(jié)晶凝固而留在焊縫內(nèi)，形 成氣孔。主要有三種。1. 一氧化碳孔主要原因是脫氧元素不足，使熔池中熔入過多的Fe 0,它和C發(fā)生強烈的還原反應(yīng)，產(chǎn)生 CO氣體。只有在焊絲

5、中含有足夠的脫氧元素 Si和Mn能有效的防止CO氣孔的 產(chǎn)生2. 氫氣孔產(chǎn)生氫孔主要原因是焊接過程中水分解產(chǎn)生的H熔入熔池，結(jié)晶過程中排不出來，留在焊縫中。CO2氣體保護焊中氫的來源主要是保護氣體不純，含有水分超標(biāo)。另外其它是 待焊區(qū)域、焊絲表面的水分、油漬和鐵銹。3. 氮氣孔產(chǎn)生的原因是CO2保護氣體不純混入了空氣。另外操作 過程中氣體流量小、噴嘴工件距離過大、噴嘴被堵塞有風(fēng)。二、CO2氣體保護焊的飛濺1. 正確選擇焊接參數(shù)（1）焊接電流和電弧電壓1砂 空盤一存牛Eft fettle：曲如隹 N在小電流區(qū)的短路過渡區(qū)（1區(qū)），焊接飛濺小，而中間 區(qū)（2區(qū)）焊接飛濺最大，大電流的細(xì)顆粒過渡區(qū)（

6、3）飛濺也小。(2)焊絲伸出長度焊絲伸出長度越長， 焊接飛濺越大。一般為10 15mm2. 改進焊接電源CO2氣體保護焊飛濺主要發(fā)生在短路過渡的最后階段。改進的辦法在焊接回路中串接電抗器和電阻、電流切換、 電流波形式控制等方法，減小液橋爆裂電流，從而減小焊接 濺。3. 在CO2氣體中加入氬氣加入一定的氬氣后改期變了 CO2氣體的物理性能和化學(xué) 性質(zhì)，隨著氬氣比例的增加，焊接飛濺逐漸減小。也改狀況 善了焊縫的成形。4. 采用低飛濺焊絲對于實芯焊絲，在保證接頭力學(xué)性能的前提下，盡量降 低其含碳量，適當(dāng)增加 Ti、Al等合金元素。5. 控制焊槍的角度當(dāng)焊槍垂直于焊件時，焊接飛濺最少，傾斜角度越大，飛

7、濺 越多。傾斜角度不要超過 20o第二節(jié) C02保護焊的焊接參數(shù)一、 焊絲直徑焊絲直徑越粗，允許使用的焊接電流越大焊接直徑/mm焊件厚度/mm施焊位置熔滴過渡形式0. 81-3各種位置短路過程1. 01. 5-6各種位置短路過程1. 22-12各種位置短路過程中厚平焊、平角焊細(xì)顆粒過程1. 66-25各種位置短路過程中厚平焊、平角焊細(xì)顆粒過程2. 0中厚平焊、平角焊細(xì)顆粒過程焊接電流相同時，熔深將隨著焊絲直徑的減小而增加。焊接電流相同時，焊絲越細(xì)則熔敷速度越快。、焊接電流應(yīng)根據(jù)焊件厚度、材料、焊絲直徑、施焊位置及要求的 熔滴過渡形式來選擇焊接電流的大小。每種直徑的焊絲都有一個合適的焊接電流范圍

8、，只有在這個范圍內(nèi)焊接過程才穩(wěn)定進行。通常直徑 的焊絲，短路過渡的焊接電流在40-230A范圍內(nèi)；細(xì)顆粒過程過渡的焊接電流在 250-500A范 圍內(nèi)當(dāng)電源外特性不變時，改變送絲速度，此時電弧電壓不 變，焊接電流則發(fā)生變化。送絲速度越快，焊接電流越大。在相同的送絲速度下，隨著焊絲直徑的增加，焊接電流也增加。焊接電流的增大，熔深也會增加。焊接電流的增加熔敷速度和熔深都會增加。二、電弧電壓電弧電壓是指導(dǎo)電嘴與焊件間測得的電壓。焊接電壓是焊機上電壓表所顯示的電壓。焊接電壓比電弧電壓高。焊縫成形好，電弧電壓與焊接電流配合適當(dāng)。通常焊接電流小時，電弧電壓較低，焊接電流大時電弧電壓較高。三、焊接的速度焊按

9、諺應(yīng)妲捺亍應(yīng)庚焊弧成？t丈尅翁4向匚一焰:克b-仝咼石_焙星華在焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓不變的條件下，焊接 速度增加時，熔寬與熔深都減小。焊接速度過快，產(chǎn)生咬邊、未熔合出現(xiàn)氣孔；速度過低 變形增大。四、C02氣體的流量流量過大過小都影響保護效果。通常細(xì)絲焊接時，流量為止 5-15L/min。五、焊絲伸出長度焊絲伸出長度是指從導(dǎo)電嘴端部到焊件的距離。保持伸 長不變是保證焊接過程穩(wěn)定的基本條件。采用的電流密度較高，伸出長度越大，焊接的預(yù)熱作用 越強。當(dāng)送絲速度不變時，若焊絲伸出長度增加，因預(yù)熱作用 強，焊絲熔化快，電弧電壓升高，使焊接電流變小，熔滴與 熔池溫度降低，將造成熱量不足，容量引起未焊

10、透、未熔合 相反若焊絲伸出長度減小，將使熔滴與熔池溫度提高，在全 位置焊接時引起熔池鐵流的流失。焊絲伸出長度的允許值焊絲直徑H08Mn2SiH06Gr19Ni9Ti0.86-125-91.07-136-111.28-157-12焊絲伸出長度過小，妨礙觀察電弧，影響操作，容易因?qū)щ?嘴過熱夾住焊絲，燒毀導(dǎo)電嘴。電阻預(yù)熱作用小，電弧功率 大，熔深大，飛濺小。焊絲長度太大時，電弧位置變化較大，焊縫成形不好。 電阻對焊絲的預(yù)熱作用強，電弧功率小，熔深淺和飛濺多。焊絲伸出 長度對焊 接成苣的誇曬六、電源極性C02氣體保護焊通常采用直流反接（反極性）：焊件接陰 極，焊絲接陽極。八、回路電感短路過渡焊接需要

11、焊接回路中有合適的電感量，用以調(diào)節(jié) 短路電流的增長速度，使焊接過程中飛濺最小。九、焊槍的傾角焊槍傾角小于是10o時，不論是前傾還是后傾， 對焊接過 程及焊弧成形沒有明顯的影響；但傾角過于 25。時將增加熔 寬并減小熔深，還會增加飛濺。第三節(jié) C02氣體保護焊焊機一、CO2氣體保護焊機分類及組成1. CO2氣體保護焊機分類半自動和全自動 CO2氣體保護焊。2. CO2氣體保護焊機的組成薛保護焊盤缶電涵電爲(wèi)試 3-coWA屯一流iEi十2-氣侮詞.兀8-送絲繪-電工迦甘艙汕8-H1伍調(diào)節(jié)毓問.送樂拄審歸m-r 宦輸田M-焊柚匹-焊存2-JE焊f半止晅滋】齊疲柏蟲竺:&曲嶺12-送絲書L構(gòu)電

12、遮觀t(1)焊接電源對焊接電源的要求1) 具有平的或綬降的外特性曲線:采用平特性曲線，由于短路電流大，容易引弧，不易粘 絲；電弧拉長后，焊接電流迅速減小。不容易燒壞焊絲嘴， 且弧長變化時會引起較大的焊接電流變化，電弧的自調(diào)作用 強，焊接參數(shù)穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好。2）具有合適的空載電壓：C02氣體保護焊為38-70V3）良好的動特性：焊機適應(yīng)焊接電弧變化的特性稱為焊接電源的動特性。動特性良好時，容易引弧，焊接過程穩(wěn)定、飛濺小。4）合適的調(diào)節(jié)范圍（2 ）控制系統(tǒng)包括引弧、熄弧、送絲控制、焊接程序控制、焊接參數(shù) 調(diào)節(jié)、氣體加熱和送氣控制、焊接坡口的自動跟蹤。（3 ）送絲系統(tǒng)1）送絲機構(gòu)的要求：速度均勻穩(wěn)

13、定、調(diào)節(jié)方便、結(jié)構(gòu)牢固 輕巧。2）送絲的方式：推絲式、拉絲式、推拉式三種。送絲輪：平輪 V形槽送絲機構(gòu)、行星雙曲線送絲機構(gòu)。（4）焊槍焊槍的結(jié)構(gòu)：1）噴嘴用純銅或陶瓷制成。焊接前期最好在噴嘴的內(nèi)外表面上涂一層硅油，便于清 除粘附在噴嘴上的飛濺并延長使用壽命。2) 導(dǎo)電嘴。用純銅、銘青銅或磷青銅制成。通常導(dǎo)電嘴的孔徑比焊絲直徑大 0.2mm。3) 分流器用絕緣陶瓷制作，上有均勻的小孔，從槍體內(nèi)噴出的保 護氣體經(jīng)均流器后，從噴嘴中呈層流狀均勻嘴出。4) 導(dǎo)管電纜。(5 )供氣系統(tǒng)是向焊接區(qū)提供流量穩(wěn)定的保護氣體，由氣瓶、減壓閥、 預(yù)熱罵、流量計、干燥器和管路組成。二、CO2氣體保護焊焊機型號及主要

14、技術(shù)參數(shù)1. CO2氣體保護焊焊機型號123斗5所在位置表示方法表示含義1NMIG/MAG 焊機2Z自衛(wèi)動焊用焊機B半自衛(wèi)動焊用焊機D點焊用焊機U堆焊用焊機G切割機3M氬氣及混合氣體保護焊、脈沖CCO2氣體保護焊41全位置焊車式2橫臂式3機床式4旋轉(zhuǎn)焊頭式5臺式6焊接機器人7變位式5數(shù)字額定焊接電流2. C02氣體保護焊焊機主要技術(shù)參數(shù)三、CO2氣體保護焊焊操作技術(shù)1. 引弧主要是碰撞引弧，引弧時不必抬起焊槍。操作步驟如下:1) 按焊槍上的控制開關(guān)，點動伸出焊絲，焊絲伸出長度 小于噴嘴與焊件間應(yīng)保持的距離，超長部分剪去，若焊絲端 部出現(xiàn)球狀時，須剪去，否則引弧困難。2) 將焊槍按要求(保持合適

15、的傾角或噴嘴高度)放在引弧處。3) 按焊槍上的控制開關(guān)，焊機自動提前送氣，延時接通 電源，保持高電壓，慢送絲，當(dāng)焊絲碰撞焊件短路后，自動 引燃電弧。6. C02氣體保護焊焊槍的擺動方式平對接焊，應(yīng)根據(jù)坡口間隙的大小采用不同的擺動方式。立焊對接，也應(yīng)根據(jù)坡口間隙的大小采用不同的擺動方 式。7. CO2氣體保護焊焊縫的接頭按下列步驟操作：1) 將待焊接頭處用磨光機打磨成斜面。2) 在焊縫接頭斜面頂部引弧，引燃電弧后，將電弧移至斜面底部，轉(zhuǎn)一圈返回引弧處后繼續(xù)向左焊接。& CO2氣體保護焊焊縫的收弧操作措施：在收弧處焊槍停止前進，并在熔池未凝固時，反復(fù)斷弧、 引弧幾次，直到弧坑填滿為止。操作

16、均需特別注意，收弧時焊槍除停止前進外，不能抬高噴嘴，即使弧坑已填滿，電 弧已熄滅，也要讓焊槍在弧坑處停留幾秒后才能移開，因為 滅弧后，控制線路仍延遲送氣時間，以保證熔池凝固時能得 到可靠的保護，若收弧時抬高焊槍，則容易因保護不良引起 缺陷。9. CO2氣體保護焊的定位焊焊前為裝配和固定焊件上的接縫位置的焊接操作稱為定位焊。須注意以下幾點：2) 保證熔合良好，余高不能太高。3) 不能焊在焊縫交叉處或焊縫方向發(fā)生急劇變化的地方，4) 定位焊縫的長度、余高和間距定位焊縫的參考焊件厚度定位焊縫余高定位焊縫長度定佯焊縫間距< 4V 45-10-50-1004-123-610-20100-200&g

17、t; 12> 615-30200-3005) 防止焊接過程中焊件裂開，盡量避免強制裝配，必要 時增加定位焊縫的長度，并減小定位焊縫的間距。6) 定位焊后必須盡快焊接，避免中途停頓或存放時間過長，定位焊接電流比焊接電流大10 % -15 %。10. CO2氣體保護焊左焊法與右焊法可以按照焊槍的移動方向分為右焊法和左焊法。PUW去1) 右焊法：熔池的可見度及氣體保護效果較好，但因焊 絲直指熔池，電弧將熔池的液態(tài)金屬向后吹，容易造成余高 和焊波過大，影響焊縫成形，并且焊接時噴嘴擋住待焊的焊 縫，不便觀察焊縫的間隙，容易焊偏。2) 左焊法：噴嘴不會擋住視線，能夠清楚的看見焊縫， 不容焊偏，熔池受到的電弧吹力小，能得較大熔寬。復(fù)習(xí)思考題1