第八章電弧焊方法

1、湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 第八章第八章 電弧焊方法電弧焊方法湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 一埋弧焊一埋弧焊（SAWSAW）的原理及特點(diǎn)的原理及特點(diǎn)、埋弧焊的焊接過(guò)程及原理、埋弧焊的焊接過(guò)程及原理 定義：電弧在焊劑層下燃燒以進(jìn)行焊接的熔化極定義：電弧在焊劑層下燃燒以進(jìn)行

2、焊接的熔化極電弧焊方法電弧焊方法(Submerged arc welding)(Submerged arc welding)二、埋弧焊的特點(diǎn)二、埋弧焊的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高 焊縫質(zhì)量好焊縫質(zhì)量好 勞動(dòng)條件好勞動(dòng)條件好缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：難以全位置焊難以全位置焊 對(duì)焊前裝配要求高對(duì)焊前裝配要求高 不適宜焊接薄板，短不適宜焊接薄板，短 縫縫 ，焊接材料有局限，焊接材料有局限湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 三、埋弧焊的分類(lèi)及應(yīng)用范

3、圍三、埋弧焊的分類(lèi)及應(yīng)用范圍 1、分類(lèi)分類(lèi)按按送絲方式：送絲方式：等速送絲等速送絲 變速送絲變速送絲按按焊絲形狀及數(shù)目：焊絲形狀及數(shù)目：絲極絲極單絲、多絲單絲、多絲 、帶級(jí)、帶級(jí)按成形條件：按成形條件：雙面焊雙面焊 單面焊雙面成形（需要反面襯墊）單面焊雙面成形（需要反面襯墊）2、應(yīng)用、應(yīng)用 焊焊縫類(lèi)型和焊件厚度：縫類(lèi)型和焊件厚度：5mm以上的長(zhǎng)直縫對(duì)接、以上的長(zhǎng)直縫對(duì)接、角接和搭接接頭角接和搭接接頭 材料：材料：碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鎳基合金、銅合金等鋼、鎳基合金、銅合金等結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：具有長(zhǎng)而規(guī)則焊縫的大型結(jié)構(gòu)，如船舶、壓具有長(zhǎng)而規(guī)則焊

4、縫的大型結(jié)構(gòu)，如船舶、壓力容器、橋梁、起重機(jī)械等力容器、橋梁、起重機(jī)械等位置：位置：平、橫位置平、橫位置湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 四四 埋弧焊工藝埋弧焊工藝、埋弧焊工藝的內(nèi)容和編制、埋弧焊工藝的內(nèi)容和編制1）、埋弧焊工藝的主要內(nèi)容）、埋弧焊工藝的主要內(nèi)容工藝方案的選擇工藝裝備的選用坡口工藝方案的選擇工藝裝備的選用坡口的設(shè)計(jì)與加工焊接材料的選用工藝參數(shù)的制的設(shè)計(jì)與加工焊接材料的選用工藝參數(shù)的制訂焊件組裝工藝編制工藝措施的制訂焊訂焊

5、件組裝工藝編制工藝措施的制訂焊接缺陷的檢查與修補(bǔ)接缺陷的檢查與修補(bǔ)2）、編制焊接工藝的依據(jù)）、編制焊接工藝的依據(jù)編制的依據(jù)是焊件材料的牌號(hào)和規(guī)格、焊件的形編制的依據(jù)是焊件材料的牌號(hào)和規(guī)格、焊件的形狀和結(jié)構(gòu)、焊接位置以及對(duì)焊接接頭性能的技術(shù)要求狀和結(jié)構(gòu)、焊接位置以及對(duì)焊接接頭性能的技術(shù)要求等。等。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 根據(jù)根據(jù)b、等等 ，根據(jù)，根據(jù) 、焊件厚度（熔深）、焊件厚度（熔深） I I ，根據(jù)所在的層數(shù)（熔寬，根據(jù)所在

6、的層數(shù)（熔寬 ） U U ；在以上基；在以上基礎(chǔ)上，配以合適的礎(chǔ)上，配以合適的v v送送和和v v（可取可取l10l10 ） 工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形及質(zhì)量的影響工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形及質(zhì)量的影響 工藝參數(shù)：工藝參數(shù)：焊絲直徑焊絲直徑焊接電流焊接電流I I 電弧電壓電弧電壓U U焊接速度焊接速度v v 送絲速度送絲速度v v送送 焊絲伸出長(zhǎng)度焊絲伸出長(zhǎng)度l l 、焊接工藝參數(shù)的影響及選擇、焊接工藝參數(shù)的影響及選擇工藝參數(shù)之間的合理匹配（成形系數(shù)：工藝參數(shù)之間的合理匹配（成形系數(shù)：1.32、熔、熔合比：通常在合比：通常在3060%之間）之間）選用選用參數(shù)參數(shù)的一般方法：的一般方法：湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程

7、系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 、埋弧焊技術(shù)、埋弧焊技術(shù)）、埋弧焊的焊前準(zhǔn)備）、埋弧焊的焊前準(zhǔn)備坡口的選擇與加工坡口的選擇與加工1-1-引弧板引弧板 2-2-工件工件 3-3-工藝工藝試板試板 4-4-引出板引出板）、焊件的清理與裝配）、焊件的清理與裝配坡口面及兩側(cè)不小于坡口面及兩側(cè)不小于20mm20mm范圍內(nèi)清理干凈。范圍內(nèi)清理干凈。應(yīng)在接縫首尾分別裝上應(yīng)在接縫首尾分別裝上引弧板和引出板。引弧板和引出板。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系

8、Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering ）對(duì)接接頭的埋弧焊技術(shù)）對(duì)接接頭的埋弧焊技術(shù)（1）、對(duì)接接頭雙面埋弧焊）、對(duì)接接頭雙面埋弧焊（焊件焊件需要翻身）需要翻身）不留間隙雙面焊不留間隙雙面焊工藝相對(duì)簡(jiǎn)單但對(duì)裝配要求嚴(yán)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單但對(duì)裝配要求嚴(yán)格格/ /一般不焊太厚大焊件一般不焊太厚大焊件軟管式焊軟管式焊劑墊劑墊 預(yù)留間隙雙面焊預(yù)留間隙雙面焊工藝簡(jiǎn)單易行，對(duì)裝配要求較低；焊接工藝簡(jiǎn)單易行，對(duì)裝配要求較低；焊接質(zhì)量比較可靠。質(zhì)量比較可靠。橡膠膜式焊橡膠膜式焊劑墊劑墊湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽

9、車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 開(kāi)坡口雙面焊開(kāi)坡口雙面焊工藝簡(jiǎn)單易行，對(duì)裝配要求較低焊接質(zhì)量比較可工藝簡(jiǎn)單易行，對(duì)裝配要求較低焊接質(zhì)量比較可靠；適用于厚板及不宜熱輸入大的場(chǎng)合。靠；適用于厚板及不宜熱輸入大的場(chǎng)合。 手工打（封）底雙面焊手工打（封）底雙面焊焊條電弧焊或焊條電弧焊或COCO2 2焊焊打底；打底后背面視情況清焊焊打底；打底后背面視情況清根；埋弧焊填充及蓋面。根；埋弧焊填充及蓋面。 工藝簡(jiǎn)便易行，對(duì)裝配要求低；焊接質(zhì)量比較可工藝簡(jiǎn)便易行，對(duì)裝配要求低；焊接質(zhì)

10、量比較可靠；不用焊劑墊?？?；不用焊劑墊。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering （2）、對(duì)接接頭單面埋弧焊（焊件無(wú)需翻身，）、對(duì)接接頭單面埋弧焊（焊件無(wú)需翻身，但需墊板強(qiáng)迫成形）但需墊板強(qiáng)迫成形）在銅襯墊上焊接在銅襯墊上焊接焊接前可在其上撒上焊劑；銅襯墊可以龍門(mén)壓焊接前可在其上撒上焊劑；銅襯墊可以龍門(mén)壓力架或焊車(chē)隨動(dòng)的形式與焊縫底面緊貼，如圖。力架或焊車(chē)隨動(dòng)的形式與焊縫底面緊貼，如圖。固定式銅襯墊頂緊固定式銅襯墊頂緊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材

11、料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering （3）、對(duì)接接頭環(huán)縫埋弧焊）、對(duì)接接頭環(huán)縫埋弧焊坡口內(nèi)小外大；在焊劑墊上先焊坡口內(nèi)小外大；在焊劑墊上先焊內(nèi)環(huán)縫；后在滾輪架上焊接外環(huán)縫內(nèi)環(huán)縫；后在滾輪架上焊接外環(huán)縫（必要時(shí)焊前清根）；（必要時(shí)焊前清根）；焊絲要偏離中焊絲要偏離中心位置（最高點(diǎn)心位置（最高點(diǎn)最低點(diǎn)）一定距離。最低點(diǎn)）一定距離。 11焊絲焊絲 2 2 筒體筒體 3 3、4 4、5 5 帶式焊劑墊帶式焊劑墊湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系D

12、epartment of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering （）（）T形接頭和搭接接頭的埋弧焊形接頭和搭接接頭的埋弧焊船形焊（如圖）船形焊（如圖） 適用于小焊件及能夠翻轉(zhuǎn)的焊件，適用于小焊件及能夠翻轉(zhuǎn)的焊件，應(yīng)盡可能采用。應(yīng)盡可能采用。 橫角焊（斜角焊，如圖）橫角焊（斜角焊，如圖） 適用于無(wú)法用船形焊或難于翻轉(zhuǎn)的大焊件，適用于無(wú)法用船形焊或難于翻轉(zhuǎn)的大焊件，對(duì)焊接參數(shù)要嚴(yán)格控制。對(duì)焊接參數(shù)要嚴(yán)格控制。船形焊船形焊湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials En

13、Department of Materials Engineeringgineering 一一TIGTIG焊的特點(diǎn)及應(yīng)用焊的特點(diǎn)及應(yīng)用u幾個(gè)概念：幾個(gè)概念： 鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊（tungsten inert-tungsten inert-gas arc weldinggas arc welding）使用純鎢或活化鎢（釷鎢、鈰）使用純鎢或活化鎢（釷鎢、鈰鎢等）作為電極的惰性氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱鎢等）作為電極的惰性氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱TIGTIG焊。焊。u背景：背景：1930s1930s，航空工業(yè)提出有色金屬的焊接要求，航空工業(yè)提出有色金屬的焊接要求，而而MMAMMA和和

14、SAWSAW不能很好地解決這個(gè)問(wèn)題，為適應(yīng)有不能很好地解決這個(gè)問(wèn)題，為適應(yīng)有色金屬的焊接，鎢極氬弧焊應(yīng)運(yùn)而生。色金屬的焊接，鎢極氬弧焊應(yīng)運(yùn)而生。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 、TIGTIG焊的原理（如圖）焊的原理（如圖）、TIGTIG焊的特點(diǎn)焊的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：（優(yōu)點(diǎn)：（1 1）幾乎可以焊接所）幾乎可以焊接所有的金屬或合金有的金屬或合金 （2 2）焊接質(zhì)量）焊接質(zhì)量好（焊縫純凈、成形好、熱影響好（焊縫純凈、成形好、熱影響區(qū)?。﹨^(qū)?。?（

15、3 3）適于薄板及打底）適于薄板及打底全位置焊（全位置焊（4 4）無(wú)飛濺）無(wú)飛濺 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 焊接效率低、成本高；焊接效率低、成本高；對(duì)焊前清理要求嚴(yán)格；需要特殊對(duì)焊前清理要求嚴(yán)格；需要特殊的引弧措施；紫外線強(qiáng)烈、臭氧的引弧措施；紫外線強(qiáng)烈、臭氧濃度高；抗風(fēng)能力差。濃度高；抗風(fēng)能力差。焊接過(guò)程動(dòng)畫(huà)焊接過(guò)程動(dòng)畫(huà)湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 、 TIGTIG焊的應(yīng)用焊的應(yīng)用 材料：材料：多用于有色金屬及其合金多用于有色金屬及其合金 厚

16、度：厚度：多用于薄件（從生產(chǎn)效率考慮，以多用于薄件（從生產(chǎn)效率考慮，以3mm以下為宜）以下為宜） 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 二二 TIGTIG焊的電流種類(lèi)和極性焊的電流種類(lèi)和極性、直流、直流TIGTIG焊焊 正接與反接正接與反接焊接效果圖焊接效果圖極性極性優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用正接正接(DCEN)(DCEN)電極載流能力電極載流能力強(qiáng)、熔深大、強(qiáng)、熔深大、鎢極燒損少、鎢極燒損少、引弧容易引弧容易沒(méi)有陰極理沒(méi)有陰極理作用作用用于

17、大多數(shù)用于大多數(shù)的焊接場(chǎng)合的焊接場(chǎng)合（除（除AlAl、MgMg外）外）反接反接(DCEP)(DCEP)有陰極清理作有陰極清理作用用電極載流能電極載流能力弱、熔深力弱、熔深小、鎢極燒小、鎢極燒損嚴(yán)重、引損嚴(yán)重、引弧困難弧困難實(shí)際很少采實(shí)際很少采用用湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 鎢極電流承載能力及陰極清理作用（陰極霧化作用）鎢極電流承載能力及陰極清理作用（陰極霧化作用）的機(jī)理的機(jī)理反接（左），在電場(chǎng)反接（左），在電場(chǎng)作用下正離子高速撞擊

18、作用下正離子高速撞擊工件（氧化膜），使氧工件（氧化膜），使氧化膜破碎、分解而被清化膜破碎、分解而被清理掉。理掉。正接右圖，電子向工件運(yùn)動(dòng)，不能擊碎氧化膜，沒(méi)有正接右圖，電子向工件運(yùn)動(dòng)，不能擊碎氧化膜，沒(méi)有清理作用。但此時(shí)大量電子從鎢極上發(fā)射，對(duì)鎢極產(chǎn)生清理作用。但此時(shí)大量電子從鎢極上發(fā)射，對(duì)鎢極產(chǎn)生冷卻作用，所以鎢極燒損少、電流承載能力大。冷卻作用，所以鎢極燒損少、電流承載能力大。大量電子從工件向鎢極運(yùn)動(dòng)，把大量能量交給鎢極，導(dǎo)大量電子從工件向鎢極運(yùn)動(dòng)，把大量能量交給鎢極，導(dǎo)致其溫度升高而燒損。致其溫度升高而燒損。（電流承載能力只有正接的（電流承載能力只有正接的1/101/10。）。）湖北汽車(chē)

19、工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 、交流、交流TIGTIG焊焊 it應(yīng)用：用于焊接鋁、鎂、應(yīng)用：用于焊接鋁、鎂、鋁青銅等合金（表面易氧化、鋁青銅等合金（表面易氧化、氧化膜致密）。氧化膜致密）。正半周電極燒損降低，負(fù)正半周電極燒損降低，負(fù)半周獲得陰極清理作用熔深半周獲得陰極清理作用熔深和鎢極的電流承載能力介于和鎢極的電流承載能力介于DCEN與與DCEP之間（左圖）。之間（左圖）。DCENAC湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系De

20、partment of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 第四節(jié)熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊第四節(jié)熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊 Metal Inert Gas Arc Welding（MIG）Metal Active Gas Arc Welding（MAG）湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 一一MIGMIG焊的特點(diǎn)及應(yīng)用焊的特點(diǎn)及應(yīng)用1 1、MIGMIG焊的基本原理

21、焊的基本原理 焊接過(guò)程動(dòng)焊接過(guò)程動(dòng)畫(huà)畫(huà)n以惰性氣體或混合氣體作為保護(hù)以惰性氣體或混合氣體作為保護(hù)氣體，采用與母材相近材質(zhì)的焊氣體，采用與母材相近材質(zhì)的焊絲作為電極，焊絲熔化后形成熔絲作為電極，焊絲熔化后形成熔滴過(guò)渡到熔池中，與熔化的母材滴過(guò)渡到熔池中，與熔化的母材共同形成焊縫。共同形成焊縫。nMIG/MAGMIG/MAG屬于屬于GMAWGMAWnMIGMIG（ArAr，HeHe）nMAGMAG（ArArO O2 2、ArArCOCO2 2）湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials En

22、gineeringgineering 2. MIG/MAG焊的特點(diǎn)焊的特點(diǎn)n惰性氣體保護(hù)，焊縫純凈度高，力學(xué)性能好；惰性氣體保護(hù)，焊縫純凈度高，力學(xué)性能好；電弧燃燒穩(wěn)定；熔滴細(xì)小，過(guò)渡穩(wěn)定；飛濺小。電弧燃燒穩(wěn)定；熔滴細(xì)小，過(guò)渡穩(wěn)定；飛濺小。n與與TIGTIG焊比：生產(chǎn)效率高；焊接板厚比焊比：生產(chǎn)效率高；焊接板厚比TIGTIG焊大，焊大，焊接電流大，焊接熱輸入大，熔深大焊接電流大，焊接熱輸入大，熔深大n與與SAWSAW埋弧焊比：焊縫的埋弧焊比：焊縫的HH低，抗冷裂能力高低，抗冷裂能力高n與與CO2CO2焊比：焊比： 成本高成本高湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Departme

23、nt of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 3.MIG/MAG焊的應(yīng)用焊的應(yīng)用材料：材料：50年代初應(yīng)用于鋁及鋁合金，以后擴(kuò)展到年代初應(yīng)用于鋁及鋁合金，以后擴(kuò)展到銅及銅合金的焊接，幾乎所有的材料，多用于有銅及銅合金的焊接，幾乎所有的材料，多用于有色金屬的焊接色金屬的焊接厚度：厚度：厚、薄均可厚、薄均可位置：位置：可全位置可全位置結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：中、厚板的有色金屬結(jié)構(gòu)，尤其是鋁合金中、厚板的有色金屬結(jié)構(gòu)，尤其是鋁合金結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materi

24、als EnDepartment of Materials Engineeringgineering 1. Ar：比空氣重，用于厚度不大的鋁、銅（合金）的：比空氣重，用于厚度不大的鋁、銅（合金）的焊接焊接2. Ar + He: 常用于大厚度的鋁、銅（合金）的焊接常用于大厚度的鋁、銅（合金）的焊接另外，可以用另外，可以用Ar + N2焊接銅（合金）。焊接銅（合金）。鋁、銅（合金）的焊接，正越來(lái)越多地采用微量鋁、銅（合金）的焊接，正越來(lái)越多地采用微量活性的混合氣體，即由活性的混合氣體，即由MIG向向MAG焊發(fā)展，如奧地利焊發(fā)展，如奧地利Fronius公司鋁合金角焊縫雙面成形公司鋁合金角焊縫雙面成形

25、MIG焊用的四元焊用的四元混合氣體就是微量活性氣體混合氣體就是微量活性氣體（0.50.5O O2 2、8 8COCO2 2、26.526.5HeHe、6565ArAr） 。三、三、MIG/MAGMIG/MAG保護(hù)氣體保護(hù)氣體湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering MAGMAG常用活性混合氣體及其適用范圍常用活性混合氣體及其適用范圍混合氣體混合氣體參考配比參考配比適用范圍適用范圍Ar+OAr+O2 212% O12% O2 2不銹鋼或高合金鋼不

26、銹鋼或高合金鋼O O2max2max20%20%碳鋼和低合金鋼碳鋼和低合金鋼Ar+COAr+CO2 2配比可任意調(diào)整配比可任意調(diào)整（COCO2 225%25%時(shí)呈時(shí)呈COCO2 2電弧特性電弧特性 ）碳鋼和低合金鋼碳鋼和低合金鋼Ar+COAr+CO2 2+O+O2 22% O2% O2 2、5%CO5%CO2 2 不銹鋼或高合金不銹鋼或高合金鋼（焊不銹鋼時(shí)鋼（焊不銹鋼時(shí)COCO2 2僅僅用微量用微量/ /焊超低碳不銹焊超低碳不銹鋼不推薦含鋼不推薦含COCO2 2）8080：1515：5 5碳鋼和低合金鋼碳鋼和低合金鋼湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of

27、 Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 一一COCO2 2氣體保護(hù)氣體保護(hù)焊焊、 COCO2 2焊原理焊原理定義：定義：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是利用利用COCO2 2作為焊接保護(hù)氣的一種作為焊接保護(hù)氣的一種熔化極、氣體保護(hù)的電弧焊方法。熔化極、氣體保護(hù)的電弧焊方法。 為何要用為何要用COCO2 2作為焊接保護(hù)氣？作為焊接保護(hù)氣？ 焊條藥皮造氣劑的造氣結(jié)果就是焊條藥皮造氣劑的造氣結(jié)果就是 COCO2 2工業(yè)生工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生大量廉價(jià)的產(chǎn)中產(chǎn)生大量廉價(jià)的COCO2 2 。 與焊條電弧焊相比，熔化極氣體保護(hù)焊效

28、率高。與焊條電弧焊相比，熔化極氣體保護(hù)焊效率高。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 、 COCO2 2焊焊的特點(diǎn)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：焊接生產(chǎn)率高：比焊接生產(chǎn)率高：比MMA高高24倍倍焊接成本低：是焊接成本低：是MMA或或SAW的的4050%焊接變形?。河冗m于薄板焊接焊接變形?。河冗m于薄板焊接焊接質(zhì)量高：對(duì)鐵銹不敏感，焊縫含氫量低焊接質(zhì)量高：對(duì)鐵銹不敏感，焊縫含氫量低適用范圍廣適用范圍廣; 操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便. 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能焊接有色金屬，不

29、銹鋼；焊接設(shè)備較不能焊接有色金屬，不銹鋼；焊接設(shè)備較“復(fù)雜復(fù)雜”；抗風(fēng)能力差；飛濺較大?？癸L(fēng)能力差；飛濺較大。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 3. CO3. CO2 2氣體保護(hù)電弧焊的分類(lèi)氣體保護(hù)電弧焊的分類(lèi)n按焊絲粗細(xì)分類(lèi)：按焊絲粗細(xì)分類(lèi)： 細(xì)絲細(xì)絲COCO2 2焊焊 ds1.6mm Vds1.6mm Vf f=C =C 自身調(diào)節(jié)自身調(diào)節(jié)粗絲粗絲COCO2 2焊焊 ds 1.6mm Vds 1.6mm Vf fC C 自動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)

30、節(jié)n按焊絲類(lèi)型分：按焊絲類(lèi)型分： 實(shí)芯焊絲實(shí)芯焊絲COCO2 2焊焊藥芯焊絲藥芯焊絲COCO2 2焊焊n按自動(dòng)化程度分：按自動(dòng)化程度分： 半自動(dòng)半自動(dòng)COCO2 2焊焊 適用于焊縫不夠規(guī)則的場(chǎng)合適用于焊縫不夠規(guī)則的場(chǎng)合自動(dòng)自動(dòng)COCO2 2焊焊 適用于焊縫長(zhǎng)而且規(guī)則的場(chǎng)合適用于焊縫長(zhǎng)而且規(guī)則的場(chǎng)合湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 二二 CO2CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料221OCO CO2 MeMe（FeFe、Si

31、Si）+CO+CO2 2=MeO+CO=MeO+CO （合金元素與合金元素與 C02 作用作用）Me +0 = Me0Me +0 = Me0 （合金元素與合金元素與 0 作用作用） Mn+FeO=MnO+Fe Mn+FeO=MnO+Fe （合金元素與合金元素與Fe0作用作用）（可能參加反應(yīng)的金屬元素：（可能參加反應(yīng)的金屬元素：FeFe、C C、SiSi、MnMn）結(jié)果：合金元素?zé)龘p；結(jié)果：合金元素?zé)龘p； 可能造成氣孔、飛濺和夾渣?？赡茉斐蓺饪?、飛濺和夾渣。解決之道：冶金脫氧，解決之道：冶金脫氧，Mn-SiMn-Si聯(lián)合脫氧聯(lián)合脫氧CO2CO2焊專(zhuān)用焊絲焊專(zhuān)用焊絲H08Mn2Si&H08Mn2S

32、iAH08Mn2Si&H08Mn2SiA脫氧剩下的脫氧剩下的MnMn、SiSi用于補(bǔ)充碳和合金元素的損失用于補(bǔ)充碳和合金元素的損失湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 問(wèn)題問(wèn)題：如何解決如何解決C0C02 2 氣體保護(hù)焊中合金元素氣體保護(hù)焊中合金元素?zé)龘p、飛濺及氣孔等質(zhì)量潛在問(wèn)題？燒損、飛濺及氣孔等質(zhì)量潛在問(wèn)題？ 1 1）、相應(yīng)的焊接冶金措施）、相應(yīng)的焊接冶金措施 在焊材中加入在焊材中加入AlAl、TiTi、SiSi、MnMn等強(qiáng)脫氧劑，通

33、過(guò)等強(qiáng)脫氧劑，通過(guò)脫氧去除脫氧去除 FeOFeO。通常采用。通常采用SiSi、MnMn聯(lián)合脫氧。聯(lián)合脫氧。FeSiOFeOSiFeMnOFeOMn222 脫氧反應(yīng)式如下：脫氧反應(yīng)式如下：湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 2 2）、）、 COCO2 2 氣體保護(hù)焊中的氣孔問(wèn)題氣體保護(hù)焊中的氣孔問(wèn)題 氣孔是因焊絲脫氧元素不足而造成氣孔是因焊絲脫氧元素不足而造成COCO的形成，即的形成，即 FeO + C =Fe + COFeO + C =F

34、e + CO正常焊接條件下，正常焊接條件下， COCO2 2焊并不容易產(chǎn)生氣焊并不容易產(chǎn)生氣孔。相反，由于孔。相反，由于COCO2 2氣氛的氧化性，其抗氫氣孔氣氛的氧化性，其抗氫氣孔能力較強(qiáng)。能力較強(qiáng)。解決措施：焊絲中碳量比較低解決措施：焊絲中碳量比較低+ +適量的脫氧劑適量的脫氧劑MnMn、Si Si ，可減少焊縫中，可減少焊縫中 FeOFeO，避免發(fā)生上述反應(yīng)，避免發(fā)生上述反應(yīng)，形成氣孔。形成氣孔。熔滴中，生成的熔滴中，生成的COCO可能會(huì)引起熔滴的急劇膨脹，產(chǎn)可能會(huì)引起熔滴的急劇膨脹，產(chǎn)生飛濺，發(fā)生在熔池中可能形成氣孔生飛濺，發(fā)生在熔池中可能形成氣孔 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工

35、業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering ）、）、COCO2 2 氣體保護(hù)焊中的飛濺問(wèn)題氣體保護(hù)焊中的飛濺問(wèn)題產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因：具體包括以下幾個(gè)方面：具體包括以下幾個(gè)方面：氣體爆破引起（通過(guò)脫氧可以改善）氣體爆破引起（通過(guò)脫氧可以改善）電弧斑點(diǎn)壓力引起（通過(guò)采用直流反接可以改善）電弧斑點(diǎn)壓力引起（通過(guò)采用直流反接可以改善）焊接參數(shù)不當(dāng)引起（采用合理的參數(shù)可以改善）焊接參數(shù)不當(dāng)引起（采用合理的參數(shù)可以改善）短路過(guò)渡引起短路過(guò)渡引起這是這是CO2CO2焊產(chǎn)生焊產(chǎn)生飛濺的主要原因

36、。采用表面張力飛濺的主要原因。采用表面張力過(guò)渡（過(guò)渡（STTSTT）專(zhuān)利技術(shù)使這一問(wèn)題基本得以解決。）專(zhuān)利技術(shù)使這一問(wèn)題基本得以解決。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 三三COCO2 2焊工藝焊工藝 COCO2 2焊多用于碳鋼、低合金鋼的焊接，用藥芯焊焊多用于碳鋼、低合金鋼的焊接，用藥芯焊絲也可以焊一些高合金鋼。絲也可以焊一些高合金鋼。 COCO2 2氣體保護(hù)焊工藝的一般原則氣體保護(hù)焊工藝的一般原則坡口的選擇坡口的選擇：COCO2 2電

37、弧的穿透能力較強(qiáng)，電弧的穿透能力較強(qiáng)，與與MMAMMA相比，相比，可坡口角度稍小、鈍邊稍大?？善驴诮嵌壬孕　⑩g邊稍大。 COCO2 2焊的焊絲較細(xì)，焊的焊絲較細(xì)，所以間隙應(yīng)小些。所以間隙應(yīng)小些。焊前清理：焊前清理： COCO2 2的氧化性強(qiáng)，所以抗銹能力強(qiáng)。坡的氧化性強(qiáng)，所以抗銹能力強(qiáng)。坡口上的少量黃銹可不作清理?？谏系纳倭奎S銹可不作清理。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 過(guò)渡形式過(guò)渡形式圖圖焊絲直徑焊絲直徑電弧電弧電壓電壓電流電流適

38、用范圍適用范圍大滴過(guò)渡大滴過(guò)渡細(xì)絲細(xì)絲 1.6 30 30小電流小電流飛濺大，不實(shí)飛濺大，不實(shí)用用短路過(guò)渡短路過(guò)渡細(xì)絲細(xì)絲 1.6 30 30300300左右，左右，正接正接飛濺大，不實(shí)飛濺大，不實(shí)用用細(xì)顆粒過(guò)渡細(xì)顆粒過(guò)渡粗絲粗絲1.6-5.01.6-5.0長(zhǎng)弧長(zhǎng)弧34-3534-35400400中厚板中厚板潛弧射滴過(guò)渡潛弧射滴過(guò)渡粗絲粗絲1.6-5.01.6-5.0短弧短弧低電壓低電壓 430 430厚板厚板STT短路過(guò)渡的一種短路過(guò)渡的一種打底打底CO2CO2氣體保護(hù)焊熔滴過(guò)渡類(lèi)型氣體保護(hù)焊熔滴過(guò)渡類(lèi)型湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Mate

39、rials EnDepartment of Materials Engineeringgineering . .短路過(guò)渡：短路過(guò)渡： 福尼斯焊機(jī)福尼斯焊機(jī)形成條件：形成條件：長(zhǎng)弧、細(xì)絲、長(zhǎng)弧、細(xì)絲、小電流。小電流。機(jī)理：機(jī)理：電弧燃燒形成熔電弧燃燒形成熔滴、熔滴長(zhǎng)大并與熔滴、熔滴長(zhǎng)大并與熔池短路熄弧、液橋頸池短路熄弧、液橋頸縮斷開(kāi)熔滴過(guò)渡、電縮斷開(kāi)熔滴過(guò)渡、電弧復(fù)燃四個(gè)過(guò)程?；?fù)燃四個(gè)過(guò)程。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering . .短路

40、過(guò)渡：短路過(guò)渡：湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 短路過(guò)渡特點(diǎn)：短路過(guò)渡特點(diǎn)：細(xì)絲，短弧，小電流細(xì)絲，短弧，小電流燃弧熄弧交替進(jìn)行，燃弧熄弧交替進(jìn)行，1.6-50Hz， 0.8-130Hz平均電流小，峰值電流大，平均電流小，峰值電流大，小直徑焊絲，電流密度大，產(chǎn)熱集中，焊接速度快小直徑焊絲，電流密度大，產(chǎn)熱集中，焊接速度快弧長(zhǎng)短，焊件加熱區(qū)小，質(zhì)量高弧長(zhǎng)短，焊件加熱區(qū)小，質(zhì)量高過(guò)程穩(wěn)定，過(guò)程穩(wěn)定，飛濺大飛濺大 應(yīng)用應(yīng)用: 短路過(guò)渡平穩(wěn)，

41、適合于薄板、全位置焊接。短路過(guò)渡平穩(wěn)，適合于薄板、全位置焊接。電源的要求：電源的要求：短路過(guò)渡時(shí)負(fù)載變化較大，對(duì)電源動(dòng)特短路過(guò)渡時(shí)負(fù)載變化較大，對(duì)電源動(dòng)特性要求高，以獲得飛濺小和成形焊接過(guò)程。性要求高，以獲得飛濺小和成形焊接過(guò)程。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering . . 細(xì)顆粒過(guò)渡：細(xì)顆粒過(guò)渡： 形成條件：形成條件：粗絲粗絲1.6-5.01.6-5.0，長(zhǎng)弧，大電流，長(zhǎng)弧，大電流形成機(jī)理：形成機(jī)理：電流大，斑點(diǎn)面積大，電流大，斑點(diǎn)面積大

42、，電磁力增加電磁力增加，熔滴過(guò)渡頻率加快，形成細(xì)顆粒過(guò)渡熔滴過(guò)渡頻率加快，形成細(xì)顆粒過(guò)渡 應(yīng)用：應(yīng)用：粗絲，大電流，效率高，適用于厚板焊接粗絲，大電流，效率高，適用于厚板焊接湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 合適的電弧電壓與焊接電流范圍合適的電弧電壓與焊接電流范圍焊絲直徑焊絲直徑（mm）短路過(guò)渡短路過(guò)渡顆粒狀過(guò)渡顆粒狀過(guò)渡焊接電流焊接電流（A）電弧電壓電弧電壓（V）焊接電流焊接電流（A）電弧電壓電弧電壓（V）0.5306016180.6

43、307017190.85010018211.07012018221.290150192316040025381.6140200202420050026402.020060027402.530070028423.05008003244湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 飛濺飛濺飛濺：飛濺：在焊接過(guò)程中，熔化的金屬顆粒和熔渣向周在焊接過(guò)程中，熔化的金屬顆粒和熔渣向周?chē)w散的現(xiàn)象。圍飛散的現(xiàn)象。短路過(guò)程的飛濺短路過(guò)程的飛濺析出氣體引起飛濺析出氣

44、體引起飛濺電弧排斥引起飛濺電弧排斥引起飛濺細(xì)頸過(guò)電流引起飛濺細(xì)頸過(guò)電流引起飛濺湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 控制措施：控制措施：焊絲：焊絲：降低焊絲含降低焊絲含C C量，并有合適的量，并有合適的MnMn、SiSi，保護(hù)氣體：保護(hù)氣體：加入加入ArAr，改善電弧形態(tài)及熔滴過(guò)渡形，改善電弧形態(tài)及熔滴過(guò)渡形電源系統(tǒng)：電源系統(tǒng)： 極性：直流反極性，不能用交流極性：直流反極性，不能用交流l 焊接電流：焊接電流：避開(kāi)飛濺大避開(kāi)飛濺大的電流區(qū)間；

45、的電流區(qū)間；l 焊槍角度小于焊槍角度小于20，垂，垂直時(shí)飛濺最少直時(shí)飛濺最少l 縮短伸出長(zhǎng)度縮短伸出長(zhǎng)度5-15mm工藝參數(shù)：工藝參數(shù)：湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 材料：材料：低碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼低碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼厚度：厚度：厚薄均可，尤薄板有優(yōu)勢(shì)厚薄均可，尤薄板有優(yōu)勢(shì)位置：位置：全位置全位置結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：車(chē)輛、船舶、機(jī)械、容器等。車(chē)輛、船舶、機(jī)械、容器等。四、四、 CO2焊的應(yīng)用焊的應(yīng)用 焊接鋁及其合金氧化問(wèn)題會(huì)很焊接鋁及其合金氧化

46、問(wèn)題會(huì)很?chē)?yán)重，嚴(yán)重， 焊接不銹鋼可能導(dǎo)致焊縫增焊接不銹鋼可能導(dǎo)致焊縫增碳，對(duì)不銹鋼的耐腐蝕性能造成碳，對(duì)不銹鋼的耐腐蝕性能造成影響。影響。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 五五 COCO2 2焊設(shè)備與材料焊設(shè)備與材料、 COCO2 2焊設(shè)備的組成和作用焊設(shè)備的組成和作用組成：焊接電源組成：焊接電源 送絲機(jī)構(gòu)送絲機(jī)構(gòu) 焊槍焊槍 供氣系統(tǒng)控制供氣系統(tǒng)控制系統(tǒng)有的還有循環(huán)水冷系統(tǒng)。系統(tǒng)有的還有循環(huán)水冷系統(tǒng)。湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院材料工程系Department of Materials EnDepartment of Materials Engineeringgineering 、焊接電源：直流電源、焊接電源：直流電源1）、平特性電源：）、平特性電源：用于細(xì)絲（短路過(guò)渡）焊接，配用用于細(xì)絲（短路過(guò)渡