CO氣體保護(hù)焊相關(guān)內(nèi)容解析實用

會計學(xué)1CO氣體保護(hù)焊相關(guān)內(nèi)容解析實用

早在20世紀(jì)30年代就有人提出用CO2及水蒸氣作為保護(hù)氣體，但試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)焊縫金屬嚴(yán)重氧化，氣孔很多，焊接質(zhì)量得不到保證。因此氬氣、氦氣等惰性氣體保護(hù)焊首先應(yīng)用于焊接生產(chǎn)，解決了當(dāng)時航空工業(yè)中有色金屬的焊接問題，氣體保護(hù)焊的優(yōu)越性也逐步被人們認(rèn)識和重視。但是氬氣、氦氣為稀有氣體，價格較貴，應(yīng)用上受到一定的限制。為此，到20世紀(jì)50年代。人們又重新研究CO2氣體保護(hù)焊，并逐步應(yīng)用焊接生產(chǎn)。第1頁/共43頁CO2氣體保護(hù)電弧焊是利用CO2作為保護(hù)氣體的熔化極電弧焊方法。這種方法以CO2氣體作為保護(hù)介質(zhì)，使電弧及熔池與周圍空氣隔離，防止空氣中氧、氮、氫對熔滴和熔池金屬的有害作用，從而獲得優(yōu)良的機(jī)械保護(hù)性能。生產(chǎn)中一般是利用專用的焊槍，形成足夠的CO2氣體保護(hù)層，依靠焊絲與焊件之間的電弧熱，進(jìn)行自動或自半動熔化極氣體保護(hù)焊接。1.CO2焊的特點及應(yīng)用1.1CO2焊的基本原理第2頁/共43頁CO2焊的原理示意圖1.焊絲盤2.送絲滾輪3.焊絲4.導(dǎo)電嘴5.保護(hù)氣體噴嘴6.保護(hù)氣體7.熔池8.焊縫金屬9.母材10.電弧

1.CO2焊的特點及應(yīng)用第3頁/共43頁

CO2是一種無色無味的氣體，在0℃101.3kPa氣壓時，它的密度為1.9768g/L，是空氣的1.5倍。因而CO2良好的保護(hù)作用，還能有效地防止空氣中N2對熔滴及熔池金屬的有害作用，這一點是很可貴的，因為金屬一旦被氮化，便難以使之脫氮。1.2CO2氣體的性質(zhì)第4頁/共43頁CO2常溫下很穩(wěn)定，但在高溫下（5000K）左右?guī)缀跄苋糠纸?，具有?qiáng)烈的氧化性，因而是一種氧化性氣體。雖然它有強(qiáng)烈的氧化作用，但氧化了的熔化金屬可比較容易地脫氧；另一方面較強(qiáng)的氧化性能夠抑制焊縫中氫的存在，防止產(chǎn)生氫氣孔和裂紋；

CO2氣體價格低廉，供應(yīng)充足。1.2CO2氣體的性質(zhì)第5頁/共43頁

CO2焊按使用焊絲直徑的不同，可分為細(xì)絲CO2焊（焊絲直徑小于1.0mm）和粗絲CO2焊（焊絲直徑大于1.6mm）。按操作的方式分類，又可分為半自動CO2焊和自動CO2焊。1.3CO2焊的分類：第6頁/共43頁焊接生產(chǎn)率高。由于焊接電流密度較大，電弧熱量利用率較高，以及焊后不需清渣，因此提高了生產(chǎn)率。CO2焊的生產(chǎn)率比普通的焊條電弧焊高2-4倍。焊接成本低。CO2氣體來源廣，價格便宜，而且電能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有焊條電弧焊的40％—50％。1.4CO2焊的特點1.4.1優(yōu)點第7頁/共43頁焊接變形小。由于電弧加熱集中，焊件受熱面積小，同時CO2氣流有較強(qiáng)的冷卻作用，所以焊接變形小，特別適宜于薄板焊接。焊接質(zhì)量較高。對鐵銹敏感性小，焊縫含氫量少，抗裂性能好。適用范圍廣?？蓪崿F(xiàn)全位置焊接，并且對于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。操作簡便。焊后不需清渣，且是明弧，便于監(jiān)控，有利于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化焊接。1.4.1優(yōu)點第8頁/共43頁1)飛濺率較大，并且焊縫表面成形較差。金屬飛濺是CO2焊中較為突出的問題，這是主要缺點。2）很難用交流電源進(jìn)行焊接，焊接設(shè)備比較復(fù)雜。3）抗風(fēng)能力差，給室外作業(yè)帶來一定困難。4）不能焊接容易氧化的有色金屬。1.4.2缺點第9頁/共43頁1.CO2焊主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬。2.對于不銹鋼，由于焊縫金屬有增碳現(xiàn)象，影響抗晶間腐蝕性能。所以只能用于對焊縫性能要求不高的不銹鋼焊件。3.CO2焊還可用于耐磨零件的堆焊、鑄鋼件的焊補以及電鉚焊等方面。目前CO2焊已在汽車制造、機(jī)車和車輛制造、化工機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械等部門得到了廣泛的應(yīng)用。1.3CO2焊的應(yīng)用第10頁/共43頁1.材料因素

母材和焊材的成分2.工藝因素

如焊接方法、坡口形式和加工質(zhì)量、預(yù)熱后熱措施、層間溫度控制、裝配質(zhì)量、甚至電源種類和極性等，對改善工藝焊接性都起很大作用。3.結(jié)構(gòu)因素

如設(shè)計時應(yīng)考慮焊接接頭處于剛度較小狀態(tài)，避免出現(xiàn)截面突變、余高過大、交叉焊縫等容易引起應(yīng)力集中的結(jié)點。4.使用條件

如工作溫度高低、工作介質(zhì)種類、載荷性質(zhì)等，都屬于工藝焊接性考慮范圍2.CO2焊接工藝焊接工藝包括哪幾方面？第11頁/共43頁三、二氧化碳?xì)獗：负附蛹夹g(shù)與工藝按熔滴過渡形式二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的工藝參數(shù)一般分為兩類：一類是小規(guī)范，采用細(xì)焊絲、低電壓、小電流，產(chǎn)生熔滴短路過渡，具有焊縫美觀、飛濺少、熱輸入量低、變形小，可進(jìn)行全位置焊接等優(yōu)點，但熔深淺，多層焊易產(chǎn)生未焊透，故多適用于焊薄板；另一類是大規(guī)范，采用大電流、高電壓、熔滴呈顆粒狀過渡，特點是生產(chǎn)率高，焊縫外形美觀，熔深大，飛濺較大，適用于焊接中厚板。第12頁/共43頁二氧化碳?xì)獗：负附蛹夹g(shù)要點（1）一般習(xí)慣于采用左焊法進(jìn)行對接焊，因為左焊法不易焊偏。在角焊接和搭接焊時，左焊法與右焊法都可以采用，但右焊法的焊縫外形比較飽滿。左、右焊法時，焊絲與垂線間的夾角一般為15°～20°左右。（2）對于長焊縫，應(yīng)當(dāng)預(yù)先點固，點固距離以200～300mm為宜。然后用壓板和夾具壓平夾緊，以防止工件撓曲，此點對越薄的板材越重要。（3）為了改善焊縫成形系數(shù)，可以采取以下措施：①盡量采用大一些的電流和電壓。②焊接坡口應(yīng)有較大的間隙。③必要時焊把可做橫向擺動。④采用左焊法焊接。第13頁/共43頁2.1焊接材料的選用

因CO2是一種氧化性氣體，在電弧高溫區(qū)分解為一氧化碳和氧氣，具有強(qiáng)烈的氧化作用，使合金元素?zé)龘p，所以CO2焊時為了防止氣孔，減少飛濺和保證焊縫較高的機(jī)械性能，必須采用含有Si、Mn等脫氧元素的焊絲。

CO2焊使用的焊絲既是填充金屬又是電極，所以焊絲既要保證一定的化學(xué)性能和機(jī)械性能，又要保證具有良好的導(dǎo)電性能和工藝性能。

CO2焊絲分為實芯焊絲和藥芯焊絲兩種:第14頁/共43頁焊絲型號特征及適用范圍H08Mn2SiA沖擊值高，送絲均勻，導(dǎo)電好。H04Mn2SiTiA脫氧、脫氮、抗氣孔能力強(qiáng)，適用于200A以上電流。H04Mn2SiAlTiA脫氧\脫氮\抗氣孔能力更強(qiáng),適用于填充和CO2-O2混合氣體保護(hù)焊。H08MnSiAMAG焊實芯焊絲的型號、特征及適用范圍常用的實芯焊絲型號：H08Mn2SiAH：焊接用鋼,08：含碳量0.08%,Mn2:2%的錳,Si:1%的硅,A:優(yōu)質(zhì)，含硫、磷量小于0.03%,無A則＜0.04%。為了提高導(dǎo)電性能及防止焊絲表面生銹，一般在焊絲表面采用鍍銅工藝，要求鍍層均勻，附著力強(qiáng)，總含銅量不得大于0.35%

2.1.1實芯焊絲第15頁/共43頁焊絲直徑（mm）電流范圍（A）適用板厚（mm）0.640~1000.6~1.60.850~1500.8~2.30.970~2001.0~3.21.090~2501.2~61.2120~3502.0~101.6>300>6.0

不同焊絲直徑使用電流范圍2.1.1實芯焊絲第16頁/共43頁使用焊絲的注意事項:外觀檢查：焊絲平排密繞,直徑均勻,表面光亮,焊絲盤無破損。性能檢查：化學(xué)成分不合格,嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量,必須采用優(yōu)質(zhì)焊絲。焊接電流：必須在焊絲許用電流范圍之內(nèi)。電流過大將引起溶池翻騰和焊縫成形惡化。電流過小能量集中性變差，引弧困難，飛濺變大，溶深淺，焊縫成形不好。直徑選用：在焊絲直徑允許電流范圍內(nèi)，盡可能選用細(xì)焊絲，以提高焊絲溶化速度、提高引弧成功率，減少飛濺，增加溶深，改善焊縫成形，提高焊接質(zhì)量。2.1.1實芯焊絲第17頁/共43頁焊絲直徑(mm)電流范圍(A)熔化速度(g/min)0.850-15010---500.970-20010--601.090-25010--801.2120-35020--1201.6140-50040--160焊絲熔化速度和焊接電流的關(guān)系2.1.1實芯焊絲第18頁/共43頁藥芯焊絲：

使用藥芯焊絲焊接時，通常用CO2或CO2+Ar氣體作為保護(hù)氣體，與實芯焊絲的區(qū)別主要在于焊絲內(nèi)部裝有焊劑混合物。焊接時在電弧熱作用下熔化狀態(tài)的焊劑材料、焊絲金屬、母材金屬和保護(hù)氣體相互之間發(fā)生冶金作用，同時形成一層較薄的液態(tài)溶渣包覆溶滴并覆蓋溶池，對溶化金屬形成又一層保護(hù)，實質(zhì)上這種焊接方法是一種氣渣聯(lián)合保護(hù)的方法，它綜合了手工電弧焊和CO2氣體保護(hù)焊的優(yōu)點。2.1.1藥芯焊絲第19頁/共43頁調(diào)整焊劑成分可適應(yīng)各種鋼材，及對焊縫的質(zhì)量要求氣相和渣相雙重保護(hù)抗氣孔能力強(qiáng)于實芯電弧焊熔化速度快溶敷效率高，生產(chǎn)率比手工焊高3~5倍電弧穩(wěn)定焊縫成形美觀，飛濺小，適合全位置焊接藥芯焊絲的特點藥芯焊絲2.1.1藥芯焊絲第20頁/共43頁

藥芯焊絲是由08A冷軋薄鋼帶光亮退火后經(jīng)軋機(jī)縱向折迭加粉拉拔而成，其橫截面有“O”形、“T”形、梅花形等多種形狀。示意圖如下：“O”形梅花形“T”形

藥芯焊絲的焊劑成分和焊條的藥皮類似，含有穩(wěn)弧劑、脫氧劑、造渣劑、和鐵合金等，起著造渣保護(hù)溶池，摻合金，穩(wěn)弧等作用。藥芯焊絲按焊劑成分可分為二氧化鈦型和堿性型兩種。直徑有1.2,1.6,2.0,2.4,3.2mm。主要用于低碳鋼和低合金鋼的焊接。藥芯焊絲因鋼性較差，絲體較軟，所以對送絲機(jī)構(gòu)要求嚴(yán)格，既要降低送絲壓力，又要保證勻速送絲。藥芯焊絲的結(jié)構(gòu)及使用中的注意事項：2.1.1藥芯焊絲第21頁/共43頁表1.CO2電弧焊焊接工藝參數(shù)焊絲牌號根據(jù)被焊材料的力學(xué)性能和化學(xué)成分選擇相應(yīng)牌號的焊絲常用焊絲：H08Mn2SiA；H04Mn2SiTiA規(guī)格（絲徑）根據(jù)焊件厚度、焊縫空間位置及生產(chǎn)率要求選擇短路過渡：Φ：0.6~1.6mm；適于薄板、全位置焊接滴狀過渡：Φ：≥1.6mm；適于中厚板及厚板。干伸長一般為10Φ；約在：10~20mm范圍內(nèi)。干伸長過大，電弧不穩(wěn)，飛濺較大，熔深淺，氣孔增多干伸長過小，飛濺物易堵塞噴嘴；直徑越小或材料的電阻率越大，干伸長影響越大。2.1.1藥芯焊絲第22頁/共43頁焊接電流作用決定焊縫的熔深、生產(chǎn)效率的主要因素。選擇原則根據(jù)板厚、焊絲直徑、施焊位置、熔滴過渡形式選擇；短路過渡：50~230A；滴狀過渡：300~750A。電弧電壓作用決定焊縫寬度的主要因素，能否實現(xiàn)短路過渡的關(guān)鍵參數(shù)；選擇原則根據(jù)焊絲直徑、焊接電流協(xié)調(diào)匹配焊接電壓；2.1.1藥芯焊絲第23頁/共43頁焊接速度作用決定熱輸入量的主要參數(shù)之一；從而影響焊縫成型、接頭的力學(xué)性能及氣孔等缺陷的產(chǎn)生；選擇原則一般為15~40m/h（半）；40~60m/h（自）；焊接速度過大，易引起焊縫兩側(cè)咬邊，產(chǎn)生氣孔；焊接速度過小，易引起焊瘤，燒穿，焊縫組織變粗。2.1.1藥芯焊絲第24頁/共43頁保護(hù)氣體純度CO2

氣體的純度不低于99.5%；流量一般短路過渡為：10~15L/min；滴狀過渡：25~50L/min。如果焊接電流較大，焊接速度較快，焊絲干伸長過長或在室外作業(yè)，氣體流量應(yīng)適當(dāng)加大。電源極性直流電源一般采用直流反極性；堆焊及鑄鐵補焊時采用正極性。焊接回路電感（短路過渡）作用調(diào)節(jié)短路電流上升速度（di/dt）；調(diào)節(jié)電弧燃燒時間；選擇原則細(xì)焊絲，熔滴過渡周期短，di/dt較大，電感值較小；電感值越小，電弧燃燒時間越短，熔深小。一般焊接回路內(nèi)的電感在0~0.2mH范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。2.1.1藥芯焊絲第25頁/共43頁坡口形狀：細(xì)焊絲短路過渡的CO2焊一般開I形坡口；粗焊絲細(xì)滴過渡可以開較小的坡口。開坡口的目的：主要為了熔透，同時要考慮到焊縫成形的形狀及熔合比。坡口角度過小易形成指狀熔深，在焊縫中心可能產(chǎn)生裂紋。尤其在焊接厚板時，由于拘束應(yīng)力大，這種傾向很強(qiáng)，必須十分注意。3.CO2焊的焊接技術(shù)3.1

焊前準(zhǔn)備第26頁/共43頁表2.CO2焊推薦坡口形狀坡口形狀板厚/mm有無墊板坡口角度根部間隙鈍邊高度I形<12無—0~2—有—0~3—單邊V形<60無45~600~20~5有25~504~70~3Y形<60無45~600~20~5有35~600~60~3K形<100無45~600~20~5X形<100無45~600~20~53.1

焊前準(zhǔn)備第27頁/共43頁坡口加工方法加工坡口的方法主要有機(jī)械加工、氣割和碳弧氣刨等。CO2焊時對坡口加工精度的要求比焊條電弧焊時更高。坡口加工精度對焊接質(zhì)量影響很大。坡口尺寸偏差能造成未焊透和未填滿等缺陷。焊前清理焊縫附近有污物時，會嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。焊前應(yīng)將坡口周圍10~20mm范圍內(nèi)的油污、油漆、鐵銹、氧化皮及其他污物清除干凈。為了去除氧化皮、水分和油類，目前工廠常用的方法是用氧乙炔火焰烘烤。3.1

焊前準(zhǔn)備第28頁/共43頁定位焊為了保證坡口尺寸，防止變形及焊道不規(guī)整。通常CO2焊與焊條電弧焊相比要求更堅固的定位焊縫。定位焊縫易生成氣孔和夾渣，認(rèn)真焊接。焊接薄板時定位焊縫應(yīng)該細(xì)而短，長度為3~l0mm，間距為30~50mm。焊接中厚板時定位焊縫長度為15~50mm，間距達(dá)100~150mm。若為熔透焊縫時，點固處難以實現(xiàn)反面成形，應(yīng)從反面進(jìn)行點固。3.1

焊前準(zhǔn)備第29頁/共43頁(a)蹲位平焊（b）坐位平焊（c）立位平焊（d）站位立焊（e）站位仰焊正確持槍姿勢3.1

焊前準(zhǔn)備第30頁/共43頁引弧：半自動CO2焊時，通常采用“短路引弧”法。引弧后焊工應(yīng)迅速調(diào)整焊槍位置、焊槍角度，注意保持焊槍到焊件的距離。3.2操作技術(shù)3.2.1引弧與收弧第31頁/共43頁左焊法操作優(yōu)點：1.易觀察焊接方向。2.電弧不直接作用于母材上，熔深較淺，焊道平而寬。3.抗風(fēng)能力強(qiáng)，保護(hù)效果好。3.2.1引弧與收弧收?。汉傅朗瘴蔡幫霈F(xiàn)凹陷，它被稱為弧坑。CO2焊比一般焊條電弧焊用的焊接電流大，所以弧坑也大?；】犹幰桩a(chǎn)生火口裂紋及縮孔等缺陷。為此，應(yīng)設(shè)法減小弧坑尺寸。第32頁/共43頁目前主要應(yīng)用的方法如下：1)采用帶有電流衰減裝置的焊機(jī)時，填充弧坑電流一般只為焊接電流的50~60％，易填滿弧坑。2)沒有電流衰減裝置時，在熔池未凝固之時，應(yīng)在反復(fù)斷弧、引弧幾次，直至弧坑填滿。3)使用工藝板，把弧坑引到工藝板上，焊完之后去掉它。3.2.1引弧與收弧

收弧時不能抬高噴嘴，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鐘后才能移開。若收弧時抬高焊槍，則容易因保護(hù)不良引起缺陷。第33頁/共43頁單面焊雙面成形技術(shù)從正面焊接，同時獲得背面成形的焊道稱為單面焊雙面成形，常用于焊接薄板及厚板的打底焊道。1)懸空焊接無墊板的單面焊雙面成形焊接時對焊工的技術(shù)水平要求較高，對坡口精度、裝配質(zhì)量和焊接參數(shù)也提出了嚴(yán)格要求。坡口間隙對單面焊雙面成形的影響很大。坡口間隙小時，焊絲應(yīng)對準(zhǔn)熔池的前部，增大穿透能力，使焊縫焊透；坡口間隙大時，為防止燒穿，焊絲應(yīng)指向熔池中心，并進(jìn)行適當(dāng)擺動。3.2.2平焊的焊接技術(shù)第34頁/共43頁

坡口間隙為0.2～1.4mm時，一般采用直線式