《CO2氣體保護焊實訓(xùn)》課件第0-2章 緒論、CO2焊設(shè)備及使用、CO2焊焊接材料

緒

論一

焊接的實質(zhì)和分類焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且使用或不使用填充材料，使焊件間達到原子結(jié)合的一種金屬加工方法。焊接與其他金屬連接方法的根本區(qū)別在于，通過焊接，兩個焊件不僅在宏觀上建立了永久性的連接，而且在微觀上形成了原子間的結(jié)合。1.焊接的實質(zhì)一

焊接的實質(zhì)和分類（1）熔焊熔焊是指在焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓而完

成焊接的方法。（2）壓焊壓焊就是在焊接過程中，無論加熱與否，必須對焊件施加一定壓力以形成焊接接頭的焊接方法。（3）釬焊釬焊是采用比母材熔點低的釬料作為填充材料，在低于母材熔點、高于釬料熔點的溫度下，借助于釬料潤濕母材的作用以填滿母材的間隙并與母材相互擴散，最后冷卻凝固形成牢固的焊接接頭的方法。2.焊接方法的分類二CO2氣體保護焊原理

當(dāng)焊絲與焊件接觸后產(chǎn)生電弧，在高溫電弧的作用下，焊件局部熔化形成熔池，而焊絲末端也隨著熔化，形成熔滴過渡到熔池中去。同時，氣瓶中送出的CO2氣體以一定的壓力和流量從焊槍的噴嘴中噴出，在電弧周圍形成了一個具有挺直性的氣體帷幕，像保護罩一樣，保護了熔化的液態(tài)金屬，阻止外界有害氣體的侵入，隨著焊槍的不斷移動，熔池凝固后便形成焊縫。三

CO2氣體保護焊特點（1）生產(chǎn)效率高

（2）焊接成本低

（3）焊接變形小

（4）耐腐蝕能力強

（5）焊接質(zhì)量高，抗裂性能好除上述優(yōu)點外，CO2氣體保護焊是明弧焊接，與埋弧焊相比，熔池可見，操作方便，不易焊偏，適用于全位置焊接，有利于實現(xiàn)機械化和自動化。1.CO2焊的優(yōu)點2.CO2焊的缺點1）CO2焊具有氧化性，合金元素?zé)龘p較嚴重。

2）飛濺多，且飛濺物經(jīng)常黏在噴嘴上，阻礙氣流噴出，影響保護效果。

3）焊縫成形較差。

4）焊接設(shè)備較復(fù)雜。四CO2氣體保護焊的應(yīng)用與發(fā)展

CO2焊自誕生以來，作為一種高效率的焊接方法，在我國獲得了廣泛的應(yīng)用。尤其是近些年，中國成為“世界工廠”后，外貿(mào)金屬加工業(yè)務(wù)大量增加、鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)大力發(fā)展，CO2焊以其高性價比的特點，得到了前所未有的普及，成為最優(yōu)先選擇的焊接方法之一。五

主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法本教材主要包括CO2焊的基本理論（焊接電源、焊接材料等）、焊接質(zhì)量管理、焊接勞動保護與安全檢查以及CO2焊的基本操作方法等內(nèi)容，從介紹CO2焊設(shè)備及焊接材料入手，較為全面、系統(tǒng)地介紹了CO2焊的基本知識和操作技能，這是從事焊接生產(chǎn)操作人員必備的專業(yè)理論知識和基本操作技能。通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)達到以下目的和要求：

1）掌握常用的CO2焊設(shè)備的選擇和使用方法。

2）初步掌握焊接材料的性能及選用和使用原則。

3）初步掌握CO2焊的基本操作技能。

4）了解CO2焊焊接缺陷的種類。

5）掌握CO2焊生產(chǎn)過程中的勞動保護及安全方面的基本知識。THANKYOU！第一章CO2焊設(shè)備及使用第一節(jié)CO2焊設(shè)備一CO2焊對設(shè)備的要求及設(shè)備的組成

CO2焊對設(shè)備的主要要求包括綜合工藝性能、良好的使用性能和提高焊接過程穩(wěn)定性的途徑。（1）綜合工藝性能（2）良好的使用性能（3）提高焊接過程穩(wěn)定性的途徑1.CO2焊對設(shè)備的要求一CO2焊對設(shè)備的要求及設(shè)備的組成（1）焊接電源具有平特性的直流焊接電源。（2）送絲機構(gòu)該送絲機構(gòu)包括機架、送絲電

動機、焊絲較直輪、壓緊輪和送絲輪等。

還備有裝夾焊絲盤、電纜及焊槍的機構(gòu)。（3）焊槍用來傳導(dǎo)電流、輸送焊絲和保護氣體。（4）供氣系統(tǒng)由氣瓶、減壓流量調(diào)節(jié)器及

管道等組成。2.CO2焊設(shè)備的基本組成二

焊接電源

（1）一元化調(diào)節(jié)電源

這種電源只需要一個旋鈕調(diào)節(jié)焊接電流,控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電弧電壓保持在最佳狀態(tài)。如果操作者對所焊焊縫成形不滿意，那么可適當(dāng)調(diào)節(jié)焊接電壓，以保持最佳匹配，這種調(diào)節(jié)方式的焊機使用時特別方便。

（2）多元化調(diào)節(jié)電源

這種電源的焊接電流和電弧電壓分別用兩個旋鈕調(diào)節(jié)，用這種控制方式調(diào)節(jié)焊接參數(shù)較麻煩，但參數(shù)的可調(diào)節(jié)范圍更大，對特殊焊接環(huán)境、位置的適應(yīng)性更強。1.焊接電源的種類二

焊接電源

在焊接過程中，要獲得良好的引弧，燃弧和熔滴過渡的狀態(tài)，必須對電源提出如下要求：1）焊接電壓可調(diào)，以適應(yīng)不同焊接需求。2）最大電流限制，即有截流功能，避免因短路、干擾而引起的大電流損壞設(shè)備，而電流正常后,又能正常工作。3）適合的電流上升、下降速度，以保證電源負載狀態(tài)變化，而不影響電源穩(wěn)定和焊接質(zhì)量。4）滿足送絲電動機的供電需求。5）平穩(wěn)可調(diào)的送絲速度，以滿足不同焊接需求，保證焊接質(zhì)量。6）滿足其他焊接要求，如手開關(guān)控制，焊接電流、電壓顯示，焊絲選擇,完善的指示與保護系統(tǒng)等。2.對焊接電源的基本要求二

焊接電源

由于CO2焊電源的負載狀態(tài)不斷地在負載、短路、空載三種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，其輸出電壓與輸出電流的關(guān)系如圖1-2a所示。為了得到適宜的焊接電源外特性和良好的焊接效果，采用恒速送絲配合(圖1-2b）的平臺型外特性電源的控制系統(tǒng)。3.CO2焊電源的外特性曲線二

焊接電源

CO2焊電源型號一般由漢語拼音和數(shù)字所組成，型號編排順序如下所示：4.CO2焊電源型號的編制與主要技術(shù)參數(shù)二

焊接電源4.

CO2焊電源型號的編制與主要技術(shù)參數(shù)二

焊接電源

（1）負載持續(xù)率

負載持續(xù)率按下式計算

（2）額定負載持續(xù)率

在焊機出廠標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了額定負載持續(xù)率。

（3）額定焊接電流

在額定負載持續(xù)率下，允許使用的最大電流。

（4）允許使用的最大焊接電流5.焊接電源的負載持續(xù)率三

送絲機構(gòu)三

送絲機構(gòu)

1）焊絲的送出速度可調(diào)，且調(diào)速方便，以滿足不同的環(huán)境、人為要求。2）送絲速度均勻平穩(wěn)，以達到良好的焊接效果。3）盡可能短的送絲停止時間，既具有緊急制動功能。4）送絲控制與開關(guān)控制同步，手動開關(guān)應(yīng)能夠具有靈敏的送絲起動、制動控制；適宜的輸出電流延時、波峰控制；靈敏、可靠、適宜的通斷氣體控制。

5）送絲機構(gòu)結(jié)構(gòu)牢固、輕巧。1.送絲控制功能的一般要求2.送絲方式

送絲方式可分為以下三種：1）推絲式送絲2）拉絲式送絲3）推拉式送絲三

送絲機構(gòu)根據(jù)送絲輪的表面形狀和結(jié)構(gòu)的不同，可將推絲式送絲機構(gòu)分成兩類。（1）平輪V形槽送絲機構(gòu)（2）行星雙曲線送絲機構(gòu)3.送絲輪四

焊槍（1）按送絲方式分類1）拉絲式焊槍2）推絲式焊槍1.焊槍的種類四

焊槍（2）按焊槍形狀分類1）鵝頸式焊槍2）手槍式焊槍四

焊槍典型的鵝頸式焊槍頭部的結(jié)構(gòu)如圖所示2.鵝頸式焊槍的結(jié)構(gòu)四

焊槍（1）噴嘴其內(nèi)孔的直徑將直接影響保護效果，要求從噴嘴中噴出的保護氣體為截頭圓錐體，均勻的覆蓋在熔池表面。噴嘴以圓柱形較好，也可做成上大下小的圓錐形。四

焊槍（2）導(dǎo)電嘴為保證導(dǎo)電性能良好，減小送絲阻力和保證對準(zhǔn)中心，導(dǎo)電嘴的內(nèi)孔直徑必須按焊絲直徑選取。（3）分流器分流器的結(jié)構(gòu)如圖所示。四

焊槍（4）導(dǎo)管電纜導(dǎo)管電纜的外面為橡膠絕緣管，內(nèi)有彈簧軟管、純銅導(dǎo)電電纜、保護氣管和控制線，如圖所示。常用的標(biāo)準(zhǔn)長度為3m。導(dǎo)管電纜內(nèi)的彈簧軟管尺寸直接影響焊接時送絲的穩(wěn)定性，操作前應(yīng)正確選擇彈簧軟管的直徑和內(nèi)徑。五

供氣系統(tǒng)135246CO2氣瓶減壓器干燥器流量計電磁氣閥預(yù)熱器第一章CO2焊設(shè)備及使用第二節(jié)CO2焊設(shè)備的安裝與使用一CO2焊設(shè)備的安裝條件1）焊機應(yīng)安裝在離墻和其他焊機等設(shè)備至少0.3m以外的地方，使焊機使用時能確保通風(fēng)良好；焊機不應(yīng)安裝在日光直射處、潮濕處和灰塵多處。2）施焊工作場地的風(fēng)速應(yīng)小于2.0m/S，超過該風(fēng)速時應(yīng)采取防風(fēng)措施。焊接時為防止弧光傷人，應(yīng)選擇適當(dāng)場所或在施焊場地周圍加屏蔽遮光。3）供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能提供CO2焊設(shè)備所要求的輸入電壓（220V或380V)、像數(shù)(單相或三相）和電源頻率（50Hz）。供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有足夠多的容量，以保證焊接時電壓穩(wěn)定。4）搬運CO2氣瓶時，應(yīng)當(dāng)蓋上瓶蓋兒和使用專用搬運車。CO2氣瓶安裝時應(yīng)當(dāng)正置和可靠固定，必須存放在溫度低于40攝氏度的地方。5）焊機機殼的接地必須良好。1.安裝場地及要求一CO2焊設(shè)備的安裝條件1）海拔不超過1000m。2）環(huán)境溫度為5-40攝氏度。3）相對濕度不超過90%（25℃）4）使用場所無嚴重影響產(chǎn)品的氣體、蒸汽、化學(xué)性沉積、霉菌及其他爆炸性、腐蝕性介質(zhì)。5）使用場所無劇烈振動和顛簸。2.使用環(huán)境條件一CO2焊設(shè)備的安裝條件3.供電電源1）按安全規(guī)程接好地線。2）連接三相380V的電源線時，不需要定向位。一CO2焊設(shè)備的安裝條件4.CO2焊設(shè)備的安裝

1）CO2焊焊機安裝前應(yīng)注意以下5點。

2）CO2焊焊機安裝前必須認真閱讀需安裝設(shè)備的使用說明書，了解本臺設(shè)備基本安裝、使用要求后方可按下述步驟進行安裝。二CO2焊設(shè)備的使用調(diào)試1.安裝焊絲。2.安裝氣體調(diào)節(jié)器并調(diào)整流量。3.控制開關(guān)的調(diào)整。4.選擇焊機的收弧方式。5.調(diào)整焊接參數(shù)。6.關(guān)閉焊機。三CO2焊設(shè)備的維護三CO2焊設(shè)備的維護四CO2焊設(shè)備操作規(guī)程1）操作者必須持焊接操作證上崗。2）打開主電源配電箱開關(guān)后，方可打開焊接設(shè)備主機電源，開電源順序不可顛倒。3）二氧化碳氣瓶使用前應(yīng)固定在一個穩(wěn)定的防傾倒剛性支架上，防止氣瓶傾倒造成事故。4）安裝焊絲前，要確認送絲滾輪的絲槽尺寸是否與使用的焊絲直徑吻合。5）焊接完畢離開場地前，應(yīng)及時關(guān)閉焊機電源及總電源開關(guān)。6）收回電纜，及時清理現(xiàn)場。7）定期清理焊機上的塵土，用壓縮空氣吹除機芯的積塵，一般一周需清理一次。THANKYOU！第一節(jié)氣體第二章CO2焊焊接材料一

CO2氣體純CO2是無色無味的氣體，相對分子質(zhì)量為44.009，密度為1.977kg/m3，比空氣重(空氣的密度為1.29kg/m3)。CO2有三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。不加壓力冷卻時，CO2可直接由氣體變成固體，即干冰。當(dāng)溫度升高時，干冰升華直接變成氣體。因空氣中的水分不可避免地會凝結(jié)在干冰上，使干冰升華時產(chǎn)生的CO2氣體中含有大量的水分，所以固態(tài)的CO2不能直接用于焊接。1.CO2氣體的性質(zhì)一

CO2氣體

CO2氣體的純度對焊縫金屬的致密性和塑性有很大的影響。根據(jù)GB/T6052—2011規(guī)定，焊接用CO2氣體須達到表2-1中的有關(guān)規(guī)定。2.CO2氣體純度對焊縫質(zhì)量的影響一

CO2氣體

工業(yè)上使用的瓶裝CO2既經(jīng)濟又方便。容量為40L的標(biāo)準(zhǔn)鋼瓶，可灌入25kg液態(tài)的CO2，約占鋼瓶容積的80%，其余20%的空間充滿了CO2氣體,氣瓶壓力表上指示的就是這部分氣體的飽和壓力，它的值與環(huán)境溫度有關(guān)。CO2氣體飽和壓力與環(huán)境溫度的關(guān)系見表2-2。3.瓶裝CO2一

CO2氣體

焊接時采取以下措施可有效地降低CO2氣體中水分的含量。1）將新灌氣瓶倒置1~2h后，打開閥門，可排除沉積在下面的液態(tài)的水。

2）更換新氣時，先放氣2~3min，以排除裝瓶時混入的空氣和水分。3）必要時可在氣路中設(shè)置高壓干燥器或低壓干燥器。4)氣瓶中壓力降到1MPa時,停止用氣。4.CO2氣體的提純二

混合氣體

在CO2氣體保護下進行半自動、自動焊接時，存在焊縫外觀不良、飛濺大等問題。為了改善焊縫外觀，減少飛濺等，可采用混合氣體焊接。

1）飛濺極少，清理焊渣工序可省略。2）焊道外形美觀。3）容易實現(xiàn)薄板的對接焊。4）具有優(yōu)良的焊縫缺口沖擊韌性。1.混合氣體的優(yōu)越性二

混合氣體

（1）氬氣

氬氣是無色無味的惰性氣體，比空氣重，其密度為1.784kg/m3。氬氣為單原子氣體，相對原子質(zhì)量大，熱導(dǎo)率小，且電離電勢低。焊接用氬氣應(yīng)符合焊接要求和質(zhì)量的規(guī)定，其中純氬的品質(zhì)要求應(yīng)符合表2-3的規(guī)定。2.混合氣體種類二

混合氣體

（2）氧氣

氧是自然界中最重要的元素，在空氣中其體積分數(shù)約占21%。氧氣本身不會燃燒，它是一種活潑的助燃氣體。氧的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，能同很多元素化合生成氧化物，焊接過程中使合金元素氧化，起有害作用。工業(yè)用氧氣分為兩級：一級氧氣的純度不低于99.2%（體積分數(shù)），二級氧氣的純度不低于98.5%（體積分數(shù)）。對于焊接質(zhì)量要求較高時，混合氣體保護焊應(yīng)采用一級純度的氧氣。二

混合氣體3.混合氣的配比焊接保護混合氣體的配比見表2-4。二

混合氣體

（1）Ar+CO2混合氣用于低碳鋼、低合金鋼的焊接，它具有氬弧焊的優(yōu)點，且由于保護氣體具有氧化性，克服了單純Ar保護時產(chǎn)生的陰極漂移現(xiàn)象以及焊接成形不良的問題。

（2）Ar+CO2+O2混合氣

對改善焊縫斷面形狀更有好處。4.混合氣體的應(yīng)用

使用三種不同的氣體獲得的焊縫斷面形狀如圖2-2所示，由圖可以看出，Ar+CO2+O2混合氣較用其他氣體獲得的焊接形狀都要理想。第二節(jié)焊絲第二章CO2焊焊接材料一

焊絲的分類

（1）化學(xué)鍍工藝

粗拉放線→粗拉預(yù)處理→粗拉→退火→細拉放線→細拉預(yù)處理→細拉→化學(xué)鍍→精繞→包裝。

（2）電鍍工藝

粗拉放線→粗拉預(yù)處理→粗拉→退火→鍍銅放線→鍍銅預(yù)處理→細拉→有氰電鍍或無氰電鍍→精繞→包裝。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，具有強烈的氧化作用，使合金元素?zé)龘p，容易產(chǎn)生氣孔及飛濺。因此，CO2焊用焊絲都含有較高的硅和錳。1.實芯焊絲一

焊絲的分類2.藥芯焊絲一

焊絲的分類

藥芯焊絲的分類方法如下：

（1）按藥芯焊絲橫截面形狀分類藥芯焊絲的橫截面形狀可分為簡單O形截面和復(fù)雜截面兩大類，如圖2-3所示。1）O型截面的藥芯焊絲分為有縫和無縫藥芯焊絲。藥芯焊絲直徑在2.0mm以下的細絲多采用簡單O形截面，且以有縫O形為主。2)復(fù)雜截面形狀主要有T形、E形、梅花形和雙層形等截面形狀。復(fù)雜截面形狀主要應(yīng)用于直徑在2.0mm以上的粗絲。

一

焊絲的分類（2）按保護氣體的種類分類氣體保護焊用藥芯焊絲根據(jù)保護氣體的種類可細分為CO2焊用藥芯焊絲、熔化極惰性氣體保護焊用藥芯焊絲、混合氣體保護焊用藥芯焊絲及鎢極氬弧焊用藥芯焊絲。其中CO2焊藥芯焊絲主要用于結(jié)構(gòu)件的焊接，其用量大大超過其他種類氣體保護焊用藥芯焊絲。藥芯焊絲CO2焊的焊接過程如圖2-4所示。二

焊絲的質(zhì)量要求1）焊絲中C的含量不宜太高。2）焊絲中Si、Mn等脫氧元素含量要適當(dāng)，通常Mn和Si的配合比在2.0~4.5之間為宜。3)為確保不同的母材焊接接頭的強度要求，焊接不同母材所用的焊絲中，合金元素含量要適當(dāng)。1.焊絲的內(nèi)在質(zhì)量二

焊絲的質(zhì)量要求

（1）表面要求1）焊絲表面的鍍銅層必須均勻牢固。2）焊絲表面要清潔，無油、污、銹、垢等。

（2)焊絲的直徑偏差

焊絲直徑的允許偏差必須符合表2-6的要求。2.焊絲的外在質(zhì)量二

焊絲的質(zhì)量要求

（3）焊絲的挺度和抗拉強度

實芯焊絲的抗拉強度應(yīng)符合表2-7的規(guī)定。

（4）松弛直徑和翹距

實芯焊絲的松弛直徑和翹距的關(guān)系必須符合表2-8的規(guī)定。二

焊絲的質(zhì)量要求

（5）纏繞要求

焊絲應(yīng)纏繞規(guī)整，成盤包裝，以便在焊接的時候使用。同時，焊絲在纏繞過程中，不允許焊絲有硬折彎或打結(jié)的情況出現(xiàn)，否則會影響焊接過程中焊絲的等速送絲，降低焊縫質(zhì)量。三

焊絲的型號與牌號對于一種焊絲，通?？梢杂眯吞柡团铺杹矸从称渲饕阅芴卣骷邦悇e。焊絲型號是以國家標(biāo)準(zhǔn)（或相應(yīng)組織制定的標(biāo)準(zhǔn)）為依據(jù)，反映焊絲主要特性的一種表示方法。型號包括以下含義：焊絲的類別，焊絲特點，焊接位置及焊接電源等。不同類型焊絲的型號，表示的方法也有所不同。焊絲牌號是焊絲產(chǎn)品的具體命名，它可以由生產(chǎn)廠制定，還可由行業(yè)組織統(tǒng)一命名，制訂全國焊材行業(yè)統(tǒng)一牌號。每種焊絲產(chǎn)品只有一個牌號，但多種牌號的焊絲可以同時對應(yīng)一種型號。三

焊絲的型號與牌號

根據(jù)GB/T8110-2008《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》的規(guī)定，焊絲的型號是按照強度級別和成分類型命名的。三

焊絲的型號與牌號

第三節(jié)焊接材料的選用、

保管、發(fā)放和使用第二章CO2焊焊接材料一

焊絲的選用對于直長形焊絲，一般切斷長度為1000mm，國外焊絲切斷長度有的是36in，折合914mm。每5kg或10kg為一包，用紙筒或塑料桶包裝。對于盤裝氣體保護焊用焊絲，其包裝方式有塑料盤、帶內(nèi)撐焊絲卷或金屬絲架等多種形式。外面再用防潮包裝紙、塑料膜或鋁膜等密封包裝，以防潮氣進入而導(dǎo)致焊絲生銹，如圖2-5所示。

在金屬結(jié)構(gòu)的焊接中，選用焊絲應(yīng)注意以下幾條原則。

1.考慮木材的力學(xué)性能和化學(xué)成分，

2.考慮焊接結(jié)構(gòu)的受力情況。3.考慮結(jié)構(gòu)的供熱條件和使用性能。二

焊絲的保管、發(fā)放和使用1.焊絲的保管要求1）進場的焊接材料應(yīng)先由技術(shù)檢驗部門核對焊接材料的生產(chǎn)單位、質(zhì)量證書、牌號、規(guī)格、質(zhì)量、批號、生產(chǎn)日期。2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)已入庫的焊接材料因保管不善、存放時間過長或發(fā)放錯誤等情況時，質(zhì)檢人員可按有關(guān)產(chǎn)品驗收技術(shù)條件進行抽樣檢查，不合格的應(yīng)予報廢，并通知車間停止使用。3）要求在推薦的保管條件下，原始未打開包裝的焊絲，至少有12個月可保持在出廠質(zhì)量狀態(tài)。4）焊絲應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好的庫房中，不允許露天存放或放在有有害氣體和腐