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11焊接方法与设备焊接方法与设备二氧化碳气体保护电弧焊二氧化碳气体保护电弧焊22第四章第四章二氧化碳气体保护电弧焊二氧化碳气体保护电弧焊定义：是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。产热保护33第一节CO2焊的特点及应用--------------------------------------CO2焊的实质历史历史––提出于提出于2020世纪世纪3030年代年代问题：氧化、气孔问题：氧化、气孔––实际应用于实际应用于19351935年用于钢材的焊接年用于钢材的焊接氧化性气氛保护焊氧化性气氛保护焊––缺点：氧化性缺点：氧化性––优点：便宜、低氢、防氮优点：便宜、低氢、防氮44第一节CO2焊的特点及应用--------------------------------------CO2焊的实质分类：分类：––焊丝直径分类焊丝直径分类细丝细丝COCO22焊（焊（ΦΦ≤≤1.6mm1.6mm））粗丝粗丝COCO22焊（焊（ΦΦ1.6mm1.6mm））––操作方式分类操作方式分类半自动半自动COCO22焊焊自动自动COCO22焊焊55第一节CO2焊的特点及应用--------------------------------------CO2焊的特点优点优点––焊接生产率高（电流大、不清渣）焊接生产率高（电流大、不清渣）––焊接成本低（气体便宜、电能利用率高）焊接成本低（气体便宜、电能利用率高）––焊接变形小（受热面积小、气体冷却作用）焊接变形小（受热面积小、气体冷却作用）––焊接质量好（裂纹敏感性小）焊接质量好（裂纹敏感性小）––全位置焊接全位置焊接,,不同厚度的焊缝不同厚度的焊缝––操作简便（不清渣、明弧、易于机械化）操作简便（不清渣、明弧、易于机械化）66第一节CO2焊的特点及应用--------------------------------------CO2焊的特点缺点：缺点：––飞溅严重飞溅严重––一般不能使用交流电，设备复杂一般不能使用交流电，设备复杂––抗风能力差抗风能力差––不能焊接容易氧化的有色金属不能焊接容易氧化的有色金属––焊缝外形比较粗糙焊缝外形比较粗糙––劳动条件差（弧光、气体）劳动条件差（弧光、气体）77第一节CO2焊的特点及应用--------------------------------------CO2焊的应用适用材料适用材料––适于低碳钢、低合金钢等黑色金属适于低碳钢、低合金钢等黑色金属––耐磨件堆焊、铸铁补焊及电铆焊耐磨件堆焊、铸铁补焊及电铆焊不适用材料：不锈钢不适用材料：不锈钢易氧化的有色金属易氧化的有色金属适用领域：适用领域：––汽车制造、机车车辆制造、化工机械、农业汽车制造、机车车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械机械、矿山机械––飞机制造飞机制造88第二节CO2焊设备99第二节CO2焊设备半自动CO2焊设备1010第二节CO2焊设备自动CO2焊设备1111第二节CO2焊设备--------------------------------------焊接电源1212第二节CO2焊设备--------------------------------------焊接电源一般是直流反接一般是直流反接细丝细丝----------等速送丝等速送丝--------平特性电源平特性电源––燃烧稳定、焊接参数易调节、避免回烧燃烧稳定、焊接参数易调节、避免回烧粗丝粗丝----------变速送丝变速送丝--------下降特性电源下降特性电源1313第二节CO2焊设备--------------------------------------焊接电源电源动特性电源动特性––粗丝细滴过渡时电流变化比较小，对焊接粗丝细滴过渡时电流变化比较小，对焊接电源动特性要求不高电源动特性要求不高––细丝短路过渡时，焊接电流不断变化，要细丝短路过渡时，焊接电流不断变化，要求外特性品质比较高求外特性品质比较高短路电流增长速度短路电流增长速度合适的峰值电流合适的峰值电流电弧电压恢复速度电弧电压恢复速度1414第二节CO2焊设备--------------------------------------送丝系统变速送丝：变速送丝：Φ≥Φ≥3.0mm3.0mm等速送丝：等速送丝：Φ≤Φ≤2.4mm2.4mm1515第二节CO2焊设备--------------------------------------送丝系统0.8-2.0mm2-5m≤0.8mm15m1616第二节CO2焊设备--------------------------------------送丝系统1717第二节CO2焊设备--------------------------------------送丝系统1818第二节CO2焊设备--------------------------------------焊枪要求：要求：––送气稳定、送丝均匀、导电可靠送气稳定、送丝均匀、导电可靠––结构简单、经久耐用、维修方便结构简单、经久耐用、维修方便––使用性良好使用性良好1919第二节CO2焊设备--------------------------------------焊枪半自动自动2020第二节CO2焊设备--------------------------------------焊枪白自动焊枪白自动焊枪––推丝式推丝式鹅颈式鹅颈式手枪式手枪式––拉丝式拉丝式2121第二节CO2焊设备--------------------------------------焊枪2222第二节CO2焊设备--------------------------------------焊枪2323第二节CO2焊设备--------------------------------------焊枪2424第二节CO2焊设备--------------------------------------焊枪2525第二节CO2焊设备--------------------------------------供气系统2626第二节CO2焊设备--------------------------------------供气系统灰色气瓶黄色字体液态CO22727第二节CO2焊设备--------------------------------------供气系统100-150w2828第二节CO2焊设备--------------------------------------供气系统干燥剂：干燥剂：––硅胶硅胶––脱水硫酸铜脱水硫酸铜––无水氯化钙：吸水性好，不能重复利用无水氯化钙：吸水性好，不能重复利用场合：含水量高的时候使用场合：含水量高的时候使用2929第二节CO2焊设备--------------------------------------供气系统3030第三节CO2焊冶金特性和焊接材料3131第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------合金元素的氧化和脱氧CO2O+CO吸热反应氧化作用温度高氧化性强合金元素浓度合金元素与氧的亲和力3232第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------合金元素的氧化和脱氧电弧高温区电弧高温区3333第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------合金元素的氧化和脱氧低温区低温区--熔池后部熔池后部3434第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------合金元素的氧化和脱氧氧化反应的结果氧化反应的结果––FeFe、、SiSi、、MnMn、、CC、、AlAl、、TiTi、、NiNi烧损烧损––反应产物：反应产物：FeOFeO熔渣及进一步与熔池中的合金元素反应熔渣及进一步与熔池中的合金元素反应SiOSiO22和和MnOMnO形成熔渣形成熔渣COCO––飞溅飞溅（温度高）（温度高）––气孔气孔（温度低）（温度低）3535第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------合金元素的氧化和脱氧3636第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------合金元素的氧化和脱氧原理，利用脱氧剂使原理，利用脱氧剂使FeOFeO还原，氧化产还原，氧化产物作为熔渣排出，剩余的合金元素强化物作为熔渣排出，剩余的合金元素强化焊缝。焊缝。在兼顾经济性的前提下采用还原性强的在兼顾经济性的前提下采用还原性强的元素（元素（AlAl、、TiTi、、SiSi、、MnMn））3737第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------合金元素的氧化和脱氧SiSi--MnMn联合脱氧联合脱氧注意问题注意问题––含量适当含量适当过低过低过高过高SiSi--焊缝热裂倾向大焊缝热裂倾向大MnMn--冲击值下降冲击值下降––比例合适比例合适3838第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------合金元素的氧化和脱氧3939第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料--------------------------------CO2焊气孔及防止原因：没有熔渣覆盖并且原因：没有熔渣覆盖并且COCO22气流的冷气流的冷却作用却作用类别：类别：COCO、、NN22、、HH224040第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料------------------------------CO2焊气孔及防止COCO气孔气孔机理：机理：COCO来不及逸出来不及逸出形态：针尖状形态：针尖状位置：焊缝根部或者近表面位置：焊缝根部或者近表面原因：脱氧剂不足、碳含量偏高原因：脱氧剂不足、碳含量偏高防止：增加脱氧剂、减少碳含量、加大防止：增加脱氧剂、减少碳含量、加大热输入热输入4141第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料------------------------------CO2焊气孔及防止氮气孔氮气孔机理：溶解度变化机理：溶解度变化形态：蜂窝状形态：蜂窝状位置：焊缝近表面位置：焊缝近表面原因：保护气层破坏原因：保护气层破坏––保护气不纯保护气不纯––流量小流量小––喷嘴堵塞或者位置不合适喷嘴堵塞或者位置不合适––侧向风侧向风4242第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料------------------------------CO2焊气孔及防止防止：防止：––提高纯度提高纯度––调好流量调好流量––检查气路检查气路––防风措施防风措施––固氮元素固氮元素4343第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料------------------------------CO2焊气孔及防止氢气孔氢气孔机理：离子态进入熔池，溶解度变化机理：离子态进入熔池，溶解度变化形态：圆球形形态：圆球形位置：焊缝中位置：焊缝中原因：油污和铁锈，气体中的水分原因：油污和铁锈，气体中的水分防止：清除油污和铁锈，排出气体中的防止：清除油污和铁锈，排出气体中的水分水分4444第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料------------------------------CO2焊飞溅及防止4545第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料------------------------------CO2焊飞溅及防止产生原因：产生原因：––气体爆炸气体爆炸––斑点压力（气体分解收缩电弧）斑点压力（气体分解收缩电弧）––小桥爆断小桥爆断––焊接参数焊接参数4646第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料------------------------------CO2焊飞溅及防止4747第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料------------------------------CO2焊飞溅及防止4848第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料