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第一节简介二氧化碳(CO2)气体保护焊的冶金特点及熔滴过渡一.二氧化碳(CO2)气体由于液态CO2沸点很低(-78℃)，所以在常温下钢瓶中CO2液态就能气化，变成气态CO2供焊接使用。瓶装的CO2按重量计算，每瓶液态CO2为25㎏。装瓶后，液态CO2应约占瓶体积的80％，且在液面以上为水蒸气、空气及CO2气三者混合物。液态CO2可溶解约占重量0.05％的水，这些溶解水分在挥发(在使用过程中和CO2一起挥发)成水气后混入CO2气中，水分的挥发量与瓶中气体压力有关，压力越低，水分挥发量越多，当压力低于10㎏/㎝2(此时温度约为20℃时)时，水分挥发量迅速增多，另外，除溶解于CO2液体的水分外，还可能有多余的水，在温度高于－11℃时，沉于钢瓶底。钢瓶内CO2气体的压力，是随外界温度变化而变化的，所以：1.不能利用压力表上的读数来估计瓶内CO2的贮量，因为压力表上的读数只能代表气体CO2的压力，不能代表液态CO2的贮量，同样数量的液态CO2在不同的温度下可挥发出不同压力的气体CO2。2.当温度为31℃时，瓶内气体压力为74.96㎏/㎝2，外界温度继续升高时，瓶内的压力也会继续增大，所以为避免事故发生，使用时，应注意不能将钢瓶放于热源附近或使其受烈日曝晒。二气孔问题常温下CO2气体在化学上呈中性，但高温时CO2进行分解具有强烈的氧化性，它可能使合金元素氧化烧损，影响焊缝金属的机械性能，还可能成为产生气孔及飞溅的主要原因。焊缝中产生气孔的根本原因：熔池金属中存在多量气体，在熔池凝固过程中没有完全逸出，或者由于凝固过程中化学反应产生的气体来不及逸出而残留在焊缝之中，都是焊缝中产生气孔的根本原因。在CO2气体保护焊时，如果使用化学成分不合格的焊丝或纯度不符合要求的CO2气体或不正确的焊接工艺，焊缝中就容易产生气孔，气孔主要有三种：1.一氧化碳(CO)气孔：如果焊丝中脱氧元素不足，焊缝将多量的Fe2O3焊缝凝固产生CO而形成CO2气孔。因此，防止气孔的措施是：限制焊丝中的含碳量和保证足够的脱氧元素。2.氮气孔：当CO2气流对熔化金属保护不好，或者CO2中含有一定量的空气，空气中的氮会大量溶解到熔池金属中，当焊缝凝固时，氮在熔化金属中的熔解度突然降低，来不及从熔池中逸出，就会在焊缝中形成气孔。3.氢气孔：由氢形成的气孔的过程与氮气孔相同。CO2保护焊时，氢的来源是工件和焊丝表面有锈和油漆等赃物以及CO2气体中含有水分。如果熔池中有大量的氢气，焊缝中就可能形成气孔，为防止氢气孔产生，应尽量减少氢的来源如对焊丝、工件表面除锈，对CO2气体除水等。为保证焊缝不出气孔，对焊接用CO2气体的纯度要求很高，一般规定纯度为99.5％或更高，CO2含水量和含氮量不超过0.1％。三.熔滴的过渡方式①短路过渡方式：使受电弧热熔化的消耗电极(焊条)前端与母材熔池短路，边重复进行燃弧短路熔滴，边过渡的状态，叫短路过渡式。这种形式在CO2焊接与MIC(氦气、氩气、氩气——氧气)焊接的小电流低电压焊接中尤为显著，被应用与熔池较浅的薄板焊接。电极前端的熔融部分逐渐变为球状并增大形成熔滴，与母材熔池里的熔融金属相接触，借助于表面张力向母材过渡。②球状体过渡式：前端熔化金属变大形成球状，继而发展为比表面张力还重的大粒熔滴，向母材侧落下过渡的形态，叫球状体过渡式或是大电流过渡式。这种形式在CO2焊接电流区更加明显，因熔滴过渡时不是直接落下，所以焊缝略显不规则、飞溅比较多。③喷射过渡式：前端熔化金属在收缩效应作用下变成小粒熔滴，被高速吹向母材，这种突入熔池的过渡形态叫做喷射过渡式。在MIC焊接的较大电流区比较明显，熔深大，过渡稳定。收缩效应有热收缩、电磁收缩两种。前者是为了减少热损失，使弧柱直径变小，中心温度变高，后者是靠由弧柱电流构成的磁场产生相互吸引力，使弧柱变小，这种电弧现象叫做收缩效应，其作用就象是象捏碎饼似的将前端熔金属的中间变细，并从前端部切离开。第二节二氧化碳(CO2)气体保护焊原理CO2气体保护焊的焊接方法是使用被绕成线圈状的焊丝取代焊条，此焊丝经送丝管送到焊枪头部，经导电咀导电，在CO2气氛中与母材之间产生电弧，靠电弧热量进行焊接，焊接用的焊丝材料是由提高焊接性能的特殊元素构成的。第三节二氧化碳(CO2)气体保护焊特点焊接速度快，引弧性能好，熔度大，熔敷效率高90％，手弧60％，一种焊丝可适用不同厚度钢板，焊接质量好，全方位焊接，范围广。第四节二氧化碳(CO2)气体保护焊等速送丝方式—恒压特性电源等速送丝方法是指按一定速度送丝中途不再改变送丝方式，现将这种送丝方式与恒压特性电源配合起来考虑。例如用PQ来调节焊接电源的输出特性，以6m/min速度将1.2㎜的焊丝送往焊接处，为熔化此焊丝需要200A电流。电弧在电源特性PQ与焊接电流200A的交点S1处动作，因为通过S1点时的电弧特性正好相当于电弧长10㎜，所以稳定状态下电弧长度为10㎜，或是与此相当的电压25V。现在将焊接中的枪向上做少许移动并观察其变化情况，先上移5㎜，在移动的瞬间，电弧长延伸5㎜，，变为15㎜，在S2处发生动作，电流减为100A，因为焊丝的熔化速度与焊接电流大致成比例，所以此时的焊丝熔化量约减少为一半。因此，延长了5㎜的电流弧长开始急剧收缩，直至返回到送丝速度等于熔化速度的S1点，如果用6m/min的送丝速度来计算电弧长修正时间，那么一秒间就是100㎜，5㎜是瞬时完成的，其速度之快是操作者无法想象的。这次下移5㎜，电弧长在移动的瞬时间缩短5㎜，变为5㎜，动作点变为图3.1中的S3点，焊接电流急增为300A，焊丝熔化速度为300/200A，即1.5倍。而送丝速度未变，缩短的焊丝部分要在瞬时熔化，延长电弧返回10㎜电弧长时候的S1处。这样电弧长就按焊机所定条件，即根据焊接电源的输出特性与送丝速度所设定的焊接条件稳定、持续焊接。因此焊接条件设定后，为使电弧长能自行趋于稳定化，对焊接条件的适当调整也是很重要的，从工作原理上来看，等速送丝方式适用于送丝快的细焊丝，而且适用于用输出特性为缓降特性的焊接电源，但其电流随输出特性而变化的时间不得推迟，不能光凭静的特性面来进行送断。第五节.电流范围及怎样选配计算电压值1.使用电流范围选定计算电压值半自动焊接φ1.2㎜焊接电流150-280Aφ1.6㎜焊接电流200-360A300A以下的场合电压V=0.04×焊接电流+16±1.5①300A以上的场合电压V=0.04×焊接电流+20±2.0说明：一般情况下，公司焊工按经验公式标：即电流是电压的十倍，为得到平滑的焊缝需要在此电压上稍提高电压，但这样做又会引起飞溅增多，而电压一低则就会出现凸焊缝。特此提醒注意：电流应根据板厚、结构形式、焊拉条件、操作技能来选用自己合适的使用电流。第六节CO2气体的选用选用相当于JIS的第三种气体CO2重量99.5％以上水分重量0.005以下容量一般为25㎏、30㎏、35㎏。1㎏约为510L，30㎏CO2约为30×510L=15300L，若流量按15L/min计算，可连续使用17小时。第七节半自动焊机的构成与机能1.CO2半自动焊机构成：焊枪、送丝机、控制装置、电源、气体流量调节器。2.焊接：⑴.先开控制柜开关，再打开电源开关2.连接加热器电源3.打开储气瓶阀门4.压力调至2-3㎏/㎝25.在气体关开档调流量(气检)。⑵.焊完后气体调节器的用法：①拧紧储气瓶阀门②在气体开关(气检)档放气③使压力调节器旋钮复位(放气直至指针为0)④拧紧流量调整悬钮⑤关闭控制电源开关。⑶.焊丝盘的安装：①向焊丝盘轴装焊丝盘，并拧紧把手②安装与焊丝直径相合适的送丝轮③使焊丝通过送丝机涨紧器④将焊丝插进焊丝插口处⑤用焊丝加压受柄给焊丝加压⑥用手动送丝将焊丝送到焊枪前端⑦焊枪安装与丝径相符合的导电咀后，再拧紧喷咀。无自锁：按下开关——送气——送丝——起弧焊接——松开气停有自锁：按开关、送气、送丝、松开会正常焊接，再按下开关，进行手弧控制，松开开关——焊接停止结束。收弧处理：半自动焊机使用电流大，焊完时突然断弧，会留下大弧坑，一般进行收弧处理。1.无收弧焊机：在弧坑部闭枪开关2—3次使电弧重复闪灭进行处理，在焊缝还是块状时，0.5—1秒开一次开关掩灭火口，开3次埋好火口。注意：在冷却状态下处理，内部会有缺陷。2.有收弧处理的焊机：要领按下焊枪开关，起弧开始焊接，松开开关进行焊接，结束后，按下开关，进行收弧规范收弧，电弧消失后，再松开开关，在火口前方引弧后，等电弧稳定下来后再返回火口(接点)焊接。CO2气体保护焊一般有两种：A.前进法：右手向左，这样便于观察焊接、焊缝成型、气体保护效果等。B.后退法：右手向右，产生余高过高，作业性差，气体保护不良切勿使用。注：CO2气体保护焊一般采用前进法。第八节常用焊接结构材料简介一.低合金高强度结构钢根据屈服点和热处理状态分两种：⑴非热处理强化钢(热轧与正火)δs=249—392MPa级低合金高强度结构钢，除Q390(15MnTi)为正火状态下使用外，其余为热轧状态下使用。Q345(16Mn)焊接性能良好δs=441—540MPa级低合金高强度钢(在固熔强化的同时加入合金元素(Mn、Si、Ni、Mo、Nb、Ti)但总量不超过5％)⑵热处理强化钢(低碳调质钢)δs=490—981MPa级低合金高强度结构钢，一般调质状态下供货，其组织为低碳马氏体或贝氏体，这类钢既有较高的强度，又有较好的韧劲、塑性和焊接性，如果焊接参数选的适当，可以直接在调质状态下焊接，这样热影响区(HAZ)中得到均匀的低碳马氏体和贝氏体，焊后可不要求调质处理，但必要时消除应力处理，如果焊接参数选择不当，冷却速度低于临界值时，会产生韧性很差的混合组织。第九节630ANBC逆变式CO2气体保护焊机操作使用说明一.焊机前面板1.输出电流表：空载时显示送丝速度相对值，焊接时显示实际焊接电流值。2.输出电压表：空载时显示电压验定值，焊接时显示实际焊接电压值。3.电感调节旋钮：可以改变焊接稳定性、熔深和飞溅量。4.收弧电流调节旋钮:在自锁方式下，调节收弧电流的大小。5.收弧电压调节旋钮：在自锁方式下，调节收弧电压的大小。6.送丝机控制插座：接送丝机控制电缆。7.焊接电缆接线端子(+)：接送丝机焊接电缆。8.工作指示灯：指示焊接机是否接通输入电源。9.保护指示灯：指示焊机内是否温度过高，灯亮时焊机会自动停止工作。10.控制方式选择开关：处于非自锁时，按下焊枪开关可正常焊接，松开开关时即停止焊接，适合于短焊缝焊接；处于自锁位置时，按下焊枪开关引弧成功后，可松开开关正常施焊，当再次按下焊枪开关后，则转入前面板旋钮设定的较小的收弧规范，松开开关时停止焊接，适合于长焊缝焊接。11.状态选择开关：处于气检位置时，电磁阀开启，可检查CO2气体流量是否合适；处于丝检位置时，与按下焊枪开关的作用相同，可检查焊机工作状态，处于正常位置时，焊机处于正常工作状态。12.焊接电缆接线端子(-)：通过输出电缆接被焊工件。二．焊机后面板：1.输入警示标识：2.自动空气开关：此开关的作用主要是在焊机过载或发生故障时自动断电以保护焊机(但不要把本开关当作电源开关用)3.电源输入电缆：花色线要可靠接地，其余三根线接三项380V/50Hz电源4.塑料电缆夹：5.接地螺栓：为保证人身安全和弧焊电源正常使用6.风机：对机内发热器件进行冷却7.加热电源输入插座：接CO2气体调节器的加热线圈8.铭牌三．控制器(该控制器装在送丝机上)1.电流调节旋钮：用于调节焊接电流。2.手动送丝按钮：用于快速送丝。3.电压调节旋钮：用于调节焊接电压。四．C-630Ⅱ要技术参数：1.电源电压/频率：三项380V±10％/50Hz2.额定输入功率：35.8KVA3.额定输入电流：54A4.额定负载持续率：100％5.输出电流调节范围：60-630A6.额定电压调节范围：5-50V7.输出空载电压：70V8.效率：≥89％9.功率因素：≥0.8710.使用焊丝直径(㎜)：φ1.0——φ2.0㎜11.焊机重量：58㎏12.焊机体积：686×322×58413.气体流