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CO2气体保护焊培训资料中建钢构镇江苏宁项目部2013.5.9一、焊接基本知识二、CO2焊焊接过程特点三、CO2焊常见的缺陷四、焊接操作要领五、现场注意事项六、现场焊接缺陷图例分析主要培训内容一、焊接基本知识1、焊接基本方法2、熔焊的原理及特点3、气体保护焊4、CO2气体保护焊工作原理5、CO2气体保护焊特点熔焊压力焊钎焊电弧焊气焊铝热焊电渣焊电子束焊激光焊熔化极非熔化极手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧焊1、焊接基本分类2、熔焊的原理及特点熔焊：利用热源加热被焊母材连接处，使之熔化，利用液相之间的相溶及液、固两相的原子的紧密接触来实现原子间的结合。相比于压焊和钎焊熔焊具有以下特点：（1）焊接时母材局部在不承受外加压力的情况下被熔化。（2）焊接时必须采用更为有效的隔离空气的措施。（3）两种被焊材料之间必须有一定的冶金相容性。（4）焊接时焊接接头经历了更为复杂的冶金过程。气体保护焊的定义：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。3、气体保护焊常用的保护气体：二氧化碳气（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）及它们的混合气体:CO2+Ar、CO2+Ar+He……。4、CO2气体保护焊工作原理焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧；焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起隔离空气和保护焊接金属的作用。同时，CO2还参与冶金反应，在高温下的氧化性有助于减少焊缝中的氢。KRⅡ200AV送丝电机电磁气阀操作盒气管流量计工件六芯电缆正极电缆负极电缆焊接电源A配电箱+_集中供气接入点焊枪5、CO2气体保护焊特点CO2气体保护焊的优点：（1）CO2气体保护焊是一种高效节能的焊接方法。（2）用粗丝焊接时可以使用较大的电流，实现射滴过度。（3）用细丝焊接时可以使用较小的电流，实现短路过渡方式。（4）CO2气体保护焊是一种低氢型焊接方法，焊缝的含氢量极低，抗锈能力较强。（5）CO2气体保护焊是育中明弧焊接方法，焊接时便于监视和控制电弧和熔池。（6）CO2气体保护焊成本低。5、CO2气体保护焊特点CO2气体保护焊的不足：（1）焊接过程中金属飞溅较多，焊缝外形较为粗糙。（2）不能焊接易氧化的金属材料，也不适合在有风的地方进行焊接。（3）焊接过程中弧光较强，尤其是在采用大电流的时弧光的辐射较强。二、CO2气体保护焊焊接过程特点1231、CO2气体保护焊熔滴过渡特点CO2气体保护焊的熔滴过渡主要有短路过渡和自由过渡两种方式。短路过渡是熔滴在未脱离焊丝之前就与熔池接触形成液态金属桥，在其表面张力及其他力的共同作用下向熔池过渡的过程。1、CO2气体保护焊熔滴过渡特点当采用中等电流、电弧电压较高时，熔滴成变化形态的排斥过渡。此过程特点：电弧较集中，始终在熔滴下方，熔滴较大且不规则，稳定性较差，焊缝成形差，飞溅较大。2、CO2气体保护焊冶金特点（1）合金元素氧化焊接区处于高温，且气体与金属有较大的比接触面积，尤其是在熔滴反应区，增加了合金元素的氧化烧损。（2）脱氧和合金化脱氧是利用与氧亲和力比铁大的元素，使其优先被氧化，减小被氧化的量。3、CO2气体保护焊气孔和飞溅问题（1）气孔CO2焊时，焊缝中可能产生的气孔主要有氮气孔、氢气孔和CO气孔。氮气孔通常在焊缝表面出现，呈蜂窝状，或者以微气孔弥散分布于焊缝金属中。增加气体的保护效果防止空气的侵入。氢气孔通常分布在焊缝表面，表面上看呈圆喇叭口形，气孔的四周有光滑的内壁。提高CO2气体纯度，控制其中所含的水分。CO气孔通常产生在焊缝内部，并沿着结晶方向分布，呈条虫状，表面光滑。提高焊丝的脱氧能力。气孔N气孔主要原因是气体保护效果不好CO气孔焊丝不合格气体不纯工件含碳量过大H气孔焊丝或工件油、锈或水过多风速过大干伸长度过大气路被堵塞或漏气流量计冻结流量过小气体不纯危害：1、气孔的存在首先影响焊缝的致密性。2、减小焊缝的有效面积，造成应力集中，降低焊缝的强度和韧性，3、氢气孔可能促成冷裂纹。预防措施：1、清除焊丝，工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。2、采用碱性焊条、焊剂，并彻底烘干。3、采用短电弧施焊。4、焊前预热，焊后保温。焊接飞溅大焊丝质量不好化学成分及机械性能不合格焊件及焊丝污物过多及时清除或更换焊接回路接触不良各连接处应连接牢固焊枪操作不当保持正确的角度和角度导电嘴、送丝轮、焊丝直径使用不当导电嘴磨损、送丝轮规格不对、焊丝直径选用过粗。焊接规范设置不当根据焊接条件正确设定焊接电流和焊接电压。（2）飞溅危害：1、降低焊丝的熔敷系数，增加焊丝及电能的消耗。2、飞溅金属粘着到导电嘴端面和喷嘴内壁上，会使送丝不畅而影响电弧稳定性，降低保护气的保护作用，恶化焊缝成形质量。3、飞溅金属粘着到导电嘴，喷嘴，焊缝及焊件表面上，焊后需清理，增加了焊接的辅助工时。4、容易烧坏工作服，烫伤皮肤。预防措施：1、对于每种直径的焊丝，其飞溅率和焊接电流之间都存在一定的规律。在选择焊接电流时，应尽可能避开飞溅率高的电流区域。电流确定后在匹配适当的电压。2、焊枪垂直时飞溅量最小，倾斜角度最大，飞溅越多，焊枪前倾或后倾最好不要超过20度。3、短路过渡焊接时，合理选择焊接电源特性并匹配合适的可调电流，以便当采用不同直径的焊丝焊接时均可调得合适的短路电流增长速度。4、采用低飞溅率焊丝。三、CO2气体保护焊常见的缺陷（1）焊缝裂纹危害：裂纹是焊接中最危险的缺陷，它不仅严重的削弱了结构的承载能力，即使不太严重的裂纹，由于使用过程中造成应力集中，则成为各种断裂（脆性断裂、塑性断裂、疲劳断裂和腐蚀断裂）的断裂源，造成低应力破坏。产生原因防止方法焊缝深宽比太大；焊道太窄（特别是角焊缝和底层焊道）增大电弧电压或减小焊接电流，以加宽焊道而减小熔深；减慢行走速度，以加大焊道的横截面。焊缝末端处的弧坑冷却过快采用衰减控制以减小冷却速度；适当地填充弧坑；在完成焊缝的顶部采用分段退焊技术，一直到焊缝结束。焊丝或工件表面不清洁（有油、锈、漆等）焊前仔细清理焊缝中含C、S量高而Mn量低检查工件和焊丝的化学成分，更换合格材料多层焊的第一道焊缝过薄增加焊道厚度（1）焊缝裂纹（2）夹渣产生原因防止方法采用多道焊短路电弧（熔焊渣型夹杂物）在焊接后续焊道之前，清除掉焊缝边上的渣壳高的行走速度（氧化膜型夹杂物）减小行走速度；采用含脱氧剂较高的焊丝；提高电弧电压危害：夹渣的危害点状夹渣的危害与气孔相似，带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中，尖端还会发展为裂纹源，危害较大。（3）咬边产生原因防止方法焊接速度太高减慢焊接速度电弧电压太高降低电压电流过大降低送丝速度停留时间不足增加在熔池边缘的停留时间焊枪角度不正确改变焊枪角度，使电弧力推动金属流动危害：咬边是焊接中较为严重的表面缺陷，会造成应力集中，咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹。（3）咬边（4）未熔合产生原因防止方法焊缝区表面有氧化膜或锈皮在焊接之前，清理全部坡口面和焊缝区表面上的轧制氧化皮或杂质热输入不足提高送丝速度和电弧电压；减小焊接速度焊接熔池太大减小电弧摆动以减小焊接熔池焊接技术不合适采用摆动技术时应在靠近坡口面的熔池边缘停留；焊丝应指向熔池的前沿接头设计不合理坡口角度应足够大，以便减少焊丝伸出长度（增大电流），使电弧直接加热熔池底部；坡口设计为J形或U形危害：未熔合是一种面积型缺陷，坡口侧未熔合和根部未熔合明显减少了承载截面积，应力集中比较严重，其危害型仅次于裂纹。（5）未焊透产生原因防止方法坡口加工不合适接头设计必须合适，适当加大坡口角度，使焊枪能够直接作用到熔池底部，同时要保持喷到工件的距离合适；减小钝边高度；设置或增大接头底层间隙焊接技术不合适使焊丝保持适当的行走角度，以达到最大的熔深；使电弧处在熔池的前沿热输入不合适提高送丝速度以获得较大的焊接电流，保持喷嘴与工件的距离合适危害：减少了焊缝的有效截面积，使焊接接头的强度下降；引起应力集中严重降低焊缝的疲劳强度；未焊透可能成为裂纹源。（6）熔透过大产生原因防止方法热输入过大减小送丝速度和电弧电压；提高焊接速度坡口加工不合适减小过大的底层间隙；增大钝边高度（7）弧坑产生原因防止方法操作时突然息弧焊接过程要防止出现断弧，手法要稳定。焊接收尾时过早息弧、断弧，电弧拉的过长焊缝应设置息弧板，把弧坑拖到工件以外危害：弧坑坑减小了焊缝的有效截面积，弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。（8）焊瘤产生原因防止方法焊接时电流、电压过大尽可能使接头处于平焊位置进行焊接，采用合理的焊接参数焊接位置、焊条位置和运条方法不正确制定正确的运条方法和合理的焊接参数，加强培训，提高焊工的操作技能焊工操作手势不稳，突然放慢速度焊接过程中要保证焊接，防止出现手法不稳，抖动等。四、焊接操作要领CO2焊大电流焊接结束时会在焊缝尾端产生弧坑，从而产生裂纹等焊接缺陷，为保障焊接质量应进行收弧处理。调整合适的收弧电流，运用焊接手法及时回填收弧处。（1）收弧收弧电流焊接电流焊接方向（2）焊枪摆动焊缝有间隙时应摆动送枪（a）小摆动：适用于小焊缝（b）月牙形摆动：适用于大焊缝（3）平焊时焊枪角度10~200焊接方向900（侧视图）（正视图）（4）水平角焊缝水平侧垂直侧（薄板正视图）40~450水平侧垂直侧（厚板正视图）40~45010~200（侧视图）0.5~3mm0~1.5mm薄板水平角焊：焊丝指向焊缝。厚板水平角焊：要使焊缝对称，必须考虑垂直侧与水平侧的散热情况，上板散热差，下板散热好，所以，电弧应指向下板。（5）水平角焊缝90070~9000~200行进方向行进方向在两端停0.5~1秒快速送枪等速上升焊缝宽立向上焊时，如果平直送枪，焊缝呈凸状，易产生咬边，因此应采用小摆动法送枪。五、现场注意事项1、预热和后热焊前预热作用如下：（1）预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。（2）预热可降低焊接应力。一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。（3）预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降。厚板焊接时由于材料为低合金结构钢，含有少量的合金元素，淬硬倾向大，焊接性差，焊缝中极易出现裂纹。所以预热是厚板焊接必须采取的工艺措施。预热的宽度，应根据被焊工件的拘束度情况而定，一般应为焊缝区周围各三倍壁厚，且不得少于150-200毫米。如果预热不均匀，不但不减少焊接应力，反而会出现增大焊接应力的情况。焊后热处理作用如下：（1）加快焊缝及热影响区中氢的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。（2）使焊好的工件在高温状态下，其屈服强度下降，来达到松弛焊接应力的目的。（3）使得合金钢焊接接头的金相组织得到改善，提高了焊接接头的塑性、韧性，从而改善了焊接接头的综合机械性能。多层多道焊时严格控制焊缝层间温度。1、预热和后热2、焊前清理、烘干焊前清理不彻底的危害：（1）形成气孔：母材或填充金属表面有锈、油污等是产生气孔的主要原因。焊条及焊剂未烘干会增加气孔量，因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体，增加了高温金属中气体的含量。（2）产生夹渣：坡口表面的氧化物及难熔杂质在焊接过程中很难融化，伴随熔池的流动存在于焊缝金属中。（3）未融合：坡口表面存在的氧化物杂质会吸收部分用于焊接的热量来熔化自己、同时油污水分的蒸发也会吸收一部分的热量，使得用于焊接的热量减少，出现未融合的现象。（4）微裂纹：表面未清理的杂质及难溶物物随着焊接的完成残留于焊缝金属中，这些杂质不溶于焊缝金属，与焊缝金属之间有一定的间隙，形成微裂纹。六、现场焊接缺陷图例分析连接板未割，投影处焊缝部位收边易出现咬边、气孔等缺陷错边（裙楼钢柱）错边（裙楼钢柱）咬边（东塔钢柱）飞溅、焊波不均匀、成型较差引弧板未割铁骨仁心钢构未来