搜索
Page1单位：昌黎职教中心作者：刘立强二氧化碳气体保护半自动焊工艺基础Page2CO2焊接技能培训内容2.CO2焊的冶金特性和焊接材料1.CO2焊的特点及应用3.焊接设备4.CO2气体保护焊焊接工艺参数6.焊接缺陷5.CO2气体保护焊安全技术Page3一CO2焊的特点及应用一、CO2焊的实质定义：二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为焊接保护气的一种熔化极气体保护的电弧焊方法；二氧化碳气体保护焊属于MAG（熔化极活性气体保护焊）的一种。焊接示意图Page4KRⅡ200AV焊枪送丝电机电磁气阀遥控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Page5电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极：电极（钨极）不熔化。MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAG—C焊）名词解释Page6焊接效果溶深大熔深是手弧焊的三倍,坡口加工小。溶敷效率高手弧焊焊条熔敷效率是60%CO2焊焊丝熔敷效率是90%引弧性能好能量集中，引弧容易，连续送丝电弧不中断。焊接质量好对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小。焊接范围广可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊焊接速度快单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍与手工焊比：抗风能力差，设备较复杂。1.5C02气保焊的特点Page7Page8二CO2焊的冶金特性和焊接材料一、合金元素的氧化与脱氧作为焊接保护气体，CO2表现出很强的氧化性CO2→CO+O结果：①合金元素烧损；②可能造成气孔、飞溅和夹渣。解决之道：冶金脱氧，对脱氧剂的要求（能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用）Mn-Si联合脱氧CO2焊专用焊丝08Mn2Si&H08Mn2SiA(GB8110-87)脱氧剩下的Mn、Si用于补充碳和合金元素的损失二、关于CO2焊的气孔问题正常焊接条件下，CO2焊并不容易产生气孔。相反，由于CO2气氛的氧化性，其抗氢气孔能力较强。Page9（2）解决CO2焊接氧化性的措施是脱氧。具体做法是在焊丝中加入一定量的脱氧剂，如Al、Ti、Si、Mn等。实践表明，采用Si-Mn联合脱氧效果最好，所以目前国内外广泛采用H08Mn2Si焊丝。（3）气孔问题CO2焊接时可能产生的气孔主要有3种：一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔。1）产生CO气孔的原因主要是焊丝中脱氧元素不足，使熔池中熔入较多的FeO，被C还原产生CO。因此只要焊丝中有足够的脱氧元素或限制C含量，就能有效防止CO气孔。第四章冶金特点Page102）产生N2孔的原因主要是CO2保护不良或CO2纯度不高。因此只要加强CO2的保护和控制CO2的纯度，即可防止。3）产生H2孔的原因主要是由于在高温时熔入了大量的氢气，结晶过程中不能很好的排出造成的。而氢气主要来自焊丝、工件表面的油污、铁锈以及CO2中所含的水分，其中前者容易防止和消除，因此对CO2气体进行提纯和干燥是必要的。第四章冶金特点Page111、飞溅产生的原因具体包括以下几个方面：（1）气体爆破引起（c+o=co，高温下膨胀，带动液体溶滴爆破（2）电弧斑点压力引起（如图：直流正接，直流反接）（3）焊接参数不当引起（4）短路过渡引起2、防止飞溅的措施（1）正确的选择焊丝（C0.11%,Mn\Si焊丝）（2）无论正接或反接都存在斑点压力，直流反接压力小，飞溅小（3）选择合适焊接工艺参数(电压增加，电弧拉长，熔滴易长大，焊丝末端产生无规则摆动，飞溅大；电流大，熔滴体积小，熔敷率变大，飞溅减少)（4）短路过渡时串联合适的电感值三、CO2焊的飞溅及防止Page12直流正接示意图电源_+焊件溶滴电弧飞溅正离子↑Page13直流反接示意图电源+-焊件溶滴电弧飞溅e↑Page14三焊接设备CO2气体保护焊设备如图所示包括四个部分：1焊接电源2送丝系统3供气系统4焊枪一.焊接电源CO2气体保护焊电流密度大，气体对电弧的冷却作用，使电弧静特性呈上升趋势，d1.0mmUICO2电弧静特性d1.2mmd1.6mmPage15结论：有图可以看出：当电弧从L1降至L2时，静特性与三种外特性分别交与a、b、c三点，此时焊接电流变化量不一样（△Ia△Ib△Ic）平的外特性其电弧的自身调节最灵敏，因此，要求电源外特性为平或缓降的电压电流电弧静特性△Ib△IcL1L2abc缓降外特性陡降外特性△Ia平外特性采用不同的外特性（陡降、缓降或平外特性）电源时，电弧的自身调节效果不一样，如图Page16二送丝系统送丝方式的变化主要在于细丝/平特性（等速送丝）焊机上，以适应不同场合的要求。⑴推丝式——焊枪简单、轻巧，以鹅颈式焊枪多见，实际应用较多；送丝距离有限（通常≤5M），送细丝效果欠佳（2）拉丝式——焊枪结构复杂，重量重适用于远距离送（细、软）丝Page17三供气系统由气瓶（铝白色）、预热器、减压／流量计、气管和电磁气阀组成，必要时可加装干燥器。通常将预热器、减压器、流量计做为一体，叫CO2减压流量计（通常属于焊机的标准随机配备）流量计气压表减压及预热装置开关CO2减压流量计Page18四焊枪根据送丝方式可分为手枪式和鹅颈式两种，如图所示，较常用的是鹅颈式按冷却方式可分为空冷式和水冷式，较常用的是空冷式Page19四CO2气体保护焊焊接工艺参数熔滴的过渡形式与特点熔滴有二种过渡方式：短路过渡、滴状过渡滴状过渡短路过渡过渡方式定义：焊丝端部的熔滴与熔池表面接触，在过热与电池收缩力的作用下，熔滴爆断直接向熔池过度低电压、小电流、细焊丝采用短路过渡，特点：熔深较小，余高较大，焊接变形小，焊缝成型美观，适用于薄板以及全位置焊定义：熔滴以滴状的形式向熔池自由飞落的过程高电压、大电流、粗焊丝一般采用细滴过渡方式特点：焊接过程不稳定，飞溅严重，焊缝成型差，生产上一般不采用Page20第二章原理及特点Page21第二章原理及特点Page222.CO2焊主要规范参数2.7极性2.6气体2.4干伸长度2.2焊接电压2.3焊接速度2.1焊接电流2.5焊丝Page23一、（细丝）短路过渡CO2焊工艺参数实际生产中应用最多的是细丝（≤1.6mm）/短路过渡CO2焊，其工艺参数：焊接电流I、焊接电压U、焊丝直径Φ、（焊接速度v）、气体流量L/min、（焊丝伸出长度）L,电源极性，电感值1.焊接电压与焊接电流的最佳匹配范围较窄，通常只有约±1V。匹配示意图如下：焊接电流/A10电弧电压/V203040500200100300400500焊丝、电弧电压与焊接电流的范围示意图Page24焊接电流:根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数）选定相应的焊接电流。CO2焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配，既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。2.1焊接电流Page25焊接电压既电弧电压:提供焊接能量。电弧电压越高，焊接能量越大，焊丝熔化速度就越快，焊接电流也就越大。电弧电压等于焊机输出电压减去焊接回路的损耗电压，可用下列公式表示：U电弧=U输出–U损如果焊机安装符合安装要求的话，损耗电压主要指电缆加长所带来的电压损失，如您的焊接电缆需要加长，调节焊机输出电压时可参考下表：焊接电流电缆长度100A200A300A400A500A10m约1V约1.5V约1V约1.5V约2V15m约1V约2.5V约2V约2.5V约3V20m约1.5V约3V约2.5V约3V约4V25m约2V约4V约3V约4V约5V2.2焊接电压Page26根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流，然后根据下列公式计算焊接电压:300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+16±1.5)伏300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+20±2)伏举例1：选定焊接电流200A，则焊接电压计算如下：焊接电压=(0.04×200+16±1.5)伏=(8+16±1.5)伏=(24±1.5)伏举例2：选定焊接电流400A，则焊接电压计算如下：焊接电压=(0.04×400+20±2)伏=(16+20±2)伏=(36±2)伏焊接电压的设定Page27焊接电压和焊接电流焊接电压:提供焊丝熔化能量.电压越高焊丝熔化速度越快.焊接电流:实际上是调送丝速度与熔化速度的平衡结果.Page28电压偏高时:弧长变长,飞溅颗粒变大,易产生气孔.焊道变宽,熔深和余高变小.电压偏低时:焊丝插向母材,飞溅增加,焊道变窄，熔深和余高大.啪嗒！啪嗒！嘭！嘭！嘭！母材母材焊接电压对焊接效果的影响Page29按参考公式进行焊前预制试焊首先确定好电流根据手感,声音,电弧稳定判断电压高低微调电压规范调节Page30在焊接电压和焊接电流一定的情况下：焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量.焊接热量三要素：热量=I2RtI2：焊接电流的平方R:电弧及干伸长度的等效电阻t:焊接速度半自动：焊接速度为30-60cm/min自动焊：焊接速度可高达250cm/min以上焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。2.3焊接速度Page312.焊丝的伸出长度：3.气体流量气体流量直接影响电弧区和熔池区的保护效果，气体流量应该根据具体情况而定，一般细焊丝8-15L/Min，粗焊丝15-25L/Min，气体流量并非越大越好，过大，反而容易卷入电弧区空气，其次对电弧冷却，影响电弧的稳定性，也浪费气体4.电源极性CO2焊采用直流反接，电弧稳定，飞溅少，但是在堆焊与焊补时选用直流正接，熔深浅，焊接变形小，抗裂性好。5.电感值在焊接电源输出回路上串联一个可调节的电感值，用以调节短路电流的增长速度，以稳定电弧和减少飞溅。Page32小于300A时:L=(10--15)倍焊丝直径.大于300A时:L=(10--15)倍焊丝直径+5mm2.4干伸长度定义:焊丝从导电咀到工件的距离.导电咀L工件举例：直径1.2mm焊丝可用电流120-350A,电流小时乘10倍的焊丝直径，电流大时乘15倍的焊丝直径。Page33焊接过程中，保持焊丝干伸长度不变是保证焊接过程稳定性的重要因素之一。过长时：气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大,熔深变浅，成形变坏.过短时：看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大，熔深变深，焊丝易与导电咀粘连.干伸长度热量电弧热量干伸长度为什麽要求严格焊接电流一定时，干伸长度的增加，会使焊丝熔化速度增加，但电弧电压下降，电流降低，电弧热量减少。热量=干伸长度热量+电弧热量Page34选择焊接速度主要根据生产率和焊接质量。焊接速度过快，保护效果差，同时使冷却速度加大，不利于焊缝成形，易形成咬边缺陷；焊速过慢，熔敷的金属在电弧下堆积，电弧热和电弧力受阻碍，焊道不均匀。在生产中，焊速一般不超过0.5m/min。Page35焊丝伸出长度不是独立的焊接参数，通常根据焊接电流、气体流量来确定。焊丝伸出长度对焊缝成形的影响Page362.1.4喷嘴高度的选择2012-0236喷嘴下表面和熔池表面的距离称为喷嘴高度，它是影响保护效果、生产效率和操作的重要因素。≤200A200~300A350~500A喷嘴与焊件间距离与焊接电流的关系Page372.1.5焊枪倾角的选择焊枪轴线和焊缝轴线之间的夹角α称为焊枪的倾斜角度。焊枪倾角太大焊枪倾角对焊缝成形的影响Page382.5焊丝因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以CO2焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能，必须采用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能，又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种.Page391、焊丝牌号和化学成分根据最新的国家标准，焊丝用型号表示，已不再用牌号表示！⑴实芯焊丝GB/T8110-1987《二氧化碳气体保护焊用钢焊丝》采用的是牌