二氧化碳气体保护半自动焊工艺基础

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， •U 气体对电弧的冷却作用，使 电弧静特性呈上升趋势，
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•d1.0mm •d1.2mm
•d1.6mm
•CO2电弧
静特性
•I
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2. 焊缝成型美观；
3. 可采用大电流进行全位置焊。
二 .药芯焊丝的缺点： 1. 制造工艺复杂； 2. 成本高； 3. 焊接时烟尘较大，对劳动保护要求更高。
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药芯焊丝的种类：
3.1按焊丝钢管的接缝可分为有缝和无缝两种
3.2按焊丝钢管断面形式可分为O型和梅花形、T型、E型、中 间填丝形等，如图：
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紫外线危害
强烈的紫外线照射皮肤后可引起皮炎，出现红疹和小水泡。紫外线会引起电光 型 眼炎，造成眼红，流泪，刺痛。
红外线的危害
红外线主要是对组织的热作用，眼睛受强烈的红外线辐射时感到强烈的灼伤和灼 痛，甚至灼伤视网膜，引起青光眼
可见光危害
比正常光强一万倍，被电弧光近距离照射后看不见周围的东西，产生“晃眼”
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•药 芯 焊 丝
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药芯焊丝的应用分类
• 低碳钢
•高强度强
•CO2保护
•耐热钢
•药粉型
•不锈钢 •低温钢
•表面堆焊
•金属粉型
•Ar+CO2保护
•CO2保护
•低碳钢 •高强度钢
•低温钢 •低碳钢
•低温钢
•Ar+CO2保护 •：低碳钢、500mpa级钢
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2.防止弧光辐射的措施
1.焊工切勿将皮肤裸露在外，焊前仔细检查，是否有漏光现象 2.焊工密集的工作场所，相互之间应设有遮光屏障 3.选择合适的护目镜
三 .预防灼伤和火灾的发生
CO2焊的飞溅情况比手工焊严重的多，焊接时既要保护自己不被灼伤又要防止 火灾发生 1.根据现场情况，焊工应确保自己在不被飞溅灼伤的最佳位置上焊接 2.焊前应仔细观察焊接区和周围坏境中是否存在易燃易爆物品，情况不明务焊接 3.工作结束后，应仔细认真检查工作场所及周围是否有残留火苗，确认无事后，才 可离开
•采用大电流和高电压，熔滴以细颗粒状脱离焊丝端 部沿轴线方向喷射向熔池过渡
•特点：飞溅较少，焊接过程稳定文档演模板
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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（≤1.6 mm ）/短路过渡CO2焊，其工艺要点 一.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
全位置焊
2、“缺点”：
⑴飞溅较大 ⑵焊接设备较复杂 ⑶抗风能力差（所有气体保护焊的共同缺憾，但药芯焊丝CO2焊无此问题） ⑷不能焊接有色金属 （铝、钛和镁及其合金）
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二氧化碳气体保护半自动焊工艺基础
二氧化碳气体保护的应用：
¡ 从被焊的材料来看： 碳钢、低合金钢、耐热钢和铸铁等焊接性较差的金属
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
•电 压
•c •b •a
•L •电弧静特性
1 •L2
•平外特性
•△ I c •△ I b
•缓降外特性
•陡降外特性
•电流
•△ I a
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
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。
二. 焊接工艺参数对焊缝成型的影响
电流、电压、速度对焊接的形状影响最大
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四. 预防有害气体和烟尘的危害
CO2焊时常见的有害气体有CO2、CO和NO2等， 使用药芯焊丝时析出的烟尘较多，成分也较 复杂，长期吸入，严重者可能导致尘肺、锰 中毒等职业病，因此必须采取防护措施。
1.焊工应加强个人防护意识，戴好口罩
2.工作时焊工应处在“上风口”，减少有害气 体和烟尘的侵袭
3.加强通风排尘措施，在狭小空间工作时尤其 重要。
4.采用先进技术减少烟尘，净化工作环境。
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焊接缺陷
2焊. 接：“缺缺陷陷的”定指义一种或多种不连续的缺欠，按其特性或累加效果致使产品
不符合最低使用要求，或者说对焊接接头的合用性构成危险的缺欠称为 缺陷。按此定义，缺陷是不容许存在的，必须去除或修补。
•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、细焊丝采用段路过渡，
•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
去除水分的办法： ①倒置排水 ②正置后使用前再预排气 ③使用干燥器 ④瓶内气压低至1.0MPa即停止使用
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（二）焊丝
1、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(solid wire)
GB/T8110-1987《二氧化碳气体保护焊用钢焊丝》采用的是 牌号表示法，如H08Mn2SiA。
GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》 采用的是型号表示法，如ER50-6。
实芯焊丝抗气孔的性能较好，焊缝的力学性能达到国际标准 的要求，由于实芯焊丝熔渣少，一些重型机械厂在厚板多层 焊或窄间隙焊中得到较好的应用。
焊丝的直径系列有 0.8、1.0、1.2、（1.4）、1.6、2.0、2.5、 （3.0）、3.2mm，表面通常镀铜以防生锈（最新的技术使 焊丝已取消镀铜，改为涂层，效果更好）。
焊接示意图
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CO2焊的特点
1、优点：
⑴焊接生产率高：比SMAW高2～4倍 ⑵焊接成本低：是SMAW或SAW的40～50% ⑶焊接变形小：HAZ小，尤适于薄板焊接 ⑷焊接质量高：对铁锈不敏感，焊缝含氢量低 ⑸适用范围广：全位置焊接能力好，打底/填充/盖面、厚/薄板均宜 ⑹操作简便：比SMAW易操作、无熔渣或少量熔渣，明弧操作，有利于实现
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1.焊缝形状与尺寸 （如图）
熔宽：C 熔深：S 余高：h
2.焊接参数对焊缝尺 寸的影响如下左表
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•C
•h
•δ
•b
焊缝 熔宽（C） 熔深（S）
尺寸 焊接参数
电流 I 增 减小
加
增加
余高（h）
增加
电压 U 增 增加
加
减小
减小
速度 V 增 减小
加
减小
减小
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按冷却方式可分为空冷式和水冷式， 较常用的是空冷式
•流量计
•气压 表
•开关
•减压及预热装 置
•CO2减压流量计
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CO2气体保护焊焊接工艺参数
熔滴的过渡形式与特点 熔滴有三种过渡方式：短路过渡、滴状过渡、射流过渡
•过渡方式
•短路过渡 •滴状过渡 •射流过渡
3.3按照焊丝的药粉渣系可分为：钛型（酸性渣），钙钛型 （中性渣）， 钙型（碱性渣）
常用的的药芯焊丝规格有：1.2 1.4 1.6 2.0 2.4 等
药芯焊丝的应用：
药芯焊丝焊接工艺性能好，焊接质量好，对材料的适应 性强，熔敷效率高，广泛应用于各种类型的钢结构上，如 图药芯焊丝的应用分类：
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二氧化碳气体保护半自 动焊工艺基础
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2020/11/8
二氧化碳气体保护半自动焊工艺基础
CO2焊的特点及应用
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， 所以它的代号也是135。
¡ 从功能和用途来看： 焊接、金属表面堆焊、磨损零件和铸钢缺陷的修复
¡ 从工件厚度：薄板、中厚板 ¡ 从焊接位置：全位置焊
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CO2焊的气体及焊丝
（一） CO2气体 1、气体的性质： 无色、无味，比空气重，铝白色，标准钢瓶装（40L/25kg）， 指针下降即应换气！ 使用气瓶时应遵守有关的安全规程。 主要杂质：水，纯度要求》99.5%，含水，氮不超过0.05%，
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2、药芯焊丝(flux-cored wire) 也称为粉芯焊丝或管状焊丝，其特点是在CO2气体保护 焊时增加了渣保护，必要时还可以通过药粉成分调整焊 缝成分和性能的目的。
一. 药芯焊丝的优点：
1. 飞溅少：由于焊丝加入稳弧剂，电弧燃烧稳定。溶滴均 匀过度，所以飞溅少；
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（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）。
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
产生咬边的主要原因是电弧热量太高，即焊接电流太大， 焊接速度太快而造成的。
•焊丝、电弧电压与焊接电流的范围二氧示化意碳气体保护半自动焊工艺基础
2.焊丝的伸出长度：
焊丝伸出长度是指从导电嘴到焊丝末端的这段焊丝，他是影响焊接过程稳定性 的因素，过长，电弧不稳，飞溅较大，焊缝成型恶化，易导致气孔的产生，过短， 喷嘴容易被飞溅物堵住，容易烧坏到导电嘴
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
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（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，
常见的焊接缺陷
1. 外观缺陷 外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器，从工件表面用肉眼可以发
现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还 有气孔、表面夹渣和表面裂纹。单面焊的根部未焊透也位于焊缝表面 1）咬边：由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位 产生的沟槽或凹陷（如图）。
2. 焊接设备出现故障应有专业电工维修，如属小事故焊工自己维修前也应切断电源 3.焊工必须穿戴合格的个人劳动用品，所有劳动用品都必须绝缘可靠 4.夏天出汗，应防止人体与带电体直接接触。 5.狭小位置焊接时必须有专人监护 6.焊接工作结束，离开现场时应切断电源
二. 预防弧光危害的措施
CO2气体保护焊产生的弧光比手弧焊强烈得多，危害性更大 1.弧光辐射的危害
•s
CO2气体保护焊安全技术
CO2气体保护焊是电弧作焊接热源，焊接过程中存在触电危险，电弧产生弧光强烈，辐射危 害大，飞溅可能引起灼伤、火灾或爆炸，析出的有害气体和烟尘损害焊工的身体健康， 因此做好安全工作十分重要
一. 预防触电措施
1.焊接电源应放在安全干燥的地方，外壳应可靠接地，电线电缆的接线必须拧紧，并且有保护 接地
1.一般考虑板厚、层数、位置等因素确定焊丝直径，再确定合适的焊接电流， 然后匹配以最佳的焊接电压。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：
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•50 •电 弧 •40 电 压 •30 /
•V •20
•10 •焊接电流/A
•0 •10 •200 •300 •400 •500 0