CO2气体保护焊与氩弧焊技术特点对比分析

CO2气体保护焊与氩弧焊技术特点对比分析CO2气体保护焊与氩弧焊技术特点对比分
析
科技信息.职校论坛0SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2009年第27期CO2气体保护焊与氩弧焊技术特点对比分析
张雪珍
(浙江省建筑安装技术学校浙江杭州310022)
【摘要】本文通过CO气体保护焊,氩弧焊的焊接设备,焊接电源,焊接工艺等技术特点的对比分析,以及两种焊接技术的应用,了解到
它们都具有效率高,质量好等优点,也看到它们的不足之处. 【关键词】CO气体保护焊;氩弧焊;技术特点
随着焊接科学与焊接技术的不断发展.焊接新方法和焊接新技术不断地涌现出来,如激光焊,搅拌摩擦焊等等.而这些最新的焊接方法由于不成熟或设备成本过高等诸多因素,并未得到广泛的应用.相反, 传统的焊条电弧焊虽然具有设备简单,操作灵活等一系列优点,但是由于其生产效率低,劳动强度大,对操作人员要求高的因素限制了本身的使用.在此情况下,C0气体保护焊和氩弧焊的应用几乎占据了主流.
1.C02气体保护焊的技术特点
1.1CO气体保护焊的实质
CO气体保护电弧焊是利用CO作为保护气体的熔化极电弧焊方法.这种方法以CO.气体作为保护截至,是电弧及熔池与周围空气隔离,防止空气中氧,氮,氢对戎狄和熔池金属的有害作用.从而获得优良的机械保护性能.
1.2CO气体保护焊设备及电源特性
1.2.1CO气体保护焊所用的设备有半自动CO焊接设备和自动 CO焊设备两种.实际生产中,半自动CO焊接设备使用较多.
半自动CO焊接设备有焊接电源,送丝机构,焊枪,供气系统,冷却水循环系统及控制系统等几部分组成.
1.2.2C0气体保护焊一般采用直流电源且反极性连接.根据不同直径焊丝,CO
气体保护焊的焊接特点,一般细焊丝采用等速送丝式焊机,配合平特性电源;粗焊丝采用变速送丝式焊机,配合下降特性电源.
(1)平特性电源细焊丝CO气体保护焊的熔滴过渡一般为短路过渡过程,送丝速度快,宜采用等速送丝式焊机配合平外特性电源.其优点是电弧燃烧温定,焊接工艺参数调节方便,可避免焊丝回烧. (2)下降特性电源粗焊丝CO气体保护焊的熔滴过渡一般为细滴过渡过程.宜采用变速送丝式焊机,配合下降的外特性电源. (3)电源动特性电源动特性是衡量焊接电源在电弧负载发生变化时,供电参数(焊接电流及电弧电压)的动态响应品质.电源良好的动特性是焊接过程稳定的重要保证.
1.3CO气体保护焊的冶金特性
1-3.1合金元素的氧化与脱氧
(1)合金元素的氧化:CO气体是氧化性气体,在电弧高温作用下会分
解:CO2SCO+0?
(2)氧化反应的结果:氧化反应会使Fe,Si,Mn和C等合金元素烧损,在CO电弧焊中,M,Cr,Mo过渡系数最高,烧损最少. (3)CO电弧焊的脱氧在CO电弧中.熔入液态金属中的FeO是引起气孔,飞溅的主要因素.同时FeO残留在焊缝金属中将使焊缝金属的含氧量增加而降低力学性能.
1.3.2C0气体保护焊的气孔
由于熔池表面没有熔渣覆盖,CO气流又有冷却作用,因而熔池凝固较快.如果焊接材料和焊接工艺参数选择不当,可能会出现C0 气孔,氮气孔和氢气孔.
1_3.3CO,气体保护焊的飞溅
飞溅是CO.气体保护焊最主要的缺点.严重时甚至要音响焊接过
程的正常进行.产生的原因:气体爆炸引起的飞溅,有电弧斑点压力而引起的飞溅,短路过渡时由于液态小桥爆断引起的飞溅,焊接工艺参数选择不当等.
减少金属飞溅的措施:正确选择焊接工艺参数,细滴过渡时在 CO.中加入Ar
气,CO气体的物理性质决定了电弧的斑点压力较大, 这是CO:气体保护焊产生飞溅的最主要的原因,短路过渡时限制金属液桥爆断能量,采用低飞溅率焊丝.
1.3.4CO气体保护焊的气体和焊丝
CO气体是无色,无味,无毒的气体.焊丝是填充金属又是电极. 所以焊丝既要保证一定的化学成分和力学性能,又要保证具有良好的导电性和工艺性能.因此,焊丝必须含有一定数量的脱氧剂.以防止产生气孔,C,S,P焊丝的含碳量要低,为防锈及提高导电性.焊丝表面最好镀铜.
1.4CO气体保护焊的工艺
1.4.1焊接工艺参数
主要的焊接工艺参数有:焊丝直径,焊接电流,电弧电压,焊接速度,保护气体流量,焊丝伸出长度及电感值等.如下表所示表1不同直径焊丝选用的焊接电流与电弧电压
焊丝直径,焊接电压/焊接电流,焊丝直径/焊接电压,焊接电流, VAVA
O.517—1930-701.2l9-239O一20o
O.818-2150-1OO1.622—26140-300
1.O18-2270-120
1.4.2CO气体保护焊的焊接技术
CO气体保护焊时,除选择好焊接设备和焊接工艺参数外,还应做好焊前准备工作.
(1)坡口形状:CO.气体保护焊时推荐使用的坡口形式如下表表2CO气体保护焊时推荐坡口形式
板厚坡口角度根部间隙钝边高度坡口形式有无垫板
/rrLmn/.b/mmlILrn
无0.2
I形坡口<12
有O.3
无45.60O一20.5
单边v形<6O
有25.5O4—70.3
无45.60O一2O.5
v形<60
有35.6O1O一6O.3
K形[]<10O无45,6OO一2O一5
x形[<100无45.60O一20—5
CO气体保护焊细丝短路过渡主要焊接薄板或中厚板.一般开I 形坡口;粗焊丝
细滴过渡的CO气体保护焊主要焊接中厚板及厚板, 开较小的坡口;焊接厚板时,由于拘束应力大,这种倾向很强,必须十分注意.
(2)坡口的清理焊缝附近有污物,会严重影响焊接质量.焊钳应将坡口周围10--20mm范围内的油污,油漆,铁锈,氧化皮及其它污物清除干净.6mm以下的薄板上的氧化物几乎对质量无影响.而在板厚时,氧化皮能影响电弧稳定性.恶化焊道外观和生成气孔.常用氧一乙炔火焰烘烤却除氧化皮.
(3)引弧和收弧引弧工艺:半自动CO焊时,喷嘴与焊件问的距离不好控制.当焊丝以一定速度冲向焊件表面时,往往焊枪顶起,结果远离焊件.破环了正常焊接保护.
因此,焊工应注意保持焊枪到焊件的距离.引弧处由于焊件温度较低,熔滴都较浅,
特别在短路过渡时容易引起未焊透.为防止产生这种缺陷,可以采取倒退引弧. 如
图所示:
199
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快速返回距离为
图1倒退起弧法
收弧方法:焊道收尾处往往出现凹陷,被称为弧坑.CO焊比一般焊条电弧焊用的
焊接电流大,所以弧坑也大.弧坑处易产生火口裂纹及缩孔等缺陷.为此可采用如下
方法减小弧坑尺寸.一是采用带有电流衰减装置的焊机.填充弧坑电流较小,一般只
为焊接电流的50%一 70%,易填满弧坑;二是在弧坑未完全凝固的情况下.在其上进
行几次断续焊接;三是使用工艺板,把弧坑引到工艺板上,焊后去掉. l_5CO焊的应
用主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属.还可用于耐磨零件的堆焊.铸钢件
的焊补以及电铆焊等方面.目前已在汽车制造,机车和车辆制造.化工机械,农业机械,矿山机械等部门得到广泛应用.
2.氩弧焊的技术特点
2.1氩弧焊的原理:氩弧焊是以氩气作为保护气体的一种电弧焊接方法.电弧发
生在电极和焊件之间.在电弧周围通过氩气形成保护电弧和熔池的连续封闭的气流.
2.2氩弧焊电流种类和极性
2.2.1直流氩弧焊:焊接时,电流极性没有变化,电弧连续而稳定. 按电流极性的
不同接法分直流正接法和反接法.
2.2.2交流氩弧焊:电流极性每半个周期交换一次.兼备了直流正极性和直流反
接性两者优点.多用于焊接铝,镁及其合金能获得满意的焊接质量.
2l3氩弧焊的设备及电源特性设备按操作方式可分为手工和自动氩弧焊设备.
手工氩弧焊主要由焊接电源,焊枪,供气系统,供水系统及焊接控制装置等部分组成.
氩弧焊设备可采用直流,交流和矩形波弧焊电源.要求弧焊电源的外特性为陡
降或垂直下降外特性.保证弧长变化时焊接电流的波动较小.
表3不锈钢对接接头氩弧焊焊接工艺参数
板厚坡口焊接焊接焊接电焊接速度钨极直焊丝氩气流直径/
mm形式位置层数流/A径/nun量L/nun I形平150.80】O0.12011614. 6b
=0立150.808O,1O0
I形平180.1201O0—12O24161 .
26—10b
=O-1立80.1208O—l20
I形平2l0[J_12032105—
150242—326.1Ob
=0—2立80—120
I形亚21O0—150——
415O一2002432-46.10b0 -
2立80-120
Y形平3180
.
2301O0.1506b0
-
2立2150.
20080一l2O2432.46—1O
P=0—2
2.4氩弧焊的焊接工艺
2.4.1焊接工艺参数主要有焊接电流,电弧电压,焊接速度,填
丝速度,保护气体流量与喷嘴孔径,钨极与形状等.合理的焊接工艺参
数是获得优质焊接接头的重要保证. 焊接过程中,每一项参数都直接影响焊接质量,而且各参数之间
相互制约,为了获得优质的焊缝,除注意各焊接参数对焊缝成形和焊接过程影响外,还必须考虑各参数的综合影响,即各项参数合理匹配. 下列表格列出了几种常见材料氩弧焊的焊接工艺参数,可作为选择焊接工艺参数是的参考.
2.4.2氩弧焊的焊接技术
(1)焊前准备:检查设备,水,气,电路是否正常,各项参数是否调试妥当.为确保质量,对焊件及焊丝必须清理干净,用汽油,丙酮等有机溶剂清洗焊件与焊丝表面的油污,氧化皮,水分和灰尘等,采用机械清理和化学清理进行氧化膜的清除.
(2)引弧:引弧前应提前5-lOs送气.多采用高频振荡引弧(或脉冲引弧)和接触引弧.最好是采用非接触引弧.
(3)焊接:为了得到良好的气体保护效果,在不妨碍视线的情况下,应缩短喷嘴到焊件的距离,采用短弧焊接,一般弧长4—7mm.焊枪与焊件角度的选择也应以获得好的保护效果,便于填充焊丝为准. 焊接时,为了加强气体保护效果,提高焊缝质量,可采用如下措施:加挡板,扩大正面保护区,反面保护等.
(4)收弧:焊缝在收弧处要求不存在明显的下凹以及产生气孔与裂纹等缺陷.在收弧处应添加填充焊丝多使焊坑填满,这对于焊接热裂纹倾向较大的材料时尤为重要.
2.5氩弧焊的应用可用于所有钢材,有死金属及合金的焊接,特别适合于化学性质活泼的金属及其合金.常用于不锈钢,高温合金, 铝,镁,钛及其合金以及难熔的活泼金属和异种金属的焊接.
3.CO,气体保护焊,氩弧焊优缺点对比
3.1具备的共同优点:
3.1.1焊接生产率高;
3.1.2焊接应力变形小;
3.1.3焊接质量高:
3.1.4操作简捷:
3.2两者存在的共同缺点:
3.2.1抗风能力差,给室外作业带来一定困难
3.2.2设备较复杂
3.3两者各自不同的缺点:
3.3.1CO飞溅率较大,焊缝表面成形差,不能焊接容易氧化有色金属:
3.3.2氩弧焊无脱氧作用,对油,锈很敏感,已形成缺陷.
4.C0,焊,氩弧焊存在的不足
4.1CO焊由于飞溅大,焊丝直径一般不超过2mm,所以无法进行更高效率的焊接;
4.2氩弧焊设备复杂,成本高,焊接中使用的具有一定的放射性,对人体有辐射,
另外,氩气是一个氮原子气体,电离电位高,焊接时需要高频振荡引弧,对操作者生
理造成伤害.
【参考文献】
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(上接第162页)进行细分,以便广大英语爱好者快速有效地掌握. 【参考文
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[责任编辑:王静]。