熔化极气体保护电弧焊方法与设备使用
第四章 电弧焊自动控制基础——【《熔焊方法及设备(第2版)》王宗杰】
下三种：
• (1)行程转换 即按预定的空间距离进行程序转换。常用于全位置 环缝焊时的过程参数的分段转换、环缝焊到终点时自动停止、焊 枪自动返回等。常用行程开关来实现。
• (2)时间转换 即按预定的时间间隔进行程序转换。例如，保护气
提前给送和滞后停止、焊丝返烧熄弧等即属此类。可以使用延时 继电器或延时电路来实现。
线分别表示保护气体流量、冷却水流量和焊接速
度随时间的变化。也可将这些曲线放到一个坐标
图中。
图4-1 熔化极气体保护焊程序循环图示例
4.1.2电弧焊程序自动控制转换的类型和实现方法
• 1.程序自动控制转换的类型
•
除了需接受必要的外部人工操作指令（如启动、停止、急
停）以外，电弧焊的程序转换都应自动地实现。其转换方式有以
逻辑组合有“或”、“与”、“非”三种，复
杂一些的程序控制系统可以由它们复合而成。 其中，逻辑“或”组合实例如图4－2a所示，只
要气流预检开关S1、提前送气继电器K1的触点 和滞后停气时间继电器KT1的触点中有一个接通， 电磁气阀YV就可以接通。图4－2b是逻辑“与”
组合实例，不考虑空载接通开关S2，只有当中 间继电器K1的触点和时间继电器KT2的触点都接 通时，才能使继电器K2工作。
可以改变延时时间。该电路的缺点是延时精度易受网压波动 的影响。
焊接方法与设备 (最新版)
复习题一、名词解释1、电弧焊答：利用电弧放电所产生的热量将工件（以及填充金属）熔化，并在冷凝后形成焊缝，并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程称为电弧焊2、电阻焊答：电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法，英文缩写为RW。
3、钎焊答：用某些熔点低于被连接物体材料熔点的金属（即钎料）作为连接的媒介，利用钎料与母材间的扩散将两被焊工件连接在一起的焊接方法称为钎焊。
4、电弧答：电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。
5、等离子弧答：等离子弧就是用外部拘束作用使弧柱受到压缩的电弧。
6、自由电弧答：未受到外界约束的电弧，如一般电弧焊产生的电弧。
7、电子发射答：阴极表面的自由电子受到一定的外加能量作用时，从阴极表面逸出的过程称为电子发射。
8、逸出功答：电子从阴极表面逸出需要能量，1个电子从金属表面逸出所需要的最低外加能量称为逸出功（Aw），9、阴极斑点答：阴极表面通常可以观察到微小、烁亮的区域，这个区域称为阴极斑点。
它是发射电子最集中的区域，即电流最集中流过的区域。
10、热发射答：阴极表面因受到热的作用而使其内部的自由电子热运动速度加大，动能增加，一部分电子动能达到或超出逸出功时产生的电子发射现象称为热发射。
11、场致发射答：当毗邻阴极表面的空间存在一定强度的正电场时，阴极内部的电子受到电场力的作用。
当此力达到一定程度时电子便会逸出阴极表面，这种电子发射现象称为场致发射。
12、电弧静特性答：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系。
也称伏-安特性。
13、电弧静压力答：由于电磁收缩效应使可变导体（气、液）所受的力，对熔池形成压力，又叫电弧静压力。
14、电弧动压力答：F推引起的高温等离子流高速运动产生对熔池的附加压力。
15、电弧稳定性答：焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和偏吹等）的程度。
熔化极气体保护焊
熔化极气体保护焊一、CO2电弧焊的特点和应用CO2电，以CO2气体作保护气体，依靠焊丝与焊件之间的电弧来熔化金属的气体保护焊的方法称CO2焊。
这种焊接法都采用焊丝自动送丝，敷化金属量大，生产效率高，质量稳定。
因此，在国内外获得广泛应用，与其它电弧焊相比有以下特点：1、生产效率高CO2电弧焊穿透力强，熔深大、而且焊丝熔化率高，所以熔敷速度快、生产效率可比手工电弧焊高3倍。
2、焊接成本低CO2焊的成本只有埋弧焊与手工电弧焊成本的40%-50%。
3、消耗能量低CO2电弧焊和药皮焊条相比3mm厚钢板对接焊缝，每米焊缝的用电降低30%，25mm 钢板对接焊缝时用电降低60% 。
4、适用范围宽不论何种位置都可以进行焊接，薄板可焊到1mm，最厚几乎不受限制（采用多层焊）。
而且焊接速度快、变形小。
5、抗锈能力强焊缝含氢量低抗裂性能强。
6、焊后不需清渣，引弧操作便于监视和控制，有利于实现焊接过程机械化和自动化。
我国在CO2焊接设备、焊接材料、焊接工艺方面已取得了很大的成就。
CO2电弧焊接在我国的造船、机车、汽车制造、石油化工、工程机械、农业机械中获得广泛应用。
二、焊机的型号和连接方法1、我公司CO2焊机型号（见文字说明表）2、面板上的旋钮作用与调节方法，（见说明书）3、连接方法水、电、气、焊枪（见说明书）4、焊枪的构造及软管、导电嘴、喷嘴。
5、焊机可能发生的故障及排除方法（见说明书）三、焊接材料1、CO2保护气体CO2有固态、液态、气态三种状态。
瓶装液态CO2是CO2焊接的主要保护气源。
液态CO2是无色液体，其密度随温度变化而变化。
当温度低于-11℃时密度比水大，当温度高于-11℃时则密度比水小。
由于CO2由液态变为气态的沸点很低为-78℃，所以工业焊接用CO2都是液态。
在常温下能自己气化。
CO2气瓶漆成黑色标有“CO2”黄色字样。
2、焊丝CO2气体保护焊对焊丝化学成分的要求：（1）焊丝必须含有足够数量的脱氧元素以减少焊缝金属中的含氧量和防止产生气体。
不同焊接方法熔敷率
不同焊接方法熔敷率
熔敷率是指焊接过程中焊丝或焊条熔化的比例，通常表示为百分比。
不同的焊接方法具有不同的熔敷率。
1. 电弧焊：电弧焊是一种常用的焊接方法，熔敷率通常较高。
电弧焊通过在焊接区域产生高温电弧来熔化焊丝或焊条，然后填充到焊缝中。
熔敷率可根据电弧焊的具体条件和焊材类型而有所不同。
2. 气体保护焊：气体保护焊是一种常用的焊接方法，熔敷率通常较高。
气体保护焊使用惰性气体（如氩气）或活性气体（如二氧化碳）来保护焊接区域，防止氧气和其他杂质进入焊缝。
熔敷率可通过调整焊接电流、电压和焊丝的进给速度来控制。
3. 熔化极气体保护焊：熔化极气体保护焊是一种特殊的气体保护焊方法，熔敷率通常较高。
它使用带有熔化极的焊丝，熔化极会在焊接过程中逐渐消耗，从而提供所需的保护气体和熔化金属。
熔敷率可通过调整焊接电流、电压和熔化极的进给速度来控制。
4. 熔化极气体保护焊（自动化）：熔化极气体保护焊的自动化版本，熔敷率通常较高。
它使用自动化设备来控制焊接过程，包括焊接电流、电压和熔化极的进给速度。
通过精确控制这些参数，可以实现高精度和高效率的焊接，从而提高熔敷率。
需要注意的是，不同焊接方法的熔敷率不仅受焊接条件和焊材类型的影响，还受到焊接速度、焊接位置和焊接材料的影响。
因此，在
实际应用中，需要根据具体情况选择合适的焊接方法和调整焊接参数，以达到所需的熔敷率。
CO2(气体保护)焊接基础知识
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焊接方法分类图
长安福特马自达汽车有限公司 Chang‘an Ford Mazda Automobile Co, Ltd.
厚德 · 笃行 · 敬业 · 乐群 一、气保焊工作原理
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熔化极气体保护电弧焊
定义 熔化极气体保护电弧焊是在有保护气体情况，采用连续送进可熔化 熔化极气体保护电弧焊是在有保护气体情况， 的焊丝与被焊工件之间产生的电弧作为热源熔化焊丝和母材金属， 的焊丝与被焊工件之间产生的电弧作为热源熔化焊丝和母材金属，形 成熔池和焊缝的焊接方法。 成熔池和焊缝的焊接方法。
厚德 · 笃行 · 敬业 · 乐群 一、气保焊工作原理
一般的焊接接头组成
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图 焊接接头 1热影响区 2焊缝金属 3熔合线 4母材
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活性气体保护电弧焊（简称MAG焊-Metal Active Gas Welding ） 活性气体保护电弧焊（简称 焊 ---保护气体 Ar+O Ar + CO2 + O2 Ar+CO2 （CFMA使用该 气体: CFMA使用该 气体 种焊接，保护气体为20%Ar，80% CO2） 种焊接，保护气体为20%Ar， CO2） CO2气体保护电弧焊 气体保护电弧焊 ----保护气体：CO2 保护气体： 保护气体
短弧焊熔滴过渡过程
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厚德 · 笃行 · 敬业 · 乐群 一、气保焊工作原理
熔化极气体保护电弧焊
• 弧长变长,飞溅颗粒变大 • 易产生气孔 • 焊道宽而平,熔深和余高变小
电弧电压
啪嗒！啪嗒！
母材
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
嘭！嘭！嘭！
母材
三.焊接工艺
焊接速度
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一定的热量.
焊接热量三要素：热量= I
•节拍要求－焊接速度－焊接电流电压 •飞溅
•压缩机三点焊接
•点焊时间，焊接电流，焊接角度
五.焊接缺陷
•飞溅粘附 •成形不良 •咬边 •收弧处缩孔 •气孔
六.松下MAG焊机 电源类型
晶闸管
逆变
全数字
体积更小，重量更轻，功能更多，性能更好
六.松下MAG焊机
晶闸管焊机
比亚迪培训教材
熔化极气体保护电弧焊
松下焊接（华南）技术应用中心 2010年12月29日
培训目录
一.焊接基础知识 二.熔滴过渡
三.焊接工艺参数
四.焊接缺陷 五.压缩机焊接工艺要点 六.松下MAG焊机介绍
一.焊接基础知识 焊接分类
熔化焊接
电弧焊 气焊 熔化极
手工焊 CO2
埋弧焊
压力焊
铝热焊 电渣焊
激光焊 电子束焊 非熔化极
焊接参数
焊接电流 电弧电压 焊接速度 干伸长度 电源极性 焊枪角度 焊丝直径 保护气体成分和流量 焊接接头形式与焊接位置 坡口形式
三.焊接工艺
选择依据：
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。
调电流实际上是在调整送丝速度。因此焊接电流必须与焊接 电压相匹配，即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。
熔化极气体保护焊接工艺
气体保护焊操作规程一．概述：1.基本原理熔化极气体保护焊是以可以熔化的金属焊丝作电极，并由气体做保护的电弧焊。
利用焊丝和母材之间的电弧来熔化焊丝和母材，形成熔池，融化的焊丝作为填充金属进入熔池与木材融合，冷凝后即为焊缝金属。
通过喷嘴向焊接区喷出保护气体，使处于高温的熔化焊丝，熔池及其附近的母材可以免受周围空气的有害作用。
焊丝是连续的，由送丝轮不断地送进焊接区。
操作方式主要是半自动焊和自动焊两种。
焊丝有实心和药芯两类，前者一般含有脱氧用的和焊缝金属所需要的合金元素；后者的药芯成分及作用与焊条的药皮相似。
2.分类电流密度大，因而提高了敷熔速度。
b.可获得含氧量较焊条电弧焊低的焊缝金属。
c.在相同条件下，熔深比手工电弧焊大。
d.焊接厚板时，可以用较低的焊接电弧和较快的焊接速度，其焊接变形小。
e.烟雾少，可以减轻对通风的要求。
2）缺点（与手工电弧焊相比）a.规范不合适时，飞溅较大，表面成形差。
b.弧光较强。
c.焊接设备复杂，环境要求较高。
d.半自动焊枪比手工电弧焊铅重，不轻便，操作灵活性较差。
对于狭小空间的接头，焊枪不易接近。
4.使用范围1）适焊的材料。
MIG焊既可以焊接黑色金属又可以焊接有色金属，但从焊丝供应及制造成本考虑主要用于铝，铜，钛及其合金，以及不锈钢，耐热钢的焊接。
MAG和CO2焊主要用于焊接碳钢，低合金高强度钢。
2）焊接位置可以进行全位置焊接，其中以平焊位置和横焊位置焊接效率最高。
3）可焊厚度原则上开破口多层焊的厚度是无限的，它仅受经济因素限制。
二，保护气体采用保护气体的目的，是防止熔融焊缝金属被周围气氛污染和损害。
保护气体应满足如下要求：1.对焊接区起到良好的保护作用。
2.作为电弧的气体介质，应有利于引弧和保护电弧稳定燃烧。
3.有利于提高对焊件的加热效率，改善焊缝成形。
4.在焊接时，能促使获得所希望的熔滴过渡特性，减小金属飞溅。
5.在焊接过程中，保护气体的有害冶金反应能进行控制，以减小气孔，裂纹和夹渣等缺陷。
各种焊接方法的比较
各种焊接方法的比较
焊接是一种常见的金属加工方法，有许多不同的焊接方法，每
种方法都有其优点和局限性。
下面我将从多个角度对各种焊接方法
进行比较。
1. 电弧焊接：
电弧焊接是一种常见的焊接方法，包括手工电弧焊、氩弧焊、氩-氩焊等。
它的优点是设备简单、成本低，适用于各种金属材料的
焊接。
但是，电弧焊接需要熟练的操作技能，焊接质量易受操作人
员技术水平的影响。
2. 气体保护焊接：
气体保护焊接包括氩弧焊、氩-氩焊、氩-氩-氢焊等，它的
优点是焊接过程中不会受到空气中杂质的影响，焊接质量较高，适
用于对焊接质量要求较高的场合。
然而，气体保护焊接设备成本较高，需要使用气瓶等特殊设备。
3. 焊接熔化极气体保护焊接：
焊接熔化极气体保护焊接是一种新型的焊接方法，它结合了电弧焊接和气体保护焊接的优点，能够在焊接过程中自动调节电弧长度，焊接质量较高。
然而，焊接设备成本较高，需要较高的维护成本。
4. 摩擦焊接：
摩擦焊接是一种非常规的焊接方法，它通过材料之间的摩擦产生热量，将材料熔化后再进行连接。
摩擦焊接的优点是焊接速度快、热影响区小，适用于焊接高强度材料。
然而，摩擦焊接设备成本高，只适用于特定的材料和形状。
总的来说，不同的焊接方法各有优缺点，选择合适的焊接方法需要根据具体的焊接要求、材料特性、设备成本等因素进行综合考虑。
希望以上信息能够对你有所帮助。
熔化极气体保护焊
2、水系统
用水冷式焊枪，必须有水冷系统， 一般由水箱、水泵和冷却水管及水压开关组成 。
五、控制系统
熔化极气体保护电弧焊的控制系统由 ➢ 基本控制系统 ➢ 程序控制系统 1、基本控制系统
作用主要是：在焊前或焊接过程中调节 焊接工艺参数，主要包括焊接电源输出调节系统 、送丝速度调节系统、小车（或工作台)行走速度 调节系统和气体流量调节系统等。
与埋弧自动焊相比：
1) 明弧焊接，焊工可以观察到电弧和熔池的状态和 行为。
2) 可以进行全位置焊接。埋弧焊只能处在平焊位置 焊接。
3) 无需清渣，可以用更窄的坡口间隙，实现窄间隙 焊接，节省填充金属和提高生产率。
2、缺点 ✓ 与焊条电弧焊相比： 1) 受环境制约，为了确保焊接区获得良好的气体
保护，在室外操作需有防风装置。 2) 半自动焊枪比焊条电弧焊钳重，不轻便、操作
灵活性较差。对于狭小空间的接头，焊枪不易接 近。 3) 设备较复杂，对使用和维护要求较高。
二、熔化极气体保护焊的适用范围
1、适焊的材料
被焊金属材料的范围受保护气体 性质、焊丝供应和制造成本等因素的影响。
MIG 焊 （ Metal Inert Gas Arc Welding，熔化极惰性气体保护焊）使用惰性 气体，既可以焊接黑色金属又可以焊接有色 金属，但从焊丝供应以及制造成本考虑主要 用于铝、铜、钛及其合金，以及不锈钢、耐 热钢的焊接。
2、程序控制系统
程序控制系统主要作用： 1）控制焊接设备的启动和停止； 2）控制电磁气阀动作，保证焊枪受到良好的冷却； 3）控制水压开关动作，保证焊枪受到良好的冷却； 4）控制引弧和熄弧； 5）控制送丝和小车（或工作台）移动（自动焊时）。
程序控制系统将焊接电源、送丝系统、焊 枪和行走系统、供气和水冷系统有机地结合在一起， 构成一个完整的自动控制的焊接设备系统。
熔化极气体保护焊
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1.影响熔滴过渡的因素
（1）电弧长度的影响：同样在小电流条件下，熔滴过渡可 能是颗粒过渡、短路过渡，颗粒过渡需要长电弧，短路过 渡需要短电弧。
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1.影响熔滴过渡的因素
（2）电流的影响：
小于临界电流I1，颗粒过渡，过渡频率低 ；大于临界电流 I1，喷射过渡，过渡频率高 。
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1.影响熔滴过渡的因素
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1.影响熔滴过渡的因素
气体介质：
➢ 在Ar中加入少量的O2，表面张 力降低，减小了熔滴过渡阻力， 喷射临界电流减小；
➢ 但是过多的O2会因O2的电离使 电弧收缩，临界电流提高；
➢ 加入CO2使得喷射临界电流提 高
临界电流：产生跳弧的最小电流
似，活性气体的量一般小于30%
MAG焊可消除指状熔深
MAG焊由于氧化性气体的存在金属的氧化是不可避免的， 在选择焊丝时应注意在成分上给与补充。
MAG焊主要用于高强钢及高合金钢的焊接。
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5.MIG焊的保护气体及焊丝
1 保护气体 1）单一气体 Ar或者He 2)混合气体Ar+He 2 对气体的要求
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3.MIG/MAG焊的应用
• 50年代初应用于铝及铝合金，以后扩展到铜及铜合金的焊接 • 实际上适用于几乎所有的材料 • 但是成本高，所以一般用在有色金属及其合金的焊接，不锈钢的焊接中
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4. MIG/MAG焊的对比
MIG以Ar或He作为保护气体
MAG在Ar或He中加入活性气体，如O2，CO2 MAG焊在电弧形态、熔滴过渡、电弧特性等方面与氩弧相
熔化极惰性气体保护电弧焊 (MIG metal inert-gas arc welding )
第一节
MIG焊的特点及应用
焊接过程动画
一、MIG焊的基本原理 定义：MIG焊（metal inertgas welding）
是利用外加的惰性气体作为电弧 介质、利用焊丝作熔化电极的电弧 焊。
另:MAG 例如：O2 （2%~5%） +Ar
1、焊接电源
熔化极气体保护焊电源与SAW电源及CO2焊电源相似， 细丝通常用平特性电源配等速送丝系统， 粗丝通常用陡降外特性电源配变速送丝系统。
逆变电源的使用越来 越多，是发展方向。
2、送丝机构
与CO2焊的送丝机构相似，有推丝式、拉丝式和推拉式。
但由于MIG焊较多地用于有色金属，尤其是铝合金的焊接，所以其推 丝式送丝机构应是双主动送丝（CO2专用焊机的送丝机构可以用单主动 送丝）。
第三节 MIG焊工艺
一、熔滴过渡特点
熔滴过渡形式：短路过渡、喷射过渡、脉冲喷射过渡。
亚射流过度
MIG焊多用来焊接铝合金，这使它对熔滴过渡方式的使用受到限制。
1 对于短路过渡，由于其处于小参数区间（<200A），而（尤其大厚度）铝合金 的导热很快，所以较少采用短路过渡。 2 对于喷射过渡，由于其冲力大，而铝合金密度低，所以打底、盖面的效果均欠 佳，用于填充焊尚可。 3 脉冲喷射过渡的焊接效果较好，厚薄板、打底/填充/盖面、全位置焊均可，但 要有带脉冲功能的焊机（普通焊机不可）。
混合气体
参考配比 1~2% O2
适用范围 不锈钢或高合金钢 碳钢和低合金钢
Ar+O2 O2max≤20%
Ar+CO2
配比可任意调整（CO2≥25% 时呈CO2电弧特性 ）
MIGMAG焊工艺及设备讲解
M I G/M A G焊工艺及设备什么是熔化极气体保护焊？它有哪些类型？使用熔化电极，以外加气体作为电弧介质，并保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法，称为熔化极气体保护电弧焊。
根据焊丝材料和保护气体的不同，可将其分为以下几种方法，如图3-1所示。
按焊丝分类可分为实芯焊丝焊接和药芯焊丝焊接。
用实芯焊丝的隋性气体（Ar或He）保护电弧焊法称为熔化极隋性气体保护焊，简称MIG焊（Metal Inert Gas Arc Welding）；用实芯焊丝的富氩混合气体保护电弧焊，简称MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）。
用实芯焊丝的CO2气体保护电弧焊（包括用纯CO2或CO2+O2混合气体）简称CO2焊。
用药芯焊丝时，可以用CO2或CO2+Ar混合气体作为保护气体的电弧焊称为药芯焊丝气体保护焊。
还可以不加保护气体，这种方法称为自保护电弧焊。
如何选用熔化极气体保护焊的保护气体？保护气体的选择主要根据保护气体的作用来决定。
主要考虑它的冶金特点、熔滴过渡和焊缝成形等特点。
可以采用单一气体，还可以采用二元或多元气体。
显然采用单一气体比较简单，如：Ar、He或CO2气。
对于铝、镁和钛及其合金等活泼金属，只能选择惰性气体如Ar或He。
对于黑色金属，常常采用价廉的活性气体CO2气。
但是，上述选择仅仅满足了冶金要求，而考虑到熔滴过渡特点或焊缝成形的要求，往往采用多元气体，如Ar+He二元气体，可以比纯Ar保护提高热输入，能用于焊厚板。
Ar+CO2或Ar+O2二元气体，能改善钢液的流动性，可以改善焊缝成形和熔滴过渡。
为进一步改善焊接工艺性，焊钢时还采用三元或四元气体，如Ar+CO2+O2三元气体，又如采用Ar+He+CO2+O2四元气体可以作为高熔敷率保护气体（即TIME气体）。
根据不同的母材和板厚，保护气体往往有多种选择，请详见表1-11、表1-12和表1-13。
附：表1-12 短路过渡时保护气体的选择附：表1-13 熔化极气体保护焊的保护气体分类表MIG/MAG焊各种金属时，应如何选择保护气体？根据保护气体的氧化性强弱和基体金属的冶金性能，来选择合适的保护气体，如表3-1所示（参考表1-13）。
6.4.3 高效熔化极气保焊技术(含双丝、TIME、STT、CMT、窄间隙等)
6.4.3 高效熔化极气保焊技术（含双丝、TIME、STT、CMT、窄间隙等）6．4．3.1冷金属过渡焊(简称CMT)冷金属过渡(cold metal transfer)焊简称CMT法，是奥地利的FRONIUS公司推出的一种新的焊接方法，可适用于薄板铝合金和薄镀锌板的焊接，还可以实现镀锌板和铝合金板之间异种金属的连接。
1．冷金属过渡焊工作原理CMT冷金属过渡技术是在短路过渡基础上开发的，普通的短路过渡过程是：焊丝熔化形成熔滴一熔滴同熔池短路一短路桥爆断，短路时伴有大的电流(大的热输入量)和飞溅。
而CMT过渡方式正好相反，在熔滴短路时，数字化焊接电源输出电流几乎为零，同时焊丝的回抽运动帮助熔滴脱落，如图7．35所示，从根本上消除了产生飞溅的因素。
整个焊接过程实现“热一冷一热”交替转换，每秒钟转换达70次。
焊接热输入量大幅降低，可实现0．3mm 以上薄板的无飞溅、高质量MIG／MAG熔焊和MIG钎焊。
2．冷金属过渡焊的特点CMT焊同普通MIG／MAG焊不同，具有如下特点。
(1)送丝的运动同熔滴过渡过程相结合熔滴过渡过程由送丝运动变化来控制，焊丝的“前送一回抽”频率可高达70次／秒。
整个焊接系统(包括焊丝的运动)的运行均为闭环控制，而普通的MIG／MAG焊，送丝系统都是独立的，并没有实现闭环控制。
(2)熔滴过渡时电压和电流几乎为零，热输入量低数字化控制的CMT焊接系统会自动监控短路过渡的过程，在熔滴过渡时，焊接电源将电流降至几乎为零，热输入量也几乎为零，如图7．36所示。
整个熔滴过渡过程就是高频率的“热一冷一热”交替的过程，如图7．37所示，大幅降低了热输入量。
(3)焊丝的回抽运动帮助熔滴脱落，熔滴过渡无飞溅焊丝的机械式回抽运动就保证了熔滴的正常脱落，同时避免了普通短路过渡方式极易引起的飞溅，熔滴过渡过程中出现飞溅的因素被消除了，焊后清理工作量小。
(4)CMT焊弧长控制精确CMT的电弧长度控制是机械式的，它采用闭环控制并监测焊丝回抽长度，即电弧长度。
焊接方法gmaw
焊接方法gmaw气体金属电弧焊（GMAW）是一种常用的焊接方法，也被称为惰性气体保护电弧焊（MIG）或惰性气体保护熔化极气体焊（MAG）。
它是利用恒定的电流和惰性气体或混合气体形成的保护气体氛围，将熔化极状钢丝焊接到工件表面。
以下将详细介绍GMAW的原理、应用范围、优势和缺点以及注意事项。
GMAW的原理是在电焊机的过程控制盒中，通过控制电流、电压和供气来实现焊接。
焊接电源产生持续的电弧，通过电焊机的电源线和枪线连接到枪头上的电极。
当电流通过电极时，它会加热并熔化极状钢丝，形成熔融池。
同时，惰性气体或混合气体从枪头的喷嘴中喷出，形成保护气体氛围，防止熔融池与环境中的氧气和其他杂质接触。
GMAW具有广泛的应用范围。
它可用于焊接不同种类的金属，例如钢、铝、镍和铜合金。
此外，GMAW还可用于焊接不同形状的工件，例如平板、角铁、管件和环形焊接。
由于GMAW的高焊接速度和较高的效率，它在汽车制造、船舶制造、建筑业和制造业中得到广泛应用。
GMAW相比其他焊接方法具有许多优势。
首先，GMAW可实现高速焊接，因为它可以在没有任何中断的情况下连续供气和电源。
其次，GMAW的焊接过程相对稳定，焊缝质量高。
第三，GMAW可实现自动化和机器人化焊接，提高生产效率和质量。
此外，GMAW可用于焊接较厚的金属板，并可通过改变电流和气体流量来控制焊缝的深度和宽度。
然而，GMAW也具有一些缺点和注意事项。
首先，GMAW对工件表面的净洁度要求较高，否则焊接过程中容易产生气孔和缺陷。
其次，在焊接铝和铜合金时，需要使用高纯度的惰性气体，成本较高。
此外，GMAW要求焊接人员具备一定的专业知识和技能，以应对焊接过程中可能出现的问题。
在使用GMAW进行焊接时，需要注意以下几个方面。
首先，选择适当的焊接电流和电压，以保证熔化极状钢丝和熔融池的合适尺寸和形状。
其次，选择合适的惰性气体或混合气体，并确保气体流量适当。
此外，要注意保持焊接区域的干净和干燥，以避免对焊缝质量的不良影响。
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任务五熔化极气体保护电弧焊方法与设备使用---CO2部分教学目标：了解二氧化碳气体保护焊的基本原理、工艺特点及应用范围；能合理选用焊丝和控制冶金过程；能合理制定焊接工艺；掌握典型焊接接头半自动二氧化碳气体保护电弧焊操作技术；了解二氧化碳气体保护电弧焊的新技术。
教学活动设计：1在实训室中进行讲练结合的现场教学；2．利用多媒体课件、仿真等辅助教学；教学重点：条电弧焊的原理、工艺特点制定焊条电弧焊工艺；掌握焊条电弧焊操作技术教学难点：对工艺制定及操作的掌握学习单元一认知CO2气体保护焊一、CO2焊的实质CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。
这种方法以CO2气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用，从而获得优良的机械保护性能。
二、CO2焊的特点1．优点1）焊接生产率高。
由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率较高，以及焊后不需清渣，因此提高了生产率。
CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高2~4倍。
2）焊接成本低。
CO2气体来源广，价格便宜，而且电能消耗少，故使焊接成本降低。
通常CO2焊的成本只有埋弧焊或焊条电弧焊的40％~50％。
3）焊接变形小。
由于电弧加热集中，焊件受热面积小，同时CO2气流有较强的冷却作用，所以焊接变形小，特别适宜于薄板焊接。
4）焊接品质较高。
对铁锈敏感性小，焊缝含氢量少，抗裂性能好。
5）适用范围广。
可实现全位置焊接，并且对于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。
6）操作简便。
焊后不需清渣，且是明弧，便于监控，有利于实现机械化和自动化焊接。
2．缺点1）飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。
金属飞溅是CO2焊中较为突出的问题，这是主要缺点。
2）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。
3）抗风能力差，给室外作业带来一定困难。
4）不能焊接容易氧化的有色金属。
CO2焊的缺点可以通过提高技术水准和改进焊接材料、焊接设备加以解决，而其优点却是其他焊接方法所不能比的。
因此，可以认为CO2焊是一种高效率、低成本的节能焊接方法。
三、CO2焊的应用CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。
对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间腐蚀性能。
所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。
此外，CO2焊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CO2焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。
学习单元二CO2焊的冶金特性和焊接材料一、合金元素的氧化与脱氧1．合金元素的氧化CO2及其在高温分解出的氧，都具有很强的氧化性。
随着温度的提高，氧化性增强。
氧化反应的程度取决于合金元素在焊接区的浓度和它们对氧的亲和力。
熔滴和熔池金属中Fe的浓度最大，Fe的氧化比较激烈。
Si、Mn、C的浓度虽然较低，但它们与氧的亲和力比Fe大，所以也很激烈。
2．氧化反应的结果反应生成的CO气体有两种情况：其一是在高温时反应生成的CO气体，由于CO气体体积急剧膨胀，在逸出液态金属过程中，往往会引起熔池或熔滴的爆破，发生金属的溅损与飞溅。
其二是在低温时反应生成的CO气体，由于液态金属呈现较大的粘度和较强的表面张力，产生的CO无法逸出，最终留在焊缝中形成气孔。
合金元素烧损、气孔和飞溅是CO2焊中三个主要的问题。
它们都与CO2电弧的氧化性有关，因此必须在冶金上采取脱氧措施予以解决。
但应指出，气孔、飞溅除和CO2气体的氧化性有关外，还和其它因素有关，这些问题以后还要讨论。
3．CO2焊的脱氧加入到焊丝中的Si和Mn，在焊接过程中一部分直接被氧化和蒸发，一部分耗于FeO 的脱氧，剩余的部分则残剩留在焊缝中，起焊缝金属合金化作用，所以焊丝中加入的Si 和Mn，需要有足够的数量。
但是焊丝中Si、Mn的含量过多也不行。
Si含量过高会降低焊缝的抗热裂纹能力；Mn含量过高会使焊缝金属的冲击值下降。
此外，Si和Mn之间的比例还必须适当，否则不能很好地结合成硅酸盐浮出熔池，而会有一部分SiO2或者MnO夹杂物残留在焊缝中，使焊缝的塑性和冲击值下降。
根据试验，焊接低碳钢和低合金钢用的焊丝，一般w（Si）为1%左右。
经过在电弧中和熔池中烧损和脱氧后，还可在焊缝金属中剩下约0.4%~0.5%。
焊丝中w (Mn)一般为1％~2％左右。
二、CO2焊的气孔及防止CO2焊时，由于熔池表面没有熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固比较快。
如果焊接材料或焊接工艺处理不当，可能会出现CO气孔、氮气孔和氩气孔。
1．CO气孔在焊接熔池开始结晶或结晶过程中，熔池中的C与FeO反应生成的CO气体来不及逸出，而形成CO气孔。
这类气孔通常出现在焊缝的根部或近表面的部位，且多呈针尖状。
2．氮气孔在电弧高温下，熔池金属对N2有很大的溶解度。
但当熔池温度下降时，N2在液态金属中的溶解度便迅速减小，就会析出大量N2，若未能逸出熔池，便生成N2气孔。
N2气孔常出现在焊缝近表面的部位，呈蜂窝状分布，严重时还会以细小气孔的形式广泛分布在焊缝金属之中。
这种细小气孔往往在金相检验中才能被发现，或者在水压试验时被扩大成渗透性缺陷而表露出来。
3．氢气孔氢气孔产生的主要原因是，熔池在高温时溶入了大量氢气，在结晶过程中又不能充分排出，留在焊缝金属中成为气孔。
三、CO2焊的飞溅及防止1．飞溅产生的原因飞溅是CO2焊最主要的缺点，严重时甚至要影响焊接过程的正常进行。
产生飞溅的主要原因如下：1）气体爆炸引起的飞溅。
2）由电弧斑点压力而引起的飞溅。
3）短路过渡时由于液态小桥爆断引起的飞溅。
4）当焊接参数选择不当时，也会引起飞溅。
2．减少金属飞溅的措施（1）正确选择焊接参数1）焊接电流与电弧电压。
2）焊丝伸出长度。
3）焊枪角度。
四、CO2焊的气体及焊丝（一）CO2气体1．CO2气体的性质CO2气体是无色又无味和无毒气体。
在常温下它的密度为1.98kg/m3，约为空气的1．５倍。
在常温时很稳定，但在高温时发生分解，至5000K时几乎能全部分解。
气瓶的压力与环境温度有关，当温度为0~20℃时，瓶中压力为4.5~6.8×106Pa (40~60大气压），当环境温度在30℃以上时，瓶中压力急剧增加，可达7.4×106 Pa（73大气压）以上。
所以气瓶不得放在火炉、暖气等热源附近，也不得放在烈日下爆晒，以防发生爆炸。
2．提高CO2气体纯度的措施（1）洗瓶后应该用热空气吹干因为洗瓶后在钢瓶中往往残留较多的自由状态水。
（2）倒置排水液态的CO2可溶解质量分数约0.05%的水分，另外还有一部分自由态的水分沉积于钢瓶的底部。
焊接使用前首先应去掉自由态水分。
可将CO2钢瓶倒立静置1~2h，以便使瓶中自由状态的水沉积到瓶口部位，然后打开阀门放水2~3次，每次放水间隔30min，放水结束后，把钢瓶恢复放正。
（3）正置放气放水处理后，将气瓶正置2h，打开阀门放气2~3min，放掉一些气瓶上部的气体，因这部分气体通常含有较多的空气和水分，同时带走瓶阀中的空气。
（4）使用干燥器可在焊接供气的气路中串接过滤式干燥器。
用以干燥含水较多的CO2气体。
（5）使用时注意瓶中的压力在（二）焊丝CO2焊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成分和力学性能，又要保证具有良好的导电性和工艺性能。
1．对焊丝的要求（1）脱氧剂（2）C、S、P 焊丝的含碳量要低（3）镀铜为防锈及提高导电性，焊丝表面最好镀铜学习单元三CO2焊工艺在CO2焊中，为了获得稳定的焊接过程，熔滴过渡通常有两种形式，即短路过渡和细滴过渡。
短路过渡焊接在我国应用最为广泛。
一、短路过渡CO2焊工艺1．短路过渡焊接的特点短路过渡时，采用细焊丝、低电压和小电流。
熔滴细小而过渡频率高，电弧非常稳定，飞溅小，焊缝成形美观。
主要用于焊接薄板及全位置焊接。
焊接薄板时，生产率高、变形小，焊接操作容易掌握，对焊工技术水准要求不高。
因而短路过渡的CO2焊易于在生产中得到推广应用。
2．焊接工艺参数的选择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。
（1）焊丝直径短路过渡焊接采用细焊丝，常用焊丝直径为0.6~1.6mm，随着焊丝直径的增大，飞溅颗粒相应增大。
（2）焊接电流焊接电流是重要的焊接参数，是决定焊缝厚度的主要因素。
电流大小主要决定于送丝速度，（3）电弧电压短路过渡的电弧电压一般在17~25V之间。
因为短路过渡只有在较低的弧长情况下才能实现，所以电弧电压是一个非常关键的焊接参数，如果电弧电压选得过高（如大于29V)，则无论其它参数如何选择，都不能得到稳定的短路过渡过程。
短路过渡时焊接电流均在200A以下，这时电弧电压均在较窄的范围（2~3V）内变动。
电弧电压与焊接电流的关系可用下式来计算。
U = 0.04I＋(16士2)(4）焊接速度焊接速度对焊缝成形、接头的力学性能及气孔等缺陷的产生都有影响。
在焊接电流和电弧电压一定的情况下，焊接速度加快时，焊缝厚度（S）、宽度（c）和余高(h)均减小，如图3-6所示。
（5）保护气体流量气体保护焊时，保护效果不好将发生气孔，甚至使焊缝成形变坏。
（6）焊丝伸出长度短路过渡焊接时采用的焊丝都比较细，因此焊丝伸出长度对焊丝熔化速度的影响很大。
此外，伸出长度太大，电弧不稳，难以操作，同时飞溅较大，焊缝成形恶化，甚至破坏保护而产生气孔。
相反，焊丝伸出长度过小时，会缩短喷嘴与焊件间的距离，飞溅金属容易堵塞喷嘴。
同时，还妨碍观察电弧，影响焊工操作。
二、细滴过渡CO2焊工艺特点1．特点细滴过渡CO2焊的特点是电弧电压比较高，焊接电流比较大。
此时电弧是持续的，不发生短路熄弧的现象。
焊丝的熔化金属以细滴形式进行过渡，所以电弧穿透力强，母材熔深大。
适合于进行中等厚度及大厚度焊件的焊接。
2．焊接参数选择（1）电弧电压与焊接电流为了实现滴状过渡，电弧电压必须选取在34~45V范围内。
焊接电流则根据焊丝直径来选择。
对应于不同的焊丝直径，实现细滴过渡的焊接电流下限是不同的。
（2）焊接速度细滴过渡CO2焊的焊接速度较高。
与同样直径焊丝的埋弧焊相比，焊接速度高0.5~1.0倍。
常用的焊速为40~60m/h。
（3）保护气体流量应选用较大的气体流量来保证焊接区的保护效果。
保护气流量通常比短路过渡的CO2焊提高1~2倍。
常用的气流量范围为25~50L/min。
.三、CO2焊的焊接技术1．焊前准备CO2焊时，为了获得最好的焊接结果，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CO2焊时推荐使用的坡口形式见表3-6。
细焊丝短路过渡的CO2焊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CO2焊主要焊接中厚板及厚板，可以开较小的坡口。