CO2气体保护焊及MIG焊接培训教材

➢飞溅问题
引起CO2焊接飞溅的原有很多，大致有下列几个方面： 1)由冶金反应引起。焊接过程个熔滴和熔池中的碳被氧化生成co气体，随着 温度升高，co气体膨胀引起爆破，产生细颗粒飞溅。 2)作用在焊丝末端电极斑点上的压力过大。当用直流正接长弧焊时，焊丝为 阴极，受到电极班点压力较大，焊处末端易成粗大熔淌和被顶偏而产生非轴向 过渡，从而出现大颗粒飞溅。 3)由于熔滴过渡不正常而引起。在短路过渡时由于焊接电源的动特件选择与 调节不当时引起金属飞溅。减小短路电流上升速度或减少短路峰值电流都可以 减少飞溅。一般是在焊接回路内串入较大的不饱和直流电感即可减少飞溅。 4)由于焊接工艺参数选择不当而引起。主要是因为电弧电压升高，电弧变长， 易引起焊丝末端熔滴长大，产生无规则的晃动，而出现飞溅。
7）极性
➢典型MIG焊接工艺 1）铝及铝合金MIG焊
2）不锈钢MIG焊
2）不锈钢MIG焊
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（二）细颗粒过渡焊接
➢CO2焊的操作 1)定位焊
2)平焊
3)横焊
4)立焊
➢CO2焊的缺陷及其产生原因
➢工艺特点
MIG焊特点及应用
1） 惰性气体几乎不与任何金属产生化学作用，也不溶于金属中，所已几乎可 以焊接所有金属。出于经济考虑，日前主要用于焊接铝、镁及其合金、不锈钢 和某些低合金钢。 2）焊丝外表面涂料层，焊接电流可以提高．因而母材溶深较大，焊丝熔化速度 快，熔敷率高(达92％ ~ 98％，而焊条电弧焊只有 60％~70％)，与TIG焊相比， 其生产效率高。 3)熔滴过渡主要采用射流过渡形式。短路过渡仅限于薄板焊接时采用，而滴状 过渡在生产中很少采用。焊接铝、镁及其合金时，通常是采用亚射流过渡，因 阴极雾化区大，熔池保护效果好，且焊缝成形好、缺陷少。 4)若采用短路过渡或脉冲焊接力法，可以进行全位置焊接，但其焊接效率不及 平焊和横焊。 5) 一般采用直流反接，这样电弧稳定、熔漓过渡均勺和飞溅少，焊缝成形好。 6)焊接过程中金属飞溅较多，特别是当焊接工艺参数匹配不当时，更为严重。
减小飞溅的措施： 1)选择合适的保护气体和焊接材料。 2)采用合适的焊接参数 3）直流反接 4）当短路过渡时，采用合适的电源外特性。
➢CO2焊工艺参数 （一）短路过渡焊接
1)电弧电压及焊接电流
2)焊接回路电感
CO2焊短路过渡焊接回路电感参考值
对于细丝焊接时，焊丝熔化速度快， 熔滴过渡周期短，需要较大的di/dt， 而粗丝焊接时相反。
▪ 二氧化碳气体保护电弧焊，简称CO2焊， CO2亦具有氧化性，本质上也属于MAG焊。 使用CO2，作为保护气体是出其来源容易， 其典型的特点就是飞溅大，很难克服。
熔化极气体保护焊原理及分类
➢工艺特点
CO2气体保护焊特点及应用
1）CO2电弧的穿透力强，厚板焊接时可增加坡口的钝边．和减小坡口；焊接电 流密度大(通常为1A一300A／mm2)，故焊丝熔化率高；焊后一般不须清 渣．所以CO2焊的生产率比焊条电弧焊高约1—3倍。 2）纯CO2 焊在一般工艺范围内不能达到射流过渡，实际上常用短路过渡和滴 状过渡，加入混合气体后才有可能获得射流过渡。 3)采用短路过渡技术可以用于全位置焊接，而且对薄壁构件焊接质量高，焊接 变形小。因为电弧热量集中，受热面积小，焊接速度快，且CO2气流对焊件起 到一定冷却作用，故可防止焊薄件少穿和减少焊接变形。 4)抗锈能力强，焊缝含氢量低，焊接低合金高强度钢时冷裂纹的倾向小。 5) CO2 气体价格便宜，焊的对焊件清理可从简，其焊接成本只有埋弧焊和焊条 电弧焊的40％一50％。 6)焊接过程中金属飞溅较多，特别是当焊接工艺参数匹配不当时，更为严重。 7)电弧气氛有很强的氧化性，不能焊接易氧化的金属材料、抗风能力较弱、室 外作业需防风措施。 8)焊接弧光较强，特别是大电流焊接时，须注意对操作人员防弧光幅别保护。
通常可能产生的气孔主要有三种·一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔。 1)CO气孔产生原因主要是焊丝中脱氧元素不足，使熔池中熔入较多的 Feo，它和c发生强烈的碳还原铁的反应，便产少co气体。因此，只要焊 丝中有足够脱氧死素Si和Mn，以及限制焊丝中c含量，就能有效地防止 co气孔。 2）N2气孔的原因土要是CO2保护不良或CO2纯度不高。只要加强 CO2的保护和控制CO2的纯度即可防止。造成保护效果不良的原冈一般 是过小的气体流量，喷嘴被堵塞、喷嘴距工件过大，电弧电压过高〔即 电弧过长)，电弧不稳或作业区有风等。 3）产生H2气孔是由于在高温时熔入了大量H2，结晶过程中不能充分 排出，而留在焊缝金属中。电弧区的H2主要来自焊丝、工件表向的油污 和铁锈以及CO2气体中所含的水分，前者易消除，故后着往往是引起H2 气孔的主要原因。
CO2气体保护焊及MIG焊方法
熔化极气体保护焊原理及分类
▪ 熔化极惰性气体保护电弧焊，英文简称MIG 焊。使用的惰性气体可以是氩(Ar)或氦（He)、 或氩与氦的混合气，因惰性气体与液态金属 不发生冶金反应，只起包围焊接区使之与空 气隔离的作用，所以电弧燃烧稳定，熔滴向 熔池过渡平稳、无激烈的飞溅。这种力法最 适于铝、铜、镁等有色金属的焊接、也可用 于钢材．如不锈钢、耐热钢等的焊接。
▪ 熔化极氧化性混合气体保护电弧焊，英文简 称MAG焊，使用的保护气体是由惰性气体和 少量氧化性气体，(如O2，CO2或其混合气 体等)混合而成。加入少量氧化性气体的目的， 是在不改变或基本上不改变惰性气体电弧特 件的条件下，进一步提高电弧稳定性，改变 焊缝成形和降低电弧辐射强度等。这种方法 常用于黑色金属材料的焊接。
2）电弧电压
3）焊接速度
4）焊丝伸出长度
焊丝伸出长度过长，焊丝电阻过大， 熔敷率增大，电弧电压过渡，焊缝 成型不好，过短电弧易烧导电嘴， 一般短路过渡，6.4~13mm，而其他 形式的过渡。13~25mm。
5）焊丝位置
采用前倾法，倾角一般在15~20度， 一般不超过25度，此时熔深最大。
6）焊接位置
➢冶金特点 1）直接氧化
2）间接氧化
➢气孔问题
在熔池金属内部存在有溶解不了的或过饱和的气体，当这些气体来 不及从熔池个逸出时，便随熔他的结晶凝固，而留各焊缝内形成气孔。
CO2焊时气流对焊缝起冷却作用，又无熔渣覆盖，故熔池冷却快。此 外，所用的电流密度大，焊继窄而深，气体逸出路径长，于是增加了产 生气孔的可能性。
3)焊丝伸出长度 焊丝伸出长度一般在10~20mm之间。 4)保护气体流量
5)焊接速度 焊枪移动过快，易引起焊缝两则咬边，而且保护气体向后拖，影响保
护效果；但焊速过慢，则易产生烧穿和焊缝组织变粗的缺陷。 6)电源极性
CO2焊—般应采用直流反接．可以获得飞溅小，电弧稳定，母材熔深 大，焊缝成形好，而且焊缝金属含氢量低的效果。
但惰性气体价格贵，成本较高。对母材及焊丝的油、锈很敏感，容易生成 气孔。与C02相比其熔深较小，抗风能力弱，不宜室外焊接。
➢焊接材料的选择 1）单一气体：氩气、氦气 2）混合气体：不同比例的氩气氦气混合气
3）焊丝，MIG焊的焊丝多采用与母材一致的材料，另外也采用特殊的焊丝来改 善焊缝的力学性能。
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➢焊接工艺参数 1）焊接电流