第四章 熔化极气体保护电弧焊

烧损问题；不会向熔滴和熔池金属溶解。
注意：控制焊接热输入避免焊缝及HAZ塑、韧性降低； 细颗粒、射流或旋转射流过渡可能发生低熔点元素蒸发。

MAG焊的特点
少量金属发生一定的氧化。在焊丝的选择时，焊丝的化学 成分应给予一定的损失补偿量。
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第四章 熔化极气体保护电弧焊
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第二节 保护气体选择与冶金特性
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第三节 惰性及混合气体保护焊

Ar+CO2：克服阴极漂移和焊缝成形不良问题。 Ar+CO2+O2 ：焊缝成形、接头质量、熔滴过渡、电弧 稳定性较好。 CO2+O2 ：熔池温度提高、熔深增大，焊缝金属含氢量 较低，能采用强规范焊接、电弧稳定、飞溅很小，必须
1、工艺优点

克服了单组元气体对焊接过程稳定性或焊接质量的某些 不利影响，使焊接过程和焊接质量更可靠。 Ar+CO2 、 Ar+CO2+O2、Ar+O2等混合气体常用来焊接黑色金属。 增大电弧的热功率，提高焊接生产率。Ar+CO2等混合气 体有提高电弧热功率和能量密度的特性。
氧化性气氛还可以改善熔滴的过渡特性、熔深及电弧的 稳定性。

GMAW所需求的电流为50～500A，特种应用1500A，电 源负载持续率60%～100%，空载电压55～85V。 焊丝直径小于 1.6mm，采用平特性电源配等速送丝系统； 焊丝直径大于2mm，采用下降外特性配变速送丝系统。


铝、镁焊丝采用亚射流熔滴过渡（电弧电压较小）时， 采用恒流特性电源配用等速送丝。
15m
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第四节 CO2气体保护焊
一、CO2焊接方法的特点及应用
优点：

电弧弧柱直径较小，熔滴过渡阻力较大，飞溅率大。 焊接区保护效果良好。 CO2电弧熔透能力较大，焊丝熔化系数大，生产率高。 焊接生产成本低，节约电能。
焊接区可见度好；焊接热影响区和焊接变形较小；熔池 体积较小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对锈污 敏感性低等优点。
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第三节 惰性及混合气体保护焊

亚射流过渡时的参数匹配
对于给定的焊接电流，其对应 的最佳送丝速度范围很窄，必 须要求焊机带有焊接电流与送 丝速度同步控制功能。
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第三节 惰性及混合气体保护焊
二、熔化极混合气体保护焊（MAG）


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第三节 惰性及混合气体保护焊
2、混合气体种类

Ar+He ： He 的传热系数大，电弧电压和电弧温度比氩
弧高得多。

Ar+H2 ：利用氢还原性抑制和消除 CO 气孔；提高电弧 温度，增加母材热量输入。


Ar+N2：电弧温度高，但飞溅大。
Ar+O2：克服阴极飘移，降低液态金属粘度及表面张力， 细化熔滴，改善熔滴过渡和焊缝形状。
控制方法：加强焊接区的保护；正确选择焊接工艺参数。
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第三节 惰性及混合气体保护焊
3、亚射流过渡惰性气体保护焊

亚射流过渡的电弧形态
亚射流过渡区介于射滴过渡区与短 路过渡区之间。 亚射流电弧的弧长很短，在焊丝端

头逐渐向外扩展成蝶状，并发出轻 轻的“啪啪”声。

配用强脱氧能力的焊丝。
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第三节 惰性及混合气体保护焊
三、熔化极混合气体保护焊设备
组成：焊接电源、送丝系统、焊枪和行走系统、供气系统
和冷却水系统、控制系统。
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第三节 惰性及混合气体保护焊
1、焊接电源
一、熔化极气体保护焊的气体选择
按组元数量：单一气体、混合气体
按气体化学性质：氧化性气体、还原性气体、惰性气体
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第四章 熔化极气体保护电弧焊
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第二节 保护气体选择与冶金特性
保护气体选择原则

对焊缝性能无害原则 黑色金属(低碳钢、低合金结构钢)可以采用氧化性气体( 如CO2、O2)做焊接气氛； 有色金属必须采用惰性气体做气氛。
依操作过程：半自动焊、自动焊 应用：碳钢、低合金结构钢、不锈钢、铝、铜及其合金
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第四章 熔化极气体保护电弧焊
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第一节 熔化极气体保护焊原理及分类
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第二节 保护气体选择与冶金特性
保护气体作用：保护（隔离空气，使高温焊接区免遭空气 侵害）；改善工艺性能（一定程度上影响甚至决定着电 弧的能量特性、形态特征、工艺特性）；冶金作用。
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第一节 熔化极气体保护焊原理及分类 二、熔化极气体保护焊方法分类及其应用
依焊丝结构：实心焊丝气体保护焊、药芯焊丝电弧焊 依保护气体： CO2 气体保护焊、惰性气体保护焊 (MIG ：
Metal Inert Gas Arc Welding) 、混合气体保护焊 (MAG： Metal Active-Gas Arc Welding)
射流过渡：电弧较长，呈钟 罩形，发出“咝咝”声
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第三节 惰性及混合气体保护焊
在亚射流过渡区中焊丝熔化系数随可见弧长的缩短而增大。

铝焊丝熔化特性与电弧形态间的关系
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第三节 惰性及混合气体保护焊
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具有表面 性质不会 引起气孔
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第二节 保护气体选择与冶金特性
2、脱氧措施 FeO带来的问题：

氧化产物 FeO 进入熔滴会引起 C烧损，甚至导致熔滴爆 炸而产生飞溅；


FeO进入熔池会引起C烧损和CO气孔。
熔池结晶
CO2气体的提纯方法 将新灌气瓶倒立静置 1~2h，然后打开阀门，把沉积在 下部的自由状态的排出。 然后在使用前先放气2~3次，放掉气瓶上部的气体。
在气路系统中设置高压和低压干燥器。
气压降到100kPa不再使用。
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第二节 保护气体选择与冶金特性
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第三节 惰性及混合气体保护焊
2、惰性气体保护焊的质量控制

熔滴过渡类型的合理选择 喷射过渡：中厚板和大厚板的水平对接及角接焊(平角焊) 脉冲射流过渡：上述情况+全位置焊接； 短路过渡：薄板及全位置焊接。

焊缝起皱现象的控制 焊接电流过大、焊接区保护不良，导致阴极导电区集聚在
弧坑底部，则容易产生焊缝起皱。
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第三节 惰性及混合气体保护焊
3、焊枪：送丝、送气、导电 4、送丝系统 送丝系统由送丝机构、送丝软管及焊丝盘等组成。
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第三节 惰性及混合气体保护焊
软管长 度2-5m
焊丝直径0.8-2.0mm
焊丝直径 ≤0.8mm

CO2焊丝
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第三节 惰性及混合气体保护焊
一、熔化极惰性气体保护焊(MIG焊) 1、特点


电弧燃烧稳定；
电流密度高； 具有阴极清理作用； 亚射流过渡电弧具有很强的固有自调节作用； 几乎可焊所有金属。
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第四章 熔化极气体保护电弧焊 学习目标

掌握熔化极气体保护焊的原理、熔滴过渡、焊接区冶金保 护及其气体选择；
熟悉影响焊接质量的因素和保证焊接质量的措施；
了解熔化极气体保护焊设备的基本组成； 掌握常用的MIG焊、MAG焊、CO2气体保护焊的基本工艺 技术。
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第四章 熔化极气体保护电弧焊
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第五章 熔化极气体保护电弧焊 主要内容

第一节 熔化极气体保护电弧焊原理及分类 第二节 熔化极气体保护焊的气体选择与冶金特性
第三节 惰性及混合气体保护焊
第四节 CO2气体保护焊 第五节 药芯焊丝电弧焊 第六节 熔化极气体保护焊的特别技术 不讲
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第四章 熔化极气体保护电弧焊
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第一节 熔化极气体保护焊原理及分类
控制措施：减少熔池中氢的溶解量；
焊接区氧化性的CO2存在减弱氢的有害作用； 直流反接法。
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第四章 熔化极气体保护电弧焊
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第二节 保护气体选择与冶金特性
四、 CO2气体及焊丝

气体纯度对焊缝质量的影响 液态CO2中可溶解约占质量 0.05％的水分，还有部分沉于 钢瓶底部。水分会影响到焊缝金属的致密度。
解决措施：在焊丝或药芯焊丝的药粉中加入脱氧剂合金 元素，将FeO还原并补充熔池中的合金元素含量。
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第二节 保护气体选择与冶金特性
脱氧原则：


脱氧产物不能有气体；
生成物密度要小，熔点要低。 主要有Al、Ti、Si、Mn等。采用Si、Mn联合脱氧生成复 合化合物 MnOSiO2( 硅酸盐 ) ，易浮出熔池，凝固后成为 渣壳覆盖在焊缝表面。