电弧焊接工艺详细讲解
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• 大滴过渡
• 较大飞溅, 难于生产应用.
• 喷射过渡
• 射滴过渡 • 射流过渡（无飞溅焊接）
熔滴喷射过渡的必要条件
• 纯氩或富氩混合气体保护焊（MIG或MAG焊接） （CO2焊接无法实现喷射过渡）
• 焊接电流超过喷射过渡的临界电流 （如ø1.2实心焊丝MAG焊时电流I >280A）
• 低于临界电流时采用脉冲熔化极电源
Ar
135
1.2
Ar
210
0.9
Ar
165
1.6
Ar
225
熔化极脉冲电弧焊的工艺特点
• 把间断的.高幅值（大于临界电流）的脉冲电流叠加 在低值的稳定电流上，平均电流便可大为降低，但 却能在脉冲期产生金属喷射过渡。
• 必须用富氩（或纯氩）气体。 • 采用专用电源（如松下AG1脉冲MIG/MAG焊机）。
• 能够用较大直径的焊丝在各种位置上焊接薄板和厚板。 （如焊接 钢 不绣钢 铝 铜 等材料时采用ø1.2焊丝，
使用80~100A焊接电流也能获得喷射过渡）
母材熔化与焊缝成形
• 焊缝熔池的特点
体积小 温差大 冷速快 温度高 过热状态（钢熔池平均温度： 1770 ± 100°C）
在运动下结晶 （熔池中的气泡、杂质在运动中上浮）
• 注意因素：
1 母材的化学活性 2 不应追求焊缝成分与母材成分相同 3 焊缝成分不等于焊接材料成分 4 正确遵循技术标准. 5 等强性、 等韧性、 熔合比、
保护气体对焊缝性能的影响
CO2
σs/MPa σb/MPa δ/% AKV/J
558 697.5 29 55.4
Ar
542.5 713
29 135
»(98.00% Ar+2.00%O2 )
»(95.00%Ar +<5.00%CO2 )
GTAW --- 非熔化极惰性气体保护焊
• TIG --- （钨极氩弧焊）
» 自熔焊 » 手工填丝 、自动填丝 、热填丝 » A --- TIG （予涂熔剂增加熔深） » TIG 点焊
• PAW （等离子弧焊）
其它弧焊方法:
• FCAW ---- 药芯焊丝自保护焊 • SAW ---- 埋弧自动焊 • SMAW ---- 焊条电弧焊 • EGW ---- 气电立焊 • 电渣焊
制定焊接工艺的三原则：
依据母材焊接性和工艺可行性
■ 正确的选择焊接方法 ■ 正确的选择焊接材料 ■ 正确的制定焊接工艺规范
焊接材料:
0.06~0.15 1.4~1.85
1.0~1.3 1.3~1.6 1.6~1.9
Si
0.55~1.0
0.4~1.0
0.65~0.9 5 0.45~0.7 5 0.8~1.15
0.4~0.7 0.7~1.0 0.9~1.2
保护气体与焊丝组合对焊缝韧性的影响
（AKV/J）
电弧焊接的主要内容
• 弧焊电源（焊机） • 建立稳定的电弧特性 • 焊丝熔化及稳定的熔滴过渡 • 母材的熔化及熔池的建立 • 形成焊缝及焊接接头 • 焊缝及热影响区的组织与性能的变化 • 符合各项技术标准的焊接结构
电弧物理特性（简要一）
• 电弧的三个区域
弧柱区 阴极区 阳极区 • 弧柱区总的电流=电子流+离子流
• 焊丝
• 实芯 • 药芯 • 药芯自保护
• 保护气体 ( CO2 Ar He N2 O2 ) • 电焊条 （ 酸性 . 碱性 . 纤维素 ） • 钨极 ( 纯钨 钍钨 铈钨 镧钨 锆钨 ） • 焊剂 （ 熔炼焊剂 烧结焊剂 ） • 衬垫 （ 陶瓷衬垫 焊剂衬垫 衬环 ）
焊接材料选用原则：
• 考虑原则： 焊接性 、工艺性 、经济性 、
电子流 99·9% 离子流0·1% 温度高：5000~50000°K • 阴极区给弧柱提供电子流，接受从弧柱来的离子 流。 • 阳极区的导电机构与阴极区相反。
电弧物理特性（简要二）
• 电弧的稳定燃烧过程事实上是带电粒子产生、运 动和消失的平衡过程。
产生 （电离、电子发射） 运动 （极区压降加速、电场加速） 消失 （扩散、复合）
• 熔池的形状
熔深 熔宽 余高
焊接化学冶金反应的特点及作用
• 分阶段 连续进行 • 药皮反应区 熔滴反应区 熔池反应区
气 渣 气+渣联合 保护 脱氧 脱氢 脱氮 脱硫磷 渗合金
• 与焊接方法及焊接规范有密切的关系
焊接接头的三个组成部分
• 焊缝区
柱状组织 晶粒粗大 组织偏析
• 熔合区
与母材联生结晶
• 热影响区（非淬火钢）
1、 过热区（粗晶区） 2、 正火区（细晶区、也称“完全重结晶区”） 3、 部分相变区（不完全重结晶区） 4、 再结晶区
GMAW--- 熔化极气体保护焊
• CO2 • MAG
• MIG
(> 99.98% CO2 ) （75~95% Ar + 25 ~5 % CO2 )
标准 （80%Ar + 20%CO2 ) ( 99.99%Ar )
• 焊丝熔化特性
熔化速度 Vm 与电流 I 之间的关系
• 影响熔化特性的因素
• 焊丝成分 • 焊丝直径 • 干伸长度 • 极性 • 熔滴过渡的形态 （颗粒>射流） • 保护气体介质 （MAG>CO2 ）
熔滴过渡的几种形式：
• 短路过渡
焊丝与熔池的短路频率20~200次/S
短路缩颈“小桥”爆断有飞溅。 • 颗粒过渡
Ar+15%CO2+5O2 511.5 682
25 86.4
气体保护焊实芯焊丝
焊丝型号
C
YGW 11 (日） ≤0.15
YGW 15（ 日） ≤0.15
ER 49-1
≤0.11
Mn 1.4~1.9 1.0~1.6 1.8~2.1
ER 50-3
0.06~0.15 0.9~1.4
ER 50-6
ISO
（国际标准）
各种焊丝大滴-喷射过渡转变的临界电流值
焊丝种类
低碳钢 低碳钢 低碳钢 不锈钢 不锈钢 铝 脱氧铜 硅青铜 钛
焊丝直径/mm
保护气体
临界电流最小值/A
0.8
98%Ar+2%O2
150
1.2
98%Ar+2%O2
220
1.2
80%Ar+20%CO2
320
0.9
99%Ar+1%O2
170
1.2
源自文库
：：
225
1.2
• 阴极斑点自动跳向温度高，逸出功低的氧化膜处 （铝的TIG、MIG电弧焊接工艺）。
• 直流正接、反接的意义
电弧物理特性（简要三）
电弧偏吹现象
（直流磁偏吹、药皮偏心、其他干扰）
电弧自身磁场的作用
（电磁力、等离子流力、斑点压力）
• 交流电弧的正确使用
焊丝的熔化及熔滴过渡
• 焊丝熔化热源
• 电弧热 • 电阻热
• 较大飞溅, 难于生产应用.
• 喷射过渡
• 射滴过渡 • 射流过渡（无飞溅焊接）
熔滴喷射过渡的必要条件
• 纯氩或富氩混合气体保护焊（MIG或MAG焊接） （CO2焊接无法实现喷射过渡）
• 焊接电流超过喷射过渡的临界电流 （如ø1.2实心焊丝MAG焊时电流I >280A）
• 低于临界电流时采用脉冲熔化极电源
Ar
135
1.2
Ar
210
0.9
Ar
165
1.6
Ar
225
熔化极脉冲电弧焊的工艺特点
• 把间断的.高幅值（大于临界电流）的脉冲电流叠加 在低值的稳定电流上，平均电流便可大为降低，但 却能在脉冲期产生金属喷射过渡。
• 必须用富氩（或纯氩）气体。 • 采用专用电源（如松下AG1脉冲MIG/MAG焊机）。
• 能够用较大直径的焊丝在各种位置上焊接薄板和厚板。 （如焊接 钢 不绣钢 铝 铜 等材料时采用ø1.2焊丝，
使用80~100A焊接电流也能获得喷射过渡）
母材熔化与焊缝成形
• 焊缝熔池的特点
体积小 温差大 冷速快 温度高 过热状态（钢熔池平均温度： 1770 ± 100°C）
在运动下结晶 （熔池中的气泡、杂质在运动中上浮）
• 注意因素：
1 母材的化学活性 2 不应追求焊缝成分与母材成分相同 3 焊缝成分不等于焊接材料成分 4 正确遵循技术标准. 5 等强性、 等韧性、 熔合比、
保护气体对焊缝性能的影响
CO2
σs/MPa σb/MPa δ/% AKV/J
558 697.5 29 55.4
Ar
542.5 713
29 135
»(98.00% Ar+2.00%O2 )
»(95.00%Ar +<5.00%CO2 )
GTAW --- 非熔化极惰性气体保护焊
• TIG --- （钨极氩弧焊）
» 自熔焊 » 手工填丝 、自动填丝 、热填丝 » A --- TIG （予涂熔剂增加熔深） » TIG 点焊
• PAW （等离子弧焊）
其它弧焊方法:
• FCAW ---- 药芯焊丝自保护焊 • SAW ---- 埋弧自动焊 • SMAW ---- 焊条电弧焊 • EGW ---- 气电立焊 • 电渣焊
制定焊接工艺的三原则：
依据母材焊接性和工艺可行性
■ 正确的选择焊接方法 ■ 正确的选择焊接材料 ■ 正确的制定焊接工艺规范
焊接材料:
0.06~0.15 1.4~1.85
1.0~1.3 1.3~1.6 1.6~1.9
Si
0.55~1.0
0.4~1.0
0.65~0.9 5 0.45~0.7 5 0.8~1.15
0.4~0.7 0.7~1.0 0.9~1.2
保护气体与焊丝组合对焊缝韧性的影响
（AKV/J）
电弧焊接的主要内容
• 弧焊电源（焊机） • 建立稳定的电弧特性 • 焊丝熔化及稳定的熔滴过渡 • 母材的熔化及熔池的建立 • 形成焊缝及焊接接头 • 焊缝及热影响区的组织与性能的变化 • 符合各项技术标准的焊接结构
电弧物理特性（简要一）
• 电弧的三个区域
弧柱区 阴极区 阳极区 • 弧柱区总的电流=电子流+离子流
• 焊丝
• 实芯 • 药芯 • 药芯自保护
• 保护气体 ( CO2 Ar He N2 O2 ) • 电焊条 （ 酸性 . 碱性 . 纤维素 ） • 钨极 ( 纯钨 钍钨 铈钨 镧钨 锆钨 ） • 焊剂 （ 熔炼焊剂 烧结焊剂 ） • 衬垫 （ 陶瓷衬垫 焊剂衬垫 衬环 ）
焊接材料选用原则：
• 考虑原则： 焊接性 、工艺性 、经济性 、
电子流 99·9% 离子流0·1% 温度高：5000~50000°K • 阴极区给弧柱提供电子流，接受从弧柱来的离子 流。 • 阳极区的导电机构与阴极区相反。
电弧物理特性（简要二）
• 电弧的稳定燃烧过程事实上是带电粒子产生、运 动和消失的平衡过程。
产生 （电离、电子发射） 运动 （极区压降加速、电场加速） 消失 （扩散、复合）
• 熔池的形状
熔深 熔宽 余高
焊接化学冶金反应的特点及作用
• 分阶段 连续进行 • 药皮反应区 熔滴反应区 熔池反应区
气 渣 气+渣联合 保护 脱氧 脱氢 脱氮 脱硫磷 渗合金
• 与焊接方法及焊接规范有密切的关系
焊接接头的三个组成部分
• 焊缝区
柱状组织 晶粒粗大 组织偏析
• 熔合区
与母材联生结晶
• 热影响区（非淬火钢）
1、 过热区（粗晶区） 2、 正火区（细晶区、也称“完全重结晶区”） 3、 部分相变区（不完全重结晶区） 4、 再结晶区
GMAW--- 熔化极气体保护焊
• CO2 • MAG
• MIG
(> 99.98% CO2 ) （75~95% Ar + 25 ~5 % CO2 )
标准 （80%Ar + 20%CO2 ) ( 99.99%Ar )
• 焊丝熔化特性
熔化速度 Vm 与电流 I 之间的关系
• 影响熔化特性的因素
• 焊丝成分 • 焊丝直径 • 干伸长度 • 极性 • 熔滴过渡的形态 （颗粒>射流） • 保护气体介质 （MAG>CO2 ）
熔滴过渡的几种形式：
• 短路过渡
焊丝与熔池的短路频率20~200次/S
短路缩颈“小桥”爆断有飞溅。 • 颗粒过渡
Ar+15%CO2+5O2 511.5 682
25 86.4
气体保护焊实芯焊丝
焊丝型号
C
YGW 11 (日） ≤0.15
YGW 15（ 日） ≤0.15
ER 49-1
≤0.11
Mn 1.4~1.9 1.0~1.6 1.8~2.1
ER 50-3
0.06~0.15 0.9~1.4
ER 50-6
ISO
（国际标准）
各种焊丝大滴-喷射过渡转变的临界电流值
焊丝种类
低碳钢 低碳钢 低碳钢 不锈钢 不锈钢 铝 脱氧铜 硅青铜 钛
焊丝直径/mm
保护气体
临界电流最小值/A
0.8
98%Ar+2%O2
150
1.2
98%Ar+2%O2
220
1.2
80%Ar+20%CO2
320
0.9
99%Ar+1%O2
170
1.2
源自文库
：：
225
1.2
• 阴极斑点自动跳向温度高，逸出功低的氧化膜处 （铝的TIG、MIG电弧焊接工艺）。
• 直流正接、反接的意义
电弧物理特性（简要三）
电弧偏吹现象
（直流磁偏吹、药皮偏心、其他干扰）
电弧自身磁场的作用
（电磁力、等离子流力、斑点压力）
• 交流电弧的正确使用
焊丝的熔化及熔滴过渡
• 焊丝熔化热源
• 电弧热 • 电阻热