熔化极气体保护电弧焊方法与设备使用要点
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。
CO2(气体保护)焊接基础知识
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焊接方法分类图
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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。
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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
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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。
08-熔化极活性混合气体保护焊
打底层 中间层 盖面层 打底层 中间层 盖面层 封底层
电弧电压 电弧电压的高低决定了电弧长短与熔滴过渡形式。 电弧电压的高低决定了电弧长短与熔滴过渡形式 当电流与电弧电压匹配良好时，电弧稳定、飞溅少、 声音柔和，焊缝熔合情况良好。 其它位置操作时其电弧电压和焊接电流的选择可根据 根据 平焊位置进行适当衰减调整 衰减调整。 平焊位置 衰减调整
焊速太慢又可能产生焊缝过热，甚至烧穿，成形不 良，生产效率低等。 电源种类和极性 富氩混合气体保护焊与CO2气体保护焊效果一样，为 了减小飞溅，一般均采用直流反极性焊接，即焊件接 一般均采用直流反极性焊接， 一般均采用直流反极性焊接 负极，焊枪接正极。 负极，焊枪接正极
二、药芯焊丝气体保护焊
含义及分类 含义： 使用药芯焊丝作为填充金属的各种电弧焊方法称为药 芯焊丝电弧焊。 分类：
药芯焊丝的型号 Y X XX X --X
表示保护形式。 表示保护形式。 表示药芯类型及电源种类（与电焊条相同） 表示药芯类型及电源种类（与电焊条相同） 表示熔敷金属抗拉强度最小值,单位（MPa） 表示熔敷金属抗拉强度最小值,单位（MPa） 表示钢种类别 表示药芯焊丝
药芯焊丝钢种类别
字母 J R D 钢类别 结构钢用 低合金耐热钢 堆焊 字母 G A 钢类别 铬不锈钢
Ar+CO2+O2 常用的混合比， Ar80%+CO2 15%+ O2 5% ： 特性：焊缝成形、接头质量，金属熔滴过渡，电弧稳定 性比前面两种混合气体要好。 富氩混合气体保护焊设备 富氩混合气体保护焊设 备见下图。与CO2气体保护焊 设备类似，它只是在CO2气体 保护焊设备系统中加入了氩 气源和气体混合配比器
与普通的熔化极气体保护焊的主要区别在于焊丝内部 焊丝内部 装有药粉。 装有药粉 这种焊接方法是一种气渣联合保护 气渣联合保护的方法。 气渣联合保护 特点 主要优点： 保护效果好，抗气孔能力 强，成形好，电弧稳定， 飞溅少。 焊丝的熔敷快，熔敷效 和率生产率高，经济效 益好。 焊接各种钢材的适应性 强。 对焊接电源无特殊要求。
第三章 熔化极气体保护焊
①焊丝中脱氧元素含量不足：当焊丝金属中含脱氧元素不足时，
焊接过程中就会有较多的FeO溶于熔池金属中。随后在熔池冷凝时 就会发生如下的化学反应： FeO+CFe+CO↑
第四节 CO2气体保护焊
②气体保护作用不良：在CO２气体保护焊过程中，如果因工艺参 数选择不当等原因而使保护作用变坏，或者CO２气体纯度不高， 在电弧高温下空气中的氮会溶到熔池金属中。当熔池金属冷凝时，
3. MIG焊常用焊接工艺举例 就MIG焊的应用范围而言， 它几乎可用于所有金属的焊接， 但 对低碳钢和低合金钢的焊接， 使用纯惰性气体保护成本较高，而且 焊接质量也不理想， 因此一般情况下不采用。
(1) 短路过渡焊接工艺 厚度为1～2mm薄板的对接、搭接、角接及
卷边接头等，可以采用短路过渡方式进行焊接。
图3-10 用三种不同气体焊接时焊缝剖面形状
第三节 熔化极活性混合气体保护焊
表3-6 焊接用保护气体及适用范围
第三节 熔化极活性混合气体保护焊
表3-6 焊接用保护气体及适用范围
2. 用于焊接低碳钢、低合金钢的Ar+O2及Ar+CO2混合气体中，其A r可用粗氩，不必用高纯度的Ar。
第三节 熔化极活性混合气体保护焊
丝伸出长度、焊丝倾角、焊丝直径、焊接位臵、极性、保护气体的 种类和流量大小等。 (1) 焊接电流和电弧电压 通常是先根据工件的厚度选择焊丝直径， 然后再确定焊接电流和熔滴过渡类型。
表3-3 不同材料和不同直径焊丝的临界电流参考值
第二节 熔化极惰性气体保护焊
(2) 焊接速度 单道焊的焊接速度是焊枪沿接头中心线方向的相对 移动速度。
三、熔化极活性混合气体保护焊工艺
MAG焊的工艺内容和工艺参数的选择原则与MIG焊相似。其不 同之处是在Ar气中加入了一定量的具有脱氧去氢能力的活性气体， 因而焊前清理就没有MIG焊要求那么严格。
实验三 熔化极气体保护焊设备与工艺实验
实验三熔化极气体保护焊设备与工艺实验一、基础知识熔化极气体保护焊采用的是可熔化的焊丝与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。
手工移动焊枪、焊丝由送丝机送进的称为半自动熔化极气体保护焊，焊枪移动是机械化的称为自动熔化极气体保护焊。
以氩气作保护气体的称为氩弧焊（MIG焊），可以焊接碳素钢、低合金钢、耐热钢、低温钢、不锈钢等材料，并常用来焊接铝及其合金。
以CO2气体作保护气体的称为CO2气体保护焊（以活性气体作保护气的称MAG焊）。
CO2气体保护焊按填充焊丝的不同分为实芯CO2气体保护焊和药芯CO2气体保护焊。
实芯CO2气体保护焊可以焊接低碳钢、低合金钢。
药芯CO2气体保护焊（FCAW焊）不仅可以焊接碳素钢、低合金钢、而且可以焊接耐热钢、低温钢、不锈钢等材料。
熔化极气体保护焊与渣保护焊方法（如焊条电弧焊和埋弧焊）相比较，在工艺上、生产率与经济效果等方面有着下列优点：（1）气体保护焊是一种明弧焊。
焊接过程中电弧及熔池的加热熔化情况清晰可见，便于发现问题与及时调整，故焊接过程与焊缝质量易于控制。
（2）气体保护焊在通常情况下不需要采用管状焊丝，所以焊接过程没有熔渣，焊后不需要清渣，省掉了清渣的辅助工时，降低了焊接成本。
（3）适用范围广，生产效率高，易进行全位置焊及实现机械化和自动化。
不足之处：焊接时采用明弧和使用的电流密度大，电弧光辐射较强；其次，是不适于在有风的地方或露天施焊；设备较复杂。
二、实验目的(1)了解熔化极气体保护焊基本原理。
(2)了解CO2气体保护焊的结构，逐步掌握CO2焊机的使用方法。
(3)了解细丝CO2气体保护焊时熔滴短路过渡的特点。
(4)了解影响熔滴短路过渡时电弧稳定性的因素，并掌握规范参数影响电弧稳定的规律。
三、实验原理熔化极气体保护焊采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。
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。
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）。
第四章 熔化极气体保护焊
4.2 熔化极气体保护焊设备
熔化极气体保护焊设备主要由焊接电源、送丝系 统、焊枪、行走台车（自动焊）、供气系统和水 冷系统、控制系统等部分组成。
4.2 熔化极气体保护焊设备
一、焊接电源：直流电源 1、平特性电源——用于（短路过渡）0.8～1.6ｍｍ细丝焊接， 配用等速送丝系统； 2、下降特性电源——用于２ｍｍ粗丝焊接，配用变速送丝系统；
4.3 CO2气体保护焊
4.3.5 CO2焊冶金特点： 1.合金元素的氧化与脱氧 作为焊接保护气体， CO2表现出很强的氧化性 CO2 → CO + O + + Mn=MnO+CO↑ Mn=MnO 结果：①Mn、Si等合金元素烧损； ②FeO 能大量溶于熔池金属中，易使焊 缝金属产生气孔及夹渣等缺陷。③生成的CO气体体积极具膨胀，造成飞溅，并 且，由于CO不溶于金属，由于粘度和表面张力，就会形成CO气孔。 解决之道：冶金脱氧 对脱氧剂的要求（能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用） Mn-Si联合脱氧，有些牌号的焊丝中还添加了Ａｌ 和Ｔｉ 等较活 泼元素 CO2焊专用焊丝H08Mn2Si&H08Mn2SiA 脱氧剩下的Mn、Si用于补充碳和合金元素的损失 2. 关于CO2焊的气孔问题 正常焊接条件下， CO2焊并不容易产生气孔。相反，由于CO2气氛的氧化 性，其抗氢气孔能力较强，此外，如果CO2保护气氛被破坏，就容易出现N2气孔
4.3 CO2气体保护焊
4.3 CO2气体保护焊
基本电流段(T0～T1)：短路前的电流，稳定在基本电流之间； 短路形成段(T1～T2)：在刚短路时，弧压感测器给出“电弧短路”的信 号，基本电流在约0.75毫秒内迅速降低至10A；
熔化极气体保护焊：高效高质量焊接方法
熔化极气体保护焊：高效高质量焊接方法熔化极气体保护焊是一种高效、高质量的焊接方法，广泛应用于各个领域。
本文将介绍熔化极气体保护焊的定义、特点、工艺参数、操作技巧、应用范围等方面的知识。
一、简介熔化极气体保护焊是一种以可熔化金属焊丝与被焊接工件作为电极，由气体保护焊接熔池的焊接方法。
该方法采用惰性气体（如氩气、氮气等）或混合气体作为保护介质，将焊接区域与空气隔离，防止焊接过程中的氧化和氮化，从而获得高质量的焊接接头。
二、特点熔化极气体保护焊具有以下特点：1.高效率：熔化极气体保护焊采用连续送丝方式，焊接速度快，生产效率高。
2.高质量：由于采用气体保护，可以有效防止氧化和氮化，获得高质量的焊接接头。
3.适用性广：熔化极气体保护焊可以用于各种金属材料的焊接，如碳钢、不锈钢、铝、铜等。
4.操作简单：熔化极气体保护焊操作简单，容易掌握。
5.成本较高：相对于手工电弧焊等其他焊接方法，熔化极气体保护焊设备成本较高，消耗品如焊丝和保护气体等也较贵。
三、工艺参数熔化极气体保护焊的工艺参数主要包括电流、电压、焊接速度、保护气体流量等。
1.电流：电流是熔化极气体保护焊最重要的参数之一，应根据所焊金属材料和厚度进行选择。
电流过大可能导致焊缝烧穿或咬边，而电流过小则可能导致未熔合或未焊透。
2.电压：电压是熔化极气体保护焊的另一个重要参数，它直接影响到电弧的稳定性和熔池的形成。
电压过低可能导致电弧不稳定，而电压过高则可能导致金属飞溅。
3.焊接速度：焊接速度是熔化极气体保护焊的生产效率关键因素。
焊接速度过慢会降低生产效率，而速度过快则可能导致未熔合或未焊透。
4.保护气体流量：保护气体流量是熔化极气体保护焊中保护熔池和防止氧化的重要因素。
流量过小可能无法充分保护熔池，而流量过大则可能导致紊流或金属飞溅。
四、操作技巧熔化极气体保护焊的操作技巧主要包括以下几个方面：1.掌握基本姿势：操作熔化极气体保护焊需要掌握正确的基本姿势，包括身体姿势、握枪姿势、脚踏姿势等。
熔化极气体保护焊接工艺
熔化极气体保护焊一．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.分类本事业部的焊接方法为MAG焊。
80%Ar+20%CO2。
3.优缺点1）优点（与手工电弧焊相比）a.焊接效率高。
因为是连续送丝，没有更换焊条工序，焊道之间不需清渣，节省时间：通过焊丝的电流密度大，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。
第二章 熔化极气体保护焊讲义
第二章熔化极气体保护焊2.1熔化极气体保护焊方法的原理熔化极气体保护焊（英文简称GMAW）采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。
连续送进的焊丝金属不断熔化并过度到熔池，与熔化的母材金属融合形成焊缝金属，从而使工件相互连接起来，如图2.1所示。
图2.1 熔化极气体保护焊的工作原理2.2熔化极气体保护焊的分类熔化极气体保护焊根据保护气体的种类不同可分为：熔化极惰性气体保护焊（英文简称MIG）、熔化极氧化性混合气体保护焊（英文简称MAG）和CO2气体保护电弧焊三种。
1.熔化极惰性气体保护焊（MIG）：保护气体采用氩气、氦气或氩气与氦气的混合气体，它们不与液态金属发生冶金反应，只起保护焊接区使之与空气隔离的作用。
因此电弧燃烧稳定，熔滴过度平稳、安定，无激烈飞溅。
这种方法特别适用于铝、铜、钛等有色金属的焊接。
2.熔化极氧化性混合气体保护焊（MAG）：保护气体由惰性气体和少量氧化性气体混合而成。
由于保护气体具有氧化性，常用于黑色金属的焊接。
在惰性气体中混入少量氧化性气体的目的是在基本不改变惰性气体电弧特性的条件下，进一步提高电弧的稳定性，改善焊缝成型，降低电弧辐射强度。
3.二氧化碳气体保护电弧焊（CO2）：保护气体是CO2，有时采用CO2+O2的混合气体。
由于保护气体的价格低廉，采用短路过度时焊缝成型良好，加上使用含脱氧剂的焊丝可获得无内部焊接缺陷的高质量焊接接头，因此这种方法已成为黑色金属材料的最重要的焊接方法之一。
2.3熔化极气体保护焊设备的主要构成熔化极气体保护焊设备主要由下部分构成：1.焊接电源及控制装置2.送丝装置3.焊枪4.气体流量调整器5.连接电缆和软管其中，控制装置和焊接电源一般是做成一体的。
2.3.1焊接电源有关焊接电源的内容将在下面各种焊接方法中分别介绍。
2.3.2送丝装置送丝装置由下列部分构成:①.焊丝送进电机②.保护气体开关电磁阀③.送丝滚轮焊丝供给装置是专门向焊枪供给焊丝的，在机器人焊接中主要采用推丝式单滚轮送丝方式。
熔化极气体保护焊复习要点一
熔化极气体保护焊复习要点（一）操作前的准备1、熔化极气体保护焊设备的要求熔化极气体保护焊一般采用直流电源。
焊接设备应满足的要求：焊接工艺参数连续可调，调定的工艺参数稳定、能按要求的程序动作，保证气体流量的稳定，可以对焊枪提供冷却。
2、熔化极气体保护焊焊接设备的配置构成熔化极气体保护焊的焊接设备的配置构成：焊接电源、送丝系统、焊枪和行走系统、供气系统、冷却系统、控制系统五个部分组成。
3、熔化极气体保护焊国产焊机型号的编制方法熔化极气体保护焊焊机型号的编制方法依据GB/T 10249-1998《电焊机型号编制方法》，该标准规定，焊机型号NBC-350中的“N”表示熔化极气体保护焊焊机，“B”表示半自动焊焊机，“C”表示二氧化碳气体保护焊焊机，“350”表示额定焊接电流为350A。
焊机型号NZM-400中的“M”表示脉冲MIG焊机或脉冲MAG焊机（MIG焊指熔化极惰性气体保护焊，MAG指熔化极活性气体保护焊）。
4、熔化极气体保护焊对电源外特性的要求熔化极气体保护焊电源外特性的要求；陡降特性、缓降特性、平特性。
熔化极纯氩气体保护焊焊接时，直径1.0mm的焊丝焊接时采用的电源外特性是平特性，直径大于2.0mm的焊丝焊接时采用的电源外特性是下降特性。
5、熔化极气体保护焊工艺参数的调节方式熔化极气体保护焊工艺参数的调节方式有抽头式、一元化调节、二元化调节，一元化调节最方便。
6、熔化极气体保护焊送丝机构的要求送丝机构的要求：送丝速度均匀稳定、结构牢固轻巧、调节方便。
7、熔化极气体保护焊的送丝方式送丝方式有推丝式、拉丝式、推拉丝式。
熔化极气体保护焊时，推丝式送丝方式不适用于小直径焊丝长距离送丝。
8、熔化极气体保护焊送丝机的分类根据焊丝的运动形式可将推丝式送丝机分为连续送丝机和脉动送丝机。
送丝系统由送丝机、焊丝盘、送丝软管组成，送丝机则有电动机、减速器、矫直轮和送丝轮等组成。
9、熔化极气体保护焊连续送丝机的种类可以分为单主动轮送丝机、双主动轮送丝机、行星双曲线送丝机和脉动送丝机。
熔化极气体保护焊
2、与纯CO2气体保护焊相比 （1）焊接电弧温度高，轻易形成喷射过渡，
飞溅小，焊接生产率高。
（2）焊接力学性能好。
（3）焊缝成形好，成本较高。
二、熔化极活性气体保护焊旳气体
1、Ar+O2 2、Ar+CO2 3、Ar+O2+CO2 三、熔化极活性气体保护焊旳设备及工艺
1、熔化极活性气体保护焊旳设备
2、 CO2焊旳气孔问题 （1）CO气孔（虫条状）
产生原因：脱氧不完全时，熔池金属中有大
量旳FeO
反应：FeO+C
Fe+CO
预防：要使焊缝脱氧完毕必须在焊丝中加入
Mn Si，降低焊丝中旳含碳量
（2）H2（喇叭状） 产生原因：铁锈、水分、油污及CO2中旳水分 预防：从根本上杜绝
（3）N2（蜂窝状） 产生原因：保护效果不好
焊丝过量，形成夹渣。 3、电弧电压 4、焊接速度 5、焊丝位置 6、喷嘴直径和喷嘴端部至焊件旳距离 一般为12~22mm
第四节 熔化极活性气体保护焊
一、熔化极活性气体保护焊旳原理及特点 1、与纯氩气保护焊相比 （1）焊接生产率高 （2）改善了焊缝成形，接头力学性能好 （3）降低了成本，但易引起合金元素旳烧损
率，增长焊接成本。
b 飞溅金属粘在喷嘴上，送丝不顺畅，电弧 稳定性差，轻易产愤怒体。
c 焊接条件恶劣
（2） CO2焊产生飞溅旳原因及预防飞溅措施 a 由冶金反应引起旳飞溅 b 由斑点压力产生旳飞溅 c 熔滴短路时引起旳飞溅 d 非轴向过渡引起旳飞溅 e 因为焊接工艺参数选择不当引起旳飞溅
三、 CO2焊旳焊接材料 1、 CO2气体 用铝白色旳气瓶，表面用黑色字样写“液化
③电弧电压 17~25V之间 短路过渡焊接电流为200A下列， U=0.04I+(16±2) ④焊接速度 半自动焊一般为30~60cm/min ⑤保护气体流量 200A下列10~15L/min 200A以上15~25L/min
熔化极惰性气体保护电弧焊
石家庄理工职业学院教案第一节熔化极惰性气体保护焊的特点和应用一、熔化极惰性气体保护焊的基本原理熔化极惰性气体保护焊是采用惰性气体（氩气或氦气）或它们的混合气体作为保护气体，焊丝既作为电极又作为填充金属，在焊接过程中焊丝不断熔化并过渡到熔池中去，成为焊缝金属的一部分。
以Ar或He作保护气体时，称之为熔化极惰性气体保护焊,简称为MIG焊接。
如果用Ar+O2、Ar+CO2或者Ar+CO2+O2等混合气体作为保护气体则称之为熔化极活性混合气体保护焊，简称为MAG焊接。
二、熔化极惰性气体保护焊的特点由于熔化极惰性气体保护焊采用的是惰性气体作为保护气体，与埋弧焊、焊条电弧焊等其它熔化极电弧焊相比，它具有如下一些特点：1．焊接质量好由于采用惰性气体作保护气体，保护效果好，焊接过程稳定，变形小，飞溅极少或根本无飞溅。
2．焊接生产率高由于是用焊丝作电极，可采用大的电流密度焊接，因而母材熔深大，焊丝熔化速度快。
3．焊接范围广由于采用惰性气体作保护气体，不与熔池金属发生反应，保护效果好，几乎所有的金属材料都可以焊接。
三、熔化极惰性气体保护焊的应用熔化极惰性气体保护焊适合于焊接低碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢、有色金属及其合金。
低熔点或低沸点金属材料如铅、锡、锌等，不宜采用熔化极惰性气体保护焊。
目前在中等厚度、大厚度铝及铝合金板材的焊接，已广泛地应用熔化极惰性气体保护焊。
所焊的最薄厚度约为1mm，厚度基本不受限制。
[教学总结]：1．熔化极氩弧焊方法的原理2．熔化极氩弧焊方法的应用作业P132 1、2第二节 MIG焊设备一、组成及要求熔化极惰性气体保护焊设备主要由焊接电源、送丝机构、焊枪、控制系统、供水供气系统等部分组成。
1、焊接电源为了保证焊接过程稳定，减少飞溅，焊接电源均采用直流电源，且反接。
2、送丝机构送丝机构与CO2气体保护焊的送丝机构相似，分为推丝式、拉丝式和推拉丝式。
3、焊枪焊枪分为半自动焊枪和自动焊枪，有气冷和水冷两种形式。
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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。