熔化极气体保护焊

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2. 不锈钢的熔化极氩弧焊
可以采用短路过渡、射流过渡、脉冲过渡。 (1) 短路过渡不锈钢MIG焊 焊丝使用直径0.8-1.2mm的，保护气使用 Ar+（1～5％）O2或Ar+(5~20％)CO2，焊接电流小于 射流过渡临界电流，多用于板厚3.0mm以下薄板单层焊 接。 (2) 射流过渡不锈钢MIG焊 焊丝使用直径0.8、1.0、1.2、1.6 mm的，保护气采 用Ar+（1～2％）O2或Ar+(5~10％)CO2，焊接电流大于 射流过渡临界电流，多用于板厚3.2mm以上钢板焊接。
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2.射流过渡
特点： 电弧成钟罩形 斑点力、等离子流力促进熔滴过渡 熔滴小，过渡频率快 电流必须达到射滴过渡临界电流 钢焊丝MIG焊 射流过渡熔透能力高， 可能产生指状熔深问题
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2.射流过渡
n形成条件：钢焊丝MIG焊时出现，直流反极性接法，高 弧压（长弧）外，焊接电流大于某一临界值。
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LOREM IPSUM DOLOR
焊缝起皱的防止措施： 加强保护，增大气流量 减小电流、 采用亚射流过渡（介于短路过渡与射流过渡之间的亚射滴过渡）
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3.旋转射流过渡
n 形成条件：钢焊丝MIG焊时，如果伸出长度较长，或焊接电流远大 于射流临界电流，液态金属长度增加，射流过渡的细滴高速喷出产 生较大的反作用力，一旦偏离轴线将产生旋转射流过渡。
2 气体保护焊--特点
1 电弧和熔池的可见性好，焊接过程中可根据熔池情况调节焊接参数。 2 焊接过程操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上不需清渣。 3 电弧在保护气流的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件 焊后变形小。 4 有利于焊接过程的机械化和自动化，特别是空间位置的机械化焊接。 5 可以焊接化学活泼性强和易形成高熔点氧化膜的镁、铝、铜及其合金。 6 可以焊接薄板。 7 在室外作业时，需设挡风装置，否则气体保护效果不好，甚至很差。 8 电弧的光辐射很强。 9 焊接设备比较复杂，比焊条电弧焊设备价格高。
对于板厚8mm以上的铝板，为使电弧稳定，熔化极氩弧焊通常采用直 流反接，这对于焊铝工件正好有“阴极破碎”作用。
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（1) 短路过渡MIG焊
采用纯氩气保护，通常采用的焊丝直径为0.8-1.0mm，使用0.5kg的小型焊 丝盘以及特殊的送丝焊枪，焊接厚度为1～2mm。直径较细的铝合金焊丝送 丝困难。
熔化极气体保护焊
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内容
一、MIG/MAG焊的原理、特点及应用 二、MIG/MAG焊的冶金特点 三、MIG/MAG焊的熔滴过渡 四、MIG/MAG焊接设备、焊材及焊接工艺参数
五、 熔化极氩弧焊常用的焊接工艺
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1.MIG/MAG焊的原理
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熔化极气体保护焊 (GMAW)
1 定义：利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区 的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。 2 分类
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3.旋转射流过渡


特点：
钢焊丝MIG焊 伸出长度较长或焊接电流远大于射流临界电流 焊缝不均匀 电弧不稳定 飞溅大 应用于钢结构的焊接，克服窄间隙焊和角焊缝时侧壁的熔合不良等缺陷
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四 熔化极氩弧焊设备


4.1 熔化极氩弧焊的组成
按机械化程度分有自动焊和半自动焊两类。半自动焊设备不包括行走台车， 焊枪的移动由人工操作进行；自动焊设备的焊枪固定在行走台车上进行焊接。 主要由弧焊电源、送丝系统、焊枪、行走台车（自动焊）、供气系统、水 冷系统、控制系统等部分组成。
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4. 铝合金的熔化极氩弧焊
MIG焊时必须利用阴极清理作用去除氧化膜。铝合 金导热快，需要足够的电弧功率熔化母材形成焊缝。薄 板焊接时通常采用纯氩为保护气体。焊接厚大件时，采 用Ar＋He混合气体保护，He的比例多为25％。可采用短 路过渡或喷射过渡。
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注意：
直流反接时，也即以焊丝为一电极（正极），工件为另一电极（负 极），焊丝熔滴通常呈很细颗粒的“喷射过渡”进入熔池，所用电流 比较大，生产率高。
临界电流：产生跳弧的最小电流
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影响临界电流的因素
焊丝材质：相同条件下钢焊
丝的喷射临界电流高于铝焊丝。
铝焊丝更容易从滴状过渡变到射
滴过渡，而钢焊丝则存在更容易 从滴状过渡变到射流过渡。
焊丝直径：焊丝直径越小，
临界电流越低
伸出长度：伸出长度增加使
得电阻热增加，有利于熔滴过渡
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1.影响熔滴过渡的因素
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1.焊接设备：
n送丝机构：（拉丝机构、推丝机构、推拉丝机构）
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1.焊接设备：
n 焊枪：有水冷和空冷两种，同等条件下空冷的允许电 流小于水冷焊枪许用电流
手枪式焊枪
鹅颈式焊枪
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1.焊接设备：
ü 导电嘴要有良好的导电性、耐
磨性、耐热性；
ü 一般由铜合金制成； ü 直径为焊丝直径＋0.2mm ü 注意经常检查更换
（3）电流极性的影响
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2.射流过渡
原理：射滴过渡时电弧成 钟罩形，弧根面积大，包 围整个熔滴，斑点力不仅 作用在熔滴底部，同时也 作用于熔滴上部，推动熔 滴的过渡，由于电流是发 散状的，电磁收缩力会形 成较强的推力，阻碍熔滴 过渡的仅是表面张力，所 以熔滴过渡的加速度大于 大滴过渡的重力加速度。
MIG/MAG焊：由于蒸发造成的合金损失
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三、MIG/MAG焊的熔滴过渡
MIG/MAG焊的熔滴过渡形式主要有：短路过渡，滴状过渡，喷射过渡，亚射 流过渡
熔滴过渡形式主要取决于电流Fra Baidu bibliotek电弧长度、极性、气体介质、焊丝材质、直径、 伸出长度等参数。
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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。
不同保护气体的焊缝成形
焊丝 MAG焊应采用高Mn高Si焊丝，补充烧损
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二、 MIG/MAG 焊的冶金特点 l MIG焊：以Ar或He为保护气体，不与金属发生冶金反应
氩气是制氧的副产品，如果氧含量超标会引起氧化反应
l MAG焊：含有氧化性气体O2，CO2 ，金属发生氧化反应 Al＋O2 → Al2O3 Fe + CO2 → FeO + CO ↑ Si + 2CO2→ SiO2 + 2CO ↑ Mn + CO2 → MnO + CO ↑ Si + 2O → SiO2 Mn + O → MnO C + O → CO Fe + O → FeO
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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
Ar气纯度：99.9% 3 焊丝的选择 MIG焊的焊丝成份要求与母材接近.(冶金反应较单纯，合金元素基本没有烧损)
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6.MAG焊的保护气体及焊丝 Ar+CO2+O2
• 用80％Ar+15%CO2+5%O2混合气体焊接低碳钢、低 合金钢，焊缝成形、接头质量以及金属熔滴过渡和电弧 稳定性方面都非常满意。
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3. 铜合金的熔化极氩弧焊
铜及铜合金的导热性非常强，易造成熔化 不良，需要焊前预热。由于焊接需要较大焊接 电流，所以熔滴呈射流过渡。 焊接紫铜的焊接参数的特点是预热温度高， 焊接电流大（达到600 A）。纯氩气保护时， 电弧功率小。采用Ar+(50-75%)He保护可以提 高电弧的功率，从而降低预热温度。
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2 焊接工艺参数
规范参数：电压、电流、焊接速度、气体流量、焊丝伸出长度 具体工艺参数数值不再介绍，可查有关手册。
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五 熔化极氩弧焊常用的焊接工艺
1.低碳钢及低合金钢的熔化极氩弧焊
可以采用MAG焊，多采用Ar+（5-20）%CO2混合气体作保护 气，有时还加入少量O2。 熔滴过渡形式可以是短路过渡、射流过渡、脉冲过渡。
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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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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
l 气体介质：
Ø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； Ø但是过多的O2会因O2的电离使 电弧收缩，临界电流提高； Ø加入CO2使得喷射临界电流提 高
（2) 喷射过渡及亚射流过渡MIG焊
用纯氩气保护，常采用1.2～2.4mm直径的焊丝
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（3）大电流MIG焊 厚板铝合金可以采用粗焊丝（直径3.25.6mm）大电流MIG焊，焊接电流可以达到500～ 1000 A，焊接生产率很高。内层喷嘴使用50％Ar ＋50％He保护气，加入He可以提高电弧功率；外 层喷嘴中为Ar气，进一步加强保护效果。
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1.低碳钢及低合金钢的熔化极氩弧焊
• (1) 短路过渡MAG焊 • 比CO2焊的电弧更稳定、飞溅也更少。可以采用较 细的焊丝及较小的焊接电流，焊缝熔深较浅，焊接速度 较低，主要用于焊接薄板。
(2) 射流过渡MAG焊 是MAG焊最常用的熔滴过渡形式，通常焊接 电流比射流过渡临界电流高30～50A，当焊接板 厚为3.2 mm以上时，焊接电弧十分稳定，焊缝 表面平坦，焊缝成形良好，飞溅少。
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半自动熔化极氩弧焊设备构成
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自动熔化极氩弧焊设备构成
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n
焊接电源：当焊铝时，普通等速送丝系统配恒流源很难 顺利实现亚射流过渡，必须要求焊机带有焊接电流与送 丝速度同步控制（或自动优化）功能。
供气装置：气瓶、软管、调节器等
Fronius，Lincoln， Panasonic，ESBA
……..
Ar He Ar ＋He Ar ＋O 2 Ar ＋CO 2 Ar ＋CO 2＋O 2 CO 2
CO2气体保护焊
GMAW 惰性气体保护焊（ MIG ） 氧化性混合气体保护焊
CO 2＋
GMAW 实心 MIG / MAG / CO 2 药芯( FCAW ) 按焊丝分为： 药芯( FCAW ) O 2 CO 2＋O 2 CO 2 Ar ＋CO 2 Ar ＋O 2 4 本章将重点介绍CO2气体保护焊和MIG/MAG焊。
Ar HeGMAW Ar ＋He Ar ＋O 2 Ar ＋CO 2 Ar 按保护气体分为： CO2 气体保护 惰性气体保护焊（ MIG ） 氧化性混合气体保护焊 （ MAG ）
LOREM IPSUM DOLOR


焊缝起皱的问题：
铝等有色金属及其合金 焊接电流远大于射流过渡临界电流 焊接区保护不良 阴极斑点游动到弧坑底部并稳定存在 结果：弧坑底部受到强大电弧力作用，将被猛烈地“挖掘”而溅出，并产生严重的氧化和氮化，这些金属溅落在近缝区 及表面，造成焊缝金属熔合不良和表面粗糙起皱，并覆盖有一层黑色粉末，即为焊缝起皱现象。