机器人焊接工艺培训教材
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适合于碳钢及低合金钢焊丝的喷射过渡及脉 冲过渡。
焊接工艺评定：
验证焊接工艺的正确性 ，合理性。 为焊接工程施工提供真实.可靠的焊接工艺，并对焊接
施工工艺进行确定与指导。
焊接工艺评定方法：
抗裂性试验 工艺评定任务委托技术书（材质，工艺，数量，周期） 模拟试件焊接 试件物理.化学性能试验 工艺评定报告（PQR） 焊接工艺规范 （WPS） 焊接工艺作业指导书
Fc Fcz
Fg
一、表面张力（Fσ） 二、重力（Fσ） 三、电磁收缩力（Fcz）
电流线
四、等离子流力 五、斑点压力 六、短路时所颈爆破力
熔滴就是在以上各种力的共同作用下过渡到焊缝中的
熔滴过渡:CO2/MAG焊接、脉冲MIG/MAG焊接
CO2/ＭＡＧ焊接（短路过渡）
脉冲ＭＩＧ/ＭＡＧ焊接
焊丝头与母材发生短路并向前过渡
其它重要焊接工艺内容：
母材组织与性能 焊前工件予热 控制层间温度 控制焊接线能量 [ Q = Ⅰ× U / V( J/CM ) ] 后热处理 --- 消氢处理 焊后热处理 ( 改善组织、 消除应力 )
其它工艺要素 :
母材规格 （ 板厚 S 、管 Φ×S ） 坡口形式 （ I V Y X U K 等）
接头类别：板状、管状、管板状、
接头形式：对接、角接、 T字接、搭接、
焊接位置：平焊、立焊、横焊、仰焊、
垂直固定 水平固定 等
焊接检验
外观检查 无损探伤
□ Χ射线探伤 （RT） □ 超声探伤 （UT） □ 渗透探伤 （PT） □ 磁粉探伤 （MT）
焊接缺欠分类：
成型缺欠：咬边、焊瘤、余高、未焊透， 错边、焊脚尺寸不足、变形
溶滴
焊丝 电弧
焊道
熔池
母材
焊丝的熔化及熔滴过渡
焊丝熔化热源
电弧热 电阻热
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：
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、凝固及一次结晶过程极不平衡 （熔池中的
气泡、杂质在运动中上浮）。
焊缝成分除了焊接材料和熔化的结构材料的成分之 外，还与焊接方法和 焊接规范而确定的熔合比有关
・电弧 ： 在两极间产生强烈而持久的气体放电现象。
・母材 ： 被焊接金属。
・熔滴 ： 焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴。
・熔池 ： 熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。
・保护气体 ：
焊接中用于保护金属熔滴
以及熔池免受外界有害气体
保护气体
（氢、氧、氮）侵入的气体。
导电嘴
保护气体
屈服强度 抗拉强度 延伸率 冲击韧性
σ σ s（MPa） b（MPa） δ（%）
焊接方法
Akv（J）
(常温）（-29℃）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CO2 460 560 32 110 70
MAG 520 600 31 160 90
二元混合气体：
70%Ar+30%CO2 （C-30）
适合于短路过渡下的全位置焊接。
弧电焊弧机器焊人接焊工接工艺艺及参数
与焊缝质量的关系
工—程—一案切为例了用户满意
—与大家一起探讨
松下焊接（中国）技术应用中心 2008. 1.
电弧焊接的主要内容
弧焊电源（焊机） 弧焊机器人（执行机构） 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
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）
（CO2焊接无法实现喷射过渡，不宜用二氧化碳保护气体的脉冲焊来 焊接钢材，因为这种保护气体在脉冲阶段的电弧力不利于熔滴分离。）
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 >320A）
低于临界电流时采用脉冲熔化极电源，呈现“脉冲射滴过 渡”形式
短路过渡
焊丝与熔池的短路频率20~100次/S
短路缩颈“小桥”爆断有飞溅。 渣壁过渡（颗粒过渡）
（药芯焊丝、焊条电弧焊、埋弧焊）
滴状过渡（下垂滴状过渡、排斥滴状过渡） 喷射过渡
脉冲射滴过渡 射流过渡 亚射流过渡（铝及铝合金MIG焊）
熔滴上的作用力
等
离
Fσ
Fcj
子气 流流
80%Ar+20%CO2 （C-20）
最常用的典型混合气体。
Ar + 5—10%CO2
随着CO2含量的降低，焊缝表面的润湿性降低，适合于低合金 钢焊丝的喷射过渡及脉冲过渡；适合于平焊及平角焊。
Ar + 2—5%O2
氩气中加入微量的氧可提高电弧的稳定性，明显降低熔滴和熔 池的表面张力，减少咬边缺陷。适合于喷射过渡及脉冲过渡；适 合于平焊及平角焊。
三元混合气体：
Ar + 5—10%CO2 + 1—3%O2
此类三元混合气体集中了Ar、CO2、O2三种 气体各自的优点，电弧更加稳定，焊缝熔深、 熔宽适中，成形美观。焊接各种厚度的碳钢、 低合金钢、不锈钢，不论哪种过渡形式都具有 多方面的适应性，称为“万能”混合气体。
Ar + 10—20%CO2 + 5%O2
熔滴从焊丝头滴落并向前过渡（射滴过渡）
脉冲频率和熔滴过渡频率有三种电弧状态
最佳状态： 一脉一滴（脉冲频率和熔滴过渡频率一致）
可用状态： 一脉多滴（脉冲频率低于熔滴过渡频率）
不可用状态： 多脉一滴（脉冲频率高于熔滴过渡频率） 此时飞溅大，脉冲电弧不稳定。
注：熔滴过渡频率与焊丝成分、混合气体比例、 电流大小等因素有关
熔池的形状（椭圆、半个鸭蛋型）
熔深 熔宽 熔池长度 余高
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
MG-51T实心焊丝的适用范围
焊接工艺评定：
验证焊接工艺的正确性 ，合理性。 为焊接工程施工提供真实.可靠的焊接工艺，并对焊接
施工工艺进行确定与指导。
焊接工艺评定方法：
抗裂性试验 工艺评定任务委托技术书（材质，工艺，数量，周期） 模拟试件焊接 试件物理.化学性能试验 工艺评定报告（PQR） 焊接工艺规范 （WPS） 焊接工艺作业指导书
Fc Fcz
Fg
一、表面张力（Fσ） 二、重力（Fσ） 三、电磁收缩力（Fcz）
电流线
四、等离子流力 五、斑点压力 六、短路时所颈爆破力
熔滴就是在以上各种力的共同作用下过渡到焊缝中的
熔滴过渡:CO2/MAG焊接、脉冲MIG/MAG焊接
CO2/ＭＡＧ焊接（短路过渡）
脉冲ＭＩＧ/ＭＡＧ焊接
焊丝头与母材发生短路并向前过渡
其它重要焊接工艺内容：
母材组织与性能 焊前工件予热 控制层间温度 控制焊接线能量 [ Q = Ⅰ× U / V( J/CM ) ] 后热处理 --- 消氢处理 焊后热处理 ( 改善组织、 消除应力 )
其它工艺要素 :
母材规格 （ 板厚 S 、管 Φ×S ） 坡口形式 （ I V Y X U K 等）
接头类别：板状、管状、管板状、
接头形式：对接、角接、 T字接、搭接、
焊接位置：平焊、立焊、横焊、仰焊、
垂直固定 水平固定 等
焊接检验
外观检查 无损探伤
□ Χ射线探伤 （RT） □ 超声探伤 （UT） □ 渗透探伤 （PT） □ 磁粉探伤 （MT）
焊接缺欠分类：
成型缺欠：咬边、焊瘤、余高、未焊透， 错边、焊脚尺寸不足、变形
溶滴
焊丝 电弧
焊道
熔池
母材
焊丝的熔化及熔滴过渡
焊丝熔化热源
电弧热 电阻热
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：
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、凝固及一次结晶过程极不平衡 （熔池中的
气泡、杂质在运动中上浮）。
焊缝成分除了焊接材料和熔化的结构材料的成分之 外，还与焊接方法和 焊接规范而确定的熔合比有关
・电弧 ： 在两极间产生强烈而持久的气体放电现象。
・母材 ： 被焊接金属。
・熔滴 ： 焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴。
・熔池 ： 熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。
・保护气体 ：
焊接中用于保护金属熔滴
以及熔池免受外界有害气体
保护气体
（氢、氧、氮）侵入的气体。
导电嘴
保护气体
屈服强度 抗拉强度 延伸率 冲击韧性
σ σ s（MPa） b（MPa） δ（%）
焊接方法
Akv（J）
(常温）（-29℃）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CO2 460 560 32 110 70
MAG 520 600 31 160 90
二元混合气体：
70%Ar+30%CO2 （C-30）
适合于短路过渡下的全位置焊接。
弧电焊弧机器焊人接焊工接工艺艺及参数
与焊缝质量的关系
工—程—一案切为例了用户满意
—与大家一起探讨
松下焊接（中国）技术应用中心 2008. 1.
电弧焊接的主要内容
弧焊电源（焊机） 弧焊机器人（执行机构） 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
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）
（CO2焊接无法实现喷射过渡，不宜用二氧化碳保护气体的脉冲焊来 焊接钢材，因为这种保护气体在脉冲阶段的电弧力不利于熔滴分离。）
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 >320A）
低于临界电流时采用脉冲熔化极电源，呈现“脉冲射滴过 渡”形式
短路过渡
焊丝与熔池的短路频率20~100次/S
短路缩颈“小桥”爆断有飞溅。 渣壁过渡（颗粒过渡）
（药芯焊丝、焊条电弧焊、埋弧焊）
滴状过渡（下垂滴状过渡、排斥滴状过渡） 喷射过渡
脉冲射滴过渡 射流过渡 亚射流过渡（铝及铝合金MIG焊）
熔滴上的作用力
等
离
Fσ
Fcj
子气 流流
80%Ar+20%CO2 （C-20）
最常用的典型混合气体。
Ar + 5—10%CO2
随着CO2含量的降低，焊缝表面的润湿性降低，适合于低合金 钢焊丝的喷射过渡及脉冲过渡；适合于平焊及平角焊。
Ar + 2—5%O2
氩气中加入微量的氧可提高电弧的稳定性，明显降低熔滴和熔 池的表面张力，减少咬边缺陷。适合于喷射过渡及脉冲过渡；适 合于平焊及平角焊。
三元混合气体：
Ar + 5—10%CO2 + 1—3%O2
此类三元混合气体集中了Ar、CO2、O2三种 气体各自的优点，电弧更加稳定，焊缝熔深、 熔宽适中，成形美观。焊接各种厚度的碳钢、 低合金钢、不锈钢，不论哪种过渡形式都具有 多方面的适应性，称为“万能”混合气体。
Ar + 10—20%CO2 + 5%O2
熔滴从焊丝头滴落并向前过渡（射滴过渡）
脉冲频率和熔滴过渡频率有三种电弧状态
最佳状态： 一脉一滴（脉冲频率和熔滴过渡频率一致）
可用状态： 一脉多滴（脉冲频率低于熔滴过渡频率）
不可用状态： 多脉一滴（脉冲频率高于熔滴过渡频率） 此时飞溅大，脉冲电弧不稳定。
注：熔滴过渡频率与焊丝成分、混合气体比例、 电流大小等因素有关
熔池的形状（椭圆、半个鸭蛋型）
熔深 熔宽 熔池长度 余高
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
MG-51T实心焊丝的适用范围