气体保护焊培训课件

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CO2气体保护焊(CO2焊)


不 同 非熔化极气体保护焊 钨极氩弧焊(TIG焊)
LEE MAN (SCETC)
氩弧焊



氦弧焊



氮弧焊



氢原子焊

手工气体保护焊



方 半自动气体保护焊




自动气体保护焊
CO2气体保护焊
气体保护焊
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二、气体保护电弧焊的特点
明弧焊,便于操作,适宜全位置焊接,利于实现机械化和自动化



适用于薄板焊接
热量集中,焊接熔池和热影响区 很小,变形小,裂纹倾向不大




焊接质量好

采用氩、氦等惰性气体保护,焊 接化学性质活泼的金属或合金时, 质量好。
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不宜在有风的地方施焊,弧光强,设备复杂
气体保护焊
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三、保护气体的种类及应用
焊接时可用作保护气体的气体主要有:氩气(Ar)、氦气(He)、 氮气(N2)、氢气(H2)、二氧化碳气体(CO2)及混合气体。
固时,若氮来不及从熔池中逸出,便形成氮气孔。而氮主 要来自于空气。所以必须加强CO2气流的保护效果,是防 止CO2焊的焊缝产生气孔的重要途径。
(三) CO2焊的飞溅及防止
1、飞溅产生的原因 与CO2电弧的行为有关(点击了解关于CO2电弧的行为) 具体包括以下几个方面:
⑴气体爆破引起(通过脱氧可以改善)
3.氢气孔
CO2气体具有氧化性,可以抑制氢气孔的产生,只要焊前对CO2气 体进行干燥处理,去除水分,清除焊丝和工件表面的杂质,产生氢气孔 的可能性很小。
CO2气体具有氧化性,可以抑制氢气孔的产生,只要焊 丝选择适当,产生CO气孔的可能性不大。
CO2焊最常发生的是氮气孔,当CO2气流的保护效果不 好,如CO2气流量太小、焊接速度过快、喷嘴被飞溅堵塞 等,以及空气中的氮进入熔池金属内,当熔池金属结晶凝
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气体保护焊
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第二节 CO2气体保护电弧焊
CO2气体保护电弧焊是20世纪50年代初期发展起来 的一种焊接技术,它在工业上的应用发展十分迅速。迄今 为止,CO2电弧焊已在汽车制造、船舶制造、机车车辆制 造以及矿山机械等行业中获得了广泛的应用,成为一种非 常重要的焊接方法。
▪ 为何要用CO2作为焊接保护气? ①焊条药皮造气剂的造气结果就是 CO2/工业生产中产生大量
廉价的CO2 。 ②与焊条电弧焊相比,熔化极气体保护焊效率高。
CO2气体保护焊过程示意图
(二百度文库 CO2焊的特点
1、优点:
⑴焊接生产率高:比MMA高2~4倍
⑵焊接成本低:是MMA或SAW的40~50%
⑶焊接变形小:尤适于薄板焊接
在CO2电弧焊中,只要焊丝选择适当,产生CO气孔的可能性是 很小的。
2.氮气孔
氮气孔产生的主要原因是保护气层遭到破坏,使大量空气侵入焊接 区。造成保护气层破坏的因素有:使用的CO2保护气体纯度不合要求; CO2气体流量过小;喷嘴被飞溅物部分堵塞;喷嘴与工件距离过大及焊接 场地有侧向风等。要避免N2气孔,必须改善气保护效果。要选用纯度合 格的CO2气体,焊接时采用适当的气体流量参数;要检验从气瓶至焊枪的 气路是否有漏气或阻塞;要增加室外焊接的防风措施。此外,在野外施 工中最好选用含有固氮元素(如Ti、Al)的焊丝。
焊接用CO2应符合HG/T2537-1993《焊接用二氧化碳》 的要求,其纯度标准为合格品≥99.5%、一等品≥99.7%、 优等品≥99.9%。
目前国内所用CO2多为酒精或食品的副产品,纯度 达不到要求,必须提纯才能使用。
CO2提纯的措施: (1)新罐须倒立1-2h,然后打开阀门,排出 沉积在底部的水; (2)放水后,在使用前先放气2-3min; (3)在气路中安装干燥器(现已经很少用); (4)瓶内气体压力降到0.1MPa即停止使用。
(二)CO2电弧焊的气孔及防止
CO2电弧焊时,可能会出现CO气孔、氮气孔和氢气孔。
1.CO气孔
CO气孔产生的主要原因是焊丝中脱氧剂不足,并且含C量过多。 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。要防止产生CO气孔,必须选用含 足够脱氧剂的焊丝,且焊丝中的含碳量要低,抑制C与FeO的氧化反 应。如果母材的含碳量较高,则在工艺上应选用较大线能量的焊接参 数,增加熔池停留的时间,以利于CO气体的逸出。
(1)送丝方式
送丝方式的变化主要在于细丝/平特性(等速送丝)焊机上,以适应 不同场合的要求。
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送丝方式
推丝式 拉丝式 推拉丝式
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1)推丝式——焊枪简单、轻巧, 以鹅颈式焊枪多见,实际应用较 多;送丝距离有限(通常≤5M), 送细丝效果欠佳。主要用于直径 为0.8~2.0mm的焊丝。
⑶抗风能力差;(所有气体保护焊的共同缺憾,但药芯焊丝CO2焊无此问题) ⑷不能焊接有色金属。
(三) CO2焊的应用 材料:黑色金属——低碳钢、合金结构钢 厚度:厚薄均可,尤薄板有优势 位置:全位置 结构:车辆、船舶、机械、容器等。
电教片CO2电弧焊
二、 CO2焊的冶金特性
(一)合金元素的氧化与脱氧
推丝式送丝机
CO2焊机及其推丝式送丝机、枪
用于推丝式送丝的鹅颈式焊枪
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2)拉丝式——焊枪复杂、较重,
以手枪式焊枪多见,薄板结构使
用较多;适于送细丝/远距离送丝。
CO2
主要用于直径小于或等于0.8mm
焊机
的细焊丝。
及其 拉丝
式焊

送丝机构
焊丝盘
送丝电机 拉丝式焊枪(其小型送丝机构做在焊枪内)
⑷焊接质量高:对铁锈不敏感,焊缝含氢量低
CO2焊的熔敷速度
⑸适用范围广:全位置焊接能力好,打底/填充/盖面、厚/薄板均宜
⑹操作简便:比MMA容易操作、适于自动焊(robot)
⑺绿色环保: CO2来自可再生资源 2、“缺点”:
⑴飞溅较大;(这一缺陷目前已经解决)
⑵焊接设备较“复杂”;(用今天的眼光看,已不复杂)
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老式焊机通常通过改变接入回路电感来调节。
CO2焊机的型号编制请参见GB/T10249-1998《电焊机型号编制方 法》,如NBC-250等。
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2.送丝系统
根据使用焊丝直径的不同,送丝系统可分为等速送丝式和变 速送丝式.通常焊丝直径大于和等于3mm时采用变速送丝方式, 焊丝直径小于和等于2.4mm时采用等速送丝式。目前普遍采 用细丝等速送丝系统。对等速送丝系统的基本要求是:能稳 定、均匀地送进焊丝,调速要方便,结构应牢固轻巧。
(短路)电压上升速度计算(T2~T3):这一计算包含 在掐断阶段内。当计算结果表明达到特定的电压上升速 度时,意味着熔滴分离即将发生,电流在若干个微妙内 降低到50A(注意这一事件在熔滴分离前发生,T4表明 熔滴分离已发生,但电流较低);
冲击电弧阶段(T5~T6):这一事件紧接着焊丝从熔 池分离之后,它是焊丝快速 “回熔”的大电流阶段( 在这一阶段焊丝熔化末端的几何形状很不规则)
药芯焊丝的焊接近年发展很快,应密切关注。
有关焊丝标准的详细内容,请参见《机械工程标准汇编焊接卷》。
补充:焊丝的选用 实芯焊丝的选用比较简单,其选用原则与埋弧焊的相似,对
于结构钢,主要按等强原则选用,必要时考虑化学成分。
H08Mn2SiA焊丝是目前CO2焊中应用最广泛的一 种焊丝。它有较好的工艺性能、力学性能以及抗热裂
基本电流(T0~T1):短路前的电流,稳定在50-100A之间;
成滴时间(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;
“掐断”阶段(T2~T3) :紧接着成滴时间阶段,以双波上升的形式对短 路的焊丝施加一大电流,通过产生的电磁收缩力加速熔化金属向熔池过渡 。注意:在此阶段,焊丝与工件之间的电压不为零,这是由于铁在1550℃ 的熔点时的高电阻率导致的;
纹能力,适宜于焊接低碳钢和 s 490N / mm2的低合
金钢以及焊后热处理强度 b 1176N / mm2 低合金
高强度钢。
四、 CO2焊设备
以半自动CO2焊设备为例 (一) CO2焊设备的组成和作用
焊接电源
控制系统
组 成
焊枪
送丝机构
供气系统
有的还有循环水冷系统
自动CO2焊设备
气体保护焊
作为焊接保护气体, CO2表现出很强的氧化性
CO2 → CO + O
+
+
M=MO+CO↑ M=MO
结果:①合金元素烧损; ②可能造成气孔③飞溅和夹渣。 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 CO2焊专用焊丝H08Mn2Si&H08Mn2SiA(GB8110-87) 脱氧剩下的Mn、Si用于补充碳和合金元素的损失
第三章
气体保护焊
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气体保护焊
LEE MAN (SCETC)
第一节 气体保护焊的原理及特点
一、气体保护焊的原理及分类
1.气体保护电弧焊的原理
定义:用外加气体作为电弧介质并 保护电弧和焊接区的电弧焊方法。
气体保护焊动画
2.气体保护电弧焊的分类
气体保护焊
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熔化极惰性气体保护焊(MIG)
熔化极气体保护电弧焊 熔化极活性气体保护焊(MAG)
2.焊丝
(1)对焊丝的要求(略)
(2)焊丝牌号和化学成分
根据最新的国家标准,焊丝用型号表示,已不再用牌号表示!
1)实芯焊丝(solid wire) GB/T8110-1987《二氧化碳气体保护焊用钢焊丝》采用的是牌 号表示法,如H08Mn2SiA。 GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》采 用的是型号表示法,如ER50-6。 焊丝的直径系列有(0.5)、(0.6)、0.8、1.0、1.2、(1.4)、 1.6、2.0、2.5、(3.0)、3.2mm,表面通常镀铜以防生锈(最新 的技术使焊丝已取消镀铜,改为涂层,效果更好,如锦泰焊丝)。
⑵电弧斑点压力引起(通过采用直流反接可以改善)
⑶焊接参数不当引起(采用合理的参数可以改善)
⑷短路过渡引起
这是CO2焊产生飞溅的主要原因。过去的焊机采用改变回路接入电感来 调节,效果非常有限。美国林肯公司建立在逆变焊机基础上的表面张力过 渡(STT)专利技术使这一问题基本得以解决。
上图为无STT和有STT在立焊和平焊时的焊接飞溅对比 下图为无STT和有STT焊接时焊缝的外观对比
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1.焊接电源:直流电源
1)平特性电源——用于细丝(短路过渡)焊接,配用等速送丝系统; 2)下降特性电源——用于粗丝焊接,配用变速送丝系统; 3)对动特性的要求
细丝短路过渡焊机对动特性有特别的要求,即对短路电流上升速 度、短路电流峰值、电弧电压恢复速度三个指标有一定的要求,目的 是保证短路过渡过程可靠的同时又控制飞溅。
(2)药芯焊丝(flux-cored wire) GB/T10045-1988《碳钢药芯焊丝》采用型号表示法,如
EF035042 GB/T17493-1998《低合金钢药芯焊丝》采用型号表示法,
如E601T1-B3 注意:同是药芯焊丝,碳钢药芯焊丝和低合金钢药芯焊丝
型号表示的规则不同。
实芯焊丝的国内品牌较多,药芯焊丝的国内品牌不多。无 论是实芯焊丝或药芯焊丝,目前进口的质量比较好,品种比较 齐全,尤其是药芯焊丝。国内品牌中综合性能好、质量比较过 硬的是锦泰系列焊丝。
燃弧阶段(T6~T7):这一阶段是电流从等离子流冲 击降低到基本电流的周期。
有关介绍STT的原版英文文献,请参看网络课程的相关内容。
三、CO2气体保护焊的焊接材料
焊丝
CO2气体
(一) CO2气体
1、气体的性质 无色、无味 比空气重0.5倍 升华/凝华 压缩才能液化 高温下会分解 铝白色标准钢瓶装(40L/25kg),允许使用的最高环境温度 ≤40℃;压力表指示乃瓶内CO2饱和蒸气压(与液态多少无关) 指针下降即应换气! 使用气瓶时应遵守有关的安全规程。 主要杂质:水(减压器中预热装置乃防止水分冻结堵塞管路)
一、CO2焊的特点及应用
(一) CO2焊的实质 ▪ 定义:二氧化碳气体保护焊是 利用CO2作为焊接保护气的一种 熔化极、气体保护的电弧焊方法。
按照GB/T5185-1985《金属 焊接及钎接方法在图样上的表示 方法》以及ISO的相关规定,二 氧化碳气体保护焊属于MAG(熔 化极活性气体保护焊 )的一种, 所以它的代号也是135。
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