气体保护焊操作技能（人机料法环）ppt课件

引进先进的焊接技术， 架起科学生产的桥梁. 为焊接新技术 的普及和发展做贡献. 焊接质量管理五要素 人优秀的操作者 机一流的焊接设备 料合格的焊接材料 法严密的焊接规范 环良好的施焊环境 CO2焊接技能培训内容 2. CO2焊主要规范参数 1. 焊接基本知识 3. 焊机的正确使用与维护保养 5. 常见故障与焊接缺陷 4. 焊接操作基础 1.1 焊接方法分类 熔化焊接 压力焊 钎焊 电弧焊 气焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊 熔化极 非熔化极 手工焊 CO2焊 埋弧焊 MAG焊 MIG焊 TIG焊 等离子弧焊 电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。 熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。 非熔化极：电极（钨极）不熔化。 MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊 TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊 MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊 CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAGC焊） 名 词 解 释 焊接效果 溶深大 熔深是手弧焊的三倍 ,坡口加工小。 溶敷效率高 手弧焊焊条熔敷效率是60% CO2焊焊丝熔敷效率是90% 引弧性能好 能量集中，引弧容易，连续送 丝电弧不中断。 焊接质量好 对铁锈不敏感，焊缝含氢量低 ，抗裂性能好，受热变形小， 焊接范围广 可适用低碳钢高强度 钢普通铸钢全方位焊 焊接速度快 单位时间内熔化焊丝比手工电弧 焊快一倍 与手工焊比：抗风能力差，设备较复杂。 C02气保焊的特点 为了中国焊接行业界的现代化 发展方向发展方向中国的现状中国的现状 手工焊占80% 交流弧焊机 直流弧焊机 占压倒性多数 采用 CO2焊接 MAG/MIG焊接 TIG焊接 促进产业现代化 的实现 欧、美、日本等国CO2焊占熔敷金属总量的60-80%，我国仅 为20%左右。近几年，焊条电弧焊占熔敷金属总量的比例逐 年下降，原因是焊条电弧焊被CO2焊逐步替代，CO2焊比例 逐年上升。 国外CO2/MAG焊接保护气体的应 用 钢种焊丝类型欧美日本 结构钢实芯富氩混合气体，如： Ar+20CO2 CO2 药芯富氩混合气体,如： Ar+20CO2 CO2 不锈钢实芯Ar+13O2Ar+2O2 药芯Ar+20CO2CO2 CO2焊的高效率 l熔化速度和熔化系数高，比焊条大1- 3倍 l坡口截面比焊条减小50%，熔敷金属 量减少1/2 l辅助时间是焊条电弧焊的50% 三项合计：CO2焊的工效与焊条电弧焊 相比提高倍数2.02-3.88倍 CO2焊的质量 lCO2焊缝热影响区小，焊接变形小 lCO2焊缝成形好，表面及内部缺陷少 ，探伤合格率高于焊条电弧焊 l球罐全位置药芯焊丝CO2焊，合格率 99.04% 母材表面状态和气体种类对产生气孔缺陷的影响 角焊缝焊接也能增加焊接强度 CO2焊接手弧焊 CO2焊接溶深大，因而焊脚厚度大，结合部强度高 溶着金属的强度高，所以更为有利 实际焊脚 厚度a大 实际焊脚 厚度a小 aa 减少焊缝连接点和夹渣缺陷 焊渣多，焊渣覆盖 焊缝 焊条短，焊缝接头 多，弧坑缺陷多 溶深浅 CO2焊接 手工 电弧焊 焊渣少 焊丝长，可连续 焊接 溶深大 容易发生 融合不良及 夹渣等缺陷 不易发生 焊接缺陷 熔深大、可节约焊接材料 手弧焊熔深浅，所以需要开大坡口（60） CO2焊接熔深大， 可减小坡口角度（45-50） CO2焊接时可大幅度地降低熔着金属量 即焊丝使用量减少、可降低成本。 溶深大 减少必要熔着金属量 CO2焊接在双面焊接时能更加显著地节省材料 从成本上更有利 CO2焊接手弧焊 溶深大 可减少开坡口加工量 溶深浅 需要开大坡口 CO2焊的优点众多 优秀的焊接品质 溶深大 溶着速度快 电弧时间率高 适用范围广 提高贵公司产品的品质、可靠性 节约焊接材料、降低成本 减少材料浪费、降低成本 缩短交货期、信誉度增加 降低人工费 降低成本 削减焊接材料库存.减少资金占用 溶着效率高 CO2焊是优质、高效、低成本的焊接方法。CO2焊的缺 点可通过提高技术水平和改进焊接设备加以解决。 推广普及CO2焊接 lCO2焊适用范围广,可焊厚度3mm-100mm l容易实现自动焊和全位置焊 l有关资料介绍：在某行业CO2焊接熔敷金 属量占焊接总熔敷量由8%提高到15%,可获得 经济效益5.65亿元 2.CO2焊主要规范参数 2.7 极性 2.6 气体 2.4 干伸长度 2.2 焊接电压 2.3 焊接速度 2.1 焊接电流 2.5 焊丝 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。 CO2焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因 此CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配， 既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。 焊接电流 1.6 1.2 1.0 0.8 0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 m / min A 500 400 300 200 100 焊接电流和送丝速度的关系 同一焊丝，电流越大送丝速度越快。电流相同，丝越细送丝速度越快。 根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流，然后根据下列公式 计算焊接电压: 300A时: 焊接电压 = ( 0.04倍焊接电流 + 20 2) 伏 举例1：选定焊接电流200A，则焊接电压计算如下： 焊接电压 = ( 0.04 200 + 16 1.5)伏 = ( 8 + 16 1.5)伏 = ( 24 1.5)伏 举例2：选定焊接电流400A，则焊接电压计算如下： 焊接电压 = ( 0.04 400 + 20 2)伏 = ( 16 + 20 2)伏= ( 36 2)伏 焊接电压的设定 电压偏高时: 弧长变长,飞溅颗粒变大, 易产生气孔. 焊道变宽,熔深和余高变小. 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. 啪嗒！啪嗒！ 嘭！嘭！嘭！ 母材 母材 焊接电压对焊接效果的影响 在焊接电压和焊接电流一定的情况下： 焊接速度的选择决定了单位长度焊缝所吸收的热能量 （既：焊接线能量）. 焊接线能量 Q = I * U / t （J/mm） I：焊接电流 （A） U: 电弧电压 （V） t: 焊接速度 （mm/sec） 半自动：焊接速度为30-60cm/min 自动焊：焊接速度可高达250cm/min以上 焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。 焊接速度 小于300A时: L= (10-15)倍焊丝直径. 大于300A时: L= (10-15)倍焊丝直径 + 5mm 干伸长度 定义:焊丝从导电咀到工件的距离 . 导电咀 L 工件 举例： 直径1.2mm焊丝可用电流120-350A, 电流小时乘10倍的焊丝直径， 电流大时乘15倍的焊丝直径 。 焊接过程中，保持焊丝干伸长度不变是保 证焊接过程稳定性的重要因素之一。 过长时： 气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能 差,电弧不稳,飞溅加大, 熔深变浅，成形变坏. 过短时： 看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大， 熔深变深，焊丝易与导电咀粘连. 干伸 长度热量 电弧热量 干伸长度为什麽要求严格 焊接电流一定时，干伸长度的增加，会使 焊丝熔化速度增加，但电弧电压下降，电 流降低，电弧热量减少。 热量=干伸长度热量+电弧热量 干伸长度 导电咀 喷嘴 板厚 20mm 干伸长度 导电咀 喷嘴 板厚 20mm 厚板V型坡口或角焊缝焊接时，干伸长度若受影响，修改喷嘴长度 ，确保干伸长度符合焊接要求。 焊 丝 因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化 碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所 以CO2焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的 机械性能，必须采用含有S i、M n等脱氧元素的焊丝。 CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既 要保证一定的化学性能和机械性能，又要保证具有良好 的导电性能和工艺性能。 CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种: 焊丝型号特征及适用范围 H08Mn2SiA冲击值高，送丝均匀，导电好。 H04Mn2SiTiA脱氧、脱氮、抗气孔能力强，适用于200A以上电流。 H04Mn2SiAlTiA 脱氧脱氮抗气孔能力更强, 适用于填充和CO2-O2混合气体保护焊。 H08MnSiAMAG 焊 实芯焊丝的型号、特征及适用范围 常用的实芯焊丝型号 ： H 0 8 M n 2 S i A H：焊接用钢, 08：含碳量0.08 % , M n 2: 2 %的氧化锰, S i: 1 %的氧化硅, A: 含硫、磷量小于0.03 % , 无A则0.04 % 。 为了提高导电性能及防止焊丝表面生锈，一般在焊丝表面采用镀 铜工艺，要求镀层均匀，附着力强，总含铜量不得大于0.35 % A). 实 芯 焊 丝 焊丝直径（mm）电流范围（A）适用板厚（mm） 0.640 1000.6 2 0.850 1500.8 4 0.970 2001.0 6 1.090 2501.2 12 1.2120 3502.0 16 1.6200550 6.0 不同焊丝直径使用电流范围 使用焊丝的注意事项 外观检查：焊丝平排密绕,直径均匀,表面光亮,焊丝盘无破损。 性能检查：化学成分不合格,严重影响焊接质量,必须采用优质 焊丝。 焊接电流：必须在焊丝许用电流范围之内。电流过大将引起溶 池翻腾和焊缝成形恶化。电流过小能量集中性变差， 引弧困难，飞溅变大，溶深浅，焊缝成形不好。 丝径选用：在焊丝直径允许电流范围内，尽可能选用细焊丝， 以提高焊丝溶化速度、提高引弧成功率，减少飞溅， 增加溶深，改善焊缝成形，提高焊接质量。 焊丝直径(mm)电流范围(A)融化速度(g/min) 0.850-15010-50 0.970-20010-60 1.090-25010-80 1.2120-35020-120 1.6140-50040-160 焊丝融化速度和焊接电流的关系 药芯焊丝： 使用药芯焊丝焊接时，通常用CO2或CO2+A r气体作为保护气体 ，与实芯焊丝的区别主要在于焊丝内部装有焊剂混合物。焊接时 在电弧热作用下熔化状态的焊剂材料、焊丝金属、母材金属和保 护气体相互之间发生冶金作用，同时形成一层较薄的液态溶渣包 覆溶滴并覆盖溶池，对溶化金属形成又一层保护，实质上这种焊 接方法是一种气渣联合保护的方法，它综合了手工电弧焊和CO2 气体保护焊的优点。 B) 药 芯 焊 丝 药芯焊丝 调整焊剂成分可适 应各种钢材，及对 焊缝的质量要求 气相和渣相双重保 护抗气孔能力强于 实芯电弧焊 熔化速度快溶敷效 率高，生产率比手 工焊高35倍 电弧稳定焊缝成形 美观，飞溅小， 适合全位置焊接 药芯焊丝的特点 药芯焊丝是由08A冷轧薄钢带光亮退火后经轧机纵向折迭加粉拉拔而 成，其横截面有“O”形、“T ”形、梅花形等多种形状。示意图如下： “O”形梅花形“T”形 药芯焊丝的焊剂成分和焊条的药皮类似，含有稳弧剂、脱氧剂 、造渣剂、和铁合金等，起着造渣保护溶池，掺合金，稳弧等作 用。 药芯焊丝按焊剂成分可分为二氧化钛型和碱性型两种。直径有 1.2, 1.6, 2.0, 2.4, 3.2 mm。主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。 药芯焊丝因钢性较差，丝体较软，所以对送丝机构要求严格， 既要降低送丝压力，又要保证匀速送丝。 药芯焊丝的结构及使用中的注意事项 作用：隔离空气并作为电弧的介质。 纯度：纯度要求大于 99.5%，含水量小于0.05%。 性质：无色，无味，无毒，是空气密度的1.5倍，比水轻。 存储：瓶装液态，每瓶内可装入(25 - 30)Kg液态CO2。 加热：气化过程中大量吸收热量，因此流量计必须加热。 容量：每公斤液态CO2可释放509升气体，一瓶液态二氧化 碳可释放15000升左右气体，约可使用10-16小时。 流量：小于350A焊机：气体流量为15-20升/分 大于350A焊机：气体流量为20-25升/分 提纯：静置30分钟，倒置放水分，正置放杂气，重复两次 。 CO2 气 体 气瓶 气瓶 液态CO2 液态 CO2 水 水 气态 CO2 气态 CO2 放水 放杂气 保护气体流量对焊缝气孔的影响 气体保护焊时外风速对焊缝气孔的影响 焊机的正确使用与维护保养 焊接电源 送丝机焊枪 供气系统 供电系统与外部环境 焊接电源的安装、使用与维护保养 安装：1. 距墙壁20cm以上，两台并放相隔30cm以上。 2. 放在避免阳光直射、避雨、湿度和灰尘小的房里。 3. 焊机外壳必须接地,电缆直径应大于14mm2以上。 4. 焊机输入、输出的连接必须牢固，并加以绝缘防护。 5.焊机的输入、输出电缆截面积应符合要求,不要过长. 使用: 1. 焊接前应将相应的功能旋钮、开关置于正确位置。 2. 焊机电源开关打开后,电源指示灯亮,冷却风扇转动,焊机 既进入准备焊接状态。 维护保养： 1. 至少每3个月用干燥的压缩空气清除焊机内部的灰尘一次 2. 注意焊机不受外物的挤压、砸碰。 3. 焊机超载异常报警后,不要关闭电源开关,利用冷却风扇进 行冷却,恢复正常后降低负载，再重新焊接。 注意负载持续率！ 不许超过额定电流使用！ 为了既满足实际焊接生产的需要，又减轻焊机重量，降低制造 成本，节约能源。通常焊机容量都是按额定负载持续率和额定电 流进行设计、制造，因此使用时必须给予足够的重视！ 负载持续率： 国家标准（GB15579-1995）规定：“负载工作的持续时间与全 周期时间之比”称为负载持续率；这一比值在01之间，可用百分 数表示；对国标而言，一个全周期时间为10分钟。 例如，在60%负载持续率时，施加负载6分钟接着空载4分钟。 延长焊机使用寿命的注意事项 上述公式中左侧的乘积表示实际焊接时需要焊机输出的能力，右侧乘积表示 焊机的工作能力，很明显左侧的乘积只能小于或等于右侧的乘积，否则焊机 就要超负荷工作，温度上升，异常报警，焊机停止工作，影响使用寿命。 例1：KR500焊机，查说明书，额定负载持续率为60%。额定电流为500A。 即当焊接电流为500A时，十分钟内，工作6分钟，休息4分钟。 公式变换： F d I d 2 = F e I e 2 用符号来表示上述计算公式： 实际负载持续率的计算公式： 例2：KR500焊机如需连续焊接（既实际负载持续率 100%）则 可按上述公式计算其允许的最大焊接电流： Id 2 = I e 2 Fe / F d Id 2 F d = I e 2 Fe Id = 500A 0.78 = 390A F d = I e 2 / Id 2 Fe Id 2 F d = I e 2 Fe F d = 5002A /4502A 0.6 = 74% 例3：KR500焊机如需在450A焊接电流下连续工作则 可按上述 公式计算其允许的实际负载持续率： 送丝机 CO2焊的焊接质量不仅与焊接电源的性能有关，而且 还取决于送丝系统的稳定性和可靠性。 KR系列焊机送丝系统：控制方式为等速送丝， 送丝方式为推丝式。 等速送丝配以恒压特性可实现良好的自动稳弧性能。 推丝式是应用最广的一种送丝方式，其特点是焊枪结 构简单轻便，适于操作。但焊丝需经过较长的送丝软管 才能送出焊枪，焊丝在送丝软管中会受到较大阻力，影 响送丝的稳定性，因此送丝软管的钢性和长度是设计时 要考虑的重要因素。 1.2 1.6 1.2 送丝轮的安装 送丝轮丝径标号 紧固螺母 焊丝SUS导套帽 电机轴 每个送丝轮可适用两 种直径的焊丝,送丝轮槽 大小必须与焊丝直径保 持一致,安装正确时丝径 标号应朝向外侧。 紧固螺母必须拧紧以 保证送丝轮槽与SUS导 套帽的同心度。每天作 业前应查看其是否松动 。否则将增加送丝阻力 或刮伤焊丝，从而引起 焊接电弧不稳，影响焊 接质量。 U型轮:送丝轮和焊丝 面接触，送丝力量大 ，对焊丝的损伤最小 ，适合各种实芯和药 芯焊丝。 V型轮:送丝轮和焊丝 点接触，压力小时送 丝力量小，易打滑， 压力大时，会引起焊 丝变型。 送丝轮槽型的比较 送丝轮的错误应用 压紧轮 焊丝 送丝轮 压紧轮 焊丝 送丝轮 污物 焊丝 送丝轮 送丝轮 槽 径大于 焊丝直 径，送 丝推力 不足。 送丝轮槽 径小于焊 丝直径， 推力不足 ，焊丝受 损。 送丝轮 槽 中污物 过多同 样引起 推力不 足。 正确 1.2 1.6 1.2 焊丝的安装 加压手柄 压臂 SUS导套帽送丝轮 焊丝 (1.2) 导向管 1.将焊丝装 到送丝机盘 轴上,并用扳 手螺钉将挡 块固定。 2.抬起加压臂 ,将焊丝插入 SUS导套帽 23cm。 1.2 1.6 1.2 焊 丝 的 安 装 3.加压臂复位,并用加压手柄 紧固,旋转加压手柄到所用 焊丝直径刻度的上方。 4.用焊接电流调节旋钮控制 手动送丝速度,将焊丝送出 焊枪导电咀12cm后放开 手动送丝按纽。 焊丝加压刻度 CC导嘴 （连接并紧固焊枪） 压臂 加压手柄 压力太大：焊丝变 形，送丝困难，导 套帽或导电嘴磨损 快。 压力太小：送丝不均 压轮 1.2 1.6 1.6 YW-50KB1型送丝装置焊丝的安装 YW-50KB1型送丝装置焊丝的安装过程与YW-20、35KB1 型相同，但因YW-50KB1型送丝装置适用的焊丝直径较 粗，为减小送丝阻力，增加了一套校直机构。 固定校直轮 固定校直轮 可调校直轮 校正手轮：调整校正力度 瓣状螺母：校 正手轮调整好 后用其进行锁 定。 导套帽 送丝轮 导套帽孔太大或送丝轮与导套帽距离 过大；焊丝容易打弯，送丝不畅。 导套帽孔太小；摩擦阻力大，送丝受阻 。 焊 枪 接线盒 微动开关接头枪把 喷咀、接头、导电咀 一线制电缆 微动开关气体接头 功能：焊枪是直接用于完成焊接工作的工具。 作用：作为电极传递焊接电流；经送丝软管和一线制电缆向焊接 部位输送焊丝和气体；通过微动开关向焊机发出控制命令。 要求：送丝均匀，导电可靠及气体保护良好。 结构简单、经久耐用、轻便、柔软、使用性能良好。 CO2/MAG焊枪的额定规格 型号 项目 YT-20CS3VTAYT-35CS3VTAYT-50CS3VTA 额定焊接电流（A）200350500 负载持续率 ( % ) CO2507070 CO2+A r253535 适用焊丝 实芯实芯、药芯实芯、药芯 适用焊丝直径（mm）0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.6 一线式电缆长度（m）333 重量（kg）1.92.83.6 注:YT-35、50型焊枪的一线式电缆需用时可选用4 . 5m或6m长度 多股导线 橡胶 送丝软管 焊丝 CO2 焊枪电缆截面 药芯和实芯焊丝兼容 导电咀内径=焊丝直径 + 0.1-0.2mm 送丝管内径=焊丝直径 + 0.2-0.5mm 压轮 送丝论 送丝 软管 焊丝 导电嘴 导套 帽 65Mn钢丝热塑管密封圈送丝管端头 送 丝 软 管 送丝软管担负着从送丝机向焊枪输送焊丝的任务，对焊接稳定 性有着极大的影响。因此送丝软管应满足如下要求： 1.使用性能:具有一定的抗拉强度,推送焊丝或受力时尽可能不拉长 。 具有较好的柔性，以便于焊工的灵活操作。 2.送丝性能:送丝阻力小,保证匀速送丝,要求内壁光滑、内径适宜。 3.密封性能:用于一线式电缆时,为防止保护气体往回泄露,热塑管 和密封圈应具有良好的密封效果。 4.足够弹性:应能承受较大的弯曲,而不产生永久的变形。 5.适应焊丝:内径应与焊丝直径匹配，过大过小均会影响稳定送丝。 6.软管易被污染或损坏，需定期清理和更换。 送丝软管的使用要求 L 软管出现硬弯不能使用！ 软管被拉长不能使用！ 送丝软管的规格必须与焊 丝直径相符！ 软管长度不够不能使用！ 热塑管或密封圈损坏应 及时更换或修理！ 送丝软管