华意CO2气体保护焊基础知.ppt

CO2气体保护焊技能培训,焊接基本知识 主要规范参数和正确调节规范 安全操作和维护保养 CO2气体保护焊的缺陷 常见焊接质量问题,CO2保护焊技能培训内容,CO2保护焊过程示意,定义： 利用CO2作为保护气体的气体保护焊称为CO2气体保护焊，简称CO2焊,属于熔焊的 一种。 使用CO2作为保护气体具有如下特点： 1）CO2气体的体积质量比空气大，所以在平焊时从焊枪喷出的CO2气体对熔池有良好的覆盖作用。,2）CO2气体在电弧的高温作用下将按下式进行分解为 2 CO2=2CO+ O2Q 从上式可见，CO2气体分解时，其产物体积膨胀为一倍半，这将有利于增强保护效果。但另一方面，该反应是吸热反应，对电弧产生强烈的冷却作用，会引起弧柱收缩，使弧柱对熔滴产生较大的排斥，加上焊丝端头的熔滴由于受到电弧的排斥作用，使熔滴不规律，影响电弧稳定性，同时也影响CO2气体的保护效果。,CO2气体保护焊的优缺点,CO2焊具有下列优点： 1）生产效率高，节省电能。CO 2气体保护焊的电流密度大，可达100300A/mm2，因此电弧热量集中，焊丝的熔化效率高，母材的熔透厚度大，焊接速度快，同时焊后不需要清渣，所以能够显著提高效率，节省电能。 2）焊接成本低。由于CO2气体和焊丝的价格低廉，对于焊前的生产准备要求不高，焊后清理和校正工时少，所以成本低。,3）焊接变形小。由于电弧热量集中、线能量低和CO2气体具有较强的冷却作用，使焊件受热面积小。特别是焊接薄板时，变形很小。 4）对油、锈产生气孔的敏感性较低。 5）焊缝中含氢量少，所以提高了焊接低合金高钢抗冷裂纹的能力。 6）电弧可见性好，有利于观察，焊丝能准确对准焊接线，尤其是在半自动焊时可以较容易地实现短焊缝和曲线焊缝的焊接工作。 7）操作简单，容易掌握。,CO2焊具有下列缺点： 1）与手弧焊相比设备较复杂，易出现故障，要求具有较高的维护设备的技术能力。 2）抗风能力差，给室外焊接作业带来一定困难。 3）弧光较强，必须注意劳动保护。 4）与手弧焊和埋弧焊相比，焊缝成形不够美观，焊接飞溅较大。,氧化性混合气体保护电弧焊，英文简称MAG焊，使用的保护气体是由惰性气体和少量氧化性气体，(如O2，CO2或其混合气体等)混合而成。加入少量氧化性气体的目的，是在不改变或基本上不改变惰性气体电弧特件的条件下，进一步提高电弧稳定计，改善焊缝成形和降低电弧辐射强度等。这种方法常用于黑色金属材料的焊接。 我厂使用的是80%Ar+20%CO2的混合气体。,熔化极式产品分类及优缺点,手工焊（焊条电弧焊）：效率低，浪费原材料，不节能，能量不集中，综合成本高，操作技术复杂.使用焊机为交流焊机或直流焊机。它的结构简单，可靠性高，维修方便，适用于野外作业，室内装修，特殊作业。焊机输出特性为下降特性或陡降特性（恒流特性）。在焊接领域它不能占主导地位。 CO2气保焊（半自动）：高效,节能,能量集中,焊道韧性好,焊接中厚板(1mm以上)综合成本比手工焊低3倍，操作技术简单，全位置焊。易实现自动焊。有广阔的发展。 MAG气保焊： 克服CO2气保焊飞溅，成形不太好的缺点，使用MAG（Ar 75%以上，CO2 25%以下 ）气保焊，使用大电流，焊接过渡过程变为喷射过渡。 埋弧焊（自动焊）：焊厚板（10mm以上），质量好，成型好，适用于水平作业。,和手工焊相比：,药芯焊丝的特点,比实心焊丝能量集中 焊接质量好 飞溅少，焊缝成型好 效率高 节能 综合成本低 调节熔敷成分方便 不增碳,焊机种类的特征,焊枪行走 送丝（条） 手工焊 人工 人工 半自动（CO2） 人工 自动 自动（埋弧焊） 自动 自动 CO2容易实现机械化自动化,焊接主要规范参数和正确调节规范,焊接规范参数,焊丝 气体 干伸长度 焊接电流 电弧电压 焊接速度 极性,焊丝,CO2焊丝分实芯和药芯焊丝两种. 型号：H08Mn2SIA 优质焊丝 规格 ： 直径 0.6 0.8 0.9 1.0 1.2 1.6,CO2焊用的主要焊丝品种,CO2焊用的主要焊丝品种是H08Mn2Si类型。根据其杂质含量（S和P）和检查项目（镀铜层附着力和焊丝松弛直径及扰距）又分为四种。 H08Mn2SiA:与H08Mn2Si比冲击值高，送丝均匀，导电好。 H04Mn2SiTiA: 脱氧能力强，脱氮能力强，抗气孔能力强，使用于200A以上的大电流。 H04Mn2SiAlTiA: 脱氧能力更强，脱氮能力更强，抗气孔能力更强，特别使用于大电流填充（水平）和CO2-Ar2混合气体保护焊。 MAG： H08MnSiA,使用焊丝基本原则,采用优质焊丝。 工作电流必须在焊丝直径允许电流范围之内。 相同电流时，焊丝直径越细越好。 焊缝有质量 要求时，必须使用直径1.2以下的焊丝。 为了提高工作效率，可使用直径1.6焊丝，电流大于300A。,焊丝直径的选择,焊丝直径（mm) 熔滴过渡形式 可焊板厚（mm) 焊缝位置 0.5-0.8 短路过渡 0.4-3.2 全位置 射滴过渡 2.5-4 水平 1.0-1.4 短路过渡 2 - 8 全位置 射滴过渡 2-12 水平 1.6 射滴过渡 8 水平,不同焊丝直径使用电流范围,丝径（mm) 电流范围（A） 适用板厚（mm) 0.6 40-100 0.6-1.6 0.8 50-150 0.8-2.3 0.9 70-200 1.0-3.2 1.0 90-250 1.2-6 1.2 120-350 2.0-10 1.6 300以上 6.0以上,遵循使用焊丝基本原则的好处,焊丝越细，短路过渡频率越高，飞溅越小，成形越好。 相同电流，焊丝越细能量越集中,焊接质量越好。 焊丝越细，焊接规范越容易调节。 焊丝越细，受外界干扰小（电网波动，送丝机转速精度）。,CO2气：,为了得到致密的焊缝，CO2气体纯度在 99.5%以上，其中含水量（按重量）不得超过0.05%。 无色，无味，无毒，是空气密度的1.5倍，沸点-78.9OC，常温下加压（50-70Kg/ cm2)变为液体，比水轻。 每公斤液态CO2可释放510升以上CO2气体。同时伴有强烈的制冷作用，流量计必须加热。 小于200A时：气体流量为15-20升 大于200A时：气体流量为20-25升 每瓶内可装入(25 - 30)Kg液态CO2，可释放15000升以上CO2气体，使用时间10-16小时。,产生气孔的现象及原因,CO气孔：焊丝不合格，工件含碳量大。 H气孔：水，油，锈.,N气孔：主要原因是气体保护效果不好。 气瓶无气,漏气,接头处未紧固.流量计堵塞,流量过小,未加热,漏气.气路漏气.电磁阀坏.送丝管密封圈坏,热塑管坏.枪管密封圈坏.气筛坏,喷嘴堵塞严重.干伸长度大.规范不对.,干伸长度,定义:导电咀到工件的距离. 过大时:引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大,易产生气孔，熔深变浅. 过小时:看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,熔深变深. 一般伸出长度1020mm,干伸长度,干伸长度,小于300A时:干伸长度 = (10-15)倍的焊丝直径. 大于300A时: 干伸长度 = (10-15)倍的焊丝直径 + 5mm,焊丝直径 (mm) 干伸长度(mm) 0.8 8 -12 1.0 10-15 1.2 12-18 1.6 21-29,焊枪操作基础,在焊接过程中,焊枪的高度(干伸长度)和角度,自始至终保持一致. 角度:和焊道的成型方向垂直,前进方向倾斜20度.,干伸长度为什么要求严格,热量=干伸长度热量+电弧热量 电弧电压,参考公式,小于300（250）A时: 焊接电压 = 0.04焊接电流 + 162 大于300（250）A时: 焊接电压 = 0.04焊接电流 + 202,举例,50A 18V 100A 20V 150A 22V 200A 24V 250A 26V 300A 28或32 350A 34V 400A 36V 450A 38V 500A 40V,规范电压高低的判断,电压偏高时:弧长变长, 飞溅颗粒变大, “啪嗒啪嗒” 焊道变平, 熔深变浅.易产生气孔. 工件 电压偏低时: 焊丝插向工件, 飞溅加大, 焊道窄而高, “嘭彭” 熔深变大. 工件,极性,以工件接线为准。 工件接焊机输出端（-），称谓反极性接法。作为焊缝要求，CO2气保焊必须反极性接法。 工件接焊机输出端（+），称谓正极性接法。可以进行堆焊，提高工作效率。,CO2气保焊极性,配电箱 流量计 主机 气瓶 - + 控制电缆 气管 送丝机 焊枪,通用的CO2焊机,主机 送丝机 遥控盒 - + 工件,实际焊接,焊前准备,坡口加工和清理 机械加工气体火焰和空气等离子切割等 工件上油污，油漆，氧化皮，铁锈及其他附着物清理干净。 焊前定位,实际焊接,前进法（左焊法）和后退法（右焊法）各有什么优缺点： 前进法：电弧推着熔池走，电弧不能直接作用在工件上，飞溅较大，熔深较浅，焊道平而宽，易观察焊缝，气体保护效果较好。适用于薄板，V型坡口打底焊。 后退法：电弧躲着熔池走，电弧直接作用在工件上，飞溅较小，成形好，熔深较大，焊道窄而高，易观察焊缝成型，气体保护效果较差。适用于厚板和药芯焊丝。,角焊：中厚板角焊，要使焊缝对称 必须考虑到上下板的散热，上板散热差， 下板散热好，所以，电弧应指向下板。 焊枪指向位置最关键,4mm以下角焊： 焊丝指向焊缝,角焊缝,多层焊 第一层应使用较大电流，焊枪与垂直板夹角减小 第二层应使用较小电流，并采用左焊法 层数越多，电流应降低，焊速应增加,气孔的产生原因与防止措施,裂纹的产生原因与防止措施,蛇形焊道的产生原因与防止措施,飞溅的产生原因与防止措施,电弧不稳的产生原因与防止措施,CO2气体保护焊,熔化极气体保护电弧焊 定义 熔化极气体保护电弧焊是采用连续送进可熔化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。 分类 按照采用保护气体的性质，熔化极气体保护电弧焊主要分为以下三类：,熔化极气体保护电弧焊,CO2气体保护电弧焊 定义 CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体，依靠焊丝和焊件之间产生得电弧来熔化金属的一种气体焊接方法。 基本原理 焊丝在通过进给装置向焊炬供给的同时,从焊接电源装置经由触头在与焊丝之间产生电弧.通过以这种电弧热熔化钢板和焊丝的焊接方法,电弧和熔化金属被二氧化碳所保护,可以防止熔化金属的酸化.,焊接过程,（3）焊枪或焊矩：焊枪是直接施焊得工具起到导电、导丝、导气的作用。 （4）气路装置：CO2供气装置由CO2气瓶、预热器、高压干燥器、减压阀、低压干燥器和流量计等部件组成。 气体选用和基本特性,参数选择及依据 二氧化碳气体保护焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等。 （1）电源极性 CO2气体保护焊一般采用电源反极性（直流反接）。优点：飞溅小，电弧稳定，成形好，焊缝金属焊氢量低，焊缝熔深大。 在进行高速焊接、堆焊和铸铁补焊时，应采用电源正极性（直流正接）。 注：直流反接：电源负极接在母材即母材为阴极 直流正接：电源正极接在母材即母材为阳极,（）焊丝直径 二氧化碳气体保护焊的焊丝直径一般可根据表选择 （3）电弧电压 电弧电压主要依据焊接电流和焊丝直径来选择。对于一定的焊接电流，通常有一范围很窄的（约3V）最佳电弧电压，若电弧电压过高，就容易产生气孔和飞溅。若电弧电压过低时，就会影响焊缝的成形。电弧电压增加，容宽也显著增加，熔深有所减少。 焊丝直径一定时，随着电流的增大，电弧电压也要相应提高； 焊接电流一定时，随选用焊丝直径的增大，电弧电压相应降低。,（4）焊接电流 焊接电流一般根据焊件厚度、接头形式、焊丝直径、以及所要求的熔滴过渡形式等来选择。当焊接电流增大时，熔深相应增加，熔宽也略有增加。 焊接电流必须与焊丝直径相适应，以保证焊接过程的稳定。当焊丝直径一定时，随着焊接电流的增加，焊丝熔化速度相应提高，但过大的焊接电流会造成熔池过大，较大的电弧吹力会对熔池产生强烈的冲刷作用，使焊缝成型严重恶化，尤其在粗丝焊接厚板时，会造成窄而深得熔池，焊缝收缩应力大，极易产生裂纹。因此，在增大焊接电流的同时，也应相应的提高焊接电压。但电压不能过高，否则会引起飞溅及元素烧损等现象。,焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷，电弧电压和焊接电流要相互匹配，通过改变送丝速度来调节焊接电流。飞溅最少时的典型工艺参数和生产所用的工艺参数范围详见下表.,（5）焊接速度 焊接速度是衡量生产率的主要标志。一般可根据焊接电流，电弧电压，焊缝截面尺寸等参数来选择。 随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余高和熔深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。,（6）焊丝伸长速度 焊丝伸长速度是指焊丝从导电嘴出口到末端的那段距离。焊丝伸出长度增加，则使焊丝的电阻值增加，造成焊丝熔化速度加快，当焊丝伸出长度过长时，因焊丝过热而成段熔化，结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气体对熔池的保护作用减弱；反之，当焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增加，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气流的流通。,（7）气体流量 二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。,（8）直流回路电感 在焊接回路中，为使焊接电弧稳定和减少飞溅，一般需串联合适的电感。当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快，会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。,平焊，横焊，立焊，仰焊，引弧，息弧 半自动二氧化碳气体保护焊的操作技术与焊条电弧焊相近，而且比焊条电弧焊容易掌握。半自动二氧化碳气体保护焊的操作工艺应注意以下问题： 1由于平外特性电源的空载电压低，又是光焊丝，所以在引弧时，电弧稳定燃烧点不易建立，焊丝易产生飞溅。又因工件始焊温度低，在引弧处易出现缺陷。一般