《混合气体保护焊》PPT课件.ppt

MAG焊,CO2焊接时，焊丝从送丝机构中被送丝辊轮挤压着送入导电嘴，导电后向电弧输送，焊丝不断被电弧熔化，又不断得到补充，从而使电弧长度保持相对稳定。焊丝不断熔化成熔滴溶入熔池，凝固形成焊缝。整个过程都在保护气体的保护下进行。,基本原理,CO2气体保护焊设备,半自动CO2气体保护焊设备主要由供气系统、焊接电源、送丝机构和焊枪四部分组成。,鹅颈式焊枪,焊丝,CO2焊通常使用表面镀铜焊丝 表面镀铜焊丝可防止焊丝生锈，利于保管，同时改善了导电性能，减小了送丝阻力。,焊丝,实芯焊丝,药芯焊丝,单一气体保护方式， 焊丝制作、保存、使用简单， 飞溅较大。,气-渣联合保护方式， 成本高，飞溅较少， 焊缝成型美观， 抗气孔能力强。,保护气体,一般分为三类： 1、纯CO2 成本低，焊接飞溅大 2、 CO2 +Ar 氩气是惰性气体， 加入后电弧稳定， 飞溅减少，焊缝成型得到改善。 3、 CO2 +O2 加入一定量氧气后，焊丝熔化率提高，熔池温度和熔深增加，是一种高效的焊接方法。,CO2气体保护焊特点,1、采用盘状焊丝，生成效率高。 2、焊渣极少，多层多道焊时，层间可不必清渣。 3、对油污不敏感。Co2高温分解，氧化性强。对油、锈和其它赃 物敏感性小，焊前清理要求不高，如无明显黄锈，一般不必清除。 4、明弧操作，容易观察焊接过程。 5、操作简单 6、成本低,电特性,焊接过程中，电弧突然拉长，电弧电压升高，电流降低，焊丝熔化速度减小，焊丝头接近工件，电弧变短，电压降低，电流升高，恢复到焊接平稳状态。反之亦然。,熔滴过渡,CO2焊熔滴过渡大致分为短路过渡、颗粒过渡和半短路过渡三种形式。这三种形式可由电流电压调整得到。,由于电弧不断发生短路，可听见均匀的“啪啪”声。要得到最高的短路频率，必须选择合适的电弧电压。对于0.8 1.2mm的焊丝，取20V左右，最短路频率约100Hz。 电流较低，用于薄板焊接。,熔滴断开瞬间，爆破，重新燃弧，发出飞溅,颗粒过渡,大颗粒过渡,细颗粒过渡,射滴过渡,射流过渡,电流,小,大,颗粒过渡,大颗粒过渡（滴状过渡）,熔滴左右摇摆，上下跳动，弧长波动不稳，焊接过程不稳定。 焊接飞溅大。 容易断弧，常需要重新引弧。 焊缝成型不好，表面粗糙。,结论：这种过渡方式没有应用价值（工艺性不好）,射流过渡,熔滴是极小的颗粒，长弧，焊接电流大，电压大。 电弧稳定，平和，金属飞溅很小，少。 电弧穿透力大，熔深大，适宜厚板焊接。 一般使用粗丝。,半短路过渡 焊缝成形好，但飞溅很大，可用于6-8mm中厚钢板焊接。 如1.2mm焊丝，180-240A，24-31V时会发生半短路过渡。 这种过渡方式使用不多。,三种 过渡 方式 比较,CO2焊接使用普通焊丝三大技术弊病 使用普通低碳钢焊丝进行CO2焊接，实际就是在CO2+ CO+ O2+O混合气体中焊接。 弊病一：合金元素烧损 高温时 CO2CO+ O2 O2 O+O 氧能和焊丝末端、熔滴、熔池中的金属及其他元素发生氧化反应，如生成氧化硅、氧化锰、 CO 、氧化亚铁。 弊病二：飞溅严重 除了上述反应生成CO外，氧化亚铁与金属中的碳发生还原反应，生成CO。 CO从熔池中冒泡涌出，发生飞溅；CO从熔滴中逸出而爆破，飞溅更大。 弊病三：CO气孔 CO在熔池凝固时不能逸出，产生气孔。,CO2飞溅产生的原因,1、冶金反应产生的飞溅,2、斑点压力引起大熔滴过渡时的焊接飞溅,3、熔滴短路过渡时产生的飞溅,短路时，电流突然增大，熔滴突然强烈加热，电磁收缩力大增，熔滴爆断，液态金属四溅。,1、使保护气流紊乱，破坏保护效果 2、破坏电弧稳定性 3、增加焊丝损耗量 4、影响焊缝外观，增加表面清理工作量 5、堵塞喷嘴，破坏气保效果 6、有烫伤焊工危险,含碳量大的焊丝，飞溅大，CO2气体水分大也会增加飞溅。,5、焊接材料选用不当使飞溅增大,飞溅产生的危害,4、焊接参数不当产生飞溅,1、使用低碳焊丝 2、选择合适的熔滴过渡方式 3、选用正确的焊接规范（电压高，电弧长，熔滴易长大，过渡过程发漂，飞溅就大。） 4、施焊时，焊枪保持正确的倾角；缩短焊丝干伸长度。 5、使用富氩混合气 6、直流反接法比直流正接法焊接飞溅减少 7、焊接电路中串联电抗器，焊接飞溅可减少。,减少飞溅的措施,CO2的焊接飞溅是焊接过程中的产物，无法根除。,CO2电弧焊时，由于熔池表面没有熔渣盖覆，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固比较快。如果焊接材料或焊接工艺处理不当，可能会出现CO气孔、氮气孔和氢气孔。,a.针状气孔 b.柱状气孔 c.蜂窝状气孔,1、CO气孔 在CO2焊接过程中，当焊丝金属中含脱氧元素不足时，焊接过程中就会有较多的溶于熔池金属中，熔池中的C与FeO反应生成 CO气体，当熔池金属凝固过快时，生成的CO气体来不及逸出，从而形成CO气孔。这类气孔通常出现在焊缝的根部或近表面的部位，且多呈针尖状。 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。 所以在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、氢气孔 氢气孔产生的主要原因是，熔池在高温时溶入了大量氢气，在结晶过程中又不能充分排出，留在焊缝金属中成为气孔。 氢的来源是工件、焊丝表面的油污及铁锈，以及CO2气体中所含的水分。油污为碳氢化合物，铁锈是含结晶水的氧化铁。它们在电弧的高温下都能分解出氢气。氢气在电弧中还会被进一步电离，然后以离子形态很容易溶入熔池。熔池结晶时，由于氢的溶解度陡然下降，析出的氢气如不能排出熔池，则在焊缝金属中形成圆球形的气孔。 要避免H2气孔，就要杜绝氢的来源。焊前应去除工件及焊丝上的铁锈、油污及其它杂质，更重要的要注意CO2气体中的含水量。因为CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。 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。因而CO2电弧焊是一种公认的低氢焊接方法。,3、氮气孔 在电弧高温下。熔池金属对氮有很大的溶解度。但当熔池温度下降时，氮在液态金属中的溶解度便迅速减小，就会析出大量氮，若未能逸出熔池，便生成氮气孔。氮气孔常出现在焊缝近表面的部位，呈蜂窝状分布，严重时还会以细小气孔的形式广泛分布在焊缝金属之中。这种细小气孔往往在金相检验中才能被发现，或者在水压试验时被扩大成渗透性缺陷而表露出来。 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。要避免氮气孔，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。,操作因素引起的气孔 1.如果气瓶有水分，焊缝有气孔 2.水冷式焊枪漏水，很容易产生气孔 3.没有打开保护气，整条焊缝都是气孔 4.外界有风吹，易产生气孔 5.气流量不合适，产生气孔 6.喷嘴被飞溅堵塞，空气进入产生气孔 7.焊枪倾角太大，吸入空气产生气孔 8.焊丝伸出长度大大，保护不好，产生气孔 9.焊枪漏气，致使喷嘴气流不组，产生气孔,CO2焊接参数,一、焊丝直径与焊接电流 二、电弧电压 三、焊接速度 四、气体流量 五、干伸长度 六、电弧极性 七、焊枪倾斜角度 八、焊枪嘴高度,一、焊丝直径与焊接电流,1.焊丝细，电流密度大，电弧燃烧的稳定性相应增高，熔深加大，焊丝熔化速度加快。,2.焊丝承受电流密度有限度，厚板因考虑熔滴过渡要求、焊接位置分布、生产效率等因素，用粗丝大电流焊接。,若要获得大熔深，就应加大电流； 焊接时怕烧穿，就要减少电流。,焊接电流、送丝速度的影响,二、电弧电压,1. 电弧电压首先影响着焊接电弧的稳定性和飞溅量的大小及熔滴过渡形式的稳定。 短路过渡弧长短，电压低，是一种较稳定的焊接方式。短路过渡时有一个最佳电压范围，低于或高于都会使电弧不稳，产生大的飞溅。 2.电弧电压决定焊缝的形状。主要影响焊缝宽度。,电压可根据电流大小确定 短弧焊，I200A时，电弧电压：U=0.04I+162（V） 长弧焊，I200A时，电弧电压：U=0.04I+202（V）,三、焊接速度,过快，焊缝两侧边缘处咬边 过慢，表面堆高严重 合适的焊接速度需与电流、电压、焊丝直径等参数配合。,四、气体流量,过大，产生紊流，破坏保护效果。 过小，保护气罩挺度不够，会有空气侵入。 气流量825L/min的范围内可获得满意的效果，薄板焊接小电流多用1015L/min为好。 空气流动一般不应大于1.52m/s。,五、干伸长度,过长，焊丝电阻热剧增，焊丝过热而熔化过快，甚至成段熔断，导致严重飞溅和电弧不稳。 过短，喷嘴离工件近，易被飞溅堵塞，从而使气流紊乱。 实际中用喷嘴到母材的距离代替干伸长度。,六、电弧极性,CO2焊一般采用直流反接，电弧稳定，焊丝熔化快，有阴极破碎作用，能清理污染物。直流正接则无以上效果。,七、焊枪倾斜角度,2030,左焊法,右焊法,沿焊缝，焊枪垂直于焊件，前进方向可以保持一定倾角,八、焊枪嘴高度,即焊枪喷嘴到焊件表面的距离，一般如下图所示。 喷嘴过高，保护效果差，易产生气孔 喷嘴过低，飞溅物易堵，喷嘴挡住视线,操作要点,1、选择正确的持枪姿势。（电缆曲率半径大于300mm） 2、保持焊枪与焊件合适的相对位置。 3、保持