二氧化碳气体保护焊.ppt

二氧化碳气体保护焊,气体保护电弧焊,气体保护焊的定义：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。常用的保护气体：二氧化碳气（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）及它们的混合气体:CO2+Ar、CO2+Ar+He、。,C02气体保护电弧焊的工作原理,二氧化碳气体保护焊是采用CO2气体作为保护介质，焊接时CO2气体通过焊枪的喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围形成气体保护层，机械地将焊接电弧及熔池与空气隔离开来，从而避免了有害气体的侵入，保证焊接过程稳定，以获得优质的焊缝。,CO2焊工作原理,CO2气体保护焊优点,1、生产效率高和节省能量。,2、焊接成本低。,3、焊接变形小。,4、对油、锈的敏感度较低。,5、焊缝中含氢量少，提高了低合金高强度钢抗冷裂纹的能力。,6、电弧可见性好，短路过渡可用于全位置焊接。,CO2气体保护焊缺点,1、金属飞溅大,2、不能在有风之处施焊风可以使CO2保护气罩发生紊流，形成气罩倾斜和变形，从而破坏保护作用。,3、不能焊接易氧化的有色金属。在电弧的高温下，CO2气体被分解成CO和O。原子状态下的氧呈现很强的氧化性，所以这种方法不能焊接易氧化的铝、铜、钛等有色金属。,4、焊工的劳动条件较差CO2焊接会产生CO2和C0等有害气体和烟尘，而且焊接电流较大，会产生较强的紫外线辐射等。,但与缺点相比，CO2气体保护焊的优点更加显著。,焊接特点,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,C02气保焊的特点,CO2焊的高效率,熔化速度和熔化系数高，比焊条大1-3倍坡口截面比焊条减小50%，熔敷金属量减少1/2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,CO2焊缝热影响区小，焊接变形小CO2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球罐全位置药芯焊丝CO2焊，合格率99.04%,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,a,a,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过渡形式,回忆：手工电弧焊熔滴的过渡形式有那些？,短路过渡,滴状过渡,喷射过渡,CO2保焊熔滴过渡形式,1短路过渡,细丝CO2气体保护焊（小于1.6mm）焊接过程中，因焊丝端部熔滴个非常大，与熔池接触发生短路，从而使熔滴过渡到熔池形成焊缝。短路过渡是一个燃弧、短路（息弧）、燃弧的连续循环过程，焊接热源主要由电弧热和电阻热两部分组成。短路过渡的频率由焊接电流、焊接电压控制，其特征是小电流、低电压、焊缝熔深大，焊接过程中飞溅较大。短路过渡主要用于细丝CO2气体保护焊，薄板、中厚板的全位置焊接。,CO2保焊熔滴过渡形式,2颗粒状过渡,粗丝CO2气体保护焊（大于1.6mm）焊接过程中，焊丝端部熔滴个较小，一滴一滴，过渡到熔池不发生短路现象，电弧连续燃烧，焊接热源主要是电弧热。其特征是大电流、高电压、焊接速度快。颗粒状过渡，主要用于粗CO2气体保护焊，中厚板的水平位置焊接。,CO2保焊熔滴过渡形式,3射流过渡,当粗丝CO2气体保护焊或采用混合气体保护细丝焊，焊接电流大到超过临界电流值，焊接时，焊丝端部呈针状，在电磁收缩力、电弧吹力等作用下，熔滴呈雾状喷入熔池，焊接过程中飞溅很小，焊缝熔深大，成形美观。射流过渡主要用于中厚板，带衬板或带衬垫的水平位置焊接。,气孔问题,回忆：手工电弧焊产生气孔的原因有哪些？,1、焊条没有烘干，特别是碱性焊条。2、焊接速度过快。3、焊接区域有油污，铁锈，水分等。4、焊接电流过大。等,气孔问题,1、CO气孔,CO2气保焊时，由于熔池受到CO2气流的冷却，使熔池金属凝固较快，若冶金反应生成的CO气体是发生在熔池快凝固的时候，则很容易生成CO气孔，但是只要焊丝选择合理，产生CO气孔的可能性很小。,气孔问题,2、N2气孔,当气体保护效果不好时，如气体流量太小；保护气不纯；喷嘴被堵塞；或室外焊接时遇风；使气体保护受到破坏，大量空气侵入熔池，将引起N2气孔。,气孔问题,3、H2气孔,在CO2气保焊时产生H2气孔的机率不大，因为CO2气体本身具有一家的氧化性，可以制止氢的有害作用，所以CO2气保焊时对铁锈和水分没有埋弧焊和氩弧焊那样敏感，但是如果焊件表面的油污以及水分太多，则在电弧的高温作用下，将会分解出H2，当其量超不定期CO2气保焊时氧化性对氢的抑制作用时，将仍然产生H2气孔。,为了防止H2气孔的产生，焊丝和焊件表面必须去除油污、水分、铁锈，CO2气体要经过干燥，以减少氢的来源。,气孔问题,总之焊道产生气孔的原因如下：,(1)焊丝和被焊金属坡口表面上的铁锈、油污或其它杂质。(2)人为的拉长电弧，焊接区域没有得到充分的保护。(3)焊接参数或焊接材料选择不当。(4)保护气体纯度不够。(5)气体加热器不能正常工作。,气孔问题,解决方法,(1)合理的使用焊接参数。在不违反焊接工艺的情况下，实际操作中焊接电流的大小应根据个人的使用习惯而调整，不要别人用多大的规范你也用同样的规范。(2)使用合格的焊接材料及保护气体。(3)彻底清除焊丝和被焊金属表面上的水、锈、油污和其它杂质。(4)使用二氧化碳气体保护焊、富氩气体保护焊时，要调整好焊枪与焊件的距离和角度使得焊接熔池得到充分的保护。一定确保气体加热器的完好率。(5)气保焊焊枪的导流罩必须够长，太短以后保护气体在流动过程中不能形成很好的保护罩。,KR500,A,V,焊枪,送丝电机,电磁气阀,遥控盒,气管,流量计,气瓶,工件,六芯电缆,正极电缆,负极电缆,焊接电源,A,配电箱,+,_,焊接设备,1、CO2焊机型号,CO2焊机的型号是由字母和数字组成。例如，NBC-400，NZC-1000，NDC-200等，其中符号和字母的含义如下。,第一个字母：N表示熔化极气体保护焊,第二个字母：B表示半自动，Z表示自动焊，C表示螺柱焊，D表示点焊，U表示堆焊，G表示切割,第三个字母：C表示二氧化碳保护焊，省略表示氩气或混合气体保护焊，M表示氩气或混合气保护脉冲焊,数字表示额定焊机电流A,思考：NBC-400，NZC-1000，NDC-200，NB-350含义,焊接设备,2、CO2焊的焊接电源,CO2气体保护焊机都适用的是直流反接电源。因为CO2气体保护焊采用交流和直流正接电源，电弧都不稳定，飞溅比较大。,焊接设备,3、送丝系统,CO2气体保护焊的送丝系统由送丝机构、送丝软管、焊丝盘三部分组成。,送丝方式有拉丝式、推丝式和推拉式三种。CO2半自动焊的焊枪也因送丝方式不同分为推丝式焊枪和拉丝式焊枪。,焊接设备,4、焊枪,1）推丝式（鹅颈式）是CO2半自动焊应用最为广泛的送丝方式之一。这种方式的优点是焊枪不带送丝机构，简单轻便，操作维修容易，但送丝管不能太长，焊丝不能太软、太细。,鹅颈式焊枪，其主要部件包括喷嘴，导电嘴，分流器，导管电缆。,推丝式焊枪,焊接设备,2）拉丝式（手枪式）焊枪的送丝机构、焊丝盘与焊枪连在一起，这种送丝方式送丝均匀稳定，但焊枪结构复杂沉重，只适用于直径为0.5-1.0mm细丝半自动焊。,拉丝式焊枪,喷嘴导电嘴分流器连接头绝缘接头枪体枪管导管,焊枪配件,焊接设备,5、供气系统,CO2焊机的供气系统由气瓶、预热器、干燥器、减压器、流量计和气阀组成。,减压阀：降低气瓶中的高压CO2气体，保证输出气体压力稳定。流量计：调节和测量保护气体的流量。预热器：防止瓶口结冰。干燥器：降低CO2气体中水分的含量。,焊接设备,焊接设备,6、控制系统,CO2自动焊的控制系统主要是实现焊接程序的控制。,焊接材料,CO2气体保护焊的焊接材料主要指CO2气体和CO2焊丝。,焊接材料,1、CO2气体,常态下二氧化碳是一种无色、无味、性能稳定的气体。密度为1.967kg/m3，密度比空气大，所以比空气重。因此焊接时可以把排除空气，从而起到保护熔池的作用。焊接用的CO2是将其压缩成液态储存于钢瓶中。,常用的CO2气瓶的容量为40L，可以装25L的液态CO2，占气瓶容积的80。CO2气瓶一般为铝白色，瓶体标有“二氧化碳”，字体为黑色。满瓶的压力为5-7MPa。,提纯：静置30分钟，倒置放水分，正置放杂气，重复两次,工业用钢制二氧化碳气瓶,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Si、Mn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:,焊接材料,2、焊丝,实芯焊丝的型号、特征及适用范围,常用的实芯焊丝型号：H08Mn2SiAH：焊接用钢,08：含碳量0.08%,Mn2:2%的氧化锰,Si: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,药芯焊丝：药性焊丝是将焊丝制成细的管子，在管子内装有稳弧剂、脱氧剂、造渣剂和掺合金粉，以解决实芯焊丝焊接时合金元素烧损、飞溅大等问题。,B)药芯焊丝,焊接材料,CO2半自动焊焊丝的直径有0.6、0.8、1.0、1.2、1.6等几种。CO2自动焊焊丝大多采用直径为2.0、2.5、3.0、4.0、5.0等焊丝。,CO2焊主要规范参数,7电源极性,6气体流量,5伸出长度,2焊接电压,3焊接速度,1焊接电流,4焊丝直径,8回路电感,焊接参数,1、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。,034567891011121314m/min,A500400300200100,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。,焊接参数,2、焊接电压,焊接电压既电弧电压:提供焊接能量。电弧电压越高，焊接能量越大，焊丝熔化速度就越快，焊接电流也就越大。,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+202)伏举例1：选定焊接电流200A，则焊接电压计算如下：焊接电压=(0.04200+161.5)伏=(8+161.5)伏=(241.5)伏举例2：选定焊接电流400A，则焊接电压计算如下：焊接电压=(0.04400+202)伏=(16+202)伏=(362)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,焊接参数,3、焊接速度,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）.,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。,焊接参数,4、焊丝直径,主要根据焊件厚度、焊缝空间位置、接头形式及生产率要求等条件来选择。,焊接参数,5、焊丝伸出长度,焊丝的伸出长度取决于焊丝的直径。,通常焊丝伸出长度计算方法小于300A时:L=(10-15)倍焊丝直径.大于300A时:L=(10-15)倍焊丝直径+5mm,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。,导电咀L工件,定义:焊丝从导电咀到工件的距离,焊接过程中，保持焊丝干伸长度不变是保证焊接