二氧化碳气体保护焊的焊接参数设计 精品.doc

题 目：二氧化碳气体保护焊的焊接参数目 录摘要1Abstract2第一章 绪论61.1 CO2气体保护焊的功能与用途61.2 CO2焊的二氧化碳气体保护焊的优缺点61.2.1二氧化碳气体保护焊的优点61.2.2二氧化碳气体保护焊的缺点61.3国内外CO2气体保护焊现状7第二章 我国CO2气保焊材料发展的现状82.1 我国CO2气保焊材料生产现状82.2 焊丝的发展现状9第三章 二氧化碳气体保护焊的优缺点及其操作103.1 二氧化碳气体保护焊的冶金特点103.2二氧化碳气体保护焊的缺点103.3二氧化碳气体保护焊的焊接材料103.3.1CO2气体103.3.2焊丝11第四章 二氧化碳气体保护焊的保护效果134.1 二氧化碳气体保护焊的保护效果134.2 二氧化碳气体保护焊的冶金特点134.3 气孔问题144.3.1 CO气孔144.3.2 N2144.3.3 H2气孔144.4二氧化碳气体保护焊的飞溅问题154.4.1二氧化碳气体保护焊飞溅产生的原因154.4.2二氧化碳气体保护焊预防飞溅的措施15第五章 二氧化碳气体保护焊熔滴过渡形式175.1 短路过度175.2 颗粒状过17第六章 二氧化他气体保护焊的操作186.1 起弧186.2 收弧186.3操作方法18第七章 平焊的试板参数的设计207.1焊前准备设计207.1.1坡口设计207.1.2反变形设计217.2焊接时的参数设计227.2.1焊接摆条的设计227.2.2过渡设计237.3平焊焊接电流。电压参数的设计257.4平焊的其他参数设计26第八章 角焊缝试板的焊接参数设计288.1 角焊缝形式以及强度288.2角焊缝试板的焊接其他参数设计29第九章 立焊试板的焊接参数设计31第十章 横焊试板的焊接参数设计33第十一章 二氧化碳气体保护焊产生缺陷的原因以及防止办法36结束语39第一章 绪论1.1 CO2气体保护焊的功能与用途CO2气体保护焊一直都是以质量和价格合理取胜，故障率低，它适用于焊接低钢、低合金结构钢、低合金高强钢、不锈钢、钢、铁、铜、铝、镍等，全位置的点焊、对焊、角焊和搭焊，保护气体采用纯一方面能够起到保护焊枪导电嘴不被氧化，同时CO2气体跟碳发生化学反应生成CO起到助燃的作用，更能获得稳定的焊接效果。1.2 CO2焊的二氧化碳气体保护焊的优缺点1.2.1二氧化碳气体保护焊的优点（1）焊接成本低。CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品，价格低、来源广，其焊接成本约为手弧焊和埋弧焊的4050。(2)焊接生产率高。由于焊丝自动送进，焊接时焊接电流密度大，焊丝的熔化效率高，所以熔敷速度高。焊接生产率比手弧焊高23倍。(3)应用范围广。可以焊接薄板、厚板以及全位置的焊接等。(4)抗锈能力强。CO2焊对焊件上的铁锈、油污及水分等，不像其他焊接方法那样敏感，具有较好的抗气孔能力。(5)操作性好，具有手弧焊那样的灵活性。1.2.2二氧化碳气体保护焊的缺点(1)在电弧空间里，CO2气体氧化作用强，因而需对焊接熔池脱氧，要使用含有较多脱氧元素的焊丝。（2）飞溅大。不论采用什么措施，也只能使CO2焊接飞溅减小到一定程度，但仍比手弧焊、氩弧焊大得多。1.3国内外CO2气体保护焊现状CO2焊接技术发展与金属结构制造是密不可分的。50年代初期，CO2气体保护焊技术一经开发，就应用于金属结构件的制造，并且伴随着焊接结构的设计，制造水平的不断提高，逐渐成为金属结构件焊接的主要方法。其高效，优质，自动化的技术特点，具有良好的应用条件并且极大的推动了金属结构件焊接技术和相关专业的发展，在焊接技术发展史上书写了极其辉煌的一页。目前在美国，日本等发达国家采用焊接金属结构件比例日趋增大，其中CO2气体保护焊消耗的焊接金属材料重量约占全部焊接材料总重量的50%75%。经过多年努力，我国CO2气保焊技术在金属结构制造业中的推广应用，取得了长足的进步第二章 我国CO2气保焊材料发展的现状2.1 我国CO2气保焊材料生产现状我国早在50年代末就开始研究CO2气体保护焊工艺，由于各种原因，直至80年代初国内熔化极气体保护焊的应用还很少。据大概统计，1982年CO2气体保护焊机仅占焊机总数3.1%，1984年CO2焊接占总焊接工作量的5%。由于市场需求不迫切，CO2焊丝的生产自然跟不上，焊丝产品单一，大部分表面没有镀铜，大捆供货，焊丝生产企业也极少。随着改革开放的深入，一些大型企业引进国外的生产技术，或者与外商合资生产，合资生产的产品要求采用熔化极气体保护焊。所以许多企业在引进技术和合资生产的同时，购进大批焊接设备及成盘层绕镀铜的各种规格的实用焊丝，投入到生产中。由于这种焊工艺方法远远优于手工电弧焊，受到从焊工到企业领导者的认可。在七十年代末我国船舶产品打入国际船舶市场，出口船舶必须满足国际标准和有关规范，我国传统的生产工艺不能满足出口船舶的建造，其中焊接质量差和焊接生产效率低成为突出矛盾。为此1982年中船总公司提出推广应用高效焊接技术的方案，1983年又提出了“大力推广应用高效焊接技术，更新焊接设备，更新焊接设备、开发高效焊接材料、依靠焊接技术进步，提高焊接生产效率”的方针，从采用高效铁粉焊条、带有支架的重力焊条到CO2气保护半自动焊，使得整个造船行业的焊接自动化水平不断提高，缩短了船舶建造周期，降低了生产成本，成为其他行业的榜样，极大地推动了我国的焊接技术进步。在此期间，由于市场对焊丝有需求，焊丝生产企业逐渐增加，1983年天津焊丝厂(当时为天津市第五金属制品厂)从德国引进焊丝镀铜设备，1984年常州焊条厂也从西德引进全套生产设备，开始向市场提供具有一定水平的盘状层绕的镀铜焊丝，从此我国的CO2焊丝生产迈上了一个新台阶，到20世纪80年代末，焊丝生产行业已经初具规模。目前全国的焊丝生产厂量少有150家，主要由国营、乡镇、个体及三资企业组成，另外，近十几年来许多焊条厂也开发增加了焊丝品种，并且成为焊丝生产的骨干企业。焊丝产量1985年为5千吨，1995年达到7万吨，到1999年迅速增为10万吨，15年来增长20倍。整个焊丝行业实际生产能力近20万吨。自1983年天津焊丝厂从德国引进生产设备到现在，全国已众德国、瑞典、加拿大、日本、瑞士、意大利及台湾等7个国家和地区引进各种焊丝生产设备50套，国产或企业自行制造的100余条。据我们掌握，目前还有部分企业在上焊丝产品。应该说，虽然产品由于各种原因还存在一定的问题，但是从生产条件、生产设备方面看，还是相当不错的。2.2 焊丝的发展现状我国的气体保护焊焊丝开始发展缓慢。1985年后才有了较快的发展。随着各种自动和半自动焊接方法的推广应用，焊接的品种逐渐增多，使用量也逐年扩大。各国焊条和焊丝的产量的比例，在一定程度上反映了该国的焊接自动化水平。我国目前焊丝生产企业150多家，整个焊丝行业年生产能力越30 万吨，多数是生产埋弧焊和CO2气体保护焊焊丝。焊丝主要规格有：0.5 0.8 0.9 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 4.0等。第三章 二氧化碳气体保护焊的优缺点及其操作3.1 二氧化碳气体保护焊的冶金特点(1)焊接成本低。CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品，价格低、来源广，其焊接成本约为手弧焊和埋弧焊的4050。(2)焊接生产率高。由于焊丝自动送进，焊接时焊接电流密度大，焊丝的熔化效率高，所以熔敷速度高。焊接生产率比手弧焊高23倍。(3)应用范围广。可以焊接薄板、厚板以及全位置的焊接等。(4)抗锈能力强。CO2焊对焊件上的铁锈、油污及水分等，不像其他焊接方法那样敏感，具有较好的抗气孔能力。(5)操作性好，具有手弧焊那样的灵活性。3.2二氧化碳气体保护焊的缺点(1)在电弧空间里，CO2气体氧化作用强，因而需对焊接熔池脱氧，要使用含有较多脱氧元素的焊丝。(2)飞溅大。不论采用什么措施，也只能使CO2焊接飞溅减小到一定程度，但仍比手弧焊、氩弧焊大得多。3.3二氧化碳气体保护焊的焊接材料3.3.1CO2气体1CO2气体的性质纯CO2气体是无色，略带有酸味的气体。密度为本1.97kg/m3，比空气重。在常温下把CO2气体加压至57Mpa时变为液体。常温下液态CO2比较轻。在0，0.1Mpa时，1kg的液态CO2可产生509L的CO2气体。2瓶装CO2气体采用40L标准钢瓶，可灌入25kg液态的CO2，约占钢瓶的80%，基余20%的空间充满了CO2气体。在0时保饱各气压为3.63Mpa；20时保饱各气压为5.72Mpa；30时保饱各气压为7.48 Mpa，因此，CO2气瓶要防止烈日暴晒或靠近热源，以免发生爆炸。3CO2气体纯度对焊接质量的影响CO2气体纯度对焊缝金属的致密性和塑性有很大影响。CO2气体中的主要杂质是H2O和N2，其中H2O的危害较大，易产生H气孔，甚至产生冷裂缝。焊接用CO2气体纯度不应低于99.8%（体积法），其含水量小于0.005%（重量法）。4混合气体一般混合气体是在Ar气（无色、无味、密度为1.78kg/m3）中加入20%左右的CO2气体制成，主要用来焊接重要的低合金钢强度钢。5. CO2气体纯度的影响。气体的纯度对焊接质量有一定影响，杂质中的水分和碳氢化合物会使熔敷金属中扩散氢含量增高，对厚板多层焊易于产生冷裂纹或延迟裂纹。二氧化碳的技术要求如下表：项 目组分含量（%）优等品一等品合格品二氧化碳含量（V/V）99.999.799.5液态水不得检出不得检出不得检出油不得检出不得检出不得检出水蒸气+乙醇含量（m/m）0.0050.020.05气味无异味无异味无异味在重、大型钢结构中低合金高强钢特厚板节点拘束应力较大的主要是焊缝焊接时应采用优等品，在低碳钢厚板节点主要焊缝焊接时可采用一等品，对一般轻型钢结构薄板焊接可采用合格口。3.3.2焊丝1实心焊丝为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝具有一定的力学性能，要求焊丝中含有足够的合金元素，一般采用限制含碳量（0.1%以下），硅锰联合脱氧。焊丝直径常用的有：0.8mm0.9mm1.0mm 1.2mm 1.6mm，焊丝直径允许偏差+0.01，-0.04。以下介绍几种常用的焊丝。2.用于焊接低碳钢低合金钢的焊丝有：H08MnSiA，H08MnSi，H10MnSi。3.用于焊接低合金钢强度钢的焊丝有：H08Mn2SiA，H10MnSiMo，H10Mn2SiMoA。4.用于焊接贝氏体钢的焊丝有：H08Cr3Mn2MoA。5.用于焊接抗微气孔焊缝低飞溅的焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti。6.用于焊接不锈钢薄板的焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti，H1Cr18Ni9Nb。第四章 二氧化碳气体保护焊的保护效果 4.1 二氧化碳气体保护焊的保护效果CO2气体保焊是利用CO2气体作为保护气体的一种电弧焊。CO2气体本身是一种活性气体，它的保护作用主要是使焊接区与空气隔离，防止空气中的氮气对熔池金属的有害作用，因为一旦焊缝金属被氮化和氧化，设法脱氧是很容易实现的，而要脱氮就很困难。CO2气保焊在CO2保护下能很好地排除氮气。在电弧的高温作用下（5000K以上），CO2气体全部分解成CO+O，可使保护气体增加一倍。同时由于分解吸热的作用，使电弧因受到冷却的作用而产生收缩，弧柱面积缩小，所以保护效果非常好。4.2 二氧化碳气体保护焊的冶金特点CO2气保焊时，合金元素的烧损，焊缝中的气孔和焊接时的飞溅，这三方面是CO2气保焊的主要问题，而这些问题都与电弧气氛的氧化性有关。因为只有当电弧温度在5000K以上时，CO2气体才能完全分解，但在一般的CO2气保焊电弧气氛中，往往只有4060%左右的CO2气体完全分解，所以在电弧气氛中同时存在CO2、CO和O气氛对熔池金属有严重的氧化作用。合金元素的氧化：CO2气体和O对金属的氧化作用，主要有以下几种形式：Fe+CO2=FeO+CO Si+2CO2=SiO2+2CO Mn+CO2=MnO+CO Fe+O=FeO Si+2O=SiO2Mn+O=MnO 这些氧化反应既发生在熔滴中，也发生于深池中。氧化反应的程度取决于合金元素的浓度和对氧的亲和力的大小，由于铁的浓度最大，固铁的氧化最强烈，Si、Mn、C的浓度虽然较低但与氧的亲和力比铁大，所以大部分数量被氧化。以上氧化反应的产物SiO2T MnO结合成为熔点较低的硅酸盐熔渣，浮于熔池上面，使熔池金属受到良好的保护。反应生成的CO气体，从熔池中逸到气相中，不会引起焊缝气孔，只是使焊缝中的Si、Mn元素烧损。在CO2气保焊中，与氧亲和力较弱的元素Ni、Cr、Mo其过渡系数最高，烧损最少。与氧亲和力较大的元素Si和Mn，其过渡系数较低，因为它们当中有相当数量用于脱氧。而与氧的亲和力最大的元素Al、Ti、Nb的过渡系数更低，烧损比Si、Mn还要多。反应生成的FeO将继续与C作用产生CO气体，如果此时气体不能析出熔池，则在焊缝中生成CO气孔。反应生成的CO气体在电弧高温下急剧膨胀，使熔滴爆破而引起金属飞溅，因此必须采取措施，尽量减少铁的氧化。 4.3 气孔问题4.3.1 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。4.3.2 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。4.3.3 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、分、铁锈，CO2气体要经过干燥，以减少氢的来源。4.4二氧化碳气体保护焊的飞溅问题4.4.1二氧化碳气体保护焊飞溅产生的原因由于焊丝和工件中都含有碳，CO2气保焊电弧气氛氧化性强，熔滴中发生FeO+C=Fe+CO，熔滴爆炸，产生飞溅。另一个原因是CO2气保焊细丝（1.6mm以下）焊时，一般采用短路过渡焊接，当电弧短路期间，电弧空间逐渐冷却，当电弧再次引燃时，电流较大，电弧热量突然增大，较冷的气体瞬间产生体积膨胀而引起较大的冲动功，由此引起较大的飞溅。另外当焊机的动特性不太好时，短路电流的增长速度太慢，使熔滴过渡频率降低，短路时间增长，焊丝伸出部分在电阻热的作用下，会发红软化，形成大颗粒成段断落，爆断，使电弧熄灭，造成焊接过程不稳。短路电流增长太快时，一发生短路，熔滴立即爆炸，产生大量的飞溅。4.4.2二氧化碳气体保护焊预防飞溅的措施1.采用活化处理过的焊丝可以细化金属熔滴减少飞溅，改善焊缝的成形。所谓活化处理就是在焊丝表面涂一层薄的碱土金属或稀土金属的化合物来提高焊丝发射电子的能力，最常用的活化剂是铯（Cs）的盐类如CsCO3，如稍加一些K2CO3，Na2CO3，则效果更显著。2.限制焊丝中的含碳量在0.080.11%范围内，为此可选用超低碳焊丝，如：HO4Mn2SiTiA。3.必要时选用药芯焊丝，使熔滴表面有熔渣覆盖，可减少飞溅，使焊缝盛开美观。4.在CO2气体中加入少量的Ar气，改善电弧的热特性和氧化性，减少飞溅。5.采用直流反接，使焊丝端部的极点压力较小。6.选择最佳的焊接规范，焊接电流、焊接电压不要过大或过小。7.选择最佳的电感值，CO2气体保护焊时电流的增长速度与电感有关，既：di/dt=（U0-iR）/L 式中：U0电源的空载电压I瞬间电流R焊接回路中的电阻L焊接回路中的电感由此可知电感越大，短路电流的增大速度di/dt越小。当焊接回路中的电感值在00.2毫亨范围内变化时，对短路电流上升速度的影响特别显著。一般在用细丝CO2气体保护焊时，由于细焊丝的熔化速度比较快，熔滴过渡的周期短，因此需要较快的电流增长速度，电感应该选小些。相反，粗焊丝的熔化速度较慢，熔滴过渡的周期长，则要求电流增长速度慢些，所以应该选较大的电感值。8.在喷咀上涂一层硅油或防堵剂，可以有效的防止喷咀堵塞。使用焊接飞溅清除剂，喷涂在工件上，可以阻止飞溅物与母材直接接触，飞溅物用丝刷轻轻一刷就能把飞溅物清除。 第五章 二氧化碳气体保护焊熔滴过渡形式5.1 短路过度细丝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。5.2 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。5.3 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。第六章 二氧化他气体保护焊的操作6.1 起弧（1）保持干身长不变。（2）倒退引弧法，在焊道前端1020mm处银狐。（3）接头处磨薄，防止接头未熔合。6.2 收弧（1）保持干身长不变。（2）在熔池边缘处收弧。（3）收弧和起弧工艺，虽然说CO2的起弧与收弧工艺简单，但若达到一定质量要求，掌握规范的操作工艺适合有必要的，起弧工艺：起弧之前在焊丝端头与母材之间保持一定距离的情况下，按下焊枪开关。在起弧时，保持干身长度稳定。其呼出由于工件温度较低，又无法像手工焊那样拉长电弧预热，所以采用倒退引弧法，使焊道充分融合。收弧工艺：CO2焊收弧时，应保持干身长度不变，并把燃烧点拉到熔池边缘处停弧，焊机自完成回烧、消球、延时气体保护的收弧过程。6.3操作方法1.左焊法（右左）：余高小，宽度大，飞溅小，便于观察焊缝，焊接过程稳定，气保效果好（有色金属必须用左焊法），但是溶深较浅。2.右焊法（左右）：余高大，宽度小，飞溅大，便于观察熔池，熔池深。3.运枪方法；锯齿形摆条。4.平角焊不摆或小幅摆动。5.立焊向上焊，采用三角形运条。焊枪过渡；熔池两边停留，在熔池前1/3处过渡。枪的角度：垂直于焊道，延运条方向成8090试板：间隙2.02.5mm，起弧点略小于收弧点。无钝边，反变形1。第七章 平焊的试板参数的设计7.1焊前准备设计7.1.1坡口设计坡品形状板厚(mm)焊丝直径(mm)焊道数61.6181.62121.6281.22101.22161.23191.24坡口的选择与分析：由于板厚是15mm以上的刚结构件，所以放弃第一种、第二种、第三种、第四种、第七种方案，选择第五种、第六种方法。将试板加工成V型坡口，分三道.四道焊缝进行焊接。7.1.2反变形设计板材拼接首先将板材两端，用电块垫起来一定角度，电器的角度应该根据板材的厚度来确定，一般情况下板厚在1520mm之间时，角度在34为宜；当板厚在2030mm之间时，角度在在1.51.6最好。如图1所示。准确选择合适的掂起角度是焊接反变形工艺的一个重要措施，角度偏大或偏小都将直接影响焊接后接头平整度。拼接接头不留间隙，在相同的接缝上所垫起的角度应一致。当正面焊缝全部焊完后，随着焊缝不断的冷却和收缩，角变形逐渐加大，一般情况下1018mm的板材角度由原预变形角度1.31.5增加到34；2030mm的板材角度由原预变形角1.51.6增加到1.93.2。如图2所示。7.2焊接时的参数设计7.2.1焊接摆条的设计焊接的摆条一般分九种：直线型、直线往复型、锯齿形、月牙形、正三角形、斜三角形、正圆圈形等。见下图.由于我们要焊的试板是15mm以上的，需要分四层焊接。第一层俗称打底焊，一般是走直线型和正圆圈形。是因为这两种摆条方法容易控制熔池大小，将熔池保持成一个椭圆，将两块铁板的底部融合在一起。打底焊一般焊高在34mm之间。第二层第三层俗称填充层，走锯齿状摆条，是因为这种摆条方法可以让焊缝十分平整，可以让两块板充分的融合在一起，不容易出现焊接的缺陷。第四层俗称盖面层，一般走月牙形，走月牙形可以清楚看到熔池的表面，很好的将试板的两个边融在一起，成型非常漂亮。7.2.2过渡设计在电弧焊中焊丝作为外加电场的一极（用直流电源，焊丝接正极时称为直流反接，接负极时称为直流正接），在电弧激发后被产生的电弧热熔化而形成熔滴向母材熔池过渡，其过渡形式有多种，因焊接方法、工艺参当选变化而异，对于CO2气体保护焊而言，主要存在三种熔滴过渡形式，即短路过渡、滴状过渡、射滴过渡。以下简过这三种过渡形式的特点、与工艺参数（主要是电流、电压）的关系以及其应用范围。短路过渡。短路过度是在细焊丝、低电压和小电流情况下发生的。焊丝熔化后由于斑点压力对熔滴有排斥作用，使熔滴悬挂于焊丝端头并积聚长大，甚至与母材的深池相连并过渡到熔池中，这就是短路过渡形式，见下图：1）过渡主要特征是短路时间和短路频率。影响短路过渡稳定性的因素主要是电压，电压约为1821V时，短路时间较长，过程较稳定。焊接电流和焊丝直径也即焊丝的电流密度对短路过渡过程的影响也很大。在表（1）中列出了不同焊丝直径时的允许电流范围和最佳电流范围。在最佳电流范围内短路频率较高，短路过渡过程稳定，飞溅大，必须采取增加电路电感的方法以降低短路电流的增长速度，避免产生熔滴的瞬时爆炸和飞溅。另外一个措施是采用Ar-CO2混合气体（各约50%），因富Ar气体下斑点压力较小，电弧对熔滴的排斥力较小，过程比较稳定和平静。细焊丝工作范围较宽，焊接过程易于控制，粗焊丝则工作范围很窄，过程难以控制。因此只有焊丝直径在1.2mm以下时，才可能采用短路过渡形式。短路过渡形式一般适用于薄钢板的焊接。CO2气体保护焊稳定短路过渡时不同焊丝直径的电流范围焊丝直径（mm）允许电流（A）最佳电流（A）0.860160601001.070240701201.290260901751.61102901102002.01203501202502）滴状过渡。滴状过渡是在电弧稍长，电压较高时产生的，此时熔滴受到较大的斑点压力、熔滴在CO2气氛中一般不能沿焊丝轴向过渡到熔池中，而是偏离焊丝轴向，甚至于上翘，如下图所示。由于产生较大的飞溅，因此滴状过渡形式在生产中很难采用。只有在富氩混合气焊接时，熔滴才能形成向过渡和得到稳定的电弧过程。但因富氩气体的成本是纯CO2气体的几倍，在建筑钢结构的生产和施工安装中应用较少。3）射滴过渡。CO2气体保护焊的射滴过渡是一种自由过渡的形式，但其中也伴有瞬时短路。它是在1.63.0的焊丝，大电流条件下产生的，是一种稳定的电弧过程。焊丝直径1.23.0时，如电流较大，电弧电压较高，能产生如前所述的滴状过渡，但如电弧电压降低，电弧的强烈吹力将会排除部分熔池金属，而使电弧部分潜入熔池的凹坑中，随着电流增在则焊丝端头几乎全部潜入熔池，同时熔滴尺寸减小，过渡频率增加，飞溅明显降低，形成典型的射滴过渡，如下所示。但电流增大有一定限度，电流过大时，电弧力过大，会强烈扰动熔池，破坏焊接过程。由于射滴过渡对电源动特性要求不高，而且电流大，熔敷速度高，适合于中厚板的焊接，不易出现未熔合缺陷，但由于熔深大，熔宽也大，射滴过渡用于空间位置焊接时，焊缝成形不易控制。CO2气体保护焊不同焊丝直径时形成射滴过渡的电流范围焊丝直径（mm）焊接电流（A）1.22503501.63005002.03505502.44006503500750 CO2+Ar混合气配比的影响。不论对于短路过渡还是滴状过渡的情况，在CO2气体中加入Ar，飞溅率都能减少。短路过渡时CO2含量在50%70%范围内都有良好效果，在大电流滴状过渡时，Ar含量为75%80%时，可以达到喷射过渡，电弧稳定，飞溅很少。所以在实际焊接中一般选择射滴过渡。 7.3平焊焊接电流。电压参数的设计在7.2.2中我们采用射滴过渡，所以焊接电流应该在250350之间。但是由于我们在焊试板是焊四层，所以用的电流、电压都是不一样的。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。所以我在第一层设计的电流是120-150A，第二层和第三层是150-200A，第四层是200-220A。然后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) 伏第一层选定焊接电流120A，则焊接电压计算如下：焊接电压 = ( 0.04 120+ 16 1.5)伏= ( 2.8 + 16 1.5)伏 = ( 18.8 1.5)所以第一层的焊接电流是120A，电压是18.8 1.5。第二层选定焊接电流180A，则焊接电压计算如下：焊接电压 = ( 0.04 180+ 16 1.5)伏= ( 7.2+ 16 1.5)伏 = ( 23.2 1.5)所以第一层的焊接电流是180A，电压是23.2 1.5。第三层选定焊接电流190A，则焊接电压计算如下：焊接电压 = ( 0.04 190+ 16 1.5)伏= ( 7.6+ 16 1.5)伏 = ( 23.6 1.5)所以第三层的焊接电流是190A，电压是23.6 1.5。第四层选定焊接电流220A，则焊接电压计算如下：焊接电压 = ( 0.04 220+ 16 1.5)伏= ( 8.8+ 16 1.5)伏 = ( 24.8 1.5)所以第四层的焊接电流是220A，电压是24.8 1.5。7.4平焊的其他参数设计1.保护气流量的影响。气体流量大时保护较充分，但流量太大时对电弧的冷却和压缩很剧烈，电弧力太大会扰乱熔池，影响焊缝成形。2.导电嘴与焊丝端头距离的影响。导电嘴与焊丝伸出端的距离亦称为焊丝伸长度。该长度大则由于焊丝电阻而使焊丝伸出优产生的热量大，有利于提高焊丝的熔敷率，但伸出长度过大时会发生焊丝伸出段红热软化而使电弧过程不稳定的情况，应予以避免。通常1.2焊丝伸出长度保持在1520mm，按焊接电流大小作选择。3.焊矩与工件的距离。焊矩与工件距离太大时，保护气流达到工件表面处的挺度差，空气易侵入，保护效果不好，焊缝易出气孔。距离太小则保护罩易被飞溅堵塞，使保护气流不顺畅，需经常清理保护罩。严重时出现大量气孔，焊缝金属氧化，甚至导电嘴与保护罩之间产生短路而浇损，必须频繁更换。合适的距离根据使用电流大小而定。4.电源极性的影响。采用反接时（焊丝接正极，母材接负极），电弧的电磁收缩力较强，熔滴过渡的轴向性强，且熔滴较细，因而电弧稳定。反之则电弧不稳。4.焊接速度的影响。CO2气体保护焊，焊接速度的影响与其他电弧焊方法相同，焊接速度太慢则熔池金属在电弧下堆积，反而减少熔深，且热影响区太宽，对于热输入敏感的母材易造成熔合线及热影响区脆化。焊接速度太快，则熔池冷却速度太快，不仅易出现焊缝成形不良、气孔等缺陷，而且对淬硬敏感性强的母材易出现延迟裂纹。因此焊接速度应根据焊接电流、电压的选择来加以合理匹配。第八章 角焊缝试板的焊接参数设计8.1 角焊缝形式以及强度角焊缝（filletwelds）是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝（图3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a）。在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝的截面常采用图3.3.1（b）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c）。图中的hf为焊角尺寸。两焊脚边的夹角90或90的焊缝称为斜角角焊缝（图3.3.2）。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角135或60的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。 8.2角焊缝试板的焊接其他参数设计角焊时的焊接条件的设计坡品形状板厚(mm)根部间隙(mm)焊道直径(mm)电流(A)电压(V)速度(cm/min)CO2流量(L/min)2.33.540.913015019203540153.244.51.2150200212435454.555.51.220025024264050655.51.220025024264050208781.22603002834253512781.2260300283525352.33.540.910015019203540153.2451.2150200212535454.555.51.2150200212535406671.230035030364045208671.23003503035404512891.6430450384040452.30.910013020214550153.21.2150180202235404.51.220025024264050第九章 立焊试板的焊接参数设计立向位置对接焊参数坡品形状板厚(mm)根部间隙(mm)焊道直径(mm)电流(A)电压(V)速度(cm/min)4.02.01.214016019203540222.41.2（1层）1201814（2层）14019.511（3层）14019.58.2（4层）14019.55.5（5层）13019.04.0试件装配：钝边：修磨钝边0.5 1mm，无毛刺。焊前清理：清理坡口及坡口正反面两侧各20mm范围内的油污、锈蚀等。装配间隙：始端3.2mm，终端4.0mm，错边1%的板厚。打底焊：引弧：将试件始端放于右侧，在离试件端部20mm坡口内的一侧引弧，然后开始向左焊接打底焊道。焊枪沿坡口两侧作小幅度横向摆动，控制电弧在离底边2 3 mm外燃烧，并在坡口两侧稍微停留0.5 1s。焊接时应根据间隙大小和熔孔直径的变化调整横向摆幅度和焊接速度，尽可能维持熔孔直径不变，经获得宽窄和高低均匀的背面焊缝。控制熔孔大小：这决定背部焊缝的宽度和余高，要求焊接过程中控制熔孔直径始终比间隙大1 2 mm。控制喷嘴的高度电弧必须在离坡口底部2 3 mm处燃烧，保证打底层厚度不超过4 mm。填充焊：调试填充层焊接工艺参数，从试板右端开始焊填充层，焊枪的横向摆动幅度稍大于打底层焊缝宽度，焊时不允许熔化坡口棱边。盖面焊：调试好盖面层焊接工艺参数后，从右端开始焊接并注意：保持喷嘴高度、焊接速度均匀、收弧时要填满弧坑。第十章 横焊试板的焊接参数设计横向位置对接焊设计的参数坡品形状板厚(mm)根部间隙(mm)焊道直径(mm)焊道（数）电流(A)电压(V)速度(cm/min)621.01130140192018222150160202115251221.01130140192018222150160202115251561.21424026025293040520024024264050焊接的参数选择：名称焊接层次焊丝直径/mm焊接电流/A电弧电压/ACO2气体流量/(L/min)横焊的参数打底焊1.690-10018-2010-15填充焊110-12020-22盖面焊110-12020-22焊接速度： 在半自动焊时通常焊速在30-60（cm/min）焊丝伸出长度： 大约等于焊丝直径的10倍，也就是16mm左右电源特性： 焊接时的操作：横焊时，熔池虽有下面托着较易操作，但是焊道表面不易对称，所以焊接时必须使熔池尽量小，另外采用多道焊的方法来调整焊道外表面形状，最后获得较对称的焊缝外表。横焊时，试件角变形较大，它除了与焊接参数有关外，又与焊缝层数，每道焊道数目及焊道间的间隙时间有关。通常熔池大，焊道间歇时间短，层间温度高时角变形则大，反之则小。横焊采用左焊法，三层六道，按1-6顺序焊接，焊道分布如下图焊枪对准位置及角度进行焊道2-3的焊接。整个填充层厚度应低于母材1.5-2mm，且不得熔化坡口棱边。焊填充焊道2时，焊枪成0-10俯角，电弧以打底焊的下缘为中心做横向摆动，保证下坡熔合好。焊填充焊道3时，焊枪成0-10仰角，电弧以打底焊的下缘为中心做横向摆动，保证下坡熔合好。消除填充焊道的表面渣及飞溅，并用角向打磨机打磨局部凸起处。盖面焊：调试好盖面焊参数，焊枪角度对中位置进行盖面焊接，操作要领基本同填充焊。收弧时，必须填满弧坑，并使弧坑尽量短。第十一章 二氧化碳气体保护焊产生缺陷的原因以及防止办法CO2气体保护焊施工焊缝缺陷及过程不稳定的产生原因均与保护气体和细焊丝的使用特点有关。缺陷种类可能的原因防止措施凹坑气体1没供给CO2检查送气阀门是否打开，气瓶是否有