熔化极气体保护焊.ppt

熔化极气体保护焊 熔化极气体保护焊的分类及应用 一 熔化极气体保护焊的分类及特点熔化极气体保护焊是以可熔化的金属焊丝作电极 由气体作保护的电弧焊 操作方式 半自动焊 自动焊焊丝 实心焊丝 一般含有脱氧用的和焊缝金属所需要的合金元素 药芯焊丝 药芯成分及作用与焊条的药皮相似 一 熔化极气体保护焊分类 二 熔化极气体保护焊的优缺点1 优点与焊条电弧焊相比 1 焊接效率高 连续送丝 没有更换焊条工序 焊道之间不须清渣 节省时间 通过焊丝的电流密度大 提高了熔敷速度 2 可以获得含氢量较焊条电弧焊低的焊缝金属 3 在相同电流下 熔深比焊条电弧焊的大 4 焊接厚板时 可以用较低的焊接电弧和较快的焊接速度 其焊接变形小 5 烟雾少 可以减轻对通风要求 与埋弧自动焊相比 1 明弧焊接 焊工可以观察到电弧和熔池的状态和行为 2 可以进行全位置焊接 埋弧焊只能处在平焊位置焊接 3 无需清渣 可以用更窄的坡口间隙 实现窄间隙焊接 节省填充金属和提高生产率 2 缺点与焊条电弧焊相比 1 受环境制约 为了确保焊接区获得良好的气体保护 在室外操作需有防风装置 2 半自动焊枪比焊条电弧焊钳重 不轻便 操作灵活性较差 对于狭小空间的接头 焊枪不易接近 3 设备较复杂 对使用和维护要求较高 二 熔化极气体保护焊的适用范围1 适焊的材料被焊金属材料的范围受保护气体性质 焊丝供应和制造成本等因素的影响 MIG焊 MetalInertGasArcWelding 熔化极惰性气体保护焊 使用惰性气体 既可以焊接黑色金属又可以焊接有色金属 但从焊丝供应以及制造成本考虑主要用于铝 铜 钛及其合金 以及不锈钢 耐热钢的焊接 铝 镁及其合金因没有适用的焊剂 目前还不能使用埋弧焊焊接 MAG焊 MetalActiveGasArcWelding 熔化极活性气体保护焊 和CO2焊主要用于焊接碳钢 低合金高强度钢 MAG焊 焊接较为重要的金属结构 CO2焊 广泛用于普通的金属结构 2 焊接位置熔化极气体保护焊适应性较好 可以进行全位置焊接 其中以平焊位置和横焊位置焊接效率最高 其他焊接位置的效率也比焊条电弧焊高 V S 焊条电弧焊 全位置焊 埋弧焊 平焊缝 3 可焊厚度熔化极气体保护焊的可焊接的金属厚度很广 最薄约1mm 最厚几乎不受限制 V S 埋弧焊 不适合焊接薄板和短焊缝 第二节熔化极气体保护电弧焊设备 熔化极气体保护电弧焊可分为 半自动焊自动焊图4 2为半自动熔化极气体保护电弧焊全套设备的示意图 主要由 焊接电源 焊枪 送丝机 供气系统 冷却系统和控制系统组成 自动焊增加行走机构 它和焊枪及送丝机组合成焊接小车 机头 一 焊接电源电流类型 熔化极气体保护焊一般采用直流电源 直流弧焊发电机和各种类型的弧焊整流器均可采用 焊接电流在15 500A之间 特种应用达1500A 空载电压在55 80V范围 负载持续率在60 100 范围 二 焊枪1 要求熔化极气体保护焊的焊枪分 半自动焊枪 手握式自动焊枪 安装在有行走机构的机头上 对焊枪性能有如下要求 1 必须有一个将焊接电流传递给焊丝的导电嘴 焊丝能均匀连续地从其内孔通过 导电嘴的导电性能要好 耐磨 熔点高 根据焊丝尺寸和磨损情况可以更换 2 必须有一个向焊接区输送保护气体的通道和喷嘴 喷嘴应与导电嘴绝缘 而且根据需要可方便地更换 3 焊枪必须有冷却措施 可以是气冷或水冷 4 焊枪结构应紧凑 便于操作 尤其手握式焊枪 应轻便灵活 2 结构手握式焊枪用于半自动焊 常用的有 鹅颈式 适于小直径焊丝 轻巧灵便 特别适合结构紧凑难以达到的拐角处和某些受限制区域的焊接 手枪式 适合于较大直径焊丝 它对冷要求较高 焊枪内的冷却方式有 气冷水冷取决于保护气体种类 焊接电流大小和接头形式 自动焊的焊枪多用水冷式 在容量相同情况下 气冷焊枪比水冷焊枪重 三 送丝系统1 组成送丝系统的组成与送丝方式有关 应用最广的推丝式送丝系统是由焊丝盘 送丝机构 包括电动机 减速器 校直轮 送丝轮等 和送丝软管组成 工作时 盘绕在焊丝盘上的焊丝先经矫直轮矫直后 再经过安装在减速器输出轴上的送丝轮 最后经过送丝软管送向焊枪 2 送丝方式目前在熔化极气体保护电弧焊中应用的送丝方式三种 1 推丝式 2 拉丝式 3 推拉式 四 供气与水冷系统1 供气系统供气系统由气源 高压气瓶 减压阀 流量计和电磁或机械气阀组成 2 水冷系统用水冷式焊枪 必须有水冷系统 一般由水箱 水泵和冷却水管及水压开关组成 五 控制系统熔化极气体保护电弧焊的控制系统由基本控制系统程序控制系统1 基本控制系统作用主要是 在焊前或焊接过程中调节焊接工艺参数 主要包括焊接电源输出调节系统 送丝速度调节系统 小车 或工作台 行走速度调节系统和气体流量调节系统等 2 程序控制系统程序控制系统主要作用 1 控制焊接设备的启动和停止 2 控制电磁气阀动作 保证焊枪受到良好的冷却 3 控制水压开关动作 保证焊枪受到良好的冷却 4 控制引弧和熄弧 5 控制送丝和小车 或工作台 移动 自动焊时 程序控制系统将焊接电源 送丝系统 焊枪和行走系统 供气和水冷系统有机地结合在一起 构成一个完整的自动控制的焊接设备系统 熔化极惰性气体保护焊MIG 一 MIG焊的特点MIG焊通常采用惰性气体 氩 氦或其混合气体 作焊接区的保护气体 在焊接工艺上的特点 1 惰性气体几乎不与任何金属产生化学作用 也不溶于金属中 所以几乎可以焊接所有金属 2 焊丝外表没有涂料层 焊接电流可提高 因而母材熔深较大 焊丝熔化速度快 熔敷率高 与TIG TungstenInertGasArcWelding 焊相比 其生产效率高 3 熔滴过渡主要采用射流过渡 短路过渡仅限于薄板焊接时采用 而滴状过渡在生产中很少采用 焊接铝 镁及其合金时 通常是采用亚射流过渡 因阴极雾化区大 熔池保护效果好 且焊缝成形好 缺陷少 4 若采用短路过渡或脉冲焊接方法 可以进行全位置焊接 但其焊接效率不及平焊和横焊 5 一般都采用直流反接 这样电弧稳定 熔滴过渡均匀和飞溅少 焊缝成形好 缺点 1 惰性气体价贵 成本较高 2 对母材及焊丝的油 锈很敏感 容易生成气孔 3 与CO2相比其熔深较小 抗风能力弱 不宜室外焊接 二 MIG焊的保护气体和焊丝1 保护气体 1 单一气体氩和氦同属惰性气体 焊接过程中不与液态和固态金属发生化学冶金反应 故很适于焊接活泼性金属 如铝 镁 钛等 在氩弧中 电弧电压和能量密度较低 电弧燃烧稳定 飞溅极小 很适合焊接薄板金属和热导率低的金属 在氦弧中 在给定的电弧长度和焊接电流下 其电弧电压比氩弧高很多 因而电弧温度和能量密度也高 其熔深大 焊接效率高 故适于焊接中 厚板和热导率高的金属材料 氦稀少而昂贵 单独使用成本太高 2 混合气体以氩气为主混入一定量的氦 就综合了氩弧和氦弧的优点 不仅电弧燃烧稳定 温度高 而且焊丝熔化速度快 熔滴易呈现较稳定的射流过渡 熔池流动性得到改善 焊缝成形好 致密性提高 适合于焊接铝 铜及其合金等高热导率材料 2 焊丝MIG焊使用的焊丝化学成分通常应与母材的相同 在某些情况下使用稍微不同于母材化学成分的焊丝是为了改善焊缝金属的力学性能和焊接工艺性能 焊丝直径通常在0 8 2 4mm范围 使用前须经严格化学或机械清理 三 MIG焊焊接工艺参数MIG焊接的工艺参数有焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝直径 焊丝伸出长度 焊丝倾角 焊接位置和极性 保护气体及其流量大小等 影响 焊接工艺性能熔滴过渡形式焊缝的几何形状焊接质量 1 焊接电流通常是根据焊件厚度确定焊丝直径 然后按所需的熔滴过渡形式确定焊接电流 在稳定焊接过程中 其他条件不变 焊接电流增加 焊丝熔化速度增加 会使焊缝的熔深和余高明显增加 而熔宽略有增加 2 电弧电压右图表示三种基本熔滴过渡形式的最佳焊接电流和电弧电压范围 超出此范围 容易使工艺性能变坏产生焊接缺陷 如电弧电压过高 即电弧过长 则可能产生气孔和飞溅 如电压过低 即短弧 就可能踏弧短接 在稳定焊接过程中 其他条件不变 随着电弧电压的增加 熔深和余高减小 而缝宽增大 3 焊接速度其他条件不变 提高焊接速度 则单位长度上电弧传给母材的热量显著减少 母材熔化速度减慢 其熔深和熔宽则减小 若速度过高 就会引起咬边 若焊速过慢 单位长度上熔敷量增加 熔池体积增大 熔深反而减小而熔宽增加 4 焊丝伸出长度即导电嘴端部到焊丝端头的距离 焊丝伸出长度愈长 焊丝的电阻热愈大 其熔化速度愈快 若伸出过长 则导致电弧电压下降 熔敷金属过多 焊缝成形不良 熔深减小 电弧不稳定 若伸出过短 则电弧易烧导电嘴 且金属飞溅 易堵塞喷嘴 5 焊丝的位置焊丝轴线相对于焊缝轴线的角度和位置会当焊丝轴线和焊缝轴线在一个平面内 则它们相互之间的夹角称行走角 焊丝向前进方向倾斜焊接 前倾焊法焊丝向前进相反方向倾斜焊接 后倾焊法焊丝轴线与焊缝轴线垂直 正直焊法 这三种焊接方法对焊缝形状和熔深的影响如图所示 当其他条件不变时焊丝从垂直位置变为前倾焊时其熔深增加 而焊道变窄 余高增大 6 焊接位置喷射过渡的焊接 可用于平焊 立焊和仰焊位置 短路过渡的焊接 可用于薄板的平焊和全位置焊接 7 极性采用直流电源焊接时 极性对焊缝熔深有影响 直流反接 焊丝接正极 时熔深大于直流正接 焊丝接负极 而交流电焊接时是介乎两者之间 熔化极活性混合气体保护焊MAG 在惰性气体中加入一定量的氧化性气体 又称活性气体 作为保护气体进行熔化极电弧焊的方法 加入的氧化性气体主要是 O2CO2同时加入O2和CO2