二氧化碳气体保护焊的工艺

3 1 焊接种类及其特点 焊接技术是现代工业生产中的一项重要加工工艺 在桥梁 造船 化工 水电 建筑 机械制造和国防工业等许多重要部门都有广泛应用 3 1 1 焊条电弧焊 焊条电弧焊是目前工业生产中应用最广的一种焊接方法 它的主要优点是 1 设备简单 操作方便 易于维修 2 对焊接接头的装配尺寸要求相对较低 3 操作灵活 可达性好 4 应用广泛 适合焊接多种金属材料及各种结构形状 焊条电弧焊的主要缺点是劳动条件差 生产效率 产品质量受焊工的的操作 技术水平影响极大 3 1 2 埋弧焊 埋弧焊是依靠电弧在焊剂层下燃烧进行的焊接方法 埋弧焊分为埋弧自动焊 和埋弧半自动焊 前者应用广泛 后者目前应用很少 埋弧焊的主要优点有 1 生产效率高 2 焊缝质量好 3 节省材料和电能 4 适合厚度较大构件的焊接 5 劳动条件好 埋弧焊易实现自动化和机械化操作 劳动强度低 而且没有弧 光辐射 放出的烟尘少 埋弧焊的主要缺点有 1 只能在水平或倾斜度不大 的位置施焊 2 只适于长焊缝的焊接 3 不适合焊薄板 3 1 3 电渣焊 电渣焊是利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热进行焊接的一种熔焊方法 电渣焊有以下一些特点 1 焊缝处于垂直位置 或最大倾斜角 30 左右 2 焊件均可制成 I 形坡口 只留一定尺寸的装配间隙 特别适合于大厚度焊件 的焊接 生产效率高 劳动卫生条件好 3 金属熔池的凝固速率低 荣池中的气体和杂物较易浮出 焊缝不易产生气孔 和夹渣 4 焊接线能量大 热影响区在高温停留时间长 易产生晶粒粗大和过热组织 焊缝金属呈铸态组织 焊接接头的冲击韧度低 一般焊后需要正火加回火处理 以改善接头的组织与性能 3 1 4 气体保护焊 气体保护焊与其他焊接方法相比具有以下特点 1 电弧和熔池的可见性好 焊接过程中根据熔池情况调节焊接参数 2 焊接过程操作方便 容易实现全位置的焊接 3 热量集中 焊接速度较快 熔池较小 热影响区窄 焊件焊后变形小 4 有利于实现机械化和自动化 5 无焊渣或少焊渣 6 焊接过程无飞溅或飞溅很小 7 电弧气氛中的含氢量容易控制 可以减小冷冽倾向 8 适宜薄板焊接 9 能进行脉冲焊接 以减少热输入 10 室外作业须有专门的防风措施 11 弧光辐射很强 12 焊接设备比较复杂 比焊条电弧焊设备价格高 3 1 5 其他焊接方法 其他区焊接方法包括高能束焊接 电阻焊 钎焊 摩擦焊爆炸焊等 这里就 不再作介绍 3 2 CO 气体保护焊 烧结机平台部主要是栏杆间的焊接或栏杆与平台之间的焊接 材料多为 Q235 综合考虑焊接质量 焊接成本等原因 本设计的焊接选用 CO 气体保护 焊 3 2 1 CO 气体保护焊的特点 CO 气体保护焊的过程如图 2 59 所示 在采用 CO 气体保护焊的初期 由于保 护气体氧化性问题 难以保证焊接质量 后来这个困难圆满的解决了 即在焊 接黑色金属时 采用含有一定量脱氧剂的焊丝或采用带有脱硫剂成分的药芯焊 丝 使脱氧剂在焊接过程中参与冶金反应 进行脱氧 就可以消除 CO 气体氧 化作用的影响 加之 CO 气体还能充分隔绝空气中氮对熔化金属的有害作用 更能促使焊缝金属获得良好的冶金质量 因此 目前 CO 气体保护焊除不适合 焊接容易氧化的有色金属及其合金外 可以焊接碳钢和合金结构钢构件 甚至 用来焊接不锈钢也取得了较好的效果 3 2 2 CO 气体保护焊工艺 CO 气体保护焊广泛应用于各种钢的焊接结构中 为了成功应用这项技术 必 须正确使用选择以下因素 焊前准备 包括焊头形式 破口设计与加工 焊头 清理 焊接装配等 焊接设备 包括焊接电源 焊枪和送丝机等 焊接材料 焊丝成分 规格 保护气体流量等 工艺参数 包括焊接电流 电弧电压 焊接速度等 3 2 3 CO 气体保护焊的工艺特点 CO 气体是多原子气体 故对电弧形态 金属熔滴过渡及气体保护作用的影响有 着和熔化极氩弧焊不同之处 其表现如下 1 在焊接电弧高温中 CO 气体在弧柱中将发生吸热分解反应 因此 CO 气体对 电弧柱的冷却作用较强 产生的热缩作用也较强 2 采用 CO 气体作保护气 从保护作用来看有两个特点 1 CO 气体的密度比空气大 它从焊枪喷嘴喷出以后 对周围空气的扰乱作用 有较强的抵制能力 且在平焊位置焊接时 CO 气体能较好的沉积 覆盖在熔池 及焊缝表面上 故气体保护作用较好 2 CO 气体在电弧高温作用下将分解为 可见 CO 气体分解后体积要增大 如果完全分解 体积将增加约 50 体积分数 这有助于排挤开电弧周围的空气 使熔池金属免受由于空气入侵而产生的有 害作用 采用 CO 气体保护焊焊接低碳钢和合金结构钢主要有生产率高 焊接成本低 对薄壁焊件焊接质量高等优点 3 2 4 CO 气体保护焊的工艺参数 正确选择焊接工艺参数是以生产率要求 被焊材料 焊缝位置 接头形 式以及设备情况为基础的 CO 气体保护焊通常采用短路过渡及细颗粒过渡 工 艺参数主要包括 焊丝直径 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝伸出长度 直流回路电感值 气体流量 电源极性 焊枪角度及焊接方向等 最佳的焊接工艺参数应满足以下几个条件 1 焊接过程稳定 飞溅最小 2 焊缝外形美观 没有烧穿 咬边 气孔和裂纹等缺陷 3 对两面焊接的焊缝 应保证一定的熔深 使之焊透 4 在保证上述要求的条件下 应具有最高的生产率 确定焊接工艺参数的程序为 先根据板厚 接头形式和焊缝的空间位置等 选定焊丝直径和焊接电流 同时考虑熔滴过渡形式 这些参数确定之后 再 选择和确定其他工艺参数 如电弧电压 焊接速度 焊丝伸出长度 气体流 量和电感值等 1 焊丝直径的选择以焊接厚度 焊接位置及生产率要求为依据 短路过渡 CO 气体保护焊一般采用细丝 以提高过渡频率 稳定焊接电弧 通常采 用的焊丝直径为 0 8mm 1 2mm 及 1 6mm 细颗粒过渡 CO 气体保护焊 采用的焊丝直径一般大于 1 2mm 通常采用的焊丝直径为 1 6mm 2 0mm 3 0mm 和 4 0mm 焊丝直径选择见下表 焊丝直径 mm熔滴过渡形式板厚 mm焊缝位置 0 5 0 8短路过渡 颗粒状过度 1 0 2 5 1 5 4 0 全位置 水平位置 1 0 1 4短路过渡 颗粒状过渡 2 8 2 12 全位置 水平位置 1 6 短路过渡3 12水平 立 横 仰 1 6 颗粒状过渡 6 水平位置 2 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 CO 气体保护焊机调 电流实际上是在调整送丝速 度 因此 CO 气体保护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 焊接电流必须在焊丝许用电流范围之内 电流过大将弓 l 起溶池 翻腾和焊缝成形恶化 电流过小能量集中性变差 引弧困难 飞溅变 大 溶深浅 焊缝成形不好 3 焊接电压 焊接电压既电弧电压 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 4 焊接 速 度 在焊接电压和电流一定的情况下 焊接速度的选择决定了单位 长度焊缝所吸收的热能量 焊接速度过快时 焊道变窄 熔深和余高 变小 5 干伸 长 度 干伸长度即焊丝从导电咀到工件的距离 电流小于 300A 时 干 伸长度 10 15 倍焊丝直径 电流大于 300A 时 干伸长度 10 15 倍焊丝直径 5mm 焊接过程中 保持焊丝干伸长度不变是保证焊 接过程 稳定性的重要 因素 之一 6 极 性 CO 气体保护焊一般都采用直流反极性 如果采用正极性会使 焊缝熔深变浅 余高变 大 飞溅增大 成形 不好 一般只有堆焊时 才 会采用直流正接 3 2 5 CO 气体保护焊的分类 CO 气体保护焊通常按采用的焊丝直径来分类 当焊丝直径小于或等于 1 6mm 时 称为细焊丝 CO 气体保护焊 主要用短路过渡形式焊接薄板材料 焊丝直径大 于 1 6mm 时 称为粗焊丝 CO 气体保护焊 一般采用大电流和高弧压的规范来 焊接中厚板 为了适应现代工业某些特殊应用的需要 在近 20 几年中 CO 气体保护焊得到 迅速发展 3 2 6 破口设计及焊前准备 CO 气体保护焊的焊前准备工作包括 接头和坡口设计 坡口加工 焊头清 理 焊接装配 工装及焊接设备调整维护等 1 坡口设计 CO 气体保护焊细颗粒过渡时 电弧穿透力强 熔深较大 容易烧穿 所 以对焊前装配质量要求较严格 焊接坡口可开得小一些 钝边可适当大些 焊缝间隙一般不能超过 2mm 如果用直径 1 6mm 焊丝 钝边尺寸可扩大到 4 6mm 坡口角度可减小到 45 度左右 短路过渡时熔深浅 不能按细颗粒过渡的规范设计坡口 允许较小的钝 边 甚至可以不留钝边 因为这时的熔池较小 搭桥性能良好 间隙大一 些也不会烧穿 如果是对接接头 允许间隙为 3mm 焊接要求较高时 装配 间隙应小于 1mm 根部上下错边允许 1mm 2 接头准备 焊接坡口可以剪切 刨边和气割加工 焊接装配前应仔细清除焊丝季被 焊工件坡口附近的油 锈和水分 点固焊缝处应特别注意 该处积水易出 现气孔 焊前应应用气体火焰预热一下 以便去除水分 为了防锈 许多 钢板表面涂有油漆 这些油漆不一定都要去除 看对焊接质量有无影响 有影响的油漆要去除 没有影响的涂料可以不去除 3 焊接装配 装配的目的是防止焊接变形和维持预定的坡口 装配质量对焊接质量有 很大影响 一般小尺寸的规则零件采用夹具装配 大尺寸的焊接件一般采 用点固焊缝进行装配 点固焊缝对焊接质量影响很大 所以要特别引起重 视 点固方法可以采用接触焊 细丝 CO 气体保护焊和优质焊条手工电弧焊 但禁止使用薄药皮焊条 因为易生成气孔 使用焊接夹具时 应注意磁偏 吹现象 所以加剧的材质 形状位置及焊接方向等均应注意 点固焊缝的 位置也很重要 点固焊缝应分布在焊缝的背面 如果不可能的话 可焊一 段短焊缝 焊接时此处就不再焊了 点固焊缝的间距根据母材厚度决定 一般在