CO2气体保护焊基础知识、常见缺陷解决及操作要求.doc

CO2气体保护焊基础知识、常见缺陷解决及操作要求四、CO2气体保护焊4.1 设备与原理通过电极放电形成电弧对工件加热，填充材料一般作为正极4.1.1 CO2气保焊特点电弧周围使用CO2气体作保护CO2气体保护焊焊接设备示意图CO2气体保护焊的优缺点(表1)优点缺点生产效率高怕风成本低弧光及热辐射强抗锈能力强气孔倾向能耗低飞溅不可避免易于实现机械化和自动化产生有害气体4.1.2 CO2气体保护焊基本冶金原理1CO2气体保护焊焊丝（实芯镀铜焊丝）牌号：H08Mn2SiA,其意义如下：H 08 Mn2 Si A H表示焊丝表示焊丝的含碳量低于0.08%表示焊丝中锰（Mn）的含量为12%表示焊丝中硅（Si）的含量为1%左右A表示优质焊丝焊丝中的硅、锰元素主要是用来脱氧的。4.2 质量要求与检查 4.2.1 100%制件进行外观检查。 4.2.1.1 焊缝尺寸和位置要符合图纸要求。 4.2.1.2 焊缝外观要美观，焊缝宽度及加强高要均匀、一致。 4.2.1.3 焊缝表面及热影响全不允许产生裂纹。 4.2.1.4 不允许有未焊透及夹渣物现象。 4.2.1.5 不允许有过度咬边、咬肉。 4.2.1.6 不允许有烧穿。 4.2.1.7 不允许有不校正的变形。 4.2.1.8 不允许有气孔。 4.2.2 焊缝允许有下列额度的缺陷，但超过时必须进行补焊。 4.2.2.1 咬肉深度小于基本金属厚度的20%，长度小于焊缝长度的20%，但最长不得超过90mm。 4.2.2.2 焊补可以用CO2气体保护焊或用手工电弧焊，但要防止变形，在同一处焊补不能超过两次。 4.2.3 其他检查：根据产品图纸的技术要求进行。4.2.4 内部检查，根据需要进行，可用如下方法:4.2.4.1 X光检查。 4.2.4.2 超声波检查。 4.3 工艺参数 CO2气体保护焊主要焊接工艺参数：电源极性、焊丝直径、焊接电流、电弧电压、气体流量、焊接速度、焊丝干伸长度、焊接回路电感等。4.3.1 电源极性：CO2气体保护焊一般采用直流反接法（DCRP） ： 焊件接负极，焊丝接正极。4.3.2 焊丝直径：焊丝直径有0.8、0.9、1.0、1.2、1.4 、1.6等等，焊丝直径的选择是以工件厚度、焊接位置及生产率的要求为依据。CO2气体保护焊的分类中有细丝和粗丝之分，对1-4mm钢板进行全位置焊接时，可采用细丝，当钢板厚度大于4mm时，则采用粗丝。奇瑞公司常用的焊丝主要是0.8、1.0、1.2的镀铜实芯焊丝。4.3.3 电弧电压：CO2气体保护焊中，选择电弧电压最为重要。在一定的焊丝直径及焊接电流（送丝速度）下，电弧电压过低，电弧引燃困难，焊接过程不稳定；电弧电压过高，则由短路过渡转变成大颗粒的长弧过渡焊接过程也不稳定，只有电弧电压与焊接电流匹配得较合适时，才能获得稳定的焊接过程，并且飞溅小，焊缝成型好。4.3.4 焊接电流：焊接电流是CO2气体保护焊的重要规范参数，焊接电流的大小应根据工件的厚度、坡口形状、焊丝直径等来选择，焊接电流对焊缝的形状尺寸有较大的影响，当焊丝直径不变时，提高焊接电流，熔深相应增加，熔宽略有增加，焊丝的熔化速度也相应地提高，可以提高生产率，但不能任意使用大电流，因为电流过大可造成焊缝成形不良和烧穿现象。在焊接电流小于250A时为短路过渡，电弧电压按U=（0.04I+16）2取；在焊接电流大于250A时为颗粒过渡，电弧电压按U=（0.04I+20）2取。焊接电流与焊接电压匹配的经验公式：当I=100A时，U=19V。I每增加20A，U增加1V。如I=200A，U=19+（200100）*1/20=24（V）. 焊丝直径(mm)焊接电流(A)电弧电压(V)0.530-6016-180.630-7017-190.850-10018-211.070-12018-221.290-20019-231.6140-30024-284.3.5 气体流量：应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等来选择，细丝小规范短路过渡焊接时，气流量通常为（515）L/min.中等规范时大约为20L/min. CO2气体的流量，主要是对保护性能有影响，当CO2气体流量太大时，气体冲击熔池，冷却作用加强，并且使保护气体流量紊乱，而破坏了保护作用，使焊缝容易产生气孔。同时对熔池的氧化性增加，飞溅增加，焊缝表面也不光泽。CO2气体流量太小时，气体挺度不够，降低了对熔池的保护作用，而且容易产生气孔等缺陷。因此CO2气体流量在进行选择时可参考下表:焊接方法（小规范）细丝1.6mmCO2气体流量(升/分)5-10204.3.6 焊接速度：焊接速度增大，焊缝宽度降低，焊缝余高及熔深也有一定减少。焊接速度过快，会引起咬边；焊接速度过慢，易产生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。在选择焊接速度时，不应追求过高的焊接速度，而应首先考虑到焊接质量，随着焊接速度的增大，熔宽降低，熔深和加强高也有一定的减少。当焊接速度过快时则气体保护作用受到破坏，同时焊缝的冷却速度加快，降低了焊缝的塑性，并使焊缝成形不好，易出现咬肉等缺陷。当焊接速度过慢时，熔宽过大，熔池变大热量集中，容易出现烧穿或焊缝组织粗大等缺陷，选择时可参考下表:焊接方法半自动焊自动焊焊接速度m/h30904.3.7 焊丝干伸长度：是指焊丝从导电嘴端部到工件的长度。焊丝干伸长度太长，气体保护效果差，中间焊丝被加热变红，挺度下降，焊丝爆断以致飞溅增大；焊丝干伸长度太短，熔池不易观察，焊接飞溅易堵住喷嘴，导致气体不流畅，而且焊丝易回烧，烧坏导电嘴。细焊丝（如0.8）选的K值偏大些，反之，则选的K值偏小些。但一般不宜超过15mm(1.2mm的情况下)。随着伸出长度的增加，焊丝的预热状态电阻值急剧增加，因此，焊丝熔化加快，提高了生产率，但是，当焊丝伸出长度过大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，焊接过程不稳定，飞溅严重，焊缝成形不良以及气体对熔池的保护作用减弱，而且使熔深减少，焊缝加强高明显增大，当伸出长度过小时，则焊接电流较大，短路频率较高，并缩短了喷嘴装到工件之间的距离，使飞溅金属容易堵塞喷嘴，影响保护气体流通，在一般情况下，焊丝伸出长度参考如下公式选择: L(伸出长度)= （1015）d(焊丝直径)4.3.8二次回路电感：焊接直径较小时要求焊接回路电感较小，而焊接直径较大时要求焊接回路电感较大。 4.4 常见质量问题 4.4.1 CO2气体保护焊焊接质量问题CO2气体保护焊焊接质量包括表面质量和内在质量。表面质量指的是外观质量；内在质量主要针对焊缝的强度而言。 CO2气体保护焊外观质量问题：飞溅、错焊、虚焊、弱焊、漏焊、过烧、焊瘤、弧坑等。 内在质量问题：焊缝短、焊缝窄、焊偏、未焊透、裂纹、气孔、咬边、焊穿4.4.2 熔化焊常见缺陷定义：1、 未焊透：熔焊时，接头根部未完全焊透的现象。2、 未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合的部分叫未熔合。3、 烧穿：熔焊时熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔的现象叫烧穿。4、 咬边：在沿着焊趾的母材部位，烧熔形成凹陷或沟槽的现象叫咬边。5、 焊瘤：熔焊时熔化金属流淌到焊缝以外未熔合的母材上形成金属瘤的现象叫焊瘤。6、 凹坑：焊后在焊缝表面或背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。7、 塌陷：单面熔化焊时，由于焊接工艺不当，造成焊缝金属过量透过背面，使焊缝正面塌陷，背面凸起的现象。8、 裂纹：以不同的走向分布在焊缝的表面或内部，是焊接结构中最有危害的一种缺陷之一。9、 气孔：分表面气孔和内部气孔，以条虫状、针孔状等分布见多。CO2气体保护焊中出现的气孔一般多为氢气、氮气、一氧化碳气孔，其中氢气孔呈喇叭口状，内壁光滑，氮气孔呈蜂窝状，而一氧化碳气孔沿结晶方向分布以条虫状卧在焊缝表面或内部。10、 飞溅：金属颗粒物从熔池中飞出的现象。 4.4.3 焊缝常见缺陷产生原因及解决措施见下表:缺陷名称产生原因解决措施1.焊缝气孔气体纯度不够,含水量过多.提纯气体.喷嘴被飞溅物堵塞.清理喷嘴.电压,电流,焊速及气流量过高.调整规范.焊丝伸出过长,焊速,收弧过快.调整伸出长度,降低焊速,减慢收弧周围空气对流太大.加防风措施.焊件及焊丝有油,锈.清理焊丝和焊件.2.飞溅过多极性接错.正确连接.规范不当.调整规范.3.裂纹工件有油,锈等.清理工件.焊丝不合格,含硫,磷过高.换合格的焊丝.4.咬边焊速过高.降低焊速.焊速与电流不匹配.调整焊速和电流.5.未焊透及未焊合焊枪手把移动不均匀.提高操作技术.电压太低.增加电压.焊速过快.减低焊速.6.夹渣手把摆动太大.提高操作技术.电流太小.加大电流.7.烧穿电压,电流过大,焊速过慢.调整规范. 4.5 要求 4.5.1焊接设备及辅具: 4.5.1.1 焊接工作是用工艺卡上所指定的CO2气体保护焊机来进行的。 4.5.1.2 CO2气体保护焊机应能随意调整到所要求的工艺规范，并且在焊接过程中稳定不变。 4.5.1.3所有焊接用的夹具、辅具都应处于完好状态，以便使装配后的合格尺寸符合图纸要求，并能在焊接过程中随意使用各焊接工序使用的焊把、焊枪、导电嘴、喷嘴等（工艺卡中所要求的）标准工具。4.5.1.4焊丝、导电嘴要处于良好状态，如果磨损过大必须更换。4.5.1.5 要经常清理喷嘴上的金属飞溅，如果喷嘴烧坏时必须及时更换。 4.5.1.6进行半自动焊接时，送丝软管要运动自如，定期清理软管内的积聚污垢。 4.5.1.7 焊工必须备有下列工具以便工作时使用: 锉刀、螺丝刀、尖嘴钳、钢丝钳、0.5磅手锤。4.5.1.8 焊接用的电焊面罩、滤光玻璃要处于完好状态。 4.5.1.9 焊接工位要求有良好的通风设施。4.5.2 焊接材料及辅助材料: 4.5.2.1 CO2气体: 焊接用的 CO2气体纯度应为99.5%以上，氧的含量少于0.1%，水的含量少于0.1%。CO2气体在瓶内为液体，每瓶可装入26公升左右，瓶内压力约为5-7MPa。由于液态CO2的沸点为-79，因此必须加热到常温下气化后方可供焊接使用。同时瓶内的气体压力是随外界的温度变化而变化的，所以使用时应注意以下事项: 1、 CO2气体的压力随外界的温度升高而增加。 2、 气瓶不能放置于火炉等热源附近。 3、 夏季工作时气瓶不宜放置在烈日下曝晒，应放在室内阴凉处。 4、 当瓶内气体低于0.098MPa时不得继续使用，要重新充气。 4.5.2.2 当CO2气体纯度偏低时，必须经过纯化处理，方法如下: 1、 排出水分: 将气瓶倒立静置1-2小时，然后打开阀门放出水分。 2、 排出空气:在使用前将气瓶阀门打开，放出空气约2-3分钟。 3、 为利于保管，防止锈蚀，改善焊丝的导电性，焊丝表面应镀有铜层。 4、如果焊丝表面涂有防锈油，在使用前一定要清洗干净。 5、不得使用未做质量鉴定和未确定牌号的焊丝。4.5.2.4 焊工 1、所有焊接工件都应由技术熟练、能够胜任该项工作的焊工来承担。 2、焊