熔化极气体保护焊

1 熔化极惰性气体保护焊2 CO2气体保护焊3 熔化极活性混合气体保护焊 熔化极气体保护焊 本章知识导读主要内容熔化极惰性气体保护焊 CO2气体保护焊熔化极活性混合气体保护焊重点 难点提示熔化极惰性气体保护焊 CO2气体保护焊熔化极活性混合气体保护焊 任务3 1熔化极惰性气体保护焊 1 MIG焊的原理 分类 特点和应用 1 原理熔化极气体保护焊采用可熔化的焊丝与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属 并向焊接区输送保护气体 使电弧 熔化的焊丝 熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用 相关知识 2 分类 3 特点 4 应用 熔化极气体保护焊的设备有半自动焊机和自动焊机两类 在实际生产中 半自动焊机使用较多 焊机主要由焊接电源 送丝系统 焊枪及行走机构 自动焊 供气及水冷系统和控制系统5个部分组成 实际生产中有CO2专用焊机 但一般不做专用于MIG焊的焊机 而是MIG MAG CO2焊通用 统称熔化极气体保护焊设备 2 熔化极气体保护焊设备 1 焊接电源 熔化极气体保护焊电源与SAW电源及CO2焊电源相似 细丝通常用平特性电源配等速送丝系统 粗丝通常用陡降外特性电源配变速送丝系统 2 送丝机构 与CO2焊的送丝机构相似 有推丝式 拉丝式和推拉式 但由于MIG焊较多地用于有色金属 尤其是铝合金的焊接 所以其推丝式送丝机构应是双主动送丝 CO2专用焊机的送丝机构可以用单主动送丝 3 焊枪 与CO2焊使用的焊枪通用 4 供气及水冷系统 5 控制系统功能 动作程序控制 各种功能控制现在已逐步在逆变焊机上采用以数字处理器 DSP 为核心元件的数字化控制 使焊机的功能大大扩展 控制精度大大提高 甚至在焊机上嵌入了焊接专家系统 而电路却得到简化 即发展到 靠软件控制焊接 的水平 典型的如奥地利Fronius全数字化焊机 专家系统今后将成为熔化极气体保护焊设备的标准配置 3 MIG焊的特点 MIG焊采用惰性气体作为保护气体 与其他熔化极气体保护焊相比 4 熔滴过渡的特点 MIG焊可以采用的熔滴过渡形式 短路过渡 喷射过渡 脉冲射流过渡 在实际生产中 MIG焊多用来焊接铝合金 这使它对熔滴过渡方式的使用受到一定的限制 对于短路过渡 由于其处于小参数区间 而 尤其大厚度 铝合金的导热很快 所以较少采用短路过渡 对于喷射过渡 由于其冲力大 而铝合金密度低 所以打底 盖面的效果均欠佳 用于填充焊尚可 但仍不易全位置焊 脉冲射流过渡的焊接效果较好 厚薄板 打底 填充 盖面 全位置焊均可 但要有带脉冲功能的焊机 普通焊机不可 5 MIG焊的焊接材料 MIG焊的焊接材料主要包括保护气体和焊丝 1 保护气体 MIG焊使用的焊丝成分通常应与母材的成分相近 它应具有良好的焊接工艺性能 并能提供良好的接头性能 MIG焊常用保护气体有 2 焊丝 需要指出的是 现在对于铝 铜 合金 的焊接 已不再单纯限于用惰性气体 正越来越多地采用微量活性的混合气体 即铝 铜 合金 的焊接也正在由MIG向MAG焊发展 工作过程 1 准备工作 2 焊接工艺参数的选择 MIG焊的焊接参数有 1 焊丝直径 应根据焊件的厚度 焊接层次及位置 接缝间隙大小 所选熔滴过渡形式等因素来综合考虑确定 细焊丝通常多用于短路过渡的薄板 全位置焊 粗丝多用于喷射过渡的中厚板的平位置填充 盖面焊 下面是 1 2mm的铝焊丝MIG对接焊0 8mm铝板的照片 焊缝截面 焊缝正面 焊缝背面 实芯焊丝焊接 背面无保护 2 焊接电流应根据焊件的厚度 焊接层次及位置 焊丝直径大小 所需熔滴过渡形式等因素来综合考虑确定 焊丝直径一定时 可以通过改变电流的大小来获得不同的熔滴过渡形式 铝合金MIG焊时各种熔滴过渡的参数区间可参考下图 注意图中电流是连续电流 而脉冲喷射过渡的电流是指它的平均电流 3 电弧电压短路过渡的电弧电压较低 喷射过渡的电弧电压相对较高 MIG焊时的I U关系可参考右图 板A1 Mg2 5 焊丝A1 Mg3 5 4 焊接速度焊接速度要与焊接电流相匹配 尤其是自动焊时更应如此 铝合金焊接一般用较快的焊接速度 半自动焊常在5 60m h之间 自动焊约在25 150m h之间 铝合金对接条件下各种焊接位置的I V关系可参考下图 5 MIG焊所需的气体流量比TIG焊的要大 通常在30 60L min 喷嘴孔径也相应地应有所增加 有时甚至要用双层喷嘴 双层气流保护 同时要注意焊丝的伸出长度对保护效果 电弧稳定性和焊缝成形的影响 1 CO2焊的特点优点 缺点 任务3 2CO2气体保护焊 相关知识 2 CO2焊的冶金特性 1 合金元素的氧化作为焊接保护气体 CO2表现出很强的氧化性CO2 CO O M MO CO M MO结果 合金元素烧损 可能造成气孔 飞溅和夹渣 解决之道 冶金脱氧对脱氧剂的要求 能脱氧但不能带来如夹渣 气孔等副作用 Mn Si联合脱氧CO2焊专用焊丝H08Mn2Si H08Mn2SiA GB8110 87 脱氧剩下的Mn Si用于补充碳和合金元素的损失 2 CO2焊的气孔 3 CO2焊的飞溅 3 CO2焊的焊接材料 1 CO2气体 气体的性质无色 无味比空气重0 5倍压缩才能液化高温下会分解灰色标准钢瓶装 40L 25kg 允许使用的最高环境温度 40 压力表指示瓶内CO2饱和蒸气压 与液态多少无关 指针下降即应换气 提高气体纯度的措施主要杂质 水 减压器中预热装置乃防止水分冻结堵塞管路 去除水分的办法 a 倒置排水b 正置后使用前再预排气c 使用干燥器 现已少见 d 瓶内气压低至1MPa即停止使用 2 焊丝 对焊丝的要求 焊丝牌号和化学成分H08Mn2Si CO2气体保护焊一般多用于碳钢 普低钢的焊接 CO2气体保护焊工艺的一般原则坡口的选择 CO2电弧的穿透能力较强 可坡口角度稍小 钝边稍大 CO2焊的焊丝较细 所以间隙应小些 尤自动焊 焊前清理 CO2的氧化性强 所以抗锈能力强 除非要求特别严格 否则坡口上的少量黄锈如不作清理 一般不会引起气孔 也不会导致焊缝严重增氢 但为保险起见 仍然要求焊前对焊件进行严格清理 平焊一般多采用左焊法 立焊可采用下向焊 成形较好 但熔深较浅 工作过程 实际生产中应用最多的是细丝 1 6mm 短路过渡CO2焊 其工艺要点工艺参数 焊接电流 焊接电压 焊丝直径 焊接速度 气体流量 焊丝伸出长度 电感值一般考虑板厚 层数 位置等因素确定焊丝直径 再确定合适的焊接电流 然后匹配以最佳的焊接电压 焊接电压与焊接电流的最佳匹配范围较窄 通常只有约 1V 对于0 8 1 0mm的焊丝 有一个简捷的寻找焊接电流 焊接电压最佳匹配的办法 以100A 20V为基准进行参数调节 可以通过观察电弧的行为 焊丝的熔化 铁水的铺展 收弧时熔滴球的大小等现象 听电弧的声音等来辅助判断参数是否合适 焊丝伸出长度 10焊丝直径 气体流量一般取10 15L min 自动焊还要考虑焊接速度是否合适 短路过渡CO2焊工艺 细丝短路过渡CO2焊工艺参数的确定也可参考下列的图表 焊接速度与焊缝成形的关系1 焊缝厚度2 熔深3 焊缝宽度 焊丝直径1 6mm 焊接电流450A 电弧电压38V CO2流量20L min 焊接电流与送丝速度的关系 焊接电压与焊缝成形的关系1 焊缝厚度2 熔深3 焊缝宽度 焊丝直径1 6mm 焊接电流450A 焊接速度70cm min CO2流量20L min 焊接电流与焊缝成形的关系1 焊缝厚度2 熔深3 焊缝宽度 合适的电弧电压与焊接电流范围 任务3 3熔化极惰性气体保护焊 1 MAG焊的特点MAG焊可以采用短路过渡 射流过渡和脉冲射流过渡等形式 可用于平焊 立焊 横焊和仰焊以及全位置焊 适于焊接碳钢 合金钢和不锈钢等钢铁材料 2 常用活性混合气体及其适用范围 相关知识 1 药芯焊丝气体保护焊 1 特点 采用气渣联合保护 电弧稳定 飞溅少且颗粒细 容易清理 熔池表面覆有熔渣 焊缝成形美观 焊丝熔敷速度快 熔敷效率为85 90 生产率为焊条电弧焊的3 5倍 焊接各种钢材的适应性强 通过调整焊剂的成分与比例 可提供所要求的焊缝金属化学成分 焊丝制造过程复杂 送丝较困难 需要特殊的送丝机构 焊丝外表容易锈蚀 其内部粉剂易吸潮 拓展与延伸 2 脉冲熔化极惰性气体保护焊 1 脉冲熔化极惰性气体保护焊的特点 具有较宽的焊接参数调节范围 可以精确控制电弧的能量 适于焊接薄板和全位置焊 脉冲熔化极惰性气体保护焊电流波形及熔滴过渡示意图Ip 脉冲电流 Ib 基值电流 tp 脉冲电流持续时间 tb 基值电流时间