焊接知识培训PPT课件

1 135焊接知识培训 河北康盛伟业机械制造有限公司 2 135焊接培训内容 1 焊接的基本知识2 焊接的主要参数3 焊接工艺包括哪几方面4 焊接的气孔产生原因5 CO2气保焊的飞溅问题6 二氧化碳气体保护焊熔滴过渡形式 3 1 焊接的基本知识 1 1焊接方法分类1 2熔化焊接的主要特征1 3气体保护电弧焊1 4C02气体保护电弧焊的工作原理1 5C02气体保护焊的特点 4 1 1焊接方法分类 电弧焊 熔化极非熔化极 手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧 5 1 2熔化焊接的主要特征 将被连接金属局部熔化 然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力 这种焊接方法叫熔化焊接 熔化焊接需要一个能量集中 热量足够的热源 能量集中性 用金属电极中单位面积所通过的电流大小来表示 电流越大能量集中性越好 6 1 3气体保护电弧焊 气体保护焊的定义 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊 简称气体保护焊 常用的保护气体 二氧化碳气 CO2 氩气 Ar 氦气 He 及它们的混合气体 CO2 Ar CO2 Ar He 7 1 4C02气体保护电弧焊的工作原理 C02气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条 经送丝轮通过送丝软管送到焊枪 经导电咀导电 在CO2气氛中 与母材之间产生电弧 靠电弧热量进行焊接 CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴 沿焊丝周围喷射出来 在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来 从而保护焊接过程稳定持续地进行 并获得优质的焊缝 8 1 5C02气体保护焊的特点 焊接速度快单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍引弧性能好能量集中 引弧容易 连续送丝电弧不中断 焊接范围广可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊 溶深大熔深是手弧焊的三倍坡口加工小 焊接质量好对铁锈不敏感 焊缝含氢量低 抗裂性能好 受热变形小 溶敷效率高手弧焊焊条熔敷效率是60 CO2焊焊丝熔敷效率是90 与手工焊比 抗风能力差 设备较复杂 9 2 0焊接的主要参数 2 1焊接电流2 2焊接电压2 3焊接速度2 4焊丝干伸长2 5焊丝2 6CO2气2 7极性 10 2 1焊接电流 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 11 2 2焊接电压 焊接电压既电弧电压 提供焊接能量 电弧电压越高 焊接能量越大 焊丝熔化速度就越快 焊接电流也就越大 电弧电压等于焊机输出电压减去焊接回路的损耗电压 可用下列公式表示 U电弧 U输出 U损 12 焊接电压的设定 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 伏举例1 选定焊接电流200A 则焊接电压计算如下 焊接电压 0 04 200 16 1 5 伏 8 16 1 5 伏 24 1 5 伏举例2 选定焊接电流400A 则焊接电压计算如下 焊接电压 0 04 400 20 2 伏 16 20 2 伏 36 2 伏 13 焊接电压和焊接电流 焊接电压 提供焊丝融化能量 电压越高焊丝熔化速度越快 焊接电流 实际上是调送丝速度与熔化速度的平衡结果 14 焊接电压对焊接效果的影响 电压偏高时 弧长变长 飞溅颗粒变大 易产生气孔 焊道变宽熔深和余高变小 电压偏低时 焊丝插向母材 飞溅增加 焊道变窄 熔深和余高大 15 2 3焊接速度 在焊接电压和焊接电流一定的情况下 焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量 焊接热量三要素 热量 I2RtI2 焊接电流的平方R 电弧及干伸长度的等效电阻t 焊接速度半自动 焊接速度为30 60cm min自动焊 焊接速度可高达250cm min以上焊接速度过快时 焊道变窄 熔深和余高变小 16 2 4焊丝干伸长度 定义 焊丝从导电咀到工件的距离小于300A时 L 10 15 倍焊丝直径 大于300A时 L 10 15 倍焊丝直径 5mm举例 直径1 2mm焊丝可用电流120 350A 电流小时乘10倍的焊丝直径 电流大时乘15倍的焊丝直径 17 干伸长度为什么要求严格 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 过长时 气体保护效果不好 易产生气孔 引弧性能差 电弧不稳 飞溅加大 熔深变浅 成形变坏 过短时 看不清电弧 喷嘴易被飞溅物堵塞 飞溅大 熔深变深 焊丝易与导电咀粘连 焊接电流一定时 干伸长度的增加 会使焊丝熔化速度增加 但电弧电压下降 电流降低 电弧热量减少 热量 干伸长度热量 电弧热量 18 2 5焊丝 因CO2是一种氧化性气体 在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气 具有强烈的氧化作用 使合金元素烧损 所以CO2焊时为了防止气孔 减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能 必须采用含有Si Mn等脱氧元素的焊丝 CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极 所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能 又要保证具有良好的导电性能和工艺性能 CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种 19 2 6CO2气体 作用 隔离空气并作为电弧的介质 纯度 纯度要求大于99 5 含水量小于0 05 性质 无色 无味 无毒 是空气密度的1 5倍 比水轻 存储 瓶装液态 每瓶内可装入 25 30 Kg液态CO2 加热 气化过程中大量吸收热量 因此流量计必须加热 容量 每公斤液态CO2可释放509升气体 一瓶液态二氧化碳可释放15000升左右气体 约可使用10 16小时 20 2 6CO2气体 流量 小于350A焊机 气体流量为15 20升 分大于350A焊机 气体流量为20 25升 分提纯 静置30分钟后倒置放水 正置放杂气 重复两次 21 2 7极性 直流反接 正极性 特点 电弧稳定 焊接过程平稳 飞溅小 直流正接 负极性 特点 熔深较浅 余高较大 飞溅很大 成形不好 焊丝熔化速度快 约为反极性的1 6倍 只在堆焊时才采用 CO2焊 MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反接 直流反接指的是 工件接负极 焊嘴接正极 22 3 0焊接工艺包括哪几方面 1 材料因素 母材和焊材的成分 2 工艺因素 如焊接方法 坡口形式和加工质量 预热后热措施 层间温度控制 装配质量 甚至电源种类和极性等 对改善工艺焊接性都起很大作用 3 结构因素 如设计时应考虑焊接接头处于刚度较小状态 避免出现截面突变 余高过大 交叉焊缝等容易引起应力集中的结点 4 使用条件 如工作温度高低 工作介质种类 载荷性质等 都属于工艺焊接性考虑范围 23 4 0焊接的气孔产生原因 4 1CO气孔4 2N2气孔4 3H2气孔 24 4 1CO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 若冶金反应生成的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 25 4 2N2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 26 4 3H2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 27 4 3H2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 水分 铁锈 CO2气体要经过干燥 以减少氢的来源 28 5 0CO2气保焊的飞溅问题 5 1飞溅产生的原因5 2减少飞溅的措施 29 5 1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 30 5 2减少飞溅的措施 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 限制焊丝中的含碳量在0 08 0 11 范围内 为此可选用超低碳焊丝 如HO4Mn2SiTiA 31 5 2减少飞溅的措施 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 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 采用直流反接 使焊丝端部的极点压力较小 选择最佳的焊接规范 焊接电流 焊接电压不要过大或过小 32 5 2减少飞溅的措施 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0 0 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 33 5 2减少飞溅的措施 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 飞溅物用钢丝刷轻轻一刷就能把飞溅物清除 34 6 0二氧化碳气体保护焊熔滴过渡形式 6 1短路过渡6 2颗粒状过渡6 3射流过渡 35 6 1短路过渡 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 36 6 2颗粒状过渡 粗丝CO2气体保护焊 大于1 6mm 焊接过程中