二氧化碳气体保护半自动焊工艺基础

1、1 二氧化碳气体保护焊工艺参数 2 焊接示意图焊接示意图 3 2、“缺点缺点”： 4 从被焊的材料来看： 碳钢、低合金钢、耐热钢和铸铁等焊接性较差的金属 从功能和用途来看： 焊接、金属表面堆焊、磨损零件和铸钢缺陷的修复 从工件厚度：薄板、中厚板 从焊接位置：全位置焊 5 （一）（一） CO2气体气体 6 7 8 药芯焊丝的种类： 3.1按焊丝钢管的接缝可分为有缝和无缝两种 3.2按焊丝钢管断面形式可分为O型和梅花形、T型、E型、中 间填丝形等，如图： 3.3按照焊丝的药粉渣系可分为：钛型（酸性渣），钙钛型 （中性渣）， 钙型（碱性渣） 常用的的药芯焊丝规格有：1.2 1.4 1.6 2.0 2

2、.4 等 药芯焊丝的应用： 药芯焊丝焊接工艺性能好，焊接质量好，对材料的适应 性强，熔敷效率高，广泛应用于各种类型的钢结构上，如 图药芯焊丝的应用分类： 9 药芯焊丝的应用分类 不锈钢 ：低碳钢、500mpa级钢 药 芯 焊 丝 低碳钢 高强度强 药粉型 金属粉型金属粉型 耐热钢 低温钢 表面堆焊 CO2CO2保护保护 Ar+CO2保护 低碳钢 高强度钢 低温钢 CO2保护 Ar+CO2保护 低碳钢 低温钢 10 焊接设备 CO2气体保护焊设备如图所 示包括四个部分： 1.焊接电源 2.送丝系统 3.供气系统 4.焊枪 （一）.焊接电源 CO2气体保护焊电流密度大， 气体对电弧的冷却作用，使

3、电弧静特性呈上升趋势， d1.0mm U I CO2电弧静 特性 d1.2mm d1.6mm 11 采用不同的外特性（陡降、缓降或平外特性）电源时，电弧的自身调节效 果不一样，如图 结论：有图可以看出：当电弧从L1降至L2时，静特性与三种外特性分别交与 a、b、c三点，此时焊接电流变化量不一样（ Ia Ib Ic）平的外 特性其电弧的自身调节最灵敏，因此，要求电源外特性为平或缓降的要求电源外特性为平或缓降的 电 压 电流 电弧静特性 I b I c L1 L2 a b c 缓降外特性 陡降外特性 I a 平外特性 12 13 四）焊枪 根据送丝方式可分为手枪式和鹅颈式 两种，如图所示，较常用的

4、是鹅颈式 按冷却方式可分为空冷式和水冷式， 较常用的是空冷式 流量计流量计 气压表气压表 减压及预热装置减压及预热装置 开关开关 14 熔滴的过渡形式与特点 熔滴有三种过渡方式：短路过渡、滴状过渡、射流过渡 滴状过渡 短路过渡 射流过渡 过渡方式 定义：焊丝端部的熔滴与熔池表面接触，在过热与电 池收缩力的作用下，熔滴爆断直接向熔池过度 低电压、小电流、细焊丝采用段路过渡， 特点：熔深较小，余高较大，焊接变形小，焊缝成型 美观，适用于薄板以及全位置焊 定义：熔滴以滴状的形式向熔池自由飞落的过程 高电压、大电流、粗焊丝一般采用细滴过渡方式 特点：焊接过程不稳定，飞溅严重，焊缝成型差，生 产上一般不

5、采用 采用大电流和高电压，熔滴以细颗粒状脱离焊丝端部 沿轴线方向喷射向熔池过渡 特点：飞溅较少，焊接过程稳定，熔深较大，成型好， 多用于粗丝 15 焊接电流/A 10 电 弧 电 压 / V 20 30 40 50 0200100300400500 0.6-1.2 1.2 1.6 焊丝、电弧电压与焊接电流的范围示意图 16 二. 焊接工艺参数对焊缝成型的影响 电流、电压、速度对焊接的形状影响最大 17 1.焊缝形状与尺寸焊缝形状与尺寸 （如图（如图） 熔宽：熔宽：C 熔深：熔深：S 余高：余高：h 2.焊接参数对焊缝尺焊接参数对焊缝尺 寸的影响如下左表寸的影响如下左表 C s b h 焊缝 尺

6、寸 焊接参数 熔宽（熔宽（C） 熔深（熔深（S）余高（余高（h） 电流 I 增 加 减小减小增加增加增加增加 电压 U 增 加 增加增加减小减小减小减小 速度 V 增 加 减小减小减小减小减小减小 18 CO2气体保护焊安全技术 CO2气体保护焊是电弧作焊接热源，焊接过程中存在触电危险，电弧产生弧光强烈，辐射危 害大，飞溅可能引起灼伤、火灾或爆炸，析出的有害气体和烟尘损害焊工的身体健 康，因此做好安全工作十分重要 一. 预防触电措施 1.焊接电源应放在安全干燥的地方，外壳应可靠接地，电线电缆的接线必须拧紧，并且有保护 接地 2. 焊接设备出现故障应有专业电工维修，如属小事故焊工自己维修前也应切

7、断电源 3.焊工必须穿戴合格的个人劳动用品，所有劳动用品都必须绝缘可靠 4.夏天出汗，应防止人体与带电体直接接触。 5.狭小位置焊接时必须有专人监护 6.焊接工作结束，离开现场时应切断电源 二. 预防弧光危害的措施 CO2气体保护焊产生的弧光比手弧焊强烈得多，危害性更大 1.弧光辐射的危害 19 紫外线危害 强烈的紫外线照射皮肤后可引起皮炎，出现红疹和小水泡。紫外线会引起电光 型 眼炎，造成眼红，流泪，刺痛。 红外线的危害 红外线主要是对组织的热作用，眼睛受强烈的红外线辐射时感到强烈的灼伤和灼 痛，甚至灼伤视网膜，引起青光眼 可见光危害 比正常光强一万倍，被电弧光近距离照射后看不见周围的东西，

8、产生“晃眼” 2.防止弧光辐射的措施 1.焊工切勿将皮肤裸露在外，焊前仔细检查，是否有漏光现象 2.焊工密集的工作场所，相互之间应设有遮光屏障 3.选择合适的护目镜 三 .预防灼伤和火灾的发生 CO2焊的飞溅情况比手工焊严重的多，焊接时既要保护自己不被灼伤又要防止 火灾发生 1.根据现场情况，焊工应确保自己在不被飞溅灼伤的最佳位置上焊接 2.焊前应仔细观察焊接区和周围坏境中是否存在易燃易爆物品，情况不明务焊接 3.工作结束后，应仔细认真检查工作场所及周围是否有残留火苗，确认无事后，才 可离开 20 四. 预防有害气体和烟尘的危害 CO2焊时常见的有害气体有CO2、CO和NO2等， 使用药芯焊丝

9、时析出的烟尘较多，成分也较 复杂，长期吸入，严重者可能导致尘肺、锰 中毒等职业病，因此必须采取防护措施。 1.焊工应加强个人防护意识，戴好口罩 2.工作时焊工应处在“上风口”，减少有害气 体和烟尘的侵袭 3.加强通风排尘措施，在狭小空间工作时尤其 重要。 4.采用先进技术减少烟尘，净化工作环境。 21 焊接缺陷 焊接缺陷的定义 ：“缺陷”指一种或多种不连续的缺欠，按其特性或累加效果致使产品 不符合最低使用要求，或者说对焊接接头的合用性构成危险的缺欠称为 缺陷。按此定义，缺陷是不容许存在的，必须去除或修补。 常见的焊接缺陷 1. 外观缺陷 外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器，从工件表面用肉眼

10、可以发 现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还 有气孔、表面夹渣和表面裂纹。单面焊的根部未焊透也位于焊缝表面 1）咬边：由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位 产生的沟槽或凹陷（如图）。 产生咬边的主要原因是电弧热量太高，即焊接电流太大， 焊接速度太快而造成的。 22 内部缺陷是指位于焊接接头内部，用无损检测方法和破坏性试验检测到的缺陷。常 见的内部缺陷有裂纹、未焊透、未熔合、夹杂（夹渣、夹钨）气孔裂纹、未焊透、未熔合、夹杂（夹渣、夹钨）气孔等。 常用的无损检测方法：RTRT、UTUT、PTPT、MTMT RT：X射线（周向、定向），射线 UT：眼设施

11、差法，模拟数字超声检测，数字超声检测 PT按渗透剂分为：莹光；着色；莹光、着色 MT按轴向通电方法分为：连续法、剩磁法 内部缺陷 （1） 气孔（porosity） 焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。其气 体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。 气孔 23 气孔产生的原因： 母材坡口或填充金属表面有水、锈、油 污等，焊条及焊剂未烘干会增加氢气 孔量；焊缝金属脱氧不足会增加一氧 化碳气孔。焊接线能量过小，熔池冷 却速度大，不利于气体逸出；电弧电 压过高会增大空气侵入机会，也会产 生气孔。 仰焊位和横焊位（气泡上浮受阻）易产生气 孔。焊环缝比纵缝（相同

12、厚度）易出气 孔（气体逸出路程加大）。 SMAW焊接时，焊接电流过大可能产生气孔。 电弧偏吹（磁场、侧风、焊条偏心）也 可能产生气孔。 气孔的危害： 气孔减小了焊缝的有效截面积，使焊缝疏 松，从而降低了接头的强度，降低塑性， 还会引起泄漏。气孔也是引起应力集中 的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。 气孔 气孔 24 防止气孔的措施 清除焊丝的油污锈蚀等，工件坡口及其附近 表面的油污、铁锈、水分和杂物。 焊条、焊剂要彻底烘干。 采用直流反接并用短电弧施焊。 焊前预热，减缓冷却速度。 25 （2）夹渣（slag inclusio） 夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。 （1） 夹渣的分布和形状有单个点

13、状 夹渣、条状夹渣、 链状夹渣和密集夹渣。夹渣属于非金属 氧化物。 （2）夹渣 产生的原因： 坡口尺寸不合理； 坡口有污物； 多层焊时，层间清渣不彻底； 焊接线能量小； 焊缝散热太快，液态金属凝固过快； 焊条药皮、焊剂化学成分不合理，冶 金反应不完全，脱渣性不好； 焊条电弧焊时，焊条摆动不正确，不 利于熔渣上浮。 加渣 26 （3）夹渣的危害：点状夹渣的危害与气孔相似，带有尖角的夹渣会产生尖端应力 集中，尖端还会发展为裂纹源，危害较大。 （4）防止夹渣的措施 正确选择焊接规范，掌握运条技术，使熔池中焊剂充分熔化； 采用焊接性能良好的经过烘干的焊条； 严格清理焊件坡口和中间焊道的熔渣。 3）裂纹

14、 裂纹是金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙。 裂纹的分类 （1）热裂纹：一般是指在焊缝稍低于凝固温度时产生的裂纹，焊接完毕即出现， 即液态金属一次结晶时产生的裂纹。这种裂纹多贯穿在焊缝表面，裂纹面上呈 氧化色，失去金属光泽，亦有的出现在热影响区。这种裂纹沿晶界开裂，又称 结晶裂纹。 低熔点共晶体主要是FeS-Fe其熔点为985，NiS+Ni其熔点为644， NiP+Ni其熔点为880，FeP+Fe其熔点为1050 27 产生原因： 焊缝金属中含硫、磷量较高时，形成硫、磷化物与铁作用形成低熔点共晶，当低熔点共晶 被排挤到晶界形成液态薄膜，构成一薄弱地带，受到拉伸应力作用时就可能使这

15、一薄弱位 置形成裂纹。如果基体金属的晶界上也存在着低熔点共晶和杂质，则加热温度超过起熔点 的热影响区，在焊接应力的作用下，也可能产生裂纹，这就是热影响区的液化裂纹。 热裂纹防止措施： 控制焊缝中有害杂质（如硫、磷）的含量，硫、磷含量应小于0.03% 0.04%。对于重要结构的焊接，应采用碱性焊条或焊剂，可有效地控制 有害杂质的含量。 改善焊缝金属的一次结晶，通过细化晶粒，可提高焊缝金属的抗裂性。 正确选择合格的焊接工艺，如控制焊接规范，适当提高焊缝成型系数 （控制在1.32.0之间 ），采用多层、多道焊等可避免中心线偏析，从 而防止中心线产生裂纹。 选择降低焊接应力的措施，也可防止热裂纹 的产生。 28 （2）冷裂纹： 指在焊缝冷至马氏体转变温度（200300）以下产生的裂纹，一般是在焊后一 段时间（几小时、几天甚至更长）才出现，又称延迟裂纹，延迟裂纹主要是氢的 作用。 A）产生原因：）产生原因： 主要是由于焊缝金属中形成淬硬组织，扩散氢的存在和富集，存在着较大 的焊 接拉伸应力。 焊件板厚越大，焊接冷却速度越快，越容易出现淬