氧化碳气体保护焊(毕业论文doc)

1、.二氧化碳气体保护焊系 别： 机械工程系学生姓名：专业班级： 焊剂技术及自动化一班学 号：指导教师： 年 04 月 15 日 精品 摘 要 本论文是对毕业设计二氧化碳保护焊和飞溅所采用的方案以及所使用的硬件、软件技术和所能达到的效果的描述。由于二氧化碳气体的热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与 MIG 焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。关键词：飞溅；短路电流；焊接 精品 目 录摘 要. I目 录.II第1章 绪论.3 1.1 概述

2、 .3 1.2 国内外研究与应用现状 .1第2章 我国焊接材料的发展现状 .1 2.1 电焊条的发展现状 .2 2.2 焊丝的发展现状 .2 2.3 焊剂的发展现状 .5 2.4 钎焊材料的发展现状 .6第3章 二氧化碳气体保护焊的优缺点及操作 .7 3.1 二氧化碳气体保护焊是应用最广泛的一种熔化极气体保护焊方 法。 .7 3.2 二氧化碳气体保护焊也有一些缺点 .7 3.3 二氧化碳气保焊操作 .7第4章 二氧化碳气体保护焊的飞溅 .10 4.1 飞溅产生的原因 .10 4.2 二氧化碳气体保护焊工艺特点 .11 精品 4.3 逆变二氧化碳气体保护焊焊机控制方案： .11结 论.12参考文

3、献.13致 谢.14 第 1 章 绪论1.1 概述 二氧化碳气体保护电弧焊的保护气体是二氧化碳（有时采用 CO2O2 的混合气体）。由于二氧化碳气体的热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与 MIG 焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保 精品护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的刘质量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。1.2 国内外研究与应用现状

4、 50 CO CO2 焊接技术发展与金属结构制造状况密不可分。 年代初期， 2 气保焊技术一经开发，就应用于金属结构制造，并伴随着焊接结构设计、制造技术水平的不断提高，逐渐成为金属结构焊接的主要方法。其高效、优质、自动化的技术特点，具有良好应用条件，并且极大地推动了金属结构焊接技术和相关产业的发展，在焊接技术发展史上书写了辉煌的一页。 目前在美国、日本、欧洲等发达国家及地区采用焊接金属结构件比例日趋增大，其中 CO2 气保焊消耗的焊接金属材料重量约占全部焊接材料总重量的 5075。 经过多年努力，我国 CO2 气保焊技术在金属结构制造业中的推广应用，取得了长足进步。 第 2 章 我国焊接材料的

5、发展现状 我国目前焊接材料生产企业约 600 多家，但具有一定生产规模和竞争能力的有 100 多家左右。近 30 年来，我国焊接材料产品结构发生了很大的变化，1972年有 206 个品种，1995 年增加到 576 个，产品包括各种电焊条、焊丝（co2 焊丝、埋弧焊焊丝、药芯焊丝等）、焊剂、钎料、合金粉末、焊带等，特别是 co2 焊丝和药芯焊丝发展较快。目前我国焊接材料年生产能力超过 150 吨，其中电焊条年生产能力超过 100 万吨，CO2 焊丝年生产能力为 15 万吨，埋弧自动焊焊剂年生产能力在 10 万吨以上，埋弧焊焊丝年生产能力约 10 万吨，钎焊材料年生产能力约 5 万吨。 精品2.

6、1 电焊条的发展现状 我国的焊接材料工业是建国后发展起来的，在焊接材料行业中，生产电焊条的企业最多，约有 500 多家（其中具备完善的生产条件、检测手段和合理的质保体系的近 300 家），年生产能力超过 100 万吨。近几年我国电焊条年产量大约在8090 万吨左右（其中出口大约 56 万吨），占整个焊接材料产量的 8590左右。我国生产的电焊条以钛钙型（药皮中含氧化钛 30以上，碳酸盐 20以下）和低氢型（药皮这含钙、镁的碳酸盐和萤石）为主。自 1980 年以来，我国焊条行业有 20 多家企业和科研单位先后引进了瑞士奥利康、瑞典伊萨、德国万沙、日本神钢等公司的焊条生产线、压涂设备、先进配方和检

7、测仪器等。通过技术引进、消化和企业技术改造，焊条质量、品种取得了长足的进步，有约 50 个厂家的产品取得了中国 CCS 的认可，有 30 多个厂家的产品取得了英国 LR、美国 ABS、挪威 NV、日本 NK 等国际上权威船级社饿认可。我国还以独创的“先涂后切”工艺成批生产出了直径为（0.81.8）mm）的特细焊条，并发明了具有良好冶金特性、优质高品位的焊条（如全位置立向下焊条、高效铁粉焊条、高纤维素焊条优质不锈钢和耐热钢焊条等）十分短缺，每年仍需大量进口。1997年列入我国焊接材料产品样本中的产品有 368 种。没有列入的专用焊条、车工产品用的焊条等还有近百种。2.2 焊丝的发展现状 我国的气

8、体保护焊焊丝开始发展缓慢，1985 年后才有了较快的发展。随着各种自动和半自动焊接方法的推广应用，焊接的品种逐渐增多，使用量也逐年扩大。各国焊条和焊丝产量的比例，在一定程度上反映了该国的焊接自动化水平。我国目前焊丝生产企业 150 多家，整个焊丝行业年生产能力约 30 玩吨，多数是生产埋弧焊（SAW）和 co2 气体保护焊用焊丝，具备药芯焊丝生产条件的企业有 20 多家。 我国焊接材料生产能力，特别是自动焊接用焊丝的生产能力，近年来有了明显发展，表 2 列出我国近年来焊接材料产量的变化。可以看出，我国焊接材料生产中自动化焊接用焊丝产量占焊接材料总量的比例逐年增加， 20 世纪 80 年代 由

9、精品中期的 5左右提高到目前的 15左右（总产量约 16 万吨），预计今后数年间焊丝的增长仍延续下去。 表 2 我国近年来焊接材料产量的变化/万吨 实芯焊丝 年份 焊条 （气保焊 药芯焊丝 埋弧焊丝 埋弧焊剂 总产量 用） 1985 33 0.40 0.05 1.65 1.82 34.5 1986 49 0.50 0.05 1.57 1.73 42.5 1987 52 0.77 0.065 1.65 1.82 56.0 1988 48 0.85 0.067 1.79 1.97 50.6 1989 42 1.20 1990 41 1.90 0.07 1.93 2.12 46.2 1991 42

10、2.00 0.07 2.15 2.37 54.2 1992 71 2.60 0.10 2.48 2.73 63.3 1993 78 3.20 0.10 2.56 2.82 72.0 1994 72 4.50 0.60 2.00 3.00 74.4 1995 60 7.00 1996 60 7.20 1997 70 8.00 0.16 80.0 1998 87 9.00 0.60 90.0 1999 90 10.0 0.30 精品 2000 90 11.0 0.40 5.00 6.00 2001 1.20 焊接自动化水平的提高，促进了自动化焊接材料的发展，特别是 co2 气体保护焊丝和药芯焊丝得

11、到了广泛的应用。 我国气体保护焊实芯焊丝 1985 年以后有了较快的发展，目前年产量达到约10 万吨。国内药芯焊丝的使用始于宝山钢铁公司的建设。其后，机械制造行业、能源化工行业、船舶制造和海洋结构行业、建筑和桥梁业、输油及输气管线建设行业等相继使用了进口焊丝和国产焊丝。 我国药芯焊丝的研制始于 20 世纪 60 年代中期，但很长时间没有实现批量生产。近几年我国药芯焊丝发展速度很快，使用量也逐年扩大。国产药芯焊丝生产始于 1987 年北京焊条厂从英国 CPV 公司引进一条全连轧式药芯焊丝生产线。19931998 年时我国药芯焊丝生产设备引进的高峰期，有十几个企业先后从英国、美国、日本、乌克兰、德

12、国、意大利、瑞典等国家引进焊丝生产线和药芯焊丝生产设备。 2002 年， 至 我国药芯焊丝制造厂已有 29 家，生产线总计 48 条（引进生产线 24 条、自制生产线 24 条）。 目前我国药芯焊丝已发展到几十个品种，药芯焊丝的产量从 1996 年不足 0.1吨（以粗丝为主），发展到 2001 年的近 1.2 万吨（以细丝为主）。平均每年超过 50的增长率在发展。应用领域也从造船-海洋结构行业逐步扩大到建筑-桥梁、重型机械、锅炉-压力容器、输送管道、钢结构等多个行业。 在生产设备上已研制出钢带法生产线、盘条法生产线和钢管法生产线，已具备了一定的生产设备设计和制造能力。其中，国产钢带法生产线已稳

13、定的在实际生产中运行，单套生产线年生产能力可达（0.10.15）万吨。 从各行业的使用品种上看，在船舶和海洋结构行业、建筑和桥梁业、机械制造行业、能源化工行业、钢结构行业，主要使用钛型气保护药芯焊丝；在输油及输气管线建设中主要使用保护药芯焊丝。耐磨堆焊药芯焊丝应用于各行业材料的表面性能改进上。在各行业中，以船舶制造和海洋结构行业使用药芯焊丝量最大，近年来在其他行业药芯焊丝的使用正不断提高。 精品 在进口产品中，以钛型气保护碳钢、低合金钢药芯焊丝为主，占全部药芯焊丝的比例约为 95；自保护药芯焊丝的 5；其他品种（气保护不锈钢药芯焊丝等）约占 1。在国产产品中，以钛型气保护碳钢、硬面堆焊药芯焊丝

14、为主，约占 98其中堆焊焊丝约占 10；钛型低合金和不锈钢药芯焊丝的占 2（其中不锈钢焊丝约占 10）。 为适应我国经济发展的需要，应尽快提高我国焊接自动化水平，调整我国焊接材料的构成比例，大力发展自动或半自动焊接材料。我国目前实芯焊丝生产中存在的问题主要瞧分纸仙伲柿可行杞徊教岣摺竞杆恐饕潜返闹柿课榷裕黾悠分趾徒档蜕杀尽曳刮薹於仆徒鹗粜鸵竞杆恳彩圃诒匦小?我国焊丝行业历经多年的磨砺整逐渐形成规模，生产设备和产品的制造能力和质量不断提高，产品的应用域也在不断扩大，随着各行业对高效率、高质量和低成本焊接材料需求的持续增长。根据市场需求，预计今后数年我国实芯和药芯焊丝的产量和品种将会有较快的发展。2

15、.3 焊剂的发展现状 埋弧自动焊在我国应用较早，但发展缓慢。长期以来，我国以生产和使用熔炼焊剂为主，生产企业有 20 余家。近年来，由于烧结焊接市场不断扩大，专门生产烧结焊接的企业不断增加；目前生产焊剂的企业有 10 多家。 随着各种自动和半自动焊接方法的广泛应用，焊剂的品种逐渐增多，使用量也逐年扩大。我国目前有埋弧自动焊焊剂生产企业 40 多家，年生产能力在 10万吨以上，但埋弧焊焊剂仍以熔炼型为主，约占焊剂总产量的 85，其中 HJ431占熔炼焊剂的 90上。目前我国一些高性能的焊剂仍主要靠进口。 我国近年来烧结焊剂的用量也在逐渐增多，自锦州电焊条厂 1986 年引进瑞士奥利康公司烧结焊剂

16、生产线和配方以来，我国烧结焊剂生产有了较快发展。根据国家焊接材料质量监督检验中心的统计，我国 1987 年烧结焊剂的消耗量（不包括进口的烧结焊剂）仅 0.03 万吨左右，而 1991 年已接近 0.3 万吨，1996 年烧结焊剂的消耗量已接近 0.8 万吨，约占全部焊剂消耗量的 20左右；2000 年烧结焊剂的产量为 1 万多吨，仍低于欧美、日本等工业发达国家的水平。 精品 由于埋弧焊接材料在整个焊接材料产量中仅占 1012这样低的比例，因此烧结焊剂 10 多年来的发展速度还是相当快的。 目前国内广泛使用的高猛型熔炼焊剂并不符合我国的资源条件，应大力发展节能、调整万分方便、符合我国资源条件的非

17、熔炼型烧结焊剂。烧结焊剂的生产成本可比熔炼焊剂降低 3050。在焊剂生产中，目前美国的烧结焊剂占 50，日本占 70，西欧占 90，我国仅占 15左右。我国除发展烧结焊剂外，目前熔炼焊剂品种需要更新换代，焊剂生产工艺及设备有待改进，而且要在改进质量的同时向节能低耗方向发展。2.4 钎焊材料的发展现状 据初步统计，我国目前从事钎焊余扩散焊技术研究和生产的单位有 120 多家，专业从事钎焊材料（软钎焊和钎剂）生产的厂家有 90 多家，其中生产硬钎焊用钎料（铜基、银基、镍基）与钎剂的生产厂有 20 多家；生产软钎焊用钎料（主要是锡铅基、镉基）与钎剂的生产厂有 60 多家。钎焊材料年产量约 2 万吨，

18、可生产铜基、银基、镍基、铝基和锡铅基这五大类钎料，约占全部钎料总量的95以上。据统计，我国每年用于自行车、机械制造行业的铜基钎料给 0.2 万吨以上，铜磷钎料（0.070.09）万吨，用量最大的是锡铅钎料，主要用于电子、电器等，约占 1.5 万吨左右，仅次于美国（美国的年消耗量为 1.8 万吨左右），其中电子行业用量约占 7080。 钎料的供应状态有丝状、片状、铸条状、粉状及膏状等多种形式，根据需要还可制成圈、环等，铝钎料还能与母材预制成双金属板（铝材表层覆一层钎料），可根据不同的使用要求选用。 在钎焊材料的发展与创新方面，我国钎焊工作者自主研究和开发了新型锰基钎料、Cu-P-Sn-Ni 钎料

19、等，正在从事含稀土的钎料、中温铝钎料及钎剂的研究与开发；围绕高强铝合金、TiAl 基合金的连接技术以及陶瓷与金属的连接技术，研制具有特殊性能的中间过渡薄膜等；重点研究与开发无铅、无镉的钎料材料，无腐蚀、无污染的钎剂，以及减少或防止铅、镉污染的材料与措施等。 精品 第 3 章 二氧化碳气体保护焊的优缺点及操作3.1 二氧化碳气体保护焊是应用最广泛的一种熔化极气体保护焊方法 其主要有以下优点： 焊接成本低。二氧化碳气体是酿造厂和化工厂的副产品，价格低来源广，其焊接成本约为手弧焊和埋弧焊的 4050。 焊接生产率高。由于焊丝自动送进，焊接时焊接电流密度大，焊丝的熔化效率高，所以熔敷速度高，焊接生产率

20、比手弧焊高 23 倍。 应用范围广。可以焊机薄板、厚板以及全位置的焊接等。 抗锈能力强。二氧化碳焊对焊件上的铁锈、油污及水分等，不像其他焊接方法那样敏感，具有良好的抗气孔能力。 操作性好，具有手弧焊那样的灵活性。3.2 二氧化碳气体保护焊也有一些缺点 在电弧空间中，二氧化碳气体氧化作用强，因而需对焊接熔池脱氧，要使用含有较多脱氧元素的焊丝。 飞溅大。不论采用什么措施，也只能使二氧化碳焊接飞溅减少到一定程度，但仍比手弧焊、氩弧焊大的多。3.3 二氧化碳气保焊操作 1、起弧（1）保持干伸长不变。 精品（2）倒退引弧法，在焊道前端 1020mm 处引弧。（3）接头处磨薄，防止接头未熔和。 2、收弧（

21、1）保持干伸长不变。（2）在熔池边缘处收弧。起弧与收弧工艺，虽然说 CO2 的起弧与收弧工艺简单，但若达到一定的质量要求，掌握规范的操作工艺是很必要的。起弧工艺：起弧之前在焊丝端头与母材之间保持一定距离的情况下，按下焊枪开关。在起弧时，保持干伸长度稳定。起弧处由于工件温度较低，又无法象手工焊那样拉长电弧预热，所以应采用倒退引弧法，使焊道充分熔和。收弧工艺：CO2 焊收弧时，应保持干伸长度不变，并把燃烧点拉到熔池边缘处停弧，焊机自完成回烧、消球、延时气保护的收弧过程。 3、操作方法（1）左焊法（右左）：余高小，宽度大，飞溅小，便于观察焊缝，焊接过程稳定，气保效果好（有色金属必须用左焊法），但溶深较浅。（2）右焊法（左右）：余高大，宽度小，飞溅大，便于观察熔池，熔深深。（3）运枪方法：锯齿形摆抢。（4）平角焊不摆或小幅摆动。（5）立角向上焊，采用三角形运枪。（6）焊枪过渡：熔池两边停留，在熔池前 1/3 处过渡。（7）枪角度：垂直于焊道，沿运枪方向成 8090°角。（8）试板：间隙 2.02.5mm，起弧点略小于收弧点。无钝边，反变形 1