[讲义]焊接质量检查员培训PPT讲义94页(水工)

1、 方法及焊接设备第一章 焊条电弧焊设备简单、成本低工艺灵活、适应性强劳动强度高，效率低。一、焊条电弧焊的特点焊条电弧焊常用的工具有焊钳、焊接电缆、面罩、清渣工具、焊条保温筒和一些辅助工具。焊钳 要求绝缘性好、导电性能好、便于夹持。有300、500A两种，常用型号G-352、G382两种焊接电缆 要求绝缘性好、柔软、完整，长度不宜超过20-30米。面罩 选型： 7-8号 100A 8-10 号 100I300A 10-12号300A焊条保温筒 角磨机清渣锤二、焊条电弧焊的工具引弧：划擦法、直击法运条方法：1、直线运条法 I形坡口的对接平焊，多层焊的第一道、多层多道焊2、直线往复运条法 薄板和接头

2、间隙大的多层焊的第一层3、锯齿形运条法 厚板平、立、仰焊的对接接头和立焊的角接接头4、有牙形运条法 同上，5、三角形运条法 斜三角形用于焊接平、仰位置的T形接头焊缝和有坡口的横焊缝。正三角形运条法只适用于开坡口的对接接头和T形接头焊缝的立焊。特点是能一次焊出较厚的焊缝断面，焊缝不易产生夹渣等缺陷。6、圆圈形运条法 正圆圈运条法适用于厚板的平焊、斜圆圈运条法适用于平、仰位置T形接头焊缝和对接接头的横焊缝。其优点是利于控制熔化金属不受重力的影响而产生下淌。 7、8字运条法收弧：1、划圈收弧 中厚板2、反复断续收弧 薄板3、回焊收弧 碱性焊条三、手工电弧焊的焊接过程四、焊条电弧焊工艺参数焊接工艺参数

3、（焊接规范）是指焊接时为保证焊接质量而选定的诸物理量的总称。（焊接电流、电弧电压、焊接速度、热输入等）(一)、电源的种类与极性 手工电弧焊一般采用下降外特性的焊接电源，最常用的有交流焊机BX1、BX2、BX3|、BX6等系列、直流焊机ZXG、ZX5、ZX7系列。一般来说，酸性焊条一般选择交流焊机只有在薄板时采用直流反接，而碱性焊条一般采用直流反接，（只有低氢钾型时，才能采用交流电。(二)、焊条的选择焊条的选择包括：焊条牌号的选择焊条直径的选择 等强度原则碳素钢板、低合金钢板、高强钢，选焊材时，采用等强度原则如Q235 选E43（E4303、E4315、E4316）Q345 选E50（E5003

4、、E5015、E5016）SHY685NS 选E8015、E8016， 一般采用超低氢型焊条。等化学成份原则不锈钢、耐热钢选材时，采用等化学成分原则。如1Cr18Ni9Ti钢板 可选用E308-15、E308-16异种钢焊接焊条选择原则碳钢与低合金钢、高强钢之间的异种钢的焊接，一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条焊接，焊接工艺按强度较高的钢材来选择。如Q235与35#钢焊接时，焊条可选用E43系列焊条，但因35#钢焊前要求预热，需用碱性焊条，因此应选用E4315、E4316，焊前预热100-150。碳钢或低合金钢与不锈钢之间的异种钢焊接，一般选用不锈钢焊条，但不锈钢焊条的含铬和镍量比母材高。

5、闸门的埋件中Q235与1Cr18Ni9Ti 的焊接，应选 E309-15、16焊条中铬含量为23%，镍含量为13%。 （2）焊条直径的选择焊件的板厚为了提高生产率，厚度较大的焊件选用直径的焊条，反之，薄焊件的焊接应选用直径较小的焊条，在一般情况下，焊条直径与焊件厚度之间的关系如下表：焊件厚度1.5234-56-1212焊条直径1.523.23.2-44-54-6焊接的层数在进行多层焊时，如果第一层焊缝所采用的焊条直径过大，会造成因电弧过长而不能焊透，因此为了防止根部焊不透，所以对多层焊的第一层焊道应采用直径较小的焊条进行施焊，以后各层可以根据焊件的厚度，选用较大直径的焊条。焊接的位置 不同的焊

6、接位置焊接时，相同板厚的情况下，焊平焊缝时可采用比其它位置较大的焊条直径。立焊时焊条直径一般不超过5mm，而仰焊、横焊时焊条直径一般不超过4mm，这样才能造成较小的熔池，减少熔池金属下淌。焊接接头的型式 对于有全焊透要求时，要保证焊透，不能采用过大的焊条，而无焊透要求时，如搭接或T形接头，可选用较大的焊条直径来提高生产力(三)、焊接电流的选择焊接电流选择直接影响焊接过程的稳定性和焊缝的成形。焊接电流过大，焊接过程稳定性差，焊缝熔深大，并伴随着咬边的出现和烧穿的危险性；焊接电流小，焊缝窄而高，易出现夹渣。电流适中时，焊缝与母材结合良好，形成圆滑过渡，焊缝表面成形美观。一般来说，电流增大，其熔深增

7、加和余高增加，而焊缝宽度不变。焊接电流的选择：（1）、根据焊条的直径来选择，Ih=（35-55）d（2）、焊缝的位置来选择在相同直径的条件下，在焊接平焊缝时，由于运条和控制熔池中的熔化金属比较容易，因此可选择较大的电流进行焊接，而其它位置焊接时，为了避免熔化金属从熔池中流出，要使熔池尽可能小些，因此电流应比平焊时小一些。（3）、焊条药皮的类型来选择。但焊接电流并不能给出一个准确值，只能提供一个范围，焊工根据自已的实际情况，选择适合自己的焊接电流。相同位置，相同焊条直径时，一般碱性焊条的电流要比酸性焊条的电流小，否则焊缝中可能出现气孔。(四)、电弧电压的选择电弧电压的大小是由弧长来决定的，一般来

8、说，手工电弧焊的电弧电压的变化范围不大，但电弧电压的大小也直接影响到焊缝的成型，电弧电压增大，焊缝的宽度增加，余高减小。且易产生飞溅、气孔、未熔合、咬边、未焊透等，而电弧电压术小，也会出现粘条和夹渣等。因此焊接酸性焊条时，应采用长弧焊，碱性焊条时易采用短弧焊。所谓的短弧应是焊条直径的0.51.0倍。L弧=（0.51.0）d(mm)(五)、焊接速度的选择 焊接速度对焊缝厚度和宽度有明显影响，当焊接速度增加时，在单位长度上的输入的热量减少，导致焊缝宽度和厚度都有大为下降。易产生裂纹和气孔。而焊接速度过慢时会产生烧穿、焊瘤等。(六)、焊接层数的选择在焊件厚度较大时，往往需要多层焊。对于低碳钢和强度等

9、级低的普低钢的多层焊时，每层焊缝厚度过大时，对焊缝金属的塑性稍有不利的影响，因此对质量要求较高的焊缝，第层厚度最好不大于4-5mm。 n=/md，其中n-焊接层数 -焊件厚度，mm m-经验系数，一般取m=0.81.2 d-焊条直径，mm(七)、焊接热输入的选择焊接热输入是指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量。公式为q/V=IhUh/V（J/cm）其中q/V-热输入 -电弧有效功率系数 Ih-焊接电流，A Uh-电弧电压，V V-焊接速度，cm/s由此可见，焊接热输入是一综合参数，它与电流、电压成正比，与焊接速度成反比。一般来说，碳钢和低合金钢对焊接热输入的控制要求不严格，但高强钢和

10、不锈钢对热输入要求严格，在新钢种使用前，应做工艺评定，根据需要确定出最佳热输入。热输入增加，热影响区的宽度增大，加热到高温的区域增宽，在高温的停留时间增长，同时冷却速度减慢。热输入过大，过热区的晶粒尺寸大，对强度等级高的低合金钢、高强钢、低温钢来说，塑性、韧性下降严重。对于奥氏体不锈钢来说，其耐蚀性下降。热输入过小，硬度、强度提高的同时，塑性也要变差。对于定位焊、淬硬倾向大的钢种来说，若太小的热输入，将会使焊缝冷裂倾向加大，易产生冷裂纹。热输入（J/cm）预热温度1100以上停留时间S650冷却速度/S20000275142000026054.4384002716.54.43840026017

11、1.4 焊接热输入对20Mn钢过热区性能的影响(八)、焊前预热、后热、热处理 预热能降低焊后冷却速度，减小淬硬程度，防止产生焊接冷裂纹，另外，还可减小热影响的温度差别，在较宽范围内得到比较均匀的温度分布，有助于减少因温度差别而造成的焊接应力。后热是指焊后将焊件保温缓冷，可以减缓焊缝和热影响区的冷却速度，起到与预热相似的作用。对于冷裂纹倾向大的低合金高强钢等材料，还有一种专门的后热处理，即消氢处理。即在焊后立即将焊件加热到250-350温度范围内，保温2-6小时。消氢处理的目的是使焊缝金属中的扩散氢加速逸出，大大降低焊缝和热影响区中的氢含量，防止产生冷裂纹。热处理是将焊件整体或局部加热保温，然后

12、炉冷或空冷的一种处理方法，可以降低焊接残余应力、软化淬硬部位，改善焊缝和热影响的组织和性能，提高接头的塑性的韧性，稳定结构的尺寸。有整体加热处理、局部加热处理。有消除应力退火热处理（600-650）和高温回火（低于Ac1。）对于低碳钢，低合金钢来说，焊接性好，只有在厚度较大、结构钢度大时，才进行100-150的预热。有淬硬倾向的低合金高强钢，后热温度200-250，保温2小时。高强钢来说，后热温度为150，保温2小时。举例说明通常焊接参数的选择：Q345钢 =12mm焊条的选择：E5015打底层：=3.2mm 填充层、盖面层:=4.0mm采用直流反接反变形：3-4焊接电流的选择:打底层:单面焊

13、双面成型: 80-90A带衬垫焊接 90-100A填充层；140-170盖面层：140-160电弧电压：应采用短弧焊热输入： 焊接层数：n=4Q235钢 =12mm焊条的选择：E4303打底层：=3.2mm 填充层、盖面层:=4.0mm采用直流正接、交流电反变形：3-4焊接电流的选择:打底层:单面焊双面成型: 100-110A带衬垫焊接 90-100A填充层: 160-190A盖面层：150-160ASL36-2006水工金属结构焊接通用技术条件缺欠和缺陷焊接缺欠：泛指焊接接头中的不连续性、不均匀性、以及其他不健全等的欠缺，简称焊接缺欠。（3.10）焊接缺陷：超过规定限值的缺欠，不满足与预期或

14、规定用途有关的。（3.11)（一）、气孔气孔是指在焊接的过程中，溶池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来的所形成的空穴。产生的原因：焊件清理不干净 焊条受潮、焊条质量差电弧偏吹焊接参数选择不当。如I小、V快、U大、极性接反。 五、焊条电弧焊常见的缺欠的产生原因及防止措施（二）、裂纹1、产生的时间、温度不同热裂纹产生在固相线附近的高温区，一般为焊接过程中，冷裂纹产生在Ms体转变温以下，一般为焊后。2、产生的部位不同热裂纹一般发生在焊缝金属中，冷裂纹一般发生在热影响 区。3、外观形态不同4、金相组织上的不同5、产生的原因不同热裂纹产生的原因：低熔点共晶体、焊接拉应力冷裂纹产生的原因：富氢、淬硬组织、

15、焊接应力选择焊接材料、控制SP含量。减少氢来源合理选用焊接参数，以降低淬硬程度，并有利于氢的逸出和改善应力状态采用消氢处理或焊后热处理改善结构设计，降低焊接接头的拘束应力。（三）、夹渣夹渣是指焊后残留在焊缝中的焊渣。产生的原因：装配不当 如坡口太小、与衬板间隙大焊接参数不当 I小、V小清渣不干净操作技术不良（四）、未焊透未焊透是指焊接时焊缝根部未完全熔透的现象。产生的原因：装配不当 如坡口太小，P大、间隙小焊接参数不当 如I小、U大（五）、未熔合 未熔合主要是指焊道与材金属之间或焊道之间未完全熔化结合的现象。产生的原因：参数选择不当 I小、V快、焊接热输入小焊条偏心运条方法渣不干净（六）、咬边

16、咬边是指在焊接过程中由于焊接参数选择不当或操作方法不正确，沿焊趾的焊件母材部位门生的沟槽或陷。产生的原因：焊接参数选择不当 I大、U大、V快操作技术不良。（七）、焊缝成型不良焊接速度不均匀，焊接电流太小，操作方法不当、坡口及装配质量差、焊条质量差，以及电弧偏吹等情况，会造成焊缝表面宽度不均匀和余高太高和太低等（八）、烧穿由于焊接电流太大和焊接顺序不合理以及根部间隙太大、焊接速度太慢、钝边太小或焊接电弧在某处停留时间过长等，会产生烧穿现象。（九）、焊瘤由于焊件根部间隙太大、焊接电流太大、操作不当，运条速度太慢会产生焊瘤。第二章 埋弧焊焊接方法及设备 埋弧焊是以颗粒状焊剂作为保护介质，电弧掩埋在焊

17、剂层下的一种熔化极电弧焊接方法，也是最早获得应用的机械化焊接方法。 一、埋弧焊的特点 埋弧焊的施焊过程如图31所示，由三个基本环节组成：在焊件待焊接缝处均匀堆敷足够的颗粒状焊剂；导电嘴和焊件分别接通焊接电源两极以产生焊接电弧；自动送进焊丝并移动电弧实施焊接。第一节埋弧焊的特点及应用埋弧焊的主要特点如下：（1）、生产效率高 与焊条电弧焊相比，由于焊丝导电长度缩短，加之电流利电流密度显著提高，使电弧的熔透能力和焊丝的熔敷效率都大大提高，一般不开坡口单面一次焊熔深可达 20m。 ；又由于焊剂和熔渣的隔热作用，总的热效率大大增加，而使焊接速度可以大大提高。以厚度810mm钢板对接焊为例，单丝埋弧焊焊速

18、可达3050mh；双丝或多丝埋弧焊焊速还可提高一倍以上，而焊条电弧焊则不超过68mh。 （2）焊缝质量高 埋弧焊时采用渣保护，这样不仅体能隔绝空气，而且减慢了熔池金属的冷却速度，使液体金时间进行属与熔化的焊剂间有较多的时间进行冶金反应，减少了产生气孔、裂纹等缺 陷的可能性。同时，埋弧焊时，由于焊接参数自动调节，电弧行走机械化，所以焊缝成分稳定，力学性能好。 （3）节省焊接材料和电能 埋弧焊由于焊接热输入较大，焊接时直接可以开I形 坡口或小角度坡口，减少填充金属量，并且有焊剂和渣保护，减少了金属飞溅损失和热量损失，从而 节省了焊接材料和电能。（4）劳动条件好 熔渣隔离弧光，有利于焊接操作；此外，

19、机械化行走，劳动强度较低。 埋弧焊是目前工业钢结构焊接中广泛应用的一种弧焊方法。它可焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢及它们的复合钢板，是造船、锅炉、化工容器、桥梁、起重及冶金机械制造中焊接生产的主要手段。此外，还可用于镍基合金、一铜合金的焊接及耐磨、耐蚀合金的堆焊。二、埋弧焊的应用及其局限性埋弧焊由于自己的特点，其应用也有一定的局限性，主要为： （1）焊接位置的局限由于焊剂保持的原因，如果不采取特殊措施，埋弧焊主要应用于水平偏位置焊缝焊接，而不能用于横焊、立焊、仰焊。 （2）焊接材料的局限由于埋弧焊焊剂及电弧气氛的氧化性，此法不能用于铝、钛等氧化性强的金属及其合金的焊接。 此外，由

20、于埋弧焊行走机构较为复杂，其机动灵活性比焊条电弧焊差，一般只适合于长焊缝焊接，且不能焊接空间位置有限（机头无法到达）的焊缝。埋弧焊的工艺参数有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径与伸出长度，焊丝与焊件相对位位置及装配间隙与坡口大小 等，另外焊剂层厚度及粒度对焊缝质量也有影响。三、埋弧自动焊工艺一、焊接电流当其它参数不变时，焊接电流对焊缝成形的影响。焊接电流是决定熔深的主要因素，在一定的范围内，焊接电流增加时，焊缝的熔深H、余高h都增加，而焊缝的宽度B增加不大。增大焊接电流能提高生产率，但在一定的焊速下，焊接电流过大会使热影响区过大并产生焊瘤、烧穿等缺陷；若电流过小，则熔深不足，产生熔合不好

21、、未焊透和夹渣等缺陷，并使焊缝成形变坏。 焊接电流对焊缝形状的影响a影响规律焊缝 b形状的变化二、电弧电压其它工艺参数不变时，焊接电压是决定熔宽的主要因素。电弧电压增加，弧长增加，熔深减少，焊缝变宽，余高减小。过大，熔剂熔化量增加，电弧不稳，严重时会产生咬边和气孔等缺陷。 焊接电压焊缝成形的影响三、焊接速度焊接速度增加，母材的熔合比较小。焊接速度过快，会产生咬边、未焊透、电弧偏吹、气孔等缺陷，焊缝余高大而窄,成形不好。焊接速度太慢，余高过高，形成宽而浅的大熔池，焊缝表面粗糙，容易产生满溢、焊瘤或烧穿等缺陷。 焊接速度对焊缝成形的影响四、焊丝直径与伸出长度焊接电流不变时，减小焊丝直径，因电流密增

22、加，熔深增大，焊缝成形系数减小。伸出长度增加时，电阻热增加，使焊丝的熔敷速度增快，因此熔深稍有减少，余高略有增加。五、焊丝倾角的影响。单丝焊时，通常焊件放在水平位置，焊丝与工件垂直。焊接时焊丝相对焊件倾斜，使电弧始终指向待焊部分的焊接操作方法叫前倾焊。前倾时，焊缝成形系数增加，熔深浅、焊缝宽，适用于焊薄板。后倾焊时，熔深与余高都增大，熔宽明显减小，焊缝成形不良。 焊丝倾角对焊缝形状的影响a焊丝后倾 b焊丝垂直 c焊丝前倾六、焊件位置的影响上坡焊与焊丝后倾相似，焊缝的有效厚度和余高增加、焊缝宽度减小，形成窄而高的焊缝，甚至出现咬边的缺陷。下坡焊与前倾相似，焊缝的有效厚度和余高都减 小，而焊缝宽度

23、增加，且熔池内液态金属容易下淌，严重时会造成未焊透的缺陷。角度不超过68度。七、装配间隙与坡口角度的影响在其它工艺参数不变的条件下，装配间隙与坡口角度增大时，熔合比与余高减小，熔深增大，但熔深加上余高的焊缝总高度大致保持不变。 装配间隙对焊缝成形的影响八、焊剂层厚度与粒度。焊接时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种物质。用于埋弧焊时为埋弧焊剂,焊剂按制造方法不同分为熔炼焊剂、烧结焊剂、陶质焊剂（粘结剂） 焊剂层太薄时，容易露弧，电弧保护不好，容易产生气孔或裂纹；焊剂层太厚时，焊缝变窄，成形系数减小。粒度越小越好。一般情况下，焊剂粒度对焊缝成形影响不大，但采用小直径焊丝

24、焊薄板时，焊剂粒度对焊缝成形有影响，若焊剂颗粒太大，电弧不稳定，焊缝表面粗糙，成形不好，焊剂颗粒小时，焊缝表面光滑，成形好埋弧焊由于工艺参数不当或不稳定，可能造成熔透不足、咬边、烧穿、满溢、成形不良等缺陷。气孔裂纹夹渣咬边四、埋弧焊的主要缺陷及防止气孔坡口、焊丝清理不干净焊剂受潮 酸性焊剂HJ431的烘干温度为250，保温1-2h，碱性焊剂HJ250的烘干温度为300-400，保温2h。焊剂中混入杂物焊剂层覆盖不充分焊剂化学成分不当造成熔渣粘度过大电弧磁偏吹裂纹热裂纹、冷裂纹裂纹产生可能与焊接材料选配不当、焊丝中含C与S、P量过高、母材含杂质较多、焊接接头结构及形状尺寸不分、接工艺参数不当或焊

25、剂的干燥、接头的清理等因素有关。减少氢的来源 可采用碱性焊剂，焊剂注意保管防潮湿，使用前严格烘干。对焊丝、焊件及待焊区域的油污、水锈等焊前严格清理合理选择焊接参数以降低钢材的淬硬程度并有利于焊缝金属中氢的逸出和改善应力状态采用消氢处理或焊后热处理改善结构设计，以降低焊接接头的拘束应力，在设计时应尽可能地消除应力集中的因素，并且可以预热和焊后缓冷。夹渣会在焊缝根部等处出现夹渣。夹渣除与焊剂的脱渣性能有关外，还与工件的装配情况、焊接工艺参数、层间清渣不净、焊丝位置不对准等因素有关。咬边在焊接过程中由于焊丝位置、角度不当或焊缝局部弯曲及焊接参数不当应合理选择参数、调整焊丝位置和角度。第三章熔化极气体

26、保护电弧焊熔化极气体保护电弧焊（英文简称GMAW）具有熔敷率高、适用金属材料广泛、可全位置焊接、焊接区的冶金作用相对简单和易于实现自动化等优点，在现代焊接生产中的应用越来越广泛。第一节原理及分类 熔化极气体保护焊属于用电弧作为热源的熔化焊方法。多数熔化极气体保护焊方法对焊接区的保护是依赖专门送入的保护气体来实现的（即气体保护），但药芯焊丝电弧焊通常除外加气体保护外，还同时兼有药芯焊剂熔化后形成的熔渣保护（即气一渣联合保护）。作为熔化电极的焊丝常用实芯焊丝和药芯焊丝两大类。 熔化极气保护焊的设备有弧焊电源外，专用的送丝机构、供气系统和集送丝、送保护气体和向电弧供电于一体的熔化极气体保护焊焊枪。

27、GMAW方法常用半自动和自动焊两种形式。半自动焊常用于中厚板及以下的安装位置、焊缝空间轨迹不大规则且较复杂的结构焊接；自动焊则用于加工和组装精度高、焊缝空间轨迹规则、规模化制造位置的焊接结构生产。一、熔化极气体保护焊原理： 依据焊丝结构分为实芯焊丝气体保护焊和药芯焊丝电弧焊两大类；依据保护气体类别可分为CO2气体保护焊、混合气体保护焊（MAG）和惰性气体保护焊（MIG）。 通过合理地选择焊丝和保护气体。GMAW方法可用于碳钢、低合金结构钢、不锈钢、铝、铜及其合金等金属的焊接二、熔化极气体保护焊方法分类及其应用 保护气体除了隔离空气，使高温焊接区免遭空气侵害外，还一定程度上影响甚至决定着电弧的能

28、量特性、形态特征、工艺特性以及焊缝的冶金特性，依据工件钢种、板厚、焊缝空间位置、焊接接头质量要求、焊接生产率要求等，合理选择保护气体及焊丝，是熔化极气体保护焊应用中的重要工艺设计内容。第二节熔化极气体保护焊的气体选择与冶金特性熔化极气体保护焊常用的保护气体按组元数量可分为单一气体和混合气体，按气体与金属的相互作用结果可分为氧化性气氛、还原性气体和惰性气氛。单一组元气体只具备单一的性质，而混合（24组元）气体则兼有各组元的性质，比单一气体具有更多的优越性。 焊接生产中保护气体的选择一般遵循以下三条原则：1对焊缝性能无害原则2改善工艺及焊缝质量原则 3提高工艺技术水平原则一、熔化极气体保护悍的气体

29、选择（三）气孔问题 CO2焊时，熔池表面只有很少量熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用因而熔池凝固较快，增大了产生气孔的可能性。常见气孔种类如下： 1一氧化碳气孔 多是由于焊丝的化学成分选择不当造成，焊丝金属中含脱氧元素不足。若焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn，以及限制焊丝中的合碳量，就可以抑制上述的反应过程，有效地防止CO气孔的产生。第三节、CO2焊接的冶金特性2氮气孔焊缝中的氮气孔主要是由于保护气层遭到破坏，大量空气侵入焊接区所致。 因此，避免产生氮气孔的主要措施是应增强气体的保护效果。另外，选用含有固氮元素（如Ti和Al）的焊丝，也有助于防止产生氮气孔、。 此外，电弧电压越高，空气侵入的可

30、能越大。电弧电压高达一定值后，焊缝中就出现气孔。焊缝中含N2量增加，即使不出现气孔，也将显著降低焊缝金属的塑性。 3氢气孔电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈，以及CO2气体中所含的水分。油污为碳氢化合物，铁锈中含有结晶水，它们在电弧高温下都能分解出H2气。减少熔池中氢的溶解量，不仅可防止氢气孔，而且可提高焊缝金属的塑性。所以焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈，并应尽可能使用含水分低的CO2的气体。 当在焊接区有氧化性的CO2气体存在时，增加了氧的分压，使自由状态的氢被氧化成不溶于金属的水蒸气与羟基，从而减弱了氢气的有害作用。所以CO2电弧焊时对铁锈和水分没有埋弧焊和氩弧焊那样敏

31、感。 钢板表面仅轻微锈蚀时可不除锈，但焊丝表面的油污，必须用汽油等溶剂清除掉。这不仅是为了防止气孔，也可避免油污在送丝软管内造成堵塞，以及减少焊接中的烟雾等。 氢是以离子形态溶于熔池的。直流反按时，熔他为负极，阴极区聚集的大量电子，使熔池表面的氢离子又复合为原子，因而减少了进人熔池的氢离子数量。所以直流反接时，焊缝中含氢量仅为正接时的1315，产生氢气孔的倾向也比正接时小。 熔化极混合气体保护焊在方法原理、焊接系统构成、焊接区的保护原理方面与熔化极惰性气体保护焊没有区别，唯一不同的是采用的保护气体是多组元混合气体，而具有更大的优越性，主要有以下两点： 1）克服了单组元气体对焊接过程稳定性或焊接

32、质量的某些不利影响，使焊接过程和焊接质量更可靠。如碳钢、低合金钢和不锈钢等黑色金属MIG焊时，虽具有易于实现射流过渡、焊接冶金过程简单、焊缝纯净度高等优点，但也具有熔池的粘度大，浸润铺展性差，气孔、咬边倾向大，阴极斑点稳定性差，焊缝几何尺寸均匀性差，焊缝形状系数较小，“指状”熔深倾向大等缺点，惰性气体组元里混合一定比例的氧化性气体便可克服纯Ar保护的上述不足，并同时保留了纯Ar保护的优点，这就是ArCO2、ArCO202、 ArO2等混合气体，常用来焊接黑色金属的原因。二、熔化极混合气体保护焊2）增大电弧的热功率，提高焊接生产率。热导率低，且为单原子的气体往往电弧的能量密度较低，电弧刚度较差，

33、穿透能力和高速焊接能力较差。ArCO2等混合气体都具有提高电弧热功率和能量密度的特性。氧化性气氛还具有改善熔滴过渡特性、熔深特性及电弧稳定性等优点。第四节CO2气体保护焊CO2气体保护焊在电弧形态、熔滴过渡行为，焊缝的几何特性与表面特性，熔池的结晶速度等方面，有别于富氩加氧化性混合气体保护焊方法，其技术上的某些独特性能，决定着该方法在现代工业中具有重要的应用位置。 一、CO2焊接方法特点及其应用 与其他熔化极气体保护焊方法比较，在系统硬件上的主要区别仅在于：由于CO2焊接熔滴过渡控制的特殊性，需采用CO2焊接专用电源；CO2气体的液态气化过程是吸热过程，有可能使 CO气瓶的出口通道结冰（CO2

34、气体中含有少量水分）而堵塞，因此需要对CO2气体进行脱水和对瓶间体进行预热。 CO2气体的物理和化学性质决定了纯CO2气氛保护下的CO2焊接方法具有以下特点：（1）生产效率高 CO2气体保护焊采用的电流密度比焊条电弧焊和埋弧焊要大的多，通常为100300A/mm2，焊丝熔敷率高，母材熔深大，10mm以下的钢板可以不开坡口一次焊透。焊接过程中产生的熔渣极少，层间不必清渣。（2）对油锈不敏感 CO2气体在电弧高温下分解出O2，氧化性强，对工件上的油锈及水分敏感性小，所以对焊前清理的要求不高。（3）焊接变形小 由于CO2气体保护焊电流密度大，电弧热量集中，且CO2气体又具有冷却作用，使得工件焊后变形

35、小。在焊接薄板时，可减少矫正变形的工作量。（4）冷裂倾向小 CO2气体保护焊的焊缝中扩散氢含量低，因此在焊接低合金高强钢时，焊缝出现冷裂纹的倾向小。（5）操作简单易控制 由于CO2气体保护焊采用自动送丝和明弧焊，因此操作简单，容易观察和控制焊接过程。（6）成本低 据统计CO2气体保护焊的成本为焊条电弧焊的4050%。1、优点：CO2气体保护焊的缺点主要是飞溅较大，弧光强，抗风能力差和焊枪不够灵活。 飞溅率大，在焊接电弧高温作用下的 CO2 气体会发生吸热分解反应，对电弧具有较强热压缩作用，从而导致了该方法的电弧形态具有弧柱直径较小，弧根面积小且往往难于覆盖焊丝端部全部熔滴的特点，因此熔滴受到的

36、过渡阻力（斑点力）较大而使熔滴粗化，过渡路径轴向性变差，飞溅率大。2、缺点3）CO2电弧的能量相对集中，熔透能力较大；焊丝许用电流密度大（可高达250Amm2），因而焊丝熔化系数大；再加上无需层间清渣，使得该方法的焊接生产率高、（细丝时焊丝熔化速度可达十余kgh）。4）焊接生产成本低，节约电能。由于CO2气体价格低廉、焊接生产率高，其电能消耗仅为焊条电弧焊的4070，其综合生产成本仅为埋弧焊和焊条电弧焊的4050。 5）在工艺和技术方面还具有焊接区可见度好，便于观察、操作；焊接热影响区和焊接变形较小；熔池体积较小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对锈污敏感性低等优点。与埋弧焊、焊条电弧焊和药芯

37、焊丝电弧焊相比，CO2焊接方法有焊缝外观成形欠美观；焊接飞溅较大（所有弧焊方法中最大的）；抗风能力较差，室外作业需采用防风措施等缺点。 上述局限性正被新型焊接材料、新型波形控制电源与熔滴过渡控制技术所逐步加以克服，其高生产率、低成本、能源消耗低、全位置焊接性能好、保护效果优良、抗锈污能力强等优点，决定着该方法在黑色金属薄板及中厚板焊接领域有着广阔的应用空间。在一些发达国家中，CO2焊接方法的应用已占整个焊接生产的60左右。 目前CO2焊接方法广泛用于汽车、机车及车辆。造船、集装箱、石油化工机械、农业机械、重型机械、起重设备、锅炉和焊管等领域，主要用于焊接低碳钢和低合金高强钢。可焊工件厚度范围较

38、宽，可从0.5mm到150mm。此外，还可以进行CO2气体保护电弧堆焊、电弧点焊和窄间隙焊接等。 短路过渡方式是CO2焊接方法中应用最广泛的工艺形式。短路过渡形式的CO2焊接条件，通常是在细焊丝、低电压、小电流条件下实现的。焊丝直径一般为0.61.6mm(0.8mm、1.0mm、1.2mm三种规格应用最多）。（一）短路过渡工艺1、焊丝直径 焊丝直径以焊件的厚度、焊接位置及质量要求为依据进行选择。随着板厚增加，焊丝直径也增加。焊丝直径大于1.6mm时称为粗丝。短路过渡焊接采用细焊丝，常用焊丝直径为0.61.6mm。2、焊接电流 焊接电流根据焊件的厚度、坡口形状、焊丝直径及熔滴过渡形式来选择。对于

39、一定的焊丝直径，所使用的焊接电流有一定范围。3、电弧电压 电弧电压是影响熔滴过渡、飞溅大小、短路频率和焊缝成形的重要因素。当焊接电流较小时，电弧电压过高，则飞溅增加；电弧电压太低，则焊丝容易伸入熔池，使电弧不稳。当焊接电流较大时，电弧电压过高，则飞溅增加，容易产生气孔；电弧电压太低则焊缝成形不良。要获得稳定的焊接过程和良好的焊缝成形，要求电弧电压与焊接电流有良好的配合。 短路过渡时的电弧电压是关键的焊接工艺参数，其特点是采用低电弧电压。当电弧电压与焊接电流相匹配时，可以获得飞溅小、焊缝成形良好的稳定的焊接过程。4、焊接回路电感 焊接回路中串联电感是用来调节短路电流增长速度和调节电弧燃烧时间以控

40、制熔深。采用不同直径焊丝时其串联的合适电感值见表7。5、焊接速度 焊接速度对焊缝成形、接头性能等都有影响。随着焊接速度的增加，焊缝宽度、余高、熔深相应减少。若焊接速度过快，容易产生咬边和未焊透等缺陷，同时气体保护效果变坏，易产生气孔，降低焊接接头力学性能，并使焊缝成形变差；焊接速度过慢，易产生烧穿，使接头晶粒粗大，变形加大，焊缝成形变差，生产率降低。因此，对焊接速度要进行正确选择。一般手工焊的速度不超过0.5m/min，机械化焊的速度不超过1.5m/min。6、焊丝伸出长度 焊丝伸出长度是指焊丝伸出导电嘴的长度。当焊丝伸出长度增加时，焊丝的电阻增加，因此焊丝熔化速度加快，提高了生产率。但是焊丝

41、伸出长度过大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，飞溅严重，气体保护效果变差，焊接过程不稳定；而焊丝伸出长度过小时，缩短了喷嘴与焊件间的距离，飞溅金属容易堵塞喷嘴，影响保护效果，并会影响焊工视线。合适的焊丝伸出长度应为焊丝直径的1012倍，细丝焊接时焊丝伸出长度以815mm为宜，粗丝焊接时焊丝伸出长度在1525mm之间。7、气体流量及纯度 CO2气体主要影响保护效果。保护气体从喷嘴喷出时要有一定的挺度，才能避免空气对电弧区的影响。气体流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度等综合选择。随着这三个参数值的增加，气体流量也应相应增加。过大或过小的气体流量都会影响气体保护效果，产生气孔等缺陷。通常细丝焊

42、时，气体流量在1525L/min之间；粗丝大规范机械化焊接时可增加至3050L/min。CO2气体的纯度（体积分数）不得低于99.5%，同时，当气瓶内的压力低于1MPa时，就应停止使用，以免产生气孔。8、电源极性 为了减少飞溅，保持电弧稳定，一般都采用直流反接。粗丝大电流焊时，也可以用直流正接，此时焊接电流稳定，飞溅小，并且由于负极的热量高于正极，焊丝的熔化速度快，熔深浅，母材稀释率低，适用于堆焊或铸铁补焊。焊缝成形不良焊缝成形不良主要表现为焊缝弯曲不直、成形差等方面。产生的原因是：1、电弧电压选择不当。2、焊接电流与电弧电压不匹配。3、焊接回路电感值选择不合适。4、送丝不均匀，送丝轮压紧力太

43、小，焊丝有卷曲现象。5、导电嘴磨损严重。6、操作不熟练。防止措施为：选择合理的焊接工艺参数；检查送丝轮并做相应的调整；更换导电嘴；提高操作技能。CO2气保焊常见产缺陷及产生的原因气孔CO2气体保护焊产生气孔的原因是：1、气体纯度不够，水分太多。气体流量不当，包括气阀、流量计、减压阀调节不当或损坏；气路有泄漏或堵塞；喷嘴形状或直径选择不当；喷嘴被飞溅物堵塞；焊丝伸出长度太长。焊接操作不熟练，焊接工艺参数选择不当。周围空气对流太大。焊丝质量差，焊件表面清理不干净。防止措施：彻底清除焊件上的油、锈、水；更换气体；检或串接预热器；清除附着喷嘴内壁的飞溅物；检查气路有无堵塞和弯折处；采取挡风措施减少空气对流。飞溅 飞溅是CO2气体保护焊中一种常见的现象，产生飞溅的主要原因是：1、短