CO2气体保护焊接(MAG-C焊)工艺简介

2CO气体保护焊接(MAG—C焊)工艺简介21.定义CO2气体保护焊接是采用纯度在99.8%(体积法)以上的CO2气体作为保护气体的一种2.发展动态二氧化碳气体保护焊是50年代发展起来的一种新的焊接技术。半个世纪来，它已发展成为一种重要的熔焊方法。广泛应用于汽车工业，工程机械制造业，造船业，机车制造业，电梯气体保护焊装在机器手或机器人上很容易实现数控焊接，将成为二十一世纪初的主要焊接方要是锰硅合金焊丝，超低碳合金焊丝及药芯焊丝。焊丝主要规格有：0.50.80.91.01.21.62.02.53.04.0等。3.特点3.2生产率高，CO2电弧的穿透力强，熔深大而且焊丝的熔化率高，熔敷速度快，其生产率3.6由于是明弧，焊接过程中便于监视和控制。24.1CO2气体4.1.1CO2气体的性质气压为7.48Mpa，因此，CO2气瓶要防止烈日暴晒或靠近热源，以免发生爆炸。24.1.3CO气体纯度对焊接质量的影响2低于99.8%(体积法)，其含水量小于0.005%(重量法)。合气体一般混合气体是在Ar气(无色、无味、密度为1.78kg/m3)中加入20%左右的CO2气体制成，主要用来焊接重要的低合金钢强度钢。心焊丝一般采用限制含碳量(0.1%以下)，硅锰联合脱氧。焊丝直径常用的有：φ0.8mmφ0.9mmφ1.0mmφ1.2mmφ1.6mm，焊丝直径允许偏差+0.01，①用于焊接低碳钢低合金钢的焊丝有：H08MnSiA，H08MnSi，H10MnSi。HCrNiHCrNiHCrNi9Ti，H1Cr18Ni9Nb。芯焊丝实实心焊丝大电流用220~350凸多深好好好60~12090~95250~550凸多深好好好55~18090~95药芯焊丝焊剂类(用于全位置焊)120~300好接近平坦少好大好30~11085~90200~450好接近平坦好大能好45~14085~90焊丝种类焊丝直径标准电流范围(A)作熔渣量脱渣性业焊缝外观焊缝形状性飞溅量熔深全位置焊接焊耐冷裂性能接耐热裂性能性X射线探伤效熔敷速干伸长度)率熔敷效率(%)金属类250~500少凸少深大好好好75~18090~95小电流用80~220凸少浅小好15~5095~98注:焊机使用直流恒电压特性的电源(极性:焊丝正极)O2CO2气体本身是一种活性气体，它的保护作用主要是使焊接区与空气隔离，防止空气中的氮气氮CO2气体全部分解成CO+O，可使保护气体增加一倍。同时由于分解吸热的作用，使电弧因受到冷却的作用而产生收缩，弧柱面积缩小，所以保护效果非常好。CO电弧焊存在的主要问题及解决措施CO2电弧可以从两个方面使Fe及其它合金元素氧化。一种是与CO2直接作用:2另一种是和高温分解出的原子氧作用:第一种反应一般认为是在低于金属熔点温度下进行的，在金属氧化中不占主要地位。合产物MnO、SiO2成为熔渣浮于熔池表面。熔池及熔滴中的合金元素发生反应使其氧化。系数最高，烧损最少。Si、Mn的过渡系数则较低，因为它们中的相当一部分要耗于熔池中在焊缝中6.2气孔问题2CO电弧焊，由于熔池凝固比较快，容易在焊缝中产生气孔。可能产生的气孔主要有：CO222226.2.1.CO气孔这个反应在熔池中处于结晶温度时，进行得比较剧烈，由于这时熔池已开始凝固，CO气体不易逸出，于是在焊缝中形成气孔。SiMn2电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污、铁锈以及CO气体中所含的水份。2电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污、铁锈以及CO气体中所含的水份。其中2CO22铁锈，另一方面尽可能使用含水分低的CO气体。226.2.3.N气孔2222保护气层失效的因素主要有：CO气体流量过小，喷嘴被飞溅部分堵塞，喷嘴与工件的距离2226.3.1CO2电弧焊产生飞溅的原因主要有:FeOCO膨胀，使熔滴爆破而引起金属飞溅;6.3.1.2.溶滴短路过渡后，当电弧再引燃时产生的对熔池的过大冲击力使液体金属溅出。6.3.1.3.采用颗粒状过渡时，飞溅主要是由于熔滴非轴向过渡造成(电流不大时)，或由于熔滴瞬时短路而造成(大电流潜弧时)。流上升速度和峰值短路电流可以通过焊接回路串接的电感来调节。冶金方面主要是采用合适CO气体膨胀爆炸而造成的飞溅22CO过渡、短路过渡和射流过渡。22当电弧电压较高，焊接电流较大时，常出现这种过渡形式CO焊的颗粒状过渡是非轴向的。222的斑点压力，迫使熔滴上挠，使熔滴不能轴向过渡，严重时电弧不稳定，产生飞溅随着电流的增加(01.2焊丝，电流大于300A时)，斑点面积增加，电弧收缩力由阻力变为推力，使熔滴细化，过渡频率也随之增加，飞溅较小，电弧较稳定，焊缝成形较好。颗粒过渡电弧穿透力强，母材熔深大，适于中厚板的焊接。细丝CO2气体保护焊(Φ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227.3．射流过渡当粗丝CO2气体保护焊或采用混合气体保护细丝焊，焊接电流大到超过临界电流值，焊接时，焊丝端部呈针状，在电磁收缩力、电弧吹力等作用下，熔滴呈雾状喷入熔池，焊接过程中飞溅很小，焊缝熔深大，成形美观。射流过渡主要用于中厚板，带衬板或带衬垫的水平位置焊接。8.焊接设备2CO气体保护焊设备主要由焊接电源、供气系统、送丝系统和焊枪等组成。28.1焊接电源率＜4V/100A)特性，以保护弧长的自身调节作用。供气系统由CO2气瓶、电磁气阀、气体流量调节器、干燥预热器及送气管组成。22.2.3送气管输送焊接时所需的保护气体。28.2.4CO焊供气系统中一个特殊的措施是在供气系统中加装干燥器和预热器。干燥器的作2气路而对CO2气体进行加热。送丝系统的作用是采用机电控制的方式将焊丝盘中的焊丝通过焊枪的导电嘴送入焊接熔池2材的成分，不同材料焊接性能不一样，所以焊接工艺也不一样。类和极性等，对改善工艺焊接性都起很大作用。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。6轴)的控制，机器人能拿得起的重(可搬重量)为3~40kg，视机器人的型号而定，此外，在表10.1列了各种型号操作机的规格型型号可搬重量手臂的动作范围本体重量V10SV10SV20SmV40S40kgkgSW01S45kg控制器是机器人的头脑和记忆装置，所记忆的示教数据控制输入输出信号和各种接口，动力操操作机控制器OSACOM6800OSACOMCUPER8700OSACOMOSACOM机器人示教盒与控制器相连接进行示教作业时，通过示教盒用手动操作操作机以输入自动运行时所需全部轨迹和作业条件，机器人通过操作这个示教盒能进行包括焊接条件在内的全部操作。操作盒是选择自动运行方式后使用的设备，有紧急停机按钮和暂停按钮，伺服上电按钮等，在使用多台工作站进行多个作业的自动运行时增加起动盒，可以预约或取消下一个起动功10.5焊机当原封不动地使用CO2焊接的半自动焊机时，必须有焊机与机器人控制器间的信号交换的中介接口盒。最近，大多数焊机内部安装有：具有机器人焊接特性的专用接口，关于焊接的接口盒，具体信号的情况在下一章进行说明。2将半自动焊机的一部分加以改进用于机器人上，在进行CO焊接和MAG焊接时，气体电磁2此必须加以定期的维护。10.7.1机器人焊枪内部安装有防碰传感器，当焊枪与工作或夹具发生冲突时使机器人停止行示教作业，应把气体喷嘴设计得短一点，和从外部能看见焊丝的导电10.7.3为了使向焊丝供电能够稳定，焊丝导电嘴的孔径应比半自动焊接的导电嘴的孔径要。10.7.4根据使用目的的不同，有时使用水冷式焊枪和风冷焊枪。了能焊接大型工件，增加导轨机构等组合件，如图2.2所示，这样能大幅度地提高机器人的控制，机器人使用同步运动控制软件能进行这种协调控制。11.机器人CO气体保护焊接夹具的制造211.1设计机器人夹具时的基本条件11.1.1明确用机器人进行焊接的各种要求①.最终目标是什么?②.对自动化的要求及其规模?③.提高多少生产效率及其生产节拍?④.提高质量的关键在哪里?工件的精确定位是否可能?11.1.2工件本身的精度是否高?必须使定位误差小于焊丝直径的一半。11.1.3工件焊接部位有无定位基准?在参照定位基准的基础上设置工件。11.1.4机器人是以示教再现方式进行工作时，不能象操作人员那样根据不同情况随机应11.1.5机器人的动作区域是有限制的，在动作区域内焊枪的角度也有限制，所以存在不能飞溅11.1.7焊接结束后，必须有“取下工件，安装下一个工件”的工序。危险，设计时必须对安全给予足够的重视，应参照劳动安全法和劳动安全守则进行设计。11.2在设计机器人夹具前的准备工作11.2.1收集关于工件的信息②.前一道工序的制造工艺。11.2.2了解目前的施工方法②.有什么焊接条件?过去有无相同的加工例子供参考?③.调查类似的工件11.2.4预算规模有多大?11.3制造夹具时的注意事项11.3.1决定把工件固定，或让其旋转，或移动机器人。11.3.3关于夹具的设计用在靠近焊接部位。④.若采用手动夹紧方法要考虑其大小和操作的灵活性，以方便操作人员使用。⑤.要考虑焊接时产生的飞油对夹具的影响，据此来决定夹具的位置。11.3.4如果同一个工件需要焊接多处，应该统一定位基准。11.3.6夹具所用的零件最好使用市面容易买得到的标准品。11.3.8机器人与工作台最好共用一个台基，这样易于搬运安装，又不改动机器人与夹具间11.3.9应采取足够的防止飞溅的措施①.可动部分会附着上飞溅吗?②.飞溅会影响定位基准吗?③.飞溅过多，积累起来会影响机器人和夹具的动作吗?④.周围环境有无可燃物品?11.3.10应考虑能方便地对夹具进行维修①.在有定位基准的时候，维修时间要短。件备品。③.定期清扫飞溅等残渣。夹具的结构越简单越好用户最熟悉关于工件的加工方法灵活应用用户积累的经验来制造夹具22的前提下，尽量选择小电流，因为当电流太大时，易造成熔池翻滚，不仅飞溅大，成形也非常差。伴随焊接电流增大而提高，伴随焊接电流减小而降低，最佳的焊接电压一般在18~24V之<300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+16±1.5)伏>300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+20±2)伏焊丝伸出长度是指导电嘴端面至工件的距离。速度加快，易造成成段焊丝熔断、飞溅严重、焊接过程不稳定。焊丝伸出长度太短时，容易L焊接速度对焊缝内部与外观的质量都有重要影响。相应降低，造成成形不良。接速度应根据焊缝内部与外观的质量选择。n小电流时，气体流量通常为10~15L／min；大电流时，气体流量通常为20~25L／min。界空气卷入焊接区。12.1气体流量的参考值(L/min)电流电流130A以下180A250A250A以下气体流量121518202CO气体保护焊一般都采用直流反接焊接，因为直流反接时熔深大，飞溅小，电弧稳定，焊2缝成形好，且焊缝金属含氢量最低。图12.3直流反极性接法12.4直流正极性接法普通碳素结构钢的焊接参数如下表：表12.2焊接规范参考——普通碳素结构钢的焊接(H08Mn2Si)电电流(A)/电压(V)干伸长110~120170~180150~160150~160240~250200~21023~2621~2323~2625~2710~15mm10~20mm10~25mm10~30mm焊接规范参数焊丝直径φ0.8mmφ1.0mmφ1.2mmφ1.6mm电流(A)/电压(V)60~70150~16070~80200~21080~90190~200130~140250~260350~36021~2325~2628~3020~2530~3513.1薄板一般指板厚为0.8~4.0mm的金属板，焊接此类薄板时的最大特点是：焊接时对这两点必须特别加以注意，一般来说，使用80A~150A的短路焊接方法，在这个电流区域中产生的飞溅少(特别是在MAG焊接中)，并能取得漂亮的焊缝外观，焊接时几乎都采用窄焊道，不采用摆动焊，如非要采用摆动焊时，频率要高(3~10HZ)，振幅要小，由于电流较小，产生的飞溅也少，所以焊接过