MIG焊接篇(中文).doc

焊接基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材鋁MIG焊接篇不銹鋼不銹鋼容器的MIG焊接新干線車廂內(nèi)部的MIG焊接株式會(huì)社DAIHEN(OTC)焊機(jī)株式會(huì)社DAIHEN(OTC)焊機(jī)焊接基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材由以下各篇組成：1電弧焊基礎(chǔ)篇6其他電弧焊2CO2/MAG焊接7焊接材料的基礎(chǔ)知識(shí)3本冊(cè)是MIG焊接8等離子切割4TIG焊接9工業(yè)用空氣清潔機(jī)5埋弧焊接10株式會(huì)社DAIHEN焊機(jī)的安裝、調(diào)整的一般知識(shí)DAIHEN(OTC)MIG焊接講座教材目錄1MIG焊接原理11-1序言11-2MIG焊接原理22MIG焊接的主要特點(diǎn)23MIG焊接現(xiàn)象33-1溶滴過(guò)渡現(xiàn)象33-1-1射流過(guò)渡43-1-2大滴狀過(guò)渡43-1-3短路過(guò)渡43-1-4復(fù)合過(guò)渡(亞射流過(guò)渡)53-1-5適應(yīng)的溶滴過(guò)渡方式53-2脈沖MTG焊接63-3溶滴過(guò)渡與溶深的形狀63-4清潔作用74MIG焊機(jī)84-1MIG焊接電源8-94-2逆變控制及模糊控制方式的MIG焊機(jī)的特點(diǎn)9-114-3MIG焊機(jī)的主要構(gòu)成以及作用114-3-1MIG焊機(jī)的構(gòu)成114-3-2焊槍124-3-3送絲裝置12-135影響MIG焊接結(jié)果的主要原因135-1焊接電流145-2電弧電壓155-3焊接速度165-4焊槍的操作176MIG焊接材料186-1鋁及其合金186-2不銹鋼196-3銅及銅合金207有關(guān)MIG焊接的主要用語(yǔ)及解說(shuō)21-231.MIG焊接原理1-1序言圖1-1 MIG焊接原理直流焊接電源電弧保護(hù)氣體送絲裝置保護(hù)氣體(Ar或Ar + CO2混合氣體焊絲噴嘴導(dǎo)電嘴母材MIG焊接是“Metal Inert Gas Welding”的簡(jiǎn)稱。1948年開(kāi)發(fā)成功了利用基本與母材同一材料的焊絲作電極的MIG焊接法。在日本大阪變壓器公司最先進(jìn)行MIG焊機(jī)的開(kāi)發(fā)，從1956年以“SIGMA Shield Inert Gas Metal Arc”的名稱進(jìn)行銷售以來(lái)，其MIG焊機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。在此以后，大阪變壓器公司開(kāi)發(fā)了特種的脈沖電弧焊接法，從1965年銷售了以“PULSE AUTO”的名稱受到青睞的MIG焊機(jī)以來(lái)，從顧客處得到了買MIG焊機(jī)要到大阪變壓器的好評(píng)。并保持其不動(dòng)地位至今。1-2 MIG焊接的原理MIG焊接的基本原理與CO2/MAG焊接一樣，所不同的是作為保護(hù)氣體MIG焊接時(shí)所用的保護(hù)氣體為氬氣等惰性氣體。圖1-1為MIG焊接的原理圖。被卷成盤狀的基本與母材材料相同的焊絲通過(guò)送絲裝置連續(xù)的送出，在惰性保護(hù)氣體中母材與焊絲間產(chǎn)生電弧，通過(guò)電弧的熱量將被焊金屬熔化并將之結(jié)合。惰性氣體種類很多。MIG焊接使用相對(duì)比較便宜并且容易買到的氬氣。另外，根據(jù)焊接材料的不同，為了提高電弧的穩(wěn)定性，在上述氬氣中混合數(shù)個(gè)百分比的氧氣。2.MIG焊接的主要特點(diǎn)1、電弧穩(wěn)定、飛濺少、焊縫外觀漂亮。圖2-1 鋁MIG焊接的焊縫形狀2、由于焊絲熔化速度快、熔深深、焊接效率高。圖2-2 保護(hù)氣體為Ar+O2時(shí)的熔深形狀3、可以焊接鋁、不銹鋼、銅合金等各種金屬，使用廣泛。參看表2-1表2-1保護(hù)氣體適用材料低合金鋼不銹鋼鋁銅合金鎳鈦ArAr+2-5%O2Ar+5-10%CO2Ar+He備注：上表中的Ar為氬氣、O2為氧氣、CO2為二氧化碳、He為氦氣的化學(xué)符號(hào)4、由于使用惰性氣體作保護(hù)，可以獲得不混有不純物的良好的焊縫。MIG焊接的缺點(diǎn)有作為氣體保護(hù)電弧焊特有的“無(wú)法在強(qiáng)風(fēng)處使用”及“保護(hù)氣體價(jià)格比較高”等缺點(diǎn)。對(duì)于前者通過(guò)使用防風(fēng)對(duì)策后，即使在工地現(xiàn)場(chǎng)也得到了廣泛使用。對(duì)于后者，在焊接鐵系材料時(shí)使用價(jià)格便宜的二氧化碳焊接、MIG焊接一般用于非鐵金屬的焊接。3.MIG焊接現(xiàn)象亞射流過(guò)渡臨界電流射流過(guò)渡大滴狀過(guò)渡電弧電壓(V)3-1熔滴過(guò)渡現(xiàn)象焊接電流(A)圖3-1 熔滴過(guò)渡方式與焊接條件、電流、電壓的關(guān)系臨界電壓短路過(guò)渡一般熔滴過(guò)渡可以大致分為“射流過(guò)渡”、“大滴狀過(guò)渡”及“短路過(guò)渡”3種。另外，對(duì)于鋁MIG焊接在“大阪變壓器”的研究中明確了在射流過(guò)渡的同時(shí)還伴有微小短路過(guò)渡的“復(fù)合過(guò)渡”形式，在“大阪變壓器”稱為“亞射流過(guò)渡”。3-1-1射流過(guò)渡圖3-2射流過(guò)渡熔融焊絲端部形成小球并有規(guī)則的高速向母材過(guò)渡的方式稱為“射流過(guò)渡”。在MIG焊接中要得到射流過(guò)渡要保證焊接電流在臨界電流以上。3-1-2大滴狀過(guò)渡圖3-3大滴狀過(guò)渡在臨界電流以下焊接時(shí)發(fā)生大滴狀過(guò)渡，熔滴將變得與焊絲直徑一樣大或比焊絲直徑更大，這種狀態(tài)的熔滴過(guò)渡稱為“大滴狀過(guò)渡”。與其他熔滴過(guò)渡狀態(tài)相比，大滴狀過(guò)渡的飛濺量大。圖3-4短路過(guò)渡3-1-3短路過(guò)渡反復(fù)形成熔滴與母材的短路、電弧產(chǎn)生的過(guò)渡狀態(tài)稱為“短路過(guò)渡”，也稱為短弧過(guò)渡。在1秒間要發(fā)生50-130回短路，輸入到母材的熱量小，所以短路過(guò)渡適合于薄板焊接、立焊、仰焊及全位置焊。電弧電壓(V)臨界電流亞射流過(guò)渡射流過(guò)渡區(qū)大滴狀過(guò)渡區(qū)3-1-4復(fù)合過(guò)渡（亞射流過(guò)渡）焊絲直徑1.6mm保護(hù)氣體氬氣數(shù)字表示電弧長(zhǎng)圖3-5亞射流過(guò)渡焊接電流(A)短路過(guò)渡介于短路過(guò)渡與射流過(guò)渡之間的過(guò)渡方式。鋁焊接的標(biāo)準(zhǔn)條件大部分都在此范圍內(nèi)，實(shí)際焊接時(shí)在此范圍內(nèi)進(jìn)行焊接。將此復(fù)雜的焊接電弧現(xiàn)象簡(jiǎn)明的大阪變壓器公司將上述熔滴過(guò)渡方式稱為“亞射流過(guò)渡”。3-1-5適應(yīng)的熔滴過(guò)渡方式及焊接作業(yè)表3-1中表示了MIG焊接時(shí)適應(yīng)的熔滴過(guò)渡方式及焊接作業(yè)。焊機(jī)種類使用焊絲(mm)適應(yīng)的溶滴過(guò)渡方式適應(yīng)的焊接作業(yè)200-500A MIG0.9-1.6射流過(guò)渡或亞射流中板、厚板焊接平焊、水平角焊0.9-1.2短路過(guò)渡薄板、中板焊接(全位置)200-400A脈沖 MIG0.9-1.6介于大滴狀過(guò)渡與射流過(guò)渡的中間過(guò)渡薄板、中板焊接(全位置)100-125A細(xì)絲 MIG0.4-0.8短路過(guò)渡薄板焊接(全位置)3-2脈沖MIG焊接法MIG焊接時(shí)作為理想的熔滴過(guò)渡方式是射流過(guò)渡，但是由于需要大電流沒(méi)法適應(yīng)于薄板的焊接。另外，即使使用短路過(guò)渡在焊接鋁、銅合金或特殊鋼材時(shí)有時(shí)也會(huì)有困難。在這種情況下可以使用”脈沖焊接法”。脈沖焊接法中使用周期性的脈沖電流(圖示Ip)上述脈沖電流產(chǎn)生的電弧力使焊絲端部生成的熔滴脫離焊絲?；惦娏?Ib)起到將焊絲端部熔化的作用。脈沖焊接可以有效的用于薄板、特殊金屬的焊接以及全位置焊接。3-3熔滴過(guò)渡與熔深形狀MIG焊接中有各種熔滴過(guò)渡方式，各種溶滴過(guò)渡方式的焊接熔深不同。圖3-7MIG焊接中的熔深情況(b)射流過(guò)渡情況(a)短路過(guò)渡情況與CO2電弧焊接及手工電弧焊接一樣短路過(guò)渡時(shí)的熔深形狀是接近半圓形。射流過(guò)渡(或亞射流過(guò)渡)時(shí)由于等離子氣流速度變高，焊接熔深變成獨(dú)特的指形熔深。如圖3-7(b)所示，具有指狀熔深的焊縫的熔深部寬度與焊縫寬度相比較窄，所以，在焊接時(shí)，要注意對(duì)中。3-4清潔作用在焊絲接正(直流反極性)的MIG焊接中，在母材表面的氧化膜上產(chǎn)生陰極斑點(diǎn)，由于陰極斑點(diǎn)處電流密度很高，可以簡(jiǎn)單的將氧化膜去掉。另外，因?yàn)殛帢O氧化斑點(diǎn)有自動(dòng)尋找氧化膜的性質(zhì)，所以，可以不斷除去氧化膜。因?yàn)榭梢詫⒀趸とサ?，所以將上述作用稱為”清潔作用”。在焊接表面附有致密的氧化膜的鋁材料時(shí)，上述作用很重要。圖3-8鋁合金的MIG焊結(jié)果如圖3-8所時(shí)，焊縫附近變成白色處就是通過(guò)清潔作用被去除掉氧化膜的部分。當(dāng)高熔點(diǎn)的氧化膜較厚時(shí)，僅靠電弧的清潔作用將無(wú)法完全去除氧化膜。所以，這時(shí)要在焊接以前清理母材(譬如用鋼絲刷磨刷母材等)。4.MIG焊機(jī)4-1 MIG焊接電源MIG焊機(jī)大致可以分為直流焊接電源及直流脈沖電源兩類，上述兩種焊接電源各有特點(diǎn)，按使用的用途的不同分別使用。4-1-1直流電源MIG焊接電源根據(jù)其外特性可以分為平特性電源及垂直下降電源兩類。一般MIG焊接使用平特性電源，只要設(shè)定好焊接電源，則在此焊接電流下的送絲速度將保持一定(等速送絲)。電壓電弧長(zhǎng)度1、平特性電源電弧的自身調(diào)節(jié)為電弧長(zhǎng)度用電壓調(diào)整旋鈕可調(diào)圖4-1 電源平特性與電弧靜特性母材焊接電流首先假定交點(diǎn)K0及焊接電流I0、電弧長(zhǎng)度l0的焊接狀態(tài)A0為安定的焊接狀態(tài)?，F(xiàn)在假設(shè)由于焊槍的抖動(dòng)等原因移動(dòng)到A1的狀態(tài)。電弧長(zhǎng)度將從l0增加到l1，電弧發(fā)生點(diǎn)將轉(zhuǎn)移到K1，焊接電流將減小到I1。由于電流的減小焊絲的熔化將降低，但送絲速度不變，所以電弧可以自動(dòng)地回到原先的穩(wěn)定狀態(tài)A0。相反，如果電弧變短到A 2狀態(tài)，則電流將增加。同樣可以自動(dòng)地回到原先的穩(wěn)定狀態(tài)A0。以上就是平特性電源的弧長(zhǎng)自身調(diào)節(jié)功能。即使有抖動(dòng)，也能保持得到穩(wěn)定電弧的平特性電源2、垂直下降外特性電源電弧的自身調(diào)節(jié)功能電弧長(zhǎng)度電壓在MIG焊接電源中也使用有垂直下降特性的直流電源。圖4-2 電源垂直下降特性與電弧靜特性母材通過(guò)電流調(diào)整旋鈕可調(diào)為電弧長(zhǎng)度焊接電流電源的垂直下降外特性如圖4-2所示，即使電弧電壓有變化焊接電流也能保持穩(wěn)定。電弧的發(fā)生點(diǎn)為電源的外特性曲線與電弧靜特性曲線(圖中的l0,l1,l2)的交點(diǎn)。使用垂直下降外特性電源時(shí)，即使電弧電壓有變化也可以得到均一的焊接熔深，所以適合于厚板大電流的MIG焊接?？梢缘玫骄坏暮附尤凵畹拇怪毕陆低馓匦噪娫?-1-2直流脈沖電源脈沖焊接時(shí)使用脈沖電源。其原理如第6頁(yè)所述，由于使用脈沖電流，即使在小電流區(qū)也能得到穩(wěn)定的射流過(guò)渡。所以，脈沖焊接適合于：1、使用小電流的薄板焊接2、特殊金屬及異種金屬的焊接3、有熔透不良可能性的中厚板的全位置焊接4-2逆變控制與模糊控制的脈沖MIG焊機(jī)的特點(diǎn)最近的MIG焊機(jī)中開(kāi)發(fā)了高性能、高質(zhì)量的新式脈沖焊機(jī)，特別是在鋁的MIG焊接中發(fā)揮作用。4-2-1低頻切換脈沖焊機(jī)的特點(diǎn)利用逆變控制高速控制焊接電源，另外，大阪變壓器公司采用獨(dú)特的低頻切換脈沖焊接法進(jìn)行鋁的脈沖MIG焊接。低頻信號(hào)逆變控制電源對(duì)輸出電流進(jìn)行高速控制高精度的等速送絲鋁的MIG焊接將2組不同的脈沖進(jìn)行周期性的低頻切換得到美觀的、魚(yú)鱗狀的焊縫成型=+圖4-3中表示了低頻切換脈沖焊接法的原理。圖4-3低頻切換脈沖焊接法的原理脈沖電流波形時(shí)間脈沖2脈沖1電流使用低頻脈沖焊接法可以得到與TIG焊接相媲美的焊縫成型。圖4-4 鋁板低頻切換脈沖焊接后的魚(yú)鱗狀焊縫成形圖4-4鋁板低頻切換脈沖焊接后的魚(yú)鱗狀焊縫成型4-2-2模糊控制的逆變式脈沖MIG焊機(jī)的特點(diǎn)利用模糊控制后焊接參數(shù)的設(shè)定將變的簡(jiǎn)單，可以監(jiān)視焊接過(guò)程中的電弧狀態(tài)，自動(dòng)地將電弧控制在最佳狀態(tài)。通過(guò)對(duì)電弧的模糊控制自動(dòng)以調(diào)節(jié)輸出電壓使得電弧長(zhǎng)度保持最佳。圖4-5中是“沒(méi)有模糊控制”的焊縫的外觀與“有模糊控制”的焊縫外觀相比較。通過(guò)模糊控制可以自動(dòng)地監(jiān)視焊接中的母材的溫度、清潔作用、氣體保護(hù)等的變化引起的電弧狀態(tài)的變化，自動(dòng)將電弧控制在最佳狀態(tài)。圖4-6中表示了一般MIG焊接有模糊控制的焊接接頭熔深的宏觀斷面的比較。圖4-6通過(guò)模糊控制得到均一的熔深通過(guò)模糊控制，可以得到均一的熔深。4-3 MIG焊機(jī)的主要構(gòu)成以及作用4-3-1 MIG焊機(jī)主要由以下各部分組成1、焊接電源及控制裝置2、焊槍3、送絲裝置4、附屬件(遙控器、氣體流量調(diào)整器)其中，通常是將控制裝置安裝與焊接電源或送絲裝置中，使之成為一體。圖4-7中是有代表性的MIG焊機(jī)的構(gòu)成示意圖。圖4-7 MIG焊機(jī)構(gòu)成焊接電源氣體流量調(diào)節(jié)器焊槍控制裝置遙控器送絲裝置對(duì)焊接電源前面已經(jīng)作了說(shuō)明，以下對(duì)焊槍以及送絲裝置的作用作一個(gè)說(shuō)明。4-3-2焊槍焊鋁用空冷焊槍圖4-8 MIG焊槍的例子焊槍的導(dǎo)電部分的外側(cè)可以用耐電弧高溫的絕緣物保護(hù)，焊槍在提高操作性能、保護(hù)性能、送絲性能上都得到了很大的重視。焊槍根據(jù)其用途、使用電流等有各種種類存在。水冷鵝頸焊槍另外，焊槍有空冷焊槍與水冷焊槍，在用中小電流焊接時(shí)使用空冷焊槍，大電流時(shí)用水冷焊槍。水冷手槍式焊槍MIG焊槍的形狀與CO2/MAG焊槍的形狀相似，但是上述兩種焊槍有區(qū)別。MIG焊槍的主要不同之處如下：1、在使用比較軟的鋁焊絲時(shí)，為了保證順利送絲，使用鋁專用的MIG焊槍。2、在使用不銹鋼、鎳基合金、高強(qiáng)鋼等硬質(zhì)材料時(shí)為了保證順利送絲、氣體保護(hù)良好、使用鐵基專用的MIG焊槍?？傊?，MIG焊接時(shí)根據(jù)不同的使用目的、用途焊槍的構(gòu)造也不同。4-3-3送絲裝置送絲裝置是將焊絲送入焊槍的裝置。MIG焊接中的送絲方式如圖4-9所示。母材母材焊槍焊絲盤焊絲盤圖4-9 MIG焊接的送絲方式焊絲送絲管送絲管焊絲拉絲馬達(dá)送絲輪推絲輪拉絲輪焊槍推拉絲式馬達(dá)推絲馬達(dá)推絲式左某焊絲盤徒母材焊絲盤母材焊絲送絲輪焊槍焊槍送絲馬達(dá)馬達(dá)雙推絲式焊絲盤內(nèi)藏式1、推絲式：在焊絲盤側(cè)安裝送絲輪，通過(guò)送絲管將焊絲送出到焊槍的方式。(圖(a)所示)2、推拉絲式：在上述1的基礎(chǔ)上，在焊槍內(nèi)安裝送絲馬達(dá)幫助將焊絲拉入焊槍的方法。(圖(b)所示)3、雙重推絲式：在送絲裝置與焊槍之間加入輔助馬達(dá)，利用2臺(tái)推絲馬達(dá)將焊絲送入焊槍的方法。(圖(c)所示)4、焊絲盤內(nèi)藏式：將焊絲盤、送絲輪、送絲馬達(dá)內(nèi)藏于焊槍中的方法。 (圖(d)所示)上述推絲式送絲裝置根據(jù)焊絲的硬度、焊絲直徑的不同送絲管內(nèi)的送絲長(zhǎng)度受到限制，工作范圍也受到約束。為了克服上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了雙重推絲式的送絲裝置，送絲管的長(zhǎng)度得到了加長(zhǎng)，工作范圍得到了擴(kuò)大。另外，推拉式的送絲裝置由于送絲機(jī)構(gòu)內(nèi)藏于焊搶中，所以焊槍變得很大而且重，焊接操作變得困難。上述各種送絲方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)使用的目的選用。鋁的MIG焊接時(shí)，由于焊絲的材質(zhì)比較軟，在焊接開(kāi)始時(shí)或焊接中發(fā)生回?zé)F(xiàn)象時(shí)送絲輪處的焊絲會(huì)發(fā)生彎曲。作為上述焊絲彎曲的防止對(duì)策，對(duì)送絲裝置采取了各種各樣的措施。圖4-104輪式送絲裝置最近的送絲裝置中如圖4-10所示的帶有4個(gè)送絲輪(4WD)的送絲裝置。使用了這中送絲裝置后，即使是軟的鋁焊絲也能進(jìn)行穩(wěn)定的送絲?？梢詫?duì)鋁焊絲進(jìn)行穩(wěn)定送絲的4輪送絲裝置。除此以外，有的送絲裝置安裝有當(dāng)送絲阻力增加時(shí)通過(guò)機(jī)械方式將之檢測(cè)出后送絲馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)，焊接電源的電磁接觸器自動(dòng)打開(kāi)的防焊絲彎曲裝置。圖4-11焊絲內(nèi)藏式焊槍另外，為了順利的對(duì)焊絲進(jìn)行送絲，將”焊槍”、”送絲裝置”、”焊絲盤”做成一體的”焊絲盤內(nèi)藏式焊槍”在細(xì)絲MIG焊絲(0.4-1.0mm)的焊接中得到應(yīng)用。特別在使用細(xì)絲、軟質(zhì)的鋁焊絲時(shí)，可以進(jìn)行穩(wěn)定送絲?？梢詫?duì)細(xì)焊絲進(jìn)行穩(wěn)定送絲的焊絲盤內(nèi)藏式焊槍5. 影響MIG焊接結(jié)果主要原因大家都知道根據(jù)焊接操作者的技能、施工條件的不同焊接質(zhì)量也將不同。為了進(jìn)行質(zhì)量良好的焊接工作，進(jìn)行正確的焊接措施很重要。作為MIG焊接作業(yè)時(shí)的必要事項(xiàng)主要可以列舉如下：1、為了不影響氬氣等氣體的保護(hù)效果，要在沒(méi)有風(fēng)的影響的地方進(jìn)行焊接。2、焊接之前要將母材的焊縫清理干凈。3、根據(jù)焊接母材正確選用合適的填充材料。4、正確制定包括焊接接頭形狀在內(nèi)的焊接條件。5、根據(jù)焊接情況采用正確的焊槍角度與焊接位置。6、使用緊固夾具等防止焊接變形的產(chǎn)生。7、充分進(jìn)行焊接開(kāi)始部位與焊接結(jié)束部位的處理。再此對(duì)“焊接條件(焊接電流、電弧電壓、焊接速度)”以及“焊槍的操作”做一個(gè)說(shuō)明。5-1焊接電流圖5-1送絲速度與焊接電流的關(guān)系 圖5-2 焊接電流與焊縫的關(guān)系圖5-2 焊接電流與焊縫形狀的關(guān)系焊縫寬度、(mm)焊絲直徑1.2mm 1.6mm焊接速度:30cm/min保護(hù)氣:Ar+2%O2流量:25l/min余高高度溶深圖5-1 送絲速度與焊接電流的關(guān)系焊縫寬度、熔深深度、余高高度(mm)送絲速度(m/min)焊接電流(A)焊接電流(A)焊接電流主要與“焊絲的熔化速度”及“母材的熔深”有關(guān)。如圖5-1所示焊接電流越大送絲速度增加。在同一焊接電流時(shí)，焊絲直徑約小熔化越快。另外，如圖5-2所示，當(dāng)焊接電流增大時(shí)，焊縫寬度、熔深以及焊防余高都有增大的傾向。5-2電弧電壓電弧電壓主要與“電弧長(zhǎng)度”以及“熔深的狀態(tài)”有關(guān)。圖5-3中表示了電弧電壓與焊縫形狀的關(guān)系。如圖所示，隨著電弧電壓的增高電弧將變長(zhǎng)，焊縫余高將變得很平坦。相反，如果電弧電壓變低則電弧將變短、焊縫形狀將變得突起。高適中電壓:低圖5-3電弧電壓與焊縫形狀的關(guān)系適中長(zhǎng)短另外，電弧電壓“電弧的穩(wěn)定性”、“焊接飛濺的產(chǎn)生”影響很大。根據(jù)熔滴過(guò)渡的狀態(tài)保持合適的電弧電壓非常重要。5-3焊接速度焊縫寬度、溶深深度、余高高度(mm)實(shí)心焊絲直徑1.2mm焊接電流:250A保護(hù)氣體:Ar+5%O2流量:25l/min焊縫寬度圖5-4焊接速度與焊縫形狀的關(guān)系焊接速度主要與“溶深狀態(tài)”(焊縫寬度、熔化深度以及余高)有關(guān)。溶深深度余高高度如圖5-6所，當(dāng)焊接電流以及電弧電壓一定，焊接速度變化時(shí)隨著焊接速度的提高焊縫寬度、熔深深度、余高高度都呈現(xiàn)減少的傾向。5-4焊槍的操作圖5-5 前進(jìn)法 圖5-6電弧的挺度焊絲焊接方向如圖5-5所示，MIG焊接時(shí)焊槍的移動(dòng)方向一般為“前進(jìn)法”。這是為了避免將空氣卷入保護(hù)氣體中，從而得到健全穩(wěn)定的電弧。特別是要使用電弧的清潔作用的鋁的焊接時(shí)一定要使用前進(jìn)法。圖5-7焊絲伸出長(zhǎng)度焊縫電弧力一般焊槍的前進(jìn)角度保持為10-150以內(nèi)。MIG焊接時(shí)電弧的挺度大(參看圖5-6)在焊絲的送出方向上作用有很大的電弧力，如果焊槍前進(jìn)角度過(guò)大的話則將熔溶金屬向焊槍前方推出的力將增加，有造成飛濺增多，未熔透的危險(xiǎn)。噴嘴到母材的距離焊絲伸出長(zhǎng)度焊絲噴嘴導(dǎo)電嘴關(guān)于焊絲伸出長(zhǎng)度(參看圖5-7)的參考標(biāo)準(zhǔn)是焊槍噴嘴到母材間的距離。從氣體保護(hù)效果的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲伸出長(zhǎng)度越小越好。但是，實(shí)際焊接時(shí)如果焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)短的話，會(huì)造成由焊接飛濺引起的焊槍噴嘴堵塞以及焊接熔池觀察困難等。所以，要保持合適的焊絲伸出高度。一般情況下焊絲伸出長(zhǎng)度為15-25mm左右。電弧長(zhǎng)一般情況下短路過(guò)渡焊接時(shí)焊絲伸出長(zhǎng)度較短(約6-15mm)大電流焊接時(shí)將焊絲伸出長(zhǎng)度伸長(zhǎng)。但是，實(shí)際根據(jù)焊接材料、電弧的穩(wěn)定性、焊接作業(yè)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。6. MIG焊接材料做為MIG焊可以用于鎂、鋁、不銹鋼、銅及銅合金、鎳、鈦、因科內(nèi)爾合金、蒙內(nèi)爾合金等所有金屬的焊接。在此對(duì)其中使用最多的有代表性的鋁、不銹鋼、銅的MIG焊接的注意點(diǎn)做一個(gè)說(shuō)明。6-1鋁及其合金1、熔化溫度與熱容量鋁與鋼材相比，因?yàn)槠渖崴俣仁卿摬牡?倍，所以局部加熱困難。另外，鋁的熔化溫度低(約為6600C)容易發(fā)生熔化金屬的流淌。2、氧化膜在鋁的表面容易生成很薄的、致密的熔化溫度很高(20200C)的氧化膜，加熱中由于這氧化膜的存在會(huì)阻礙母材的熔化。因此，焊接之前必須要將氧化膜清除干凈。 3、氣體的吸收鋁在熔化中容易吸收氫氣等氣體。吸收的氣體是造成焊縫金屬中生成氣孔的原因，并且將會(huì)影響焊接部的強(qiáng)度和耐腐蝕性。4、熱膨脹及收縮鋁的膨脹系數(shù)約是鋼材的2倍，凝固收縮率約為鋼材的1.5倍。所以鋁的焊接變形大，并且合金凝固時(shí)容易生成裂紋。5、由于熱影響造成的母材性能的變化由于焊接時(shí)的熱影響，焊縫附近的母材的機(jī)械性能以及冶金性能都將劣化，輸入熱量越大劣化越嚴(yán)重。一般認(rèn)為鋁的焊接比鋼材的焊接困難。作為其理由，是由鋁的下列性質(zhì)決定的。以上是鋁焊接的最基本的特點(diǎn)。進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，要充分注意。另外，由于添加母材(焊絲)會(huì)影響焊接的操作性、焊接接頭的諸性能，所以選擇與母材相匹配的填加材料很重要。焊絲表面的油污、所附的水分等的存在會(huì)造成焊接部產(chǎn)生氣孔等缺陷。所以不光是使用前在使用后也要將焊絲放在規(guī)定的箱子中，并于干燥處保存。6-2不銹鋼在JIS標(biāo)準(zhǔn)中不銹鋼的符號(hào)為“SUS(Steel, Use, Stainless)”。在不銹鋼中有”馬氏體不銹鋼”、”鐵素體不銹鋼”及”奧氏體不銹鋼”。在焊接時(shí)要根據(jù)不同的材料選用不同的焊接方法。1、馬氏體不銹鋼：因?yàn)橛写慊鹩不?，容易產(chǎn)生硬化裂紋。焊接性最差， (13Cr等)在焊接時(shí)要考慮預(yù)熱、后熱等措施。2、鐵素體不銹鋼：沒(méi)有淬火硬化性。但在高溫中晶粒將長(zhǎng)的粗大，材料變 (18Cr等)脆。另外，在4750C附近也會(huì)脆化。3、奧氏體不銹鋼：在3鐘不銹鋼中焊接性最好。但長(zhǎng)時(shí)間處于高溫中的話 (18Cr-8Ni等) 由于Cr的碳化物的生成，其耐腐蝕性及機(jī)械性能將下降。不銹鋼的熱傳導(dǎo)率是軟鋼的1/3-1/2，熱膨脹率大，所以不銹鋼是很容易產(chǎn)生焊接變形的材料，因此，要盡可能地減少溶敷量及輸入熱量。另外，可以增加點(diǎn)固焊的數(shù)量以及使用緊固夾具或冷卻板等作為防止焊接變形的有效對(duì)策。在選擇填加材料(焊絲)時(shí)，原則上選用與被焊材料相同成份的材料。但是，考慮到接頭的焊接性及使用性能，并不一定要選用與被焊材料成分完全一致的材料。作為選擇的基準(zhǔn)，是按焊接性以及使用性能來(lái)進(jìn)行選擇。作為不銹鋼的MIG焊接中的保護(hù)氣體有“Ar+O2” “Ar+CO2” “Ar+O2+CO2”等。如果使用純氬氣的話，由于陰極斑點(diǎn)在母材表面移動(dòng)產(chǎn)生氧化物清潔作用，電弧的集中性差，熔滴過(guò)渡也將變得困難。通常使用混合氣體比例為Ar+2-5%時(shí)可以得到穩(wěn)定的電弧。另外如果使用Ar+CO2(通常Ar+5-10%CO2)的混合氣的話，焊縫金屬中的碳含量將增加，不適合用于超低碳不銹鋼(譬如SUS304L)等由高質(zhì)量要求的焊接。6-3銅及銅合金6-3-1 銅通常銅指的是脫氧銅、反射爐精煉銅，有時(shí)也使用無(wú)氧銅。由于銅的熱傳導(dǎo)率是軟鋼的2.5倍(參看表6-1)，電弧擴(kuò)散速度較快，熔化金屬的流動(dòng)性差，容易發(fā)生熔合不良。表6-1各種不同材料的物理性能比較物理性能軟鋼鋁銅比重7.82.78.9熔點(diǎn)(0C熱(cal/g/0C)0.110.220.09膨脹系數(shù)(10-6/0C)122416.5熱傳導(dǎo)率(cal/cm/s/0C)0.120.370.94銅的MIG焊接一般用于3mm以上的材料焊接。當(dāng)板厚為5-6mm以上時(shí)需要進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度根據(jù)母材大小不同變動(dòng)范圍很大，一般在2000C-7000C范圍之內(nèi)。作為保護(hù)氣體一般使用Ar氣，但當(dāng)焊接厚板時(shí)使用Ar+He的混合氣體的話則可以提高焊接效率。另外，由于上述反射精煉銅中含有少量的氧，焊接時(shí)由于侵入的氫元素的影響容易生成氣孔，所以在焊接作業(yè)時(shí)需要注意焊絲的選擇以及清理等前處理。6-3-2 同合金銅合金中有黃銅、青銅、鋁青銅、鎳青銅、硅青銅、鈹銅合金等存在。雖然銅合金的傳導(dǎo)比純銅小，但在焊接體積比較大的工件時(shí)需要預(yù)熱。黃銅焊接時(shí)由于鋅蒸汽的影響，焊接性差，焊接時(shí)使用鋁青銅焊絲。焊接鈹銅合金時(shí)由于有有毒氣體發(fā)生，需要注意。表6-2中表示了銅及銅合金的焊絲選擇的例子。碳鋼鋁青銅硅青銅黃銅銅銅121213121黃銅122312312焊絲材質(zhì)表示是根據(jù)AWS標(biāo)準(zhǔn)1ECu2ECuA1-A23EcuSi-A硅青銅12233鋁青銅2