焊接方法與操作技術實用教案

1、1.CO2焊的特點(tdin)及應用1.1 CO2焊的基本原理第1頁/共40頁第一頁，共41頁。 CO2焊的原理示意圖 1. 焊絲盤 2. 送絲滾輪 3. 焊絲 4. 導電嘴 5. 保護氣體(qt)噴嘴 6. 保護氣體(qt) 7. 熔池 8. 焊縫金屬 9. 母材 10.電弧 1.CO2焊的特點(tdin)及應用第2頁/共40頁第二頁，共41頁。 CO2是一種無色無味的氣體，在0 101.3kPa氣壓時，它的密度為1.9768g/L，是空氣的1.5倍。因而CO2良好的保護作用，還能有效地防止空氣中N2對熔滴及熔池金屬的有害作用，這一點是很可貴的，因為金屬一旦(ydn)被氮化，便難以使之脫氮。

2、1.2 CO2氣體(qt)的性質第3頁/共40頁第三頁，共41頁。 CO2常溫下很穩(wěn)定，但在高溫下（5000K）左右?guī)缀跄苋糠纸?，具有強?qin li)的氧化性，因而是一種氧化性氣體。雖然它有強烈(qin li)的氧化作用，但氧化了的熔化金屬可比較容易地脫氧；另一方面較強的氧化性能夠抑制焊縫中氫的存在，防止產生氫氣孔和裂紋； CO2氣體價格低廉，供應充足。1.2 CO2氣體(qt)的性質第4頁/共40頁第四頁，共41頁。 CO2焊按使用焊絲直徑的不同，可分為細絲CO2焊（焊絲直徑小于1.6mm）和粗絲CO2焊（焊絲直徑大于1.6mm）。 按操作(cozu)的方式分類，又可分為半自動CO2焊

3、和自動CO2焊。1.3 CO2焊的分類(fn li)：第5頁/共40頁第五頁，共41頁。焊接生產率高。由于焊接電流密度較大，電弧熱量利用率較高，以及焊后不需清渣，因此提高(t go)了生產率。CO2焊的生產率比普通的焊條電弧焊高2-4倍。焊接成本低。 CO2氣體來源廣，價格便宜，而且電能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有焊條電弧焊的4050。1.4 CO2焊的特點(tdin)1.4.1 優(yōu)點(yudin)第6頁/共40頁第六頁，共41頁。焊接變形小。由于電弧加熱集中，焊件受熱面積小，同時CO2氣流有較強的冷卻作用，所以焊接變形小，特別適宜于薄板焊接。焊接質量較高。對鐵銹敏感性小，

4、焊縫含氫量少，抗裂性能好。適用范圍廣?？蓪崿F(shxin)全位置焊接，并且對于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。操作簡便。焊后不需清渣，且是明弧，便于監(jiān)控，有利于實現(shxin)機械化和自動化焊接。1.4.1 優(yōu)點(yudin)第7頁/共40頁第七頁，共41頁。 1) 飛濺率較大，并且焊縫表面成形較差。金屬飛濺是CO2焊中較為突出的問題(wnt)，這是主要缺點。 2）很難用交流電源進行焊接，焊接設備比較復雜。 3）抗風能力差，給室外作業(yè)帶來一定困難。 4）不能焊接容易氧化的有色金屬。1.4.2 缺點(qudin)第8頁/共40頁第八頁，共41頁。 1. CO2焊主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼等黑色

5、金屬。 2. 對于不銹鋼，由于焊縫金屬有增碳現象，影響抗晶間腐蝕性能。所以只能用于對焊縫性能要求不高的不銹鋼焊件。 3. CO2焊還可用于耐磨零件的堆焊、鑄鋼件的焊補以及電鉚焊等方面。 目前CO2焊已在汽車制造、機車(jch)和車輛制造、化工機械、農業(yè)機械、礦山機械等部門得到了廣泛的應用。1.3 CO2焊的應用(yngyng)第9頁/共40頁第九頁，共41頁。1.1.材料(cilio)(cilio)因素 母材和焊材的成分2.2.工藝因素 如焊接方法、坡口形式和加工質量、預熱后熱措施(cush)(cush)、層間溫度控制、裝配質量、甚至電源種類和極性等，對改善工藝焊接性都起很大作用。3.3.結構

6、因素 如設計時應考慮焊接接頭處于剛度較小狀態(tài)，避免出現截面突變、余高過大、交叉焊縫等容易(rngy)(rngy)引起應力集中的結點。4.4.使用條件 如工作溫度高低、工作介質種類、載荷性質等，都屬于工藝焊接性考慮范圍2. CO2焊接工藝焊焊接接工工藝藝包包括括哪哪幾幾方方面面？第10頁/共40頁第十頁，共41頁。 因CO2是一種氧化性氣體，在電弧高溫區(qū)分解為一氧化碳和氧氣，具有強烈的氧化作用，使合金(hjn)元素燒損，所以CO2焊時為了防止氣孔，減少飛濺和保證焊縫較高的機械性能，必須采用含有Si、Mn等脫氧元素的焊絲。 CO2焊使用的焊絲既是填充金屬又是電極，所以焊絲既要保證一定的化學性能和機

7、械性能，又要保證具有良好的導電性能和工藝性能。 CO2焊絲分為實芯焊絲和藥芯焊絲兩種: 第11頁/共40頁第十一頁，共41頁。焊絲型號焊絲型號特征及適用范圍特征及適用范圍H08Mn2SiA沖擊值高，送絲均勻，導電好。沖擊值高，送絲均勻，導電好。H04Mn2SiTiA脫氧、脫氮、抗氣孔能力強，適用于脫氧、脫氮、抗氣孔能力強，適用于200A以上電流以上電流。H04Mn2SiAlTiA脫氧脫氧脫氮脫氮抗氣孔能力更強抗氣孔能力更強,適用于填充和適用于填充和CO2-O2混合氣體保護焊?；旌蠚怏w保護焊。H08MnSiAMAG 焊焊實芯焊絲實芯焊絲(hn s)的型號、特征及適用范圍的型號、特征及適用范圍常用

8、的實芯焊絲型號常用的實芯焊絲型號 ： H 0 8 M n 2 S i A H：焊接用鋼：焊接用鋼, 08：含碳量：含碳量0.08 % , M n 2: 2 %的氧化錳的氧化錳, S i: 1 %的氧化硅的氧化硅, A: 含硫、磷量小于含硫、磷量小于0.03 % , 無無A則則0.04 % 。為了提高導電性能及防止焊絲表面生銹，一般在焊絲表面采用鍍銅工藝，要求鍍層均勻為了提高導電性能及防止焊絲表面生銹，一般在焊絲表面采用鍍銅工藝，要求鍍層均勻(jnyn)，附著力強，總含銅量不得大于，附著力強，總含銅量不得大于0.35 % 2.1.1 實芯焊絲(hn s)第12頁/共40頁第十二頁，共41頁。焊絲

9、直徑（焊絲直徑（mm）電流范圍（電流范圍（A）適用板厚（適用板厚（mm）0.640 1000.6 1.60.850 1500.8 2.30.970 2001.0 3.21.090 2501.2 61.2120 3502.0 101.6 300 6.0 不同焊絲直徑使用(shyng)電流范圍2.1.1 實芯焊絲(hn s)第13頁/共40頁第十三頁，共41頁。使用(shyng)焊絲的注意事項:外觀檢查：焊絲平排密繞,直徑均勻,表面光亮,焊絲盤無破損。性能檢查：化學成分不合格,嚴重影響焊接質量,必須采用優(yōu)質 焊絲。焊接電流：必須在焊絲許用電流范圍之內。電流過大將引起溶 池翻騰和焊縫成形惡化。電流過

10、小能量集中性變差， 引弧困難，飛濺變大，溶深淺，焊縫成形不好。絲徑選用(xunyng)：在焊絲直徑允許電流范圍內，盡可能選用(xunyng)細焊絲， 以提高焊絲溶化速度、提高引弧成功率，減少飛濺， 增加溶深，改善焊縫成形，提高焊接質量。2.1.1 實芯焊絲(hn s)第14頁/共40頁第十四頁，共41頁。焊絲直徑焊絲直徑(mm)電流范圍電流范圍(A)熔化速度熔化速度(g/min)0.850-15010-500.970-20010-601.090-25010-801.2120-35020-1201.6140-50040-160焊絲熔化速度和焊接電流(dinli)的關系2.1.1 實芯焊絲(hn

11、s)第15頁/共40頁第十五頁，共41頁。藥芯焊絲： 使用藥芯焊絲焊接時，通常用CO2或CO2+A r氣體作為保護氣體，與實芯焊絲的區(qū)別主要在于焊絲內部裝有焊劑混合物。焊接時在電弧熱作用下熔化狀態(tài)的焊劑材料、焊絲金屬、母材金屬和保護氣體相互之間發(fā)生冶金作用，同時形成一層較薄的液態(tài)溶渣包覆溶滴并覆蓋(fgi)溶池，對溶化金屬形成又一層保護，實質上這種焊接方法是一種氣渣聯(lián)合保護的方法，它綜合了手工電弧焊和CO2氣體保護焊的優(yōu)點。2.1.1 藥芯焊絲(hn s)第16頁/共40頁第十六頁，共41頁。調整焊劑成分可適應(shyng)各種鋼材，及對焊縫的質量要求氣相和渣相雙重(shungchng)保護抗

12、氣孔能力強于實芯電弧焊熔化(rnghu)(rnghu)速度快溶敷效率高，生產率比手工焊高3535倍電弧穩(wěn)定焊縫成形美觀，飛濺小，適合全位置焊接藥芯焊絲的特點藥芯焊絲2.1.1 藥芯焊絲第17頁/共40頁第十七頁，共41頁。 藥芯焊絲是由藥芯焊絲是由08A冷軋薄鋼帶光亮退火后經軋機冷軋薄鋼帶光亮退火后經軋機(zh j)縱向折迭加縱向折迭加粉拉拔而成，其橫截面有粉拉拔而成，其橫截面有“O”形、形、“T ”形、梅花形等多種形狀。示意形、梅花形等多種形狀。示意圖如下：圖如下：“O”形梅花形“T”形 藥芯焊絲的焊劑成分和焊條的藥皮類似，含有穩(wěn)弧劑、脫氧劑、造渣劑、和鐵合金等，起著造渣保護溶池，摻合金，穩(wěn)

13、弧等作用。 藥芯焊絲按焊劑成分可分為二氧化鈦型和堿性型兩種。直徑有1.2, 1.6, 2.0, 2.4, 3.2 mm。主要用于低碳鋼和低合金鋼的焊接。 藥芯焊絲因鋼性較差，絲體較軟，所以對送絲機構(jgu)要求嚴格，既要降低送絲壓力，又要保證勻速送絲。 藥芯焊絲的結構(jigu)及使用中的注意事項：2.1.1 藥芯焊絲第18頁/共40頁第十八頁，共41頁。表表1. CO21. CO2電弧焊焊接工藝電弧焊焊接工藝(gngy)(gngy)參數參數焊絲牌號根據被焊材料的力學性能和化學成分選擇相應牌 號的焊絲常用焊絲：H08Mn2SiA； H04Mn2SiTiA 規(guī)格（絲徑）根據焊件厚度、焊縫空間位

14、置及生產率要求選擇短路過渡：0.61.6mm；適于薄板、全位置焊接滴狀過渡：1.6mm；適于中厚板及厚板。干伸長一般為10 ；約在：1020mm范圍內。干伸長過大，電弧不穩(wěn)，飛濺較大，熔深淺，氣孔增多干伸長過小，飛濺物易堵塞噴嘴；直徑越小或材料的電阻率越大，干伸長影響越大。2.1.1 藥芯焊絲(hn s)第19頁/共40頁第十九頁，共41頁。焊接電流作 用決定焊縫的熔深、生產效率的主要因素。選擇原則根據板厚、焊絲直徑、施焊位置、熔滴過渡形式選擇；短路過渡：50230A；滴狀過渡：300750A。電弧電壓作 用決定焊縫寬度的主要因素，能否實現短路過渡的關鍵參數；選擇原則根據焊絲直徑、焊接電流協(xié)調

15、匹配焊接電壓；2.1.1 藥芯焊絲(hn s)第20頁/共40頁第二十頁，共41頁。焊接速度作 用決定熱輸入量的主要參數之一；從而影響焊縫成型、接頭的力學性能及氣孔等缺陷的產生；選擇原則一般為1540 m/h（半）；4060 m/h（自）；焊接速度過大，易引起焊縫兩側咬邊，產生氣孔；焊接速度過小，易引起焊瘤，燒穿，焊縫組織變粗。2.1.1 藥芯焊絲(hn s)第21頁/共40頁第二十一頁，共41頁。保護氣體純 度 CO2 氣體的純度不低于99.5%；流 量一般短路過渡為：1015L/min；滴狀過渡：2550L/min。如果焊接電流較大，焊接速度較快，焊絲干伸長過長或在室外作業(yè)，氣體流量應適當

16、加大。電源極性直 流電 源一般采用直流反極性；堆焊及鑄鐵補焊時采用正極性。焊接回路電感（短路過渡）作 用調節(jié)短路電流上升速度（ di /dt ）；調節(jié)電弧燃燒時間；選 擇原 則細焊絲，熔滴過渡周期短，di /dt較大，電感值較小；電感值越小，電弧燃燒時間越短，熔深小。一般焊接回路內的電感在00.2mH范圍內調節(jié)。2.1.1 藥芯焊絲(hn s)第22頁/共40頁第二十二頁，共41頁。坡口形狀：細焊絲短路過渡的CO2焊一般開I形坡口；粗焊絲細滴過渡可以開較小的坡口。開坡口的目的：主要為了熔透，同時要考慮到焊縫成形的形狀及熔合比。坡口角度過小易形成指狀熔深，在焊縫中心(zhngxn)可能產生裂紋。

17、尤其在焊接厚板時，由于拘束應力大，這種傾向很強，必須十分注意。3.CO23.CO2焊的焊接焊的焊接(hnji)(hnji)技術技術3.1 焊前準備(zhnbi)第23頁/共40頁第二十三頁，共41頁。表2. CO2焊推薦(tujin)坡口形狀坡口形狀板厚/mm 有無墊板 坡口角度 根部間隙 鈍邊高度 I形 12無02有03單邊V形60無45600205有25504703Y形60無45600205有35600603K形100無45600205X形 100無456002053.1 焊前準備(zhnbi)第24頁/共40頁第二十四頁，共41頁。3.1 焊前準備(zhnbi)第25頁/共40頁第二十五

18、頁，共41頁。3.1 焊前準備(zhnbi)第26頁/共40頁第二十六頁，共41頁。(a)蹲位平焊（b）坐位(zu wi)平焊（c）立位平焊（d）站位(zhn wi)立焊（e）站位(zhn wi)仰焊正確持槍姿勢3.1 焊前準備第27頁/共40頁第二十七頁，共41頁。3.2 操作(cozu)技術第28頁/共40頁第二十八頁，共41頁。左焊法操作優(yōu)點：1. 易觀察焊接方向(fngxing)。2. 電弧不直接作用于母材上，熔深較淺，焊道平而寬。3. 抗風能力強，保護效果好。收?。汉傅朗瘴?shuwi)處往往出現凹陷，它被稱為弧坑。CO2焊比一般焊條電弧焊用的焊接電流大，所以弧坑也大?；】犹幰桩a生火

19、口裂紋及縮孔等缺陷。為此，應設法減小弧坑尺寸。第29頁/共40頁第二十九頁，共41頁。 目前主要應用的方法如下： 1)采用帶有電流衰減裝置的焊機時，填充弧坑電流一般只為焊接電流的5060，易填滿弧坑。 2)沒有電流衰減裝置時，在熔池未凝固之時，應在反復斷弧、引弧幾次，直至弧坑填滿。 3)使用(shyng)工藝板，把弧坑引到工藝板上，焊完之后去掉它。 收弧時不能抬高噴嘴，即使弧坑已填滿，電弧(dinh)已熄滅，也要讓焊槍在弧坑處停留幾秒鐘后才能移開。若收弧時抬高焊槍，則容易因保護不良引起缺陷。第30頁/共40頁第三十頁，共41頁。單面焊雙面成形技術 從正面焊接，同時獲得背面成形的焊道稱為單面焊雙

20、面成形，常用于焊接薄板及厚板的打底焊道。1) 懸空焊接 無墊板的單面焊雙面成形焊接時對焊工的技術水平要求較高，對坡口精度、裝配質量和焊接參數也提出(t ch)了嚴格要求。坡口間隙 對單面焊雙面成形的影響很大。坡口間隙小時，焊絲應對準熔池的前部，增大穿透能力，使焊縫焊透；坡口間隙大時，為防止燒穿，焊絲應指向熔池中心，并進行適當擺動。3.2.2 平焊的焊接(hnji)技術第31頁/共40頁第三十一頁，共41頁。 坡口間隙為0.21.4mm時，一般采用直線式焊接或小幅(鋸齒形)擺動。 坡口間隙為1.22. 0mm時，采用月牙形的小幅擺動，在焊縫中心稍快些移動，而在兩側作片刻停留(0.5秒)。 坡口間

21、隙更大時，擺動方式(fngsh)應在橫向擺動的基礎上增加前后擺動，這樣可避免電弧直接對準間隙，防止燒穿。3.2.2 平焊的焊接(hnji)技術第32頁/共40頁第三十二頁，共41頁。不同板厚推薦不同板厚推薦(tujin)(tujin)的根部間隙值的根部間隙值板厚根部間隙板厚根部間隙0.80.24.51.61.60.56.01.82.31.010.02.03.21.63.2.2 平焊的焊接(hnji)技術第33頁/共40頁第三十三頁，共41頁。 2）加墊板的焊接。加墊板的單面焊雙面成形比懸空焊接容易控制，而且對焊接參數的要求也不十分(shfn)嚴格。墊板材料通常為純銅板。為防止銅墊板與焊件焊到一起，最好采用水冷銅墊板。 銅墊板3.2.2 平焊的焊接(hnji)技術第34頁/共40頁第三十四頁，共41頁。 加墊板焊接(hnji)的典型焊接(hnji)參數 典型單面焊雙面成形(chn xn)的焊接參數3.2.2 平焊的焊接(hnji)技術第35頁/共40頁第三十五頁，共41頁。 操作要點操作要點(yodin) (yodin) 薄板對接焊一般都采用短薄板對接焊一般都采用短路過渡，中厚板大都采用細滴過渡。坡口形狀可采用路過渡，中厚板大都采用細滴過渡。坡口形狀可采用I I形、形、Y Y形、單邊形、單邊V V形、形、U U形和形和X X