CO氣體保護焊接基礎知識2

CO氣體保護焊接基礎知識[2]目錄氣保焊工作原理設備及參數(shù)基本操作方法及搭接形式質量要求質量缺陷及分析一、氣保焊工作原理焊接方法分類圖熔化極氣體保護電弧焊定義熔化極氣體保護電弧焊是在有保護氣體情況，采用連續(xù)送進可熔化的焊絲與被焊工件之間產生的電弧作為熱源熔化焊絲和母材金屬，形成熔池和焊縫的焊接方法。

一、氣保焊工作原理熔化極保護焊（2焊接）非熔化極保護焊（）一、氣保焊工作原理常態(tài)下的氣體由中性分子或原子組成，不含帶電粒子。要使氣體導電，首先要有一個使其產生帶電粒子的過程。產生中一般采用接觸引弧。先將電極（鎢棒或焊條）和焊件接觸形成短路（圖4.2.3（a）），此時在某些接觸點上產生很大的短路電流，溫度迅速升高，為電子的逸出和氣體電離提供能量條件，而后將電極提起一定距離（<5圖4.2.3（b））。在電場力的作用下，被加熱的陰極有電子高速逸出，撞擊空氣中的中性分子和原子，使空氣電離成陽離子、陰離子和自由電子。這些帶電粒子在外電場作用下定向運動，陽離子奔向陰極，陰離子和自由電子奔向陽極。在它們的運動過程中，不斷碰撞和復合，產生大量的光和熱，形成電?。▓D4.2.3（c））。電弧的熱量與焊接電流和電壓的乘積成正比，電流愈大，電弧產生的總熱量就愈大。一、氣保焊工作原理按照采用保護氣體的性質，熔化極氣體保護電弧焊主要分為以下二類:惰性氣體保護電弧焊（簡稱焊）保護氣體活性氣體保護電弧焊（簡稱焊）保護氣體:+2+O22（使用該種焊接，保護氣體為20，80%2）2氣體保護電弧焊保護氣體：2

一、氣保焊工作原理二氧化碳在電弧中容易分解成一氧化碳和氧氣，分解的氣體在高溫狀態(tài)下會與焊絲中的、等元素反映。因此，采用純二氧化碳保護氣焊接時、等元素大量損失，損失率大約在40％以上。采用氬/二氧化碳混合氣焊接，由于二氧化碳成分減少，焊絲中的元素損失也大量減少，焊絲中的大部分元素得以溶入到焊池中去，這樣，勢必增強了焊縫的機械性能，抗拉強和韌性都得到了相應的加強。試驗證明，采用80％氬+20％二氧化碳的混合氣焊接，元素的損失大約為純二氧化碳保護氣的一半。同樣，由于氬/二氧化碳混合氣中含氧百分比的減少，使焊縫表面的氧化物也大大地減少，焊縫表面也就比純二氧化碳保護氣焊接的表面光滑得多了。因此，氬/二氧化碳混合氣在焊接得機械性能和表面成形上都比純二氧化碳氣的表現(xiàn)要好得多。一、氣保焊工作原理

熔化極活性氣體保護焊是采用在惰性氣體中加入一定量的活性氣體，如O2、2等作為保護氣體的一種熔化極氣體保護電弧焊方法，簡稱焊。這種混合氣體被用來焊接低碳鋼和低合金鋼。常用的混合比（體積）為80%+220%，它既具有弧電弧穩(wěn)定、飛濺小、容易獲得軸向噴射過渡的優(yōu)點，又具有氧化性?？朔藲鍤夂附訒r表面張力大、液體金屬粘稠、陰極斑點易飄移等問題，同時對焊縫蘑菇形熔深有所改善。采用活性混合氣體作為保護氣體具有下列作用：（1）可提高熔滴過渡的穩(wěn)定性。（2）穩(wěn)定陰極斑點，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。（3）改善焊縫熔深形狀及外觀成形。（4）增大電弧的熱功率。（5）控制焊縫的冶金質量，減少焊接缺陷。（6）降低焊接成本。一、氣保焊工作原理基本原理在氣體保焊時，電弧燃燒大部分用來加熱焊件，使其形成熔池。小部分用于加熱焊絲，使其不斷被熔化而形成熔滴，離開焊絲末端而進入熔池，這個過程稱為熔滴過渡，整個焊接過程就是由無數(shù)個熔滴過渡所組成。根據(jù)焊接參數(shù)的不同，出現(xiàn)有三種熔滴過渡：他們是短路過渡、射滴過渡、射流過渡。短路過渡是在低電壓和小電流時用于焊接薄件和全位置焊縫，主要用于碳鋼。射滴過渡是最好的熔滴過渡形式。射流過渡常常是用在較大電流時，焊接過程穩(wěn)定，焊縫成形良好，但是由于指狀熔深而影響其運用。短弧焊熔滴過渡過程一、氣保焊工作原理一、氣保焊工作原理圖焊接接頭1熱影響區(qū)2焊縫金屬3熔合線4母材一般的焊接接頭組成問與答二、設備及參數(shù)焊接設備氣體保護焊機是由焊接電源、送絲機構、行走機構、焊矩、氣路系統(tǒng)、和控制系統(tǒng)等部件組成。（1）焊接電源：電源種類有交流下垂特性電源，直流定電壓特性電源等,但二氧化碳電弧焊接一般使用直流定電壓.其作用在于即使輸出電流（焊接電流）產生變化,電弧電壓也基本上沒有變化.（2）送絲機構：送絲機構的作用是將焊絲按要求的得速度送至焊接電弧區(qū)，以保證焊接的正常進行。（3）焊槍或焊矩：焊槍是直接施焊得工具起到導電、導絲、導氣的作用。（4）氣路裝置：供氣裝置由2和氣瓶、預熱器、高壓干燥器、減壓閥、低壓干燥器和流量計等部件組成。二、設備及參數(shù)常用的設備接線形式二、設備及參數(shù)氣體保護焊的規(guī)范參數(shù)包括電源極性、電弧電壓、焊接電流、氣體流量、焊接速度、焊絲伸出長度、直流回路電感等。（1）電源極性通常焊應采用直流電源。因為交流電源將破壞電弧穩(wěn)定性，在電流過零時，電弧難以再引燃。焊多采用直流反極性。主要原因如下：1）電弧穩(wěn)定。因陽極斑點牢固地出現(xiàn)在焊絲端頭，使得電弧不發(fā)生飄移。相反，采用直流正極性接法時，焊絲為陰極，因陰極斑點總是尋找氧化膜，所以陰極斑點不斷地沿焊絲上、下飄移，移動最大可以達到20～30，從而破壞了電弧的穩(wěn)定性。2）在焊縫附近產生陰極破碎作用。因工件為陰極，所以在焊縫附近的金屬氧化膜能被陰極破碎作用而去除。這正適合于焊接鋁、鎂及其合金。3）焊縫成形美觀。焊縫表面平坦、均勻而熔深為指狀。相反，直流正極性時，由于焊絲熔化速度大大加快，使得焊縫的余高增大。二、設備及參數(shù)注：直流反接：電源負極接在母材即母材為陰極直流正接：電源正極接在母材即母材為陽極（2）電弧電壓電弧電壓主要依據(jù)焊接電流和焊絲直徑來選擇。對于一定的焊接電流，通常有一范圍很窄的（約3V）最佳電弧電壓。若電弧電壓過高，就容易產生氣孔和飛濺。若電弧電壓過低時，就會影響焊縫的成形。電弧電壓增加，容寬也顯著增加，熔深有所減少。二、設備及參數(shù)焊絲直徑一定時，隨著電流的增大，電弧電壓也要相應提高；焊接電流一定時，隨選用焊絲直徑的增大，電弧電壓相應降低二、設備及參數(shù)根據(jù)焊接條件選定相應板厚的焊接電流，然后根據(jù)下列公式計算焊接電壓:<300A時:焊接電壓=(0.04倍焊接電流+16±1.5)伏>300A時:焊接電壓=(0.04倍焊接電流+20±2)伏舉例1：選定焊接電流200A，則焊接電壓計算如下：焊接電壓=(0.04×200+16±1.5)伏=(8+16±1.5)伏=(24±1.5)伏舉例2：選定焊接電流400A，則焊接電壓計算如下：焊接電壓=(0.04×400+20±2)伏=(16+20±2)伏=(36±2)伏二、設備及參數(shù)（3）焊接電流根據(jù)焊接條件（板厚、焊接位置、焊接速度、材質等參數(shù)）選定相應的焊接電流。焊機調電流實際上是在調整送絲速度。因此焊機的焊接電流必須與焊接電壓相匹配，既一定要保證送絲速度與焊接電壓對焊絲的熔化能力一致，以保證電弧長度的穩(wěn)定。焊接電流必須與焊絲直徑相適應，以保證焊接過程的穩(wěn)定。當焊絲直徑一定時，隨著焊接電流的增加，焊絲熔化速度相應提高，但過大的焊接電流會造成熔池過大，較大的電弧吹力會對熔池產生強烈的沖刷作用，使焊縫成型嚴重惡化，尤其在粗絲焊接厚板時，會造成窄而深得熔池，焊縫收縮應力大，極易產生裂紋。因此，在增大焊接電流的同時，也應相應的提高焊接電壓。但電壓不能過高，否則會引起飛濺及元素燒損等現(xiàn)象。焊接電流與電弧電壓是關鍵的工藝參數(shù)。為了使焊縫成形良好、飛濺減少、減少焊接缺陷，電弧電壓和焊接電流要相互匹配，通過改變送絲速度來調節(jié)焊接電流。飛濺最少時的典型工藝參數(shù)和生產所用的工藝參數(shù)范圍詳見下表.二、設備及參數(shù)焊絲直徑（）電流范圍（A）適用板厚（）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>6.0二、設備及參數(shù)（4）焊接速度隨著焊接速度的增大，則焊縫的寬度、余高和熔深都相應地減小。如果焊接速度過快，氣體的保護作用就會受到破壞，同時使焊縫的冷卻速度加快，這樣就會降低焊縫的塑性，而且使焊縫成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊縫寬度就會明顯增加，熔池熱量集中，容易發(fā)生燒穿等缺陷在焊接電壓和焊接電流一定的情況下：焊接速度的選擇應保證單位時內給焊縫足夠的熱量.焊接熱量三要素：熱量=I2RtI2：焊接電流的平方R:電弧及干伸長度的等效電阻t:焊接速度越快t越小半自動：焊接速度為30-60自動焊：焊接速度可高達250以上焊接速度過快時:焊道變窄,熔深和余高變小。二、設備及參數(shù)（5）焊絲伸長速度

二、設備及參數(shù)二、設備及參數(shù)（6）氣體流量保護氣體流量與焊接電流、焊接速度、焊絲伸出長度及噴嘴直徑等有關。氣體流量應隨焊接電流的增大、焊接速度的增加和焊絲伸出長度的增加而加大。如果保護氣體流量太大，由于氣體在高溫下的氧化作用，會加劇合金元素的燒損，減弱硅、錳元素的脫氧還原作用，在焊縫表面出現(xiàn)較多的二氧化硅和氧化錳的渣層，使焊縫容易產生氣孔等缺陷；如果保護氣體流量太小，則氣體流層挺度不強，對熔池和熔滴的保護效果不好，也容易使焊縫產生氣孔等缺陷。

流量過大或過小，就會造成紊流。常用的熔化極氬弧焊噴嘴孔徑為20左右，保護氣體流量為10～30。大電流熔化極氬弧焊時，應用更大直徑的噴嘴，需要更大的保護氣體流量。參數(shù)選擇及依據(jù)（7）直流回路電感

在焊接回路中，為使焊接電弧穩(wěn)定和減少飛濺，一般需串聯(lián)合適的電感。當電感值太大時，短路電流增長速度太慢，就會引起大顆粒的金屬飛濺和焊絲成段炸斷，造成熄弧或使起弧變得困難；當電感值太小時，短路電流增長速度太快，會造成很細顆粒的金屬飛濺，使焊縫邊緣不齊，成形不良。問與答三、基本操作方法及搭接形式在焊接過程中,焊槍的高度(伸出長度)和角度,應自始至終保持一致（平焊）.小于300A時:(1015)倍焊絲直徑.大于300A時:(1015)倍焊絲直徑+5L三、基本操作方法及搭接形式前進法特點：電弧推著溶池走，不直接作用在工件上，焊道平而寬，容易觀察焊縫，氣體保護效果好，溶深小，飛濺較大。后退法特點：電弧躲著溶池走，直接作用在工件上，溶深大，飛濺較小，容易觀察焊道，焊道窄而高，氣體保護效果不太好。三、基本操作方法及搭接形式焊縫有間隙時應擺動送槍

（a）小擺動：適用于小焊縫（b）月牙形擺動：適用于大焊縫三、基本操作方法及搭接形式焊接操作要領（水平角焊）根據(jù)工件厚度，角焊縫可分為：

單道焊:最大焊腳高度為7~8。

多層焊:多層焊適用于8以上焊腳。因后退法余高過高，作業(yè)性能差，氣保效果不好，因此水平角焊宜采用前進法進行焊接。三、基本操作方法及搭接形式薄板水平角焊：焊絲指向焊縫。

厚板水平角焊：要使焊縫對稱，必須考慮垂直側與水

平側的散熱情況，上板散熱差，下板

散熱好，所以，電弧應指向下板。三、基本操作方法及搭接形式立向下焊焊接條件板厚根部間隙絲徑電流A電壓V速度流量2.00.81.2110~12017~1870~80154.02.01.2140~16019~19.535~3815立向下焊適用于板厚6以下的工件。立向下焊關鍵是控制熔池不下淌，防止發(fā)生焊瘤和焊不透。焊接操作要領（立向下焊）三、基本操作方法及搭接形式立向上焊時，如果平直送槍，焊縫呈凸狀，易產生咬邊，因此應采用小擺動法送槍。焊例電流電壓絲徑板厚100150A1822V0.92.3以下焊接操作要領（立