CO氣體保護(hù)焊接基礎(chǔ)知識2

CO氣體保護(hù)焊接基礎(chǔ)知識[2]目錄氣保焊工作原理設(shè)備及參數(shù)基本操作方法及搭接形式質(zhì)量要求質(zhì)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(hù)電弧焊定義熔化極氣體保護(hù)電弧焊是在有保護(hù)氣體情況，采用連續(xù)送進(jìn)可熔化的焊絲與被焊工件之間產(chǎn)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(hù)焊（2焊接）非熔化極保護(hù)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(dǎo)電，首先要有一個使其產(chǎn)生帶電粒子的過程。產(chǎn)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(shí)在某些接觸點(diǎn)上產(chǎn)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(yùn)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(yùn)動過程中，不斷碰撞和復(fù)合，產(chǎn)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(chǎn)生的總熱量就愈大。一、氣保焊工作原理按照采用保護(hù)氣體的性質(zhì)，熔化極氣體保護(hù)電弧焊主要分為以下二類:惰性氣體保護(hù)電弧焊（簡稱焊）保護(hù)氣體活性氣體保護(hù)電弧焊（簡稱焊）保護(hù)氣體:+2+O22（使用該種焊接，保護(hù)氣體為20，80%2）2氣體保護(hù)電弧焊保護(hù)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(hù)氣焊接時(shí)、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?fù)p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(qiáng)了焊縫的機(jī)械性能，抗拉強(qiáng)和韌性都得到了相應(yīng)的加強(qiáng)。試驗(yàn)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(hù)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(hù)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(jī)械性能和表面成形上都比純二氧化碳?xì)獾谋憩F(xiàn)要好得多。一、氣保焊工作原理

熔化極活性氣體保護(hù)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(hù)氣體的一種熔化極氣體保護(hù)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(diǎn)，又具有氧化性。克服了氬氣焊接時(shí)表面張力大、液體金屬粘稠、陰極斑點(diǎn)易飄移等問題，同時(shí)對焊縫蘑菇形熔深有所改善。采用活性混合氣體作為保護(hù)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(diǎn)，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(zhì)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(shí)，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(jìn)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(shí)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(shí)，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(yùn)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(shè)備及參數(shù)焊接設(shè)備氣體保護(hù)焊機(jī)是由焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、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(chǎn)生變化,電弧電壓也基本上沒有變化.（2）送絲機(jī)構(gòu)：送絲機(jī)構(gòu)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(jìn)行。（3）焊槍或焊矩：焊槍是直接施焊得工具起到導(dǎo)電、導(dǎo)絲、導(dǎo)氣的作用。（4）氣路裝置：供氣裝置由2和氣瓶、預(yù)熱器、高壓干燥器、減壓閥、低壓干燥器和流量計(jì)等部件組成。二、設(shè)備及參數(shù)常用的設(shè)備接線形式二、設(shè)備及參數(shù)氣體保護(hù)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(yīng)采用直流電源。因?yàn)榻涣麟娫磳⑵茐碾娀》€(wěn)定性，在電流過零時(shí)，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(diǎn)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(shí)，焊絲為陰極，因陰極斑點(diǎn)總是尋找氧化膜，所以陰極斑點(diǎn)不斷地沿焊絲上、下飄移，移動最大可以達(dá)到20～30，從而破壞了電弧的穩(wěn)定性。2）在焊縫附近產(chǎn)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(shí)，由于焊絲熔化速度大大加快，使得焊縫的余高增大。二、設(shè)備及參數(shù)注：直流反接：電源負(fù)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(chǎn)生氣孔和飛濺。若電弧電壓過低時(shí)，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(shè)備及參數(shù)焊絲直徑一定時(shí)，隨著電流的增大，電弧電壓也要相應(yīng)提高；焊接電流一定時(shí)，隨選用焊絲直徑的增大，電弧電壓相應(yīng)降低二、設(shè)備及參數(shù)根據(jù)焊接條件選定相應(yīng)板厚的焊接電流，然后根據(jù)下列公式計(jì)算焊接電壓:<300A時(shí):焊接電壓=(0.04倍焊接電流+16±1.5)伏>300A時(shí):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(jì)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(jì)算如下：焊接電壓=(0.04×400+20±2)伏=(16+20±2)伏=(36±2)伏二、設(shè)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(zhì)等參數(shù)）選定相應(yīng)的焊接電流。焊機(jī)調(diào)電流實(shí)際上是在調(diào)整送絲速度。因此焊機(jī)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(yīng)，以保證焊接過程的穩(wěn)定。當(dāng)焊絲直徑一定時(shí)，隨著焊接電流的增加，焊絲熔化速度相應(yīng)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(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷作用，使焊縫成型嚴(yán)重惡化，尤其在粗絲焊接厚板時(shí)，會造成窄而深得熔池，焊縫收縮應(yīng)力大，極易產(chǎn)生裂紋。因此，在增大焊接電流的同時(shí)，也應(yīng)相應(yīng)的提高焊接電壓。但電壓不能過高，否則會引起飛濺及元素?zé)龘p等現(xiàn)象。焊接電流與電弧電壓是關(guān)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(diào)節(jié)焊接電流。飛濺最少時(shí)的典型工藝參數(shù)和生產(chǎn)所用的工藝參數(shù)范圍詳見下表.二、設(shè)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(shè)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(yīng)地減小。如果焊接速度過快，氣體的保護(hù)作用就會受到破壞，同時(shí)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?zé)崃考?，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(yīng)保證單位時(shí)內(nèi)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(dá)250以上焊接速度過快時(shí):焊道變窄,熔深和余高變小。二、設(shè)備及參數(shù)（5）焊絲伸長速度

二、設(shè)備及參數(shù)二、設(shè)備及參數(shù)（6）氣體流量保護(hù)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(guān)。氣體流量應(yīng)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(hù)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(chǎn)生氣孔等缺陷；如果保護(hù)氣體流量太小，則氣體流層挺度不強(qiáng)，對熔池和熔滴的保護(hù)效果不好，也容易使焊縫產(chǎn)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(hù)氣體流量為10～30。大電流熔化極氬弧焊時(shí)，應(yīng)用更大直徑的噴嘴，需要更大的保護(hù)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(dāng)電感值太大時(shí)，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(dāng)電感值太小時(shí)，短路電流增長速度太快，會造成很細(xì)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(yīng)自始至終保持一致（平焊）.小于300A時(shí):(1015)倍焊絲直徑.大于300A時(shí):(1015)倍焊絲直徑+5L三、基本操作方法及搭接形式前進(jìn)法特點(diǎn)：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(hù)效果好，溶深小，飛濺較大。后退法特點(diǎn)：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(hù)效果不太好。三、基本操作方法及搭接形式焊縫有間隙時(shí)應(yīng)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(lǐng)（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(jìn)法進(jìn)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(cè)與水

平側(cè)的散熱情況，上板散熱差，下板

散熱好，所以，電弧應(yīng)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(guān)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(lǐng)（立向下焊）三、基本操作方法及搭接形式立向上焊時(shí)，如果平直送槍，焊縫呈凸?fàn)?，易產(chǎn)生咬邊，因此應(yīng)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(lǐng)（立