二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊培訓(xùn)

2023/2/51FengDacheng熔化極氣體保護(hù)焊

焊接材料焊接技術(shù)培訓(xùn)2023/2/52熔化極氣體保護(hù)焊熔化極氣體保護(hù)焊，是以焊絲和工件為電極，用特定的氣體作保護(hù)，通過(guò)電弧產(chǎn)生的熱量熔化金屬形成焊接接頭的。氣體保護(hù)焊具有生產(chǎn)效率高，綜合成本低，焊接變形小，適用范圍大以及對(duì)焊工的操作要求較低等一系列的優(yōu)點(diǎn)，已成為制造業(yè)，最常用的高效率焊接方法。由于采用了機(jī)械連續(xù)送絲，焊接能量比較集中，具有多種熔滴過(guò)渡方式，氣體保護(hù)焊不僅操作簡(jiǎn)單，焊接質(zhì)量好，而且能很容易地實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化焊接，能全位置施焊，這就是氣體保護(hù)焊方法優(yōu)于傳統(tǒng)手工焊條焊接，比埋弧自動(dòng)焊應(yīng)用范圍更廣的根本原因。2023/2/53GMAW熔化極氣體保護(hù)焊。2023/2/54GMAW熔化極氣體保護(hù)焊的術(shù)語(yǔ)。2023/2/55熔化極氣體保護(hù)焊焊接設(shè)備主要由焊槍、送絲機(jī)構(gòu)和平特性直流電源組成。焊接材料主要由焊絲和CO2氣體組成。

當(dāng)焊絲與工件短路引燃電弧后，電弧及其周圍區(qū)域得到CO2氣體的保護(hù)，避免了熔滴和熔池金屬被空氣氧化和氮化。同時(shí)，在電弧高溫下，CO2氣體發(fā)生分解，有利于增強(qiáng)保護(hù)效果；另一方面，分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，對(duì)電弧產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷卻作用，引起弧柱收縮，使電弧熱量集中，焊絲的熔化率高，母材的熔透深度大，焊接速度快，能夠顯著地提高焊接效率。2023/2/56熔化極氣體保護(hù)焊。2023/2/57熔化極氣體保護(hù)焊。2023/2/58熔化極氣體保護(hù)焊優(yōu)點(diǎn)1）焊接電流密度高，電弧集中，熔化效率高，熔透深度大，焊接速度快，焊后不需清渣，生產(chǎn)率比焊條電弧焊高1～3倍。

2）氣體和焊絲價(jià)廉，焊前準(zhǔn)備要求低，焊后清理和校正工時(shí)少；不必更換焊條。綜合成本只有焊條電弧焊的40%～50%。

3）電弧熱量集中，熱輸入低和CO2的冷卻作用，使工件受熱面積小，變形小。焊接薄板時(shí)比其他焊接方法時(shí)的變形小。

4）對(duì)油和銹的敏感性很低。

5）由于保護(hù)氣體的氧化性，焊縫中含氫量少，提高了焊接低合金高強(qiáng)度鋼抗冷裂紋的能力。

6）當(dāng)采用短路過(guò)渡形式時(shí)，可用于立焊、仰焊和全位置焊接。

7）明弧有利于觀察，尤其是在半自動(dòng)焊時(shí)可以較容易施焊。

8）操作簡(jiǎn)單，容易掌握，技術(shù)依賴性低。9）能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接、機(jī)器人焊接。2023/2/59CO2氣體特征CO2有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)3種狀態(tài)。液態(tài)CO2是無(wú)色液體，沸點(diǎn)低，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，約為-78℃，所以工業(yè)用CO2都是使用液態(tài)的，常溫下它自己就氣化。使用液態(tài)CO2經(jīng)濟(jì)、方便。

容量為40L的標(biāo)準(zhǔn)鋼瓶可以灌入25㎏的液態(tài)CO2。25㎏液態(tài)CO2約占鋼瓶容積的80%，其余20%左右的空間則充滿了氣化的CO2。氣瓶壓力表上所指示的壓力值，是這部分氣體的飽和壓力。此壓力大小和環(huán)境溫度有關(guān)。當(dāng)氣瓶?jī)?nèi)液態(tài)CO2已全部揮發(fā)成氣體后，瓶?jī)?nèi)氣體的壓力才會(huì)隨著CO2氣體的消耗而逐漸下降。

焊接用CO2的純度應(yīng)大于99.5%。CO2氣體中的主要有害雜質(zhì)是水分。液態(tài)CO2中可溶解約0.05%的水，這些水分在焊接過(guò)程中揮發(fā)，混入CO2氣體中一起進(jìn)入焊接區(qū)。隨著CO2氣體中水分的增加，焊縫中的含氫量亦增加，嚴(yán)重時(shí)還可能出現(xiàn)氣孔。2023/2/510CO2氣體的水分市售CO2氣體如果含水量較高，可在焊接現(xiàn)場(chǎng)做如下減少水分的措施：

1）將新灌氣瓶倒立靜置1～2h，然后開(kāi)啟閥門(mén)，把沉積在下部的自由狀態(tài)水排出。根據(jù)瓶中含水量的不同，可放水2～3次，每隔30min左右放一次。放水結(jié)束后，將氣瓶正置。

2）經(jīng)倒置放水后的氣瓶，在使用前仍須先放氣2～3min，放掉氣瓶上面部分的氣體。因?yàn)檫@部分氣體通常含有較多的空氣和水分，這些空氣和水分主要是灌瓶時(shí)混入瓶?jī)?nèi)的。

3）在氣路中設(shè)置高壓干燥器和低壓干燥器，進(jìn)一步減少CO2氣體中的水分。一般用硅膠或脫水硫酸銅做干燥器，用過(guò)的干燥器經(jīng)烘干后可重復(fù)使用。

4）瓶中氣壓降到980kPa時(shí)，不再使用。。2023/2/511CO2氣體的使用在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，CO2都是使用液態(tài)的，氣化過(guò)程中會(huì)吸收大量的熱量，如果沒(méi)有熱量的補(bǔ)充，溫度會(huì)急劇下降，局部生成固態(tài)CO2，即干冰。所以CO2減壓氣化時(shí)，必須使用加熱裝置，防止凍結(jié)。在環(huán)境溫度不變的情況下，只要瓶中存在著液態(tài)CO2，則液態(tài)CO2上方的氣體壓力就不會(huì)變化（指平衡狀態(tài)下），CO2氣體中的水分含量也無(wú)變化。但當(dāng)液態(tài)CO2揮發(fā)完后，氣體的壓力將隨著氣體的消耗而下降。氣體壓力越低，水氣分解越是相對(duì)增大，水分揮發(fā)量越多。當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體壓力下降到980kPa以下時(shí)，CO2氣體中所含水分將比飽和壓力下增加3倍左右。如再繼續(xù)使用，焊縫中將產(chǎn)生氣孔。2023/2/512CO2焊中的氣孔CO2電弧焊時(shí)，由于熔池表面沒(méi)有熔渣蓋覆，CO2氣流又有較強(qiáng)的冷卻作用，因而熔池金屬凝固比較快，但其中氣體來(lái)不及逸出時(shí)，就容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。

可能產(chǎn)生的氣孔主要有3種：一氧化碳?xì)饪住錃饪缀偷獨(dú)饪住?/p>

1）一氧化碳?xì)饪?/p>

產(chǎn)生CO氣孔的原因，主要是熔池中的FeO和C發(fā)生的還原反應(yīng)：FeO+C=Fe+CO熔池開(kāi)始凝固，CO氣體不易逸出，于是在焊縫中形成CO氣孔。如果焊絲中含有足夠的脫氧元素Si和Mn，以及限制焊絲中的含碳量，就可以抑制上述的還原反應(yīng)，有效地防止CO氣孔的產(chǎn)生。所以CO2電弧焊中，只要焊絲選擇適當(dāng)，產(chǎn)生CO氣孔的可能性是很小的。

2023/2/513CO2焊中的氣孔2）氫氣孔

如果熔池在高溫時(shí)溶入了大量氫氣，在結(jié)晶過(guò)程中又不能充分排出，則留在焊縫金屬中形成氣孔。

電弧區(qū)的氫主要來(lái)自焊絲、工件表面的油污及鐵銹，以及CO2氣體中所含的水分。油污為碳?xì)浠衔?，鐵銹中含有結(jié)晶水，它們?cè)陔娀「邷叵露寄芊纸獬鰵錃?。減少熔池中氫的溶解量，不僅可防止氫氣孔，而且可提高焊縫金屬的塑性。所以，一方面焊前要適當(dāng)清除工件和焊絲表面的油污及鐵銹，另一方面應(yīng)盡可能使用含水分低的CO2氣體。CO2氣體中的水分常常是引起氫氣孔的主要原因。

2023/2/514CO2焊中的氣孔3）氮?dú)饪?/p>

氮?dú)庵饕獊?lái)自空氣。焊縫中產(chǎn)生氮?dú)饪椎闹饕蚴潜Ｗo(hù)氣層遭到破壞，大量空氣侵入焊接區(qū)所致。

造成保護(hù)氣層失效的因素有：過(guò)小的CO2氣體流量；噴嘴被飛濺物部分堵塞；噴嘴與工件的距離過(guò)大，以及焊接場(chǎng)地有側(cè)向風(fēng)等。因此，適當(dāng)增加CO2保護(hù)氣體流量，保證氣路暢通和氣層的穩(wěn)定、可靠，是防止焊縫中氮?dú)饪椎年P(guān)鍵。

另外，工藝因素對(duì)氣孔的產(chǎn)生也有影響。電弧電壓越高，空氣侵入的可能性越大，就越可能產(chǎn)生氣孔。焊接速度主要影響熔池的結(jié)晶速度。焊接速度慢，熔池結(jié)晶也慢，氣體容易逸出；焊接速度快，熔池結(jié)晶快，則氣體不易排出，易產(chǎn)生氣孔。2023/2/515CO2焊的冶金特點(diǎn)

由于CO2氣體的氧化性，在電弧高溫下將發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，為避免由此帶來(lái)的CO氣孔等問(wèn)題，必須在焊絲中加入合金成分，達(dá)到脫氧的目的。因此，CO2焊的冶金特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：

1、CO2氣體的分解及氧化反應(yīng)，CO2=CO+1/2O2

在電弧氣氛中同時(shí)有CO2、O2和CO存在。在高溫下O2進(jìn)一步分解為氧原子：O2=2O，所以CO2氣體在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的氧化性。

生成的CO若不及時(shí)逸出，則留在焊縫金屬中成為氣孔。溶入熔滴的FeO與碳元素作用生成的CO氣體，則在電弧高溫下急劇膨脹，使熔滴爆破而引起金屬飛濺。

2023/2/516熔化極氣體保護(hù)焊2、脫氧反應(yīng)及焊縫金屬的合金化

在CO2電弧中，溶入液態(tài)金屬中的FeO是引起氣孔、飛濺的主要因素。同時(shí)，F(xiàn)eO殘留在焊縫金屬中將使焊縫金屬的含氧量增加而降低力學(xué)性能。因此，應(yīng)在焊絲中加入一定量的脫氧劑，即和氧的親和力比Fe大的合金元素，使FeO中的Fe還原。常用的脫氧元素有Si和Mn。Si和Mn脫氧的反應(yīng)方程式如下：2FeO+Si=2Fe+SiO2；FeO+Mn=Fe+MnOSiO2和MnO還能結(jié)合成復(fù)合化合物MnO·SiO2（硅酸鹽），能凝聚成塊，浮出熔池，成為渣殼覆蓋在焊縫表面。加入到焊絲中的Si和Mn，在焊接過(guò)程中一部分被直接氧化掉和蒸發(fā)掉，另一部分消耗于FeO的脫氧，其余部分則剩余留在焊縫金屬中充做合金元素。2023/2/517熔化極氣體保護(hù)焊CO2和O2或Ar混合使用

1）CO2氣體保護(hù)氣氛具有很強(qiáng)的氧化性，但焊接過(guò)程還不夠穩(wěn)定。在CO2中加入一定量O2，將進(jìn)一步增強(qiáng)保護(hù)氣氛的氧化性，通過(guò)放熱反應(yīng)產(chǎn)生較大熱量，降低液態(tài)金屬的表面張力，改善其流動(dòng)性。同時(shí)，O2的加入使得冶金反應(yīng)更加強(qiáng)烈，使焊縫中含氫量更低，從而提高了焊接接頭的抗裂紋能力。

通常在CO2氣體中加入O2較少，加入O2過(guò)多時(shí)，將使飛濺大、氣孔多和惡化焊縫成形。

CO2+O2混合氣體的氧化性比純CO2更強(qiáng)，必然使合金元素大量燒損，為此焊絲中必須加入足夠的脫氧元素。通常在CO2焊用的焊絲基礎(chǔ)上，還需加入較多的Mn和少量的Ti等合金元素。

2023/2/518熔化極氣體保護(hù)焊2）CO2氣體在電弧溫度區(qū)間熱導(dǎo)率較高，加上分解吸熱，消耗電弧大量熱能，從而引起弧柱及電弧斑點(diǎn)強(qiáng)烈收縮。即使增大電流，弧柱和斑點(diǎn)直徑也很難擴(kuò)展，從而容易產(chǎn)生飛濺，這是由CO2氣體本身物理性質(zhì)決定的。在CO2氣體中加入Ar后，改變了純CO2氣體的上述物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，使弧柱和斑點(diǎn)直徑得到擴(kuò)展，從而降低了飛濺量。在短路過(guò)渡焊中，一般采用50%CO2+50%Ar，非短路過(guò)渡焊中，一般采用25%CO2+75%Ar。CO2+Ar混合氣體除降低飛濺外，還改善了焊縫成形，使焊縫熔寬增加、余高降低，但熔深也稍為減少。

2023/2/519熔化極氣體保護(hù)焊由CO2電弧焊的冶金特性得知，由于CO2氣體具有強(qiáng)烈的氧化性。如果焊絲中沒(méi)有合金成分，則焊絲熔滴和熔化金屬中的Fe將被強(qiáng)烈氧化，生成的FeO在臨近金屬凝固溫度時(shí)被C還原，生成的CO氣體來(lái)不及逸出熔池金屬，形成CO氣孔。因此，必須在焊絲中加入還原性比C強(qiáng)的脫氧元素Si和Mn。2023/2/520熔化極氣體保護(hù)焊CO2電弧焊對(duì)焊絲化學(xué)成分的要求可歸納如下：

1）焊絲必須含有足夠數(shù)量的脫氧元素，以減少焊縫金屬中的含氧量和防止產(chǎn)生氣孔。

2）焊絲的含碳量要低，通常要求w（C）＜0.11%，這樣可以減少氣孔和飛濺。

3）保證焊縫金屬具有滿意的力學(xué)性能和抗裂性能。

H08Mn2SiA主要化學(xué)成分為：w（C）≤0.1%、w（Mn）=1.8%～2.1%、w（S）=0.7%～0.95%。含碳量低，而且有足夠的Mn和Si，除起脫氧作用外，剩余部分留在焊縫中，提高了焊縫金屬的力學(xué)性能和抗裂性能。所以早期普遍采用H08Mn2SiA焊絲來(lái)焊接低碳鋼和低合金鋼。2023/2/521熔化極氣體保護(hù)焊焊絲的直徑不同的焊絲直徑采用不同的焊接電流、電壓等參數(shù)，也表現(xiàn)出不同的熔滴過(guò)渡形式和電弧行為。通常使用的焊絲直徑有以下2種：

（1）細(xì)絲（焊絲直徑≤1.2mm）這時(shí)一般以短路過(guò)渡進(jìn)行焊接。其特點(diǎn)是電壓低、電流小，適合于焊接薄板以及進(jìn)行全位置焊接。焊接薄板時(shí)，生產(chǎn)率高、變形小。而且操作上容易掌握，對(duì)焊工技術(shù)水平要求不高。直徑大于1.6mm的焊絲，如再采用短路過(guò)渡焊接，飛濺相當(dāng)嚴(yán)重，很少應(yīng)用。

（2）粗絲（焊絲直徑為1.6～2.4mm）熔滴一般以顆粒過(guò)渡進(jìn)行焊接。其特點(diǎn)是電流較大、電弧電壓較高，熔滴以較小的尺寸自由飛落形式進(jìn)入熔池。細(xì)顆粒過(guò)渡時(shí)，電弧穿透力強(qiáng)，母材熔深大，適合于焊接中等厚度以及大厚度工件。2023/2/522氣體保護(hù)焊有關(guān)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T8110-1995《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T14957-1994《熔化焊用鋼絲》GB/T10045-2002《碳鋼藥芯焊絲》GB/T17493-1998《低合金鋼藥芯焊絲》GB/T985-1988《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口

的基本形式與尺寸》GB/T6052-1993《工業(yè)液體二氧化碳》HG/T2537-1993《焊接用二氧化碳》GB/T4842-1995《純氬》JB3223-1996《焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程》2023/2/523熔化極氣體保護(hù)焊分類按焊絲直徑，熔化極氣體保護(hù)焊可分為兩個(gè)大類：——細(xì)絲氣體保護(hù)焊絲直徑小于等于1.6mm的焊絲，屬于細(xì)絲。實(shí)心焊絲細(xì)絲焊絲直徑有0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm等，藥芯焊絲最小直徑為1.2mm。一般鋼結(jié)構(gòu)焊接中應(yīng)用最廣的焊絲是1.0mm、1.2mm，造船等行業(yè)也有使用1.4mm，1.6mm主要用于自動(dòng)焊?！纸z氣體保護(hù)焊絲直徑大于1.6mm的焊絲，屬于粗絲。粗絲焊絲主要用于較厚板的自動(dòng)焊接、堆焊等。2023/2/524熔化極氣體保護(hù)焊焊絲直徑的選擇。焊絲直徑的選擇，要多方面加以考慮。從焊接熔敷效率的角度考慮，應(yīng)根據(jù)焊接電流，電流密度，選擇焊絲直徑。在許可的范圍內(nèi)，盡可能地選用大直徑的焊絲，大的焊接電流，以獲得盡可能高的的生產(chǎn)效率。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，焊縫尺寸的角度考慮，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，焊接位置，焊縫尺寸，選擇適當(dāng)?shù)暮附z直徑。如全位置的焊接，就應(yīng)該使用較細(xì)的焊絲直徑，特別要注意，由于輕型結(jié)構(gòu)鋼板較薄，焊接尺寸較小，作為輕型結(jié)構(gòu)制作的主要問(wèn)題，為了控制焊接變形，要避免使用過(guò)大的焊絲直徑。由于對(duì)輕輕型結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)不夠，根據(jù)重鋼制作的經(jīng)驗(yàn)，采用過(guò)大的焊絲直徑，去焊較小的焊腳，結(jié)果肯定是不理想的。2023/2/525熔化極氣體保護(hù)焊分類按焊絲類型分類，可分為兩大類：——實(shí)芯焊絲通常的熔化極氣體保護(hù)焊絲，均為外表鍍銅的實(shí)芯焊絲。實(shí)芯焊絲制造、使用和保存都較為簡(jiǎn)單，但存在焊接時(shí)飛濺大、成型較粗糙的缺點(diǎn)。一般采用混合氣體保護(hù)或改用藥性焊絲加以改進(jìn)?！幮竞附z藥芯焊絲由于內(nèi)芯的焊劑，能起到穩(wěn)定焊接作用，并形成了氣-渣聯(lián)合保護(hù)，焊縫成型美觀、抗氣孔能力強(qiáng)，但焊接成本稍高。藥芯焊絲分為C型和O型兩種，C型由鋼帶制成，制作工藝較簡(jiǎn)單；O型由管材拉拔而成，外表可以像實(shí)芯焊絲一樣鍍銅。2023/2/526O型無(wú)縫焊絲2023/2/527熔化極氣體保護(hù)焊分類按保護(hù)氣體分類，可分為三大類：——純二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊絲

GMAW、CO2、FCAW（GS）碳鋼熔化極氣體保護(hù)焊通常采用純二氧化碳?xì)怏w保護(hù)。實(shí)芯焊絲采用純二氧化碳?xì)怏w保護(hù)時(shí)存在焊接飛濺大、成型較粗糙的缺點(diǎn)。藥芯焊絲采用純二氧化碳?xì)怏w保護(hù)即能獲得滿意的效果。——混合氣體保護(hù)焊絲

GMAW、MAG、MIG實(shí)芯焊絲采用氬氣和二氧化碳混合氣體保護(hù)，可減少飛濺，改善焊縫成型。氬氣比例達(dá)到75%以上時(shí)，能實(shí)現(xiàn)熔滴射流過(guò)渡，提高焊接生產(chǎn)率，獲得滿意的焊縫成型。——自保護(hù)焊絲

FCAW（SS）當(dāng)焊芯中含有造氣劑、脫氧脫氮合金元素時(shí)，焊接時(shí)不需要外加保護(hù)氣體。自保護(hù)焊絲抗風(fēng)能力強(qiáng)，適用于野外、高空等作業(yè)環(huán)境，非重要結(jié)構(gòu)的焊接。2023/2/528氣體保護(hù)焊的發(fā)展和改進(jìn)采用實(shí)心焊絲和純CO2氣體的氣體保護(hù)焊，作為早期采用的，最基本的組合方式，在小電流短路過(guò)渡形式下，仍可取得滿意的效果。但在較大電流，其他熔滴過(guò)渡形式下，存在著焊接飛濺嚴(yán)重、焊縫表面成型粗糙等不足。解決的途徑有兩種。一種是從焊絲著手，可采用藥芯焊絲。由于焊芯中焊劑的作用，使電弧更加穩(wěn)定，飛濺減小，焊縫表面少量的焊渣使焊縫表面更加光潔，缺陷更少。適當(dāng)調(diào)節(jié)焊劑成分，還可以適應(yīng)不同的使用場(chǎng)合，起到特殊的作用。藥芯焊絲也有兩種類型，帶縫的和無(wú)縫的，各有利弊，同時(shí)并存。

2023/2/529氣渣聯(lián)合保護(hù)的FCAW藥芯焊絲2023/2/530混合氣體的使用另一種途徑，是從保護(hù)氣體著手，采用Ar-CO2混合保護(hù)氣體。在小電流短路過(guò)渡形式時(shí)，隨著Ar氣體成分的增加，焊接飛濺顯著減少。理想的射流過(guò)渡有一個(gè)較高的臨界電流值。隨著Ar氣比率的提高，達(dá)到射流過(guò)渡的臨界電流值會(huì)減小。當(dāng)Ar氣體成分達(dá)到一定比例時(shí)，焊接電流達(dá)到某一臨界值后，過(guò)渡方式產(chǎn)生突變，熔滴過(guò)渡實(shí)現(xiàn)射流狀的噴射方式，達(dá)到熔滴顆粒細(xì)小，電弧非常穩(wěn)定，焊接飛濺幾乎為零的理想狀態(tài)。這也是采用混合氣體的一個(gè)主要原因。2023/2/531混合氣體的使用100%CO250%Ar+CO280%Ar+CO2飛濺率%Ar比例%焊絲電弧熔滴在小電流短路過(guò)渡形式時(shí)，隨著Ar氣體成分的增加，焊接飛濺顯著減少。當(dāng)Ar氣成分達(dá)到一定比例，焊接電流達(dá)到某一臨界值后，熔滴過(guò)渡方式產(chǎn)生突變，實(shí)現(xiàn)射流狀的噴射方式，達(dá)到熔滴顆粒細(xì)小，電弧非常穩(wěn)定，焊接飛濺幾乎為零的理想狀態(tài)。2023/2/532兩種改進(jìn)方式的對(duì)比由于兩種保護(hù)氣體方式都有各自的優(yōu)點(diǎn)，究竟采用哪一種方式，就成了經(jīng)常討論的話題。

一般說(shuō)來(lái)，國(guó)內(nèi)的藥芯焊絲價(jià)格還是偏高，加上單位重量焊絲的金屬獲得率較低，焊接時(shí)煙塵也較大，往往在大型構(gòu)件、室外或現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)采用，更能發(fā)揮其焊接效率高、抗風(fēng)能力強(qiáng)、全位置焊接性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。

而在室內(nèi)施工，構(gòu)件易翻身、焊接位置較簡(jiǎn)單的條件下，實(shí)心焊絲和Ar-CO2混合保護(hù)氣體的組合，更為適合，特別是板厚較薄焊接尺寸較小的結(jié)構(gòu)。

當(dāng)然，這里還有一個(gè)行業(yè)或國(guó)家地區(qū)的習(xí)慣的因素。造船廠更青睞藥芯焊絲，而結(jié)構(gòu)制造廠，更喜歡混合氣體保護(hù)的實(shí)心焊絲。2023/2/533熔滴的過(guò)渡形式熔滴過(guò)渡分為自由過(guò)渡和短路過(guò)渡。熔滴從焊絲端頭脫落后，通過(guò)電弧空間自由運(yùn)動(dòng)一段距離后，落入熔池的過(guò)渡形式稱為自由過(guò)渡。熔滴與熔池短路接觸，由于強(qiáng)烈過(guò)熱和磁收縮的作用使熔滴爆斷，直接向熔池過(guò)渡的形式稱為短路過(guò)渡。熔滴的自由過(guò)渡又可分為滴狀過(guò)渡和噴射過(guò)渡兩種形式?！附与娏鬏^小時(shí)，熔滴的直徑大于焊絲直徑，當(dāng)熔滴的尺寸足夠大時(shí)，主要依靠重力將熔滴縮頸拉斷，熔滴落入熔池，熔滴的這種過(guò)渡形式稱為滴狀過(guò)渡?！鄣纬始?xì)小顆粒并以噴射狀態(tài)快速通過(guò)電弧空間向熔池過(guò)渡的形式稱為噴射過(guò)渡。2023/2/534滴狀過(guò)渡形式滴狀過(guò)渡有軸向和非軸向兩種形式：手弧焊、富氬混合氣體保護(hù)焊時(shí)，熔滴在脫離焊條（絲）前處于軸向（下垂）位置（平焊時(shí)），脫離焊條（絲）后也沿焊條（絲）軸向落入熔池的過(guò)渡形式稱為軸向滴狀過(guò)渡。在多原子氣氛中（CO2、N2、H2），阻礙熔滴過(guò)渡的力大于熔滴的重力，熔滴在脫離焊絲之前就偏離焊絲軸線，甚至上翹，在脫離焊絲之后，熔滴不沿焊絲軸向過(guò)渡，形成飛濺，稱為熔滴非軸向滴狀過(guò)渡。2023/2/535熔化極氣體保護(hù)焊的噴射過(guò)渡形式噴射過(guò)渡還可分為射滴和射流過(guò)渡兩種形式：a）在某些條件下，形成的熔滴尺寸與焊絲直徑相近，焊絲金屬以較明顯的分離熔滴形式和較高的加速度沿焊絲軸向射向熔池，稱為射滴過(guò)渡。b）在某些條件下，因電弧熱和電弧力的作用，焊絲端頭熔化的金屬被壓成鉛筆尖狀，以細(xì)小的熔滴從液柱尖端高速軸向射入熔池的過(guò)渡形式稱為射流過(guò)渡。

這些直徑遠(yuǎn)小于焊絲直徑的熔滴過(guò)渡頻率很高，看上去好像在焊絲端部存在一條流向熔池的金屬液流。2023/2/536熔化極氣體保護(hù)焊的短路過(guò)渡形式焊條或焊絲端部的熔滴與熔池短路接觸，由于強(qiáng)烈過(guò)熱和磁收縮的作用使熔滴爆斷，直接向熔池過(guò)渡的形式稱為短路過(guò)渡。熔滴的短路過(guò)渡頻率可達(dá)20～200次/s。有經(jīng)驗(yàn)的焊工能根據(jù)過(guò)渡的頻率，判斷電弧的穩(wěn)定性。2023/2/537熔化極氣體保護(hù)焊的混合過(guò)渡形式短路過(guò)度形式的不足短路過(guò)渡的形式，電弧核查成形控制容易，適合于全位置焊接，應(yīng)用廣泛。特別在管子、薄板焊接時(shí)。但是焊接生產(chǎn)效率較低，最主要的問(wèn)題是，熔深較淺。所以在AWSD1.1、船級(jí)社等規(guī)范中，限制規(guī)定較多。熔滴的混合過(guò)渡在一定條件下，熔滴過(guò)渡不是單一形式，而是自由過(guò)渡與短路過(guò)渡的混合形式，這就稱為熔滴的混合過(guò)渡。例如，管狀焊絲氣體保護(hù)電弧焊及大電流CO2氣體保護(hù)電弧焊時(shí)，焊絲金屬有時(shí)就是以混合過(guò)渡的形式向熔池過(guò)渡。2023/2/538焊接的飛濺熔焊時(shí)，在熔滴過(guò)渡過(guò)程中，一部分熔滴濺落到熔池以外的現(xiàn)象稱為飛濺。產(chǎn)生飛濺的原因有以下幾個(gè)方面：⑴氣體爆炸引起的飛濺

涂料焊條焊接及活性氣體保護(hù)焊時(shí)，由于冶金反應(yīng)產(chǎn)生大量CO氣體，氣體的析出猛烈，尤如爆炸，使液體金屬發(fā)生粉碎形的熔滴而濺落，成為飛濺。⑵斑點(diǎn)壓力引起的飛濺

電弧中帶電質(zhì)點(diǎn)——電子和陽(yáng)離子，在電場(chǎng)作用下向兩極運(yùn)動(dòng)，撞擊在兩極的斑點(diǎn)上產(chǎn)生壓力，稱為斑點(diǎn)壓力。焊條端部的熔滴在斑點(diǎn)壓力的作用下，十分不穩(wěn)定，不斷地跳動(dòng)，有時(shí)被頂?shù)胶附z的側(cè)面，甚至使熔滴上撓，最終在重力和斑點(diǎn)壓力的共同作用下，脫離焊絲成為飛濺。手弧焊和CO2氣體保護(hù)焊采用直流正接時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生這種類型的飛濺。2023/2/539熔化極氣體保護(hù)焊的飛濺⑶短路過(guò)渡引起的飛濺

CO2氣體保護(hù)焊采用短路過(guò)渡時(shí)，在短路的最后階段，如果還繼續(xù)增大焊接電流，這時(shí)的電磁收縮力使熔滴往上飛起，引起強(qiáng)烈飛濺。這是最常見(jiàn)的飛濺形式。2023/2/540熔化極氣體保護(hù)焊的熔滴過(guò)渡形式通常在手工焊和其他焊接工藝中，不關(guān)注熔滴的過(guò)渡形式。但在熔化極氣體保護(hù)焊工藝中，熔滴過(guò)渡形式非常重要，可以選擇和控制。一般分為：小電流時(shí)的短路過(guò)渡，大電流時(shí)的顆粒過(guò)渡和富氬保護(hù)下的射流過(guò)渡三種形式。2023/2/541熔化極氣體保護(hù)焊的熔滴過(guò)渡形式短路過(guò)渡形式顆粒過(guò)渡形式射流/噴射過(guò)渡形式2023/2/542熔化極氣體保護(hù)焊的熔滴過(guò)渡形式如在美國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝規(guī)程中，規(guī)定小尺寸焊接可以使用短路過(guò)渡的形式，大尺寸焊接可使用噴射過(guò)渡，而盡量避免顆粒大、飛濺嚴(yán)重的電流區(qū)間。2023/2/543鋼結(jié)構(gòu)制作的氣體材料GB/T4842GB/T10624GB/T6052HG/T2537GB6819HG/T3661《氬氣–純氬》《氬氣–高純氬》《工業(yè)液體二氧化碳》《焊接用二氧化碳》《溶解乙炔》《焊接切割用氣體》2023/2/544CO2氣體的要求CO2氣體根據(jù)用途的不同，有多種標(biāo)準(zhǔn)。早期的氣體供應(yīng)，執(zhí)行GB/T6052-1993《工業(yè)液體二氧化碳》標(biāo)準(zhǔn)，純度低和水分含量高，使用時(shí)易產(chǎn)生氣孔，使用時(shí)需要采取多種措施。HG/T2537-1993《焊接用二氧化碳》標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)量高于工業(yè)液體二氧化碳；食品級(jí)的二氧化碳質(zhì)量更高，目前大型企業(yè)液罐方式也使用食品級(jí)優(yōu)質(zhì)氣體。產(chǎn)品名稱純度規(guī)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)液體二氧化碳≥99.0％GB/T6052-1993焊接用二氧化碳

≥99.5％HG/T2537-1993食品級(jí)二氧化碳

≥99.9％GB10621-2006高純二氧化碳

≥99.995％-99.999％QN/JHQ2/545氣體的要求根據(jù)GB/T6052-1993《工業(yè)液體二氧化碳》和HG/T2537-1993《焊接用二氧化碳》標(biāo)準(zhǔn)；GB/T4842-1995《純氬》和GB/T10624-1995《高純氬》等標(biāo)準(zhǔn)，“焊接二氧化碳”質(zhì)量要求高于“工業(yè)液體二氧化碳”，分優(yōu)等、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)；純氬為一個(gè)等級(jí)，高純氬也分優(yōu)等、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。氣體種類純度要求（%）水分限制（%）其他要求焊接CO2≥

99.5≤0.05無(wú)異味，油不得檢出純氬Ar≥

99.99≤0.0015N2

≤0.005%；O2≤0.001%H2

≤0.0005%2023/2/546氣體鋼瓶的使用要求1.鋼瓶應(yīng)存放在通風(fēng)、干燥、遠(yuǎn)離熱源（如陽(yáng)光、暖氣、爐火）處，避免溫度過(guò)高。2.附屬裝置閥、接頭、及壓力調(diào)節(jié)器裝置需無(wú)泄漏、無(wú)損壞，狀況良好。3.鋼瓶不能臥放：理由是如果鋼瓶臥放，豎立的鋼瓶要有防倒裝置。4.鋼瓶要定期接受安全檢驗(yàn)，接受壓力測(cè)試合格之后，再繼續(xù)使用。2023/2/547氣體鋼瓶的使用時(shí)間1.容量為40L的標(biāo)準(zhǔn)鋼瓶可以灌入30kg，但是一般裝灌80%約25㎏的液態(tài)CO2

；2.液態(tài)CO21kg氣化后大約可得CO2氣510升；3.鋼瓶一瓶，約可以產(chǎn)生CO2氣1250升；4.按照每臺(tái)焊機(jī)每分鐘20L/min的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)算，可使用10.5小時(shí)；5.按照每臺(tái)焊機(jī)60~70%的燃弧率計(jì)算，可使用2個(gè)工作日（班）。2023/2/548熔化極氣體保護(hù)焊實(shí)心焊絲根據(jù)GB/T8110《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，氣體保護(hù)電弧焊用實(shí)芯焊絲型號(hào)，按熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度、焊絲化學(xué)成分分類及附加化學(xué)成分劃分。碳鋼焊絲化學(xué)成分分類見(jiàn)表。成分類別使用特點(diǎn)保護(hù)氣體備注ER49-1ER50-2ER50-3ER50–4ER50-5ER50-6ER50–7ER50-G短路過(guò)渡全位置焊--主要用于單道焊--適用于較大電流，全位置，適用于較大電流適用于較快焊接速度--CO2CO2/Ar+CO2CO2/Ar+CO2CO2CO2CO2CO2/Ar+CO2CO2原H08Mn2SiA----不要求沖擊性能不要求沖擊性能應(yīng)用最廣----2023/2/549氣體的供給保護(hù)氣體的供給，規(guī)模較小的工廠，或局部現(xiàn)場(chǎng)，可采用瓶裝氣體，現(xiàn)混合氣體也有成品供應(yīng)。

大規(guī)模的生產(chǎn)方式，應(yīng)采用匯流排集中管路供氣，條件允許時(shí)，應(yīng)考慮槽車運(yùn)輸、液罐儲(chǔ)存、管道輸送的方式。不僅使用方便，氣體質(zhì)量也有所提高。2023/2/550熔化極氣體保護(hù)焊實(shí)心焊絲型號(hào)表示焊絲中含有某附加化學(xué)成分表示焊絲的化學(xué)成分類別表示熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度的最小值為50kgf/mm2表示焊絲根據(jù)GB/T8110《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，氣體保護(hù)電弧焊用實(shí)芯焊絲型號(hào)，按熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度、焊絲化學(xué)成分分類、及附加化學(xué)成分劃分。氣體保護(hù)電弧焊用實(shí)芯焊絲的型號(hào)舉例如下：ER

50-6-X2023/2/551氣體保護(hù)焊碳鋼藥芯焊絲型號(hào)表示夏比沖擊功在-40℃不小于27J表示保護(hù)氣體：Ar75%~80%+CO2表示熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度的最小值為50kgf/mm2表示藥芯焊絲表示焊接適用位置為全位置，（平焊和橫焊—0）表示焊絲表示焊絲類別特點(diǎn)：外加保護(hù)氣，直流電源，焊絲正極，單道或多道根據(jù)GB/T10045《碳鋼藥芯焊絲》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，碳鋼藥芯焊絲的型號(hào)按熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度、沖擊吸收功要求、焊絲類別、保護(hù)氣體、焊接適用位置和焊接電流種類劃分。碳鋼藥芯焊絲的型號(hào)舉例如下：E

501T-1ML2023/2/552氣體保護(hù)焊低合金鋼藥芯焊絲型號(hào)表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)表示熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度為620~760MPa表示藥芯焊絲表示推薦的焊接位置為全位置，（平焊和橫焊—0）表示焊絲表示焊絲渣系主要為金紅石根據(jù)GB/T17493《低合金鋼藥芯焊絲》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，低合金鋼藥芯焊絲的型號(hào)按熔敷金屬的力學(xué)性能、焊接適用位置、焊絲類別特點(diǎn)、及熔敷金屬的化學(xué)成分進(jìn)行劃分。

低合金鋼藥芯焊絲的型號(hào)舉例如下：

E

601T

1-B32023/2/553低合金鋼藥芯焊絲熔敷金屬化學(xué)成分代號(hào)型號(hào)焊絲渣系特點(diǎn)保護(hù)氣體電流類型EXXXT1–X

EXXXT4–X

EXXXT5–X

EXXXT8-X渣系以金紅石為主體，熔滴呈噴射或細(xì)滴過(guò)渡渣系具有強(qiáng)脫硫作用，熔滴呈粗滴過(guò)渡渣系為氧化鈣-氟化物，堿性，熔滴呈粗滴過(guò)渡渣系具有強(qiáng)脫硫作用氣保護(hù)自保護(hù)氣保護(hù)自保護(hù)直流，焊絲接正極直流，焊絲接正極直流，焊絲接正極直流，焊絲接負(fù)極EXXXTX-G渣系、電弧特性、焊縫成形及極性不作規(guī)定2023/2/554不銹鋼藥芯焊絲型號(hào)。表示自保護(hù)型，采用直流，焊絲接正極表示熔敷金屬的化學(xué)成分分類代號(hào)表示藥芯焊絲表示對(duì)熔敷金屬中含Mo量有特殊要求表示焊絲表示適用于全位置焊接根據(jù)GB/T17853-99《不銹鋼藥芯焊絲》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不銹鋼藥芯焊絲的型號(hào)按熔敷金屬的化學(xué)成分、焊接適用位置、保護(hù)氣體及焊接電流種類進(jìn)行劃分。不銹鋼藥芯焊絲的型號(hào)舉例如下：E

308

Mo

T

1-32023/2/555不銹鋼藥芯焊絲氣體保護(hù)和電流類型不銹鋼藥芯焊絲熔敷金屬化學(xué)成分類別的表示方法，基本上和材料化學(xué)成分分類、焊條熔敷金屬化學(xué)成分分類的表示方法一致。焊絲保護(hù)氣體種類、電流類型的表示方法見(jiàn)表。型號(hào)保護(hù)氣體電流類型焊接方法EXXXTX-1EXXXTX-3EXXXTX-4RXXXTX-5EXXXTX-GRXXXTX1-GCO2氣體保護(hù)無(wú)氣體保護(hù)（自保護(hù)）75～80%Ar+CO2氣體保護(hù)100%Ar氣保護(hù)不作規(guī)定不作規(guī)定直流，焊絲接正極直流，焊絲接正極直流，焊絲接正極直流，焊絲接負(fù)極不作規(guī)定不作規(guī)定FCAWFCAWFCAWGTAWFCAWGTAW2023/2/556藥芯焊絲牌號(hào)藥芯焊絲的牌號(hào)是在我國(guó)藥芯焊絲生產(chǎn)初期，在原國(guó)家《焊接材料產(chǎn)品樣本》中，根據(jù)藥芯焊絲的主要用途及性能特點(diǎn)命名的?，F(xiàn)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)對(duì)藥芯焊絲型號(hào)作了統(tǒng)一規(guī)定，但由于藥芯焊絲牌號(hào)沿用已久，部分表示方法和代號(hào)與焊條牌號(hào)類似，故在各制造商自行命名牌號(hào)時(shí)，在牌號(hào)前冠以企業(yè)名稱代號(hào)后，仍在繼續(xù)使用。2023/2/557藥芯焊絲牌號(hào)舉例藥芯焊絲的牌號(hào)舉例如下。表示氣體保護(hù)表示焊接結(jié)構(gòu)鋼用表示金紅石型渣系，交直流兩用表示熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度的最小值為490MPa(50kgf/mm2)表示藥芯焊絲表示添加元素NiY

J

50

1

Ni-1牌號(hào)保護(hù)類型型號(hào)保護(hù)類型YJXXX-1氣體保護(hù)YJXXX-3氣體保護(hù)和自保護(hù)兩用YJXXX-2自保護(hù)YJXXX-4其他保護(hù)形式2023/2/558自保護(hù)SSFCAW熔化極氣體保護(hù)焊氣保的熔深氣保焊工藝參數(shù)對(duì)熔深的影響氣保焊工藝參數(shù)對(duì)熔深的影響氣體保護(hù)焊的工藝參數(shù)中，焊接電流對(duì)熔深的影響較大，而電壓對(duì)焊縫寬度的影響較大。當(dāng)然電流電壓不是孤立的，而且當(dāng)電流選定后，電壓的微調(diào)匹配是非常重要的。250A26V40cpm300A29V40cpm350A35V40cpm400A35V40cpm450A38V40cpm氣保焊焊炬（焊絲）的傾角氣體保護(hù)焊焊炬角度和熔深的關(guān)系前進(jìn)法（左向法）后退法（右向法）2023/2/563氣體保護(hù)焊自動(dòng)小型角焊機(jī)氣體保護(hù)焊自動(dòng)小型角焊機(jī)，實(shí)際上是一臺(tái)能夾持氣體保護(hù)焊焊炬的小型可調(diào)速的焊接小車，由于它能自動(dòng)跟蹤焊縫，所以是一種簡(jiǎn)易的自動(dòng)角焊裝置。該小車側(cè)面兩個(gè)靠輪，利用兩個(gè)靠輪支架的長(zhǎng)度差，使小車行進(jìn)時(shí)偏向焊縫方向，能始終沿著角焊縫的立板行進(jìn)，所以，也可把這種裝置稱之為角焊縫跟蹤器。

氣體保護(hù)焊自動(dòng)小型角焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、使用簡(jiǎn)便，可使用普通的氣體保護(hù)焊電源和送絲機(jī)構(gòu)，配用藥芯焊絲，可獲得滿意的效果。如操作熟練，一名焊工可操縱兩臺(tái)或多臺(tái)，焊接效率的提高更為顯著。2023/2/564氣體保護(hù)焊自動(dòng)小型角焊機(jī)2023/2/565氣體保護(hù)焊自動(dòng)小型角焊機(jī)2023/2/566焊接自動(dòng)化和其他行業(yè)相比，鋼結(jié)構(gòu)的焊接較容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，目前鋼結(jié)構(gòu)焊接的合理化自動(dòng)化已達(dá)到了較高水平。但是仍有不少難以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，或?qū)腹げ僮骷寄芤筝^高，或者在流水線生產(chǎn)中的某一環(huán)節(jié)消耗工時(shí)較多成為瓶頸，以及現(xiàn)場(chǎng)施焊困難或較難控制質(zhì)量的情況存在。因此，國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)也有不少焊接機(jī)器人應(yīng)用的實(shí)例。在國(guó)內(nèi)焊工勞動(dòng)力成本日益增高的情況下，機(jī)器人的應(yīng)用，也有必要開(kāi)始，國(guó)內(nèi)有實(shí)力的重鋼生產(chǎn)單位也正在考慮焊接機(jī)器人應(yīng)用的可能性。2023/2/567焊接自動(dòng)化2023/2/568焊接機(jī)器人鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中焊接機(jī)器人的應(yīng)用，大致有三種類型。一種是通用性多關(guān)節(jié)的焊接機(jī)器人，它和胎架、專用夾具、變位器相結(jié)合，主要焊接一些復(fù)雜部件，如十字接頭等。第二種是門(mén)架式機(jī)器人，由行走龍門(mén)架、懸掛在門(mén)架上的機(jī)器手組成，主要焊接復(fù)雜的構(gòu)件。第三種是可移動(dòng)式機(jī)器人，主要用于現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件