第十一章：二保焊與混合氣體保護(hù)焊

二保焊混合氣體保護(hù)焊第十一章公尚勇2015焊接方法分類手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等離子弧焊熔化極非熔化極熔化焊接壓力焊釬焊電弧焊氣焊鋁熱焊電渣焊電子束焊激光焊

用實(shí)芯焊絲的惰性氣體（Ar或He）保護(hù)電弧焊法稱為熔化極惰性氣體保護(hù)焊，簡稱MIG焊。MAG焊是熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊的英文簡稱。它是在氬氣中加入少量的氧化性氣體（氧氣，二氧化碳或其混合氣體）混合而成的一種混合氣體保護(hù)焊。我國常用的是80%Ar+20%二氧化碳的混合氣體，由于混合氣體中氬氣占的比例較大，故常稱為富氬混合氣體保護(hù)焊。TIG焊又稱為惰性氣體鎢極保護(hù)焊。無論是手工焊接還是自動焊接0.5～4.0mm厚的不銹鋼時，最常用的就是TIG焊。氣體保護(hù)焊的定義：外加氣體保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊稱為氣體保護(hù)焊。常用的保護(hù)氣體：二氧化碳?xì)猓–O2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）及它們的混合氣體:CO2+Ar、CO2+Ar+He、……。氣體保護(hù)電弧焊用焊絲來代替焊條,經(jīng)送絲輪通過送絲軟管送到焊槍,經(jīng)導(dǎo)電咀導(dǎo)電,在CO2氣氛中,與母材之間產(chǎn)生電弧,靠電弧熱量進(jìn)行焊接。

CO2氣體通過焊槍噴嘴，沿焊絲周圍噴射出來，在電弧周圍造成局部的氣體保護(hù)層使溶滴和溶池與空氣隔離開來，保護(hù)焊接過程穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)行，并獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫。C02焊的原理1-焊件

2-被排開的的空氣

3-形成氣罩的氣流

4-焊絲

5-焊炬噴嘴二保焊設(shè)備半自動二保焊設(shè)備由焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、焊槍、供氣系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)裝置及控制系統(tǒng)等幾部分組成。焊接電源送絲機(jī)構(gòu)供氣系統(tǒng)CO2氣體保護(hù)焊的原理實(shí)芯焊絲電極保護(hù)氣進(jìn)入焊接方向可消耗的電極電弧母材焊接金屬保護(hù)氣氣體噴嘴送絲管和導(dǎo)電嘴電流導(dǎo)體CO2氣體保護(hù)焊的原理MnSi焊絲(Mn,Si)CO2CO2O2N2O2N2OOCOCO焊接金屬母材CO2

氣體將電弧和焊接熔池與空氣隔離開。為了防止焊接缺陷，

使用加入錳和硅元素的焊絲，因?yàn)檫@些元素比鐵容易與氧發(fā)生反應(yīng)。CO2

氣體保護(hù)焊的主要特性優(yōu)點(diǎn)(與電焊條比較)◆CO2氣體保護(hù)焊克服了手工電弧焊遇到的焊條長度的限制?！艉附咏饘俚某练e率比手工電弧焊的高。◆焊接速度比手工電弧焊的高。◆可以保證長焊縫沒有手工電弧焊的斷續(xù)接點(diǎn)?！粲捎跊]有厚厚的焊渣極大地減少了焊后清理的工作量。局限性◆焊接電弧必須防止氣流將CO2

保護(hù)氣氛吹散或稀釋。

◆

較高的熱輻射和強(qiáng)烈的電弧光均比手工電弧焊的高。手工電弧焊CO2氣體保護(hù)焊飛濺的產(chǎn)生低焊接電流范圍高焊接電流范圍通常,短路過渡所產(chǎn)生的飛濺顆粒的尺寸比熔滴過渡所產(chǎn)生的飛濺顆粒的尺寸小。短路過渡是短路和電弧切斷在每一秒交替進(jìn)行20到200次。

熔化的小金屬熔滴只有當(dāng)電極接觸到焊接熔池時才從電極

轉(zhuǎn)移到工件上

。這種類型的過渡在低電流范圍產(chǎn)生。CO2氣體保護(hù)下的熔滴過渡能在所用的所有焊接電流發(fā)生。熔滴過渡表現(xiàn)為小熔滴的直徑接近焊絲的直徑。CO2氣體保護(hù)焊的金屬過渡－短路過渡－－熔滴過渡－低焊接電流范圍高焊接電流范圍焊接效果溶深大熔深是手弧焊的三倍,坡口加工小。溶敷效率高手弧焊焊條熔敷效率是60%CO2焊焊絲熔敷效率是90%引弧性能好能量集中，引弧容易，連續(xù)送絲電弧不中斷。焊接質(zhì)量好對鐵銹不敏感，焊縫含氫量低，抗裂性能好，受熱變形小。焊接范圍廣可適用低碳鋼高強(qiáng)度鋼普通鑄鋼全方位焊焊接速度快單位時間內(nèi)熔化焊絲比手工電弧焊快一倍與手工焊比：抗風(fēng)能力差，設(shè)備較復(fù)雜。C02氣保焊的特點(diǎn)CO2焊的缺點(diǎn)

①使用大焊接電流焊接時，焊縫表面成形較差，飛濺較多。

②不能焊接容易氧化的有色金屬材料。

③很難用交流電源焊接和在有風(fēng)的地方施焊。

④弧光較強(qiáng)，特別是大電流焊接時，電流的光熱輻射較強(qiáng)。2.幾項(xiàng)要求5極性4氣體2干伸長度1焊接速度3焊絲

在一定的焊絲直徑、焊接電流和電弧電壓條件下，焊接速度增加，焊道變窄,熔深和余高變小，容易產(chǎn)生咬邊未熔合等焊接缺陷，而且使氣體保護(hù)效果變差，還會出現(xiàn)氣孔；但焊接速度過慢，生產(chǎn)效率降低，焊接變形增大。

CO2半自動焊的焊接速度為30～60cm/min。

自動焊：焊接速度可高達(dá)250cm/min以上。焊接速度焊接速度對焊縫成型的影響如果其他變量保持不變,焊接速度的增加將引起

焊道尺寸的減小。20cm/min40cm/min60cm/min80cm/min100cm/min小于300A時:

L=(10--15)倍焊絲直徑.大于300A時:L=(10--15)倍焊絲直徑+5mm干伸長度定義:焊絲伸出長度（也稱干伸長）是指從導(dǎo)電嘴到焊絲端部的距離，一般約等于焊絲直徑的10倍，且不超過15mm。舉例：直徑1.2mm焊絲可用電流120-350A,電流小時乘10倍的焊絲直徑，電流大時乘15倍的焊絲直徑。

干伸長度工件導(dǎo)電咀干伸長度干伸長度從導(dǎo)電嘴端部到電極末端的距離。干伸長度的增加將導(dǎo)致其電阻的增加。比較適當(dāng)?shù)母缮扉L度為：短路過渡

6－15mm

熔滴過渡

15－25mm工件噴嘴到工件的距離導(dǎo)電嘴噴嘴電弧長度干伸長導(dǎo)電嘴到工件的距離保持干伸長度不變是保證焊接過程穩(wěn)定性的重要因素之一。過長時：氣體保護(hù)效果不好，易產(chǎn)生氣孔，引弧性能差,電弧不穩(wěn),飛濺加大,熔深變淺，成形變壞.過短時：看不清電弧,噴嘴易被飛濺物堵塞,飛濺大，熔深變深，焊絲易與導(dǎo)電咀粘連.

干伸長度為什麼要求嚴(yán)格干伸長度工件導(dǎo)電咀焊絲因CO2是一種氧化性氣體，在電弧高溫區(qū)有強(qiáng)烈的氧化作用，使合金元素?zé)龘p，所以CO2焊時為了防止氣孔，減少飛濺和保證焊縫較高的機(jī)械性能，必須采用含有Si、Mn等脫氧元素的焊絲。

CO2焊絲分為實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲兩種.

純度：純度要求大于99.5%，含水量小于0.05%。

CO2氣體液態(tài)CO2氣瓶氣態(tài)CO2

氣瓶液態(tài)CO2水水氣態(tài)CO2

放水放雜氣

如果純度不夠，可采取以下措施：（1）將CO2鋼瓶倒置1～2h，使水分下沉，每隔30min左右放水一次，放兩到三次，然后將鋼瓶放正；（2）更換新氣時，先放氣2～3min，以排出混入瓶內(nèi)的空氣和水分；（3）在氣路中串聯(lián)預(yù)熱器和干燥器，以進(jìn)一步減少CO2氣體中的水分。提純反極性特點(diǎn)：電弧穩(wěn)定，焊接過程平穩(wěn)，飛濺小。正極性特點(diǎn)：熔深較淺，余高較大，飛濺很大，成形不好，焊絲熔化速度快（約為反極性的1.6倍），只在堆焊時才采用。

極性工件焊槍直流反極性接法

KRⅡ200AV+工件焊槍直流正極性接法

KRⅡ200AV+CO2焊、MAG焊和脈沖MAG焊一般都采用直流反極性。

環(huán)境衛(wèi)生要求等

KRⅡ200AV

KRⅡ200AV防止雨淋避免陽光直射＞20cm＞30cm遠(yuǎn)離熱源及易燃易爆物焊機(jī)應(yīng)盡量安裝在濕度小、灰塵少、風(fēng)速較弱的場所。安全衛(wèi)生與勞動保護(hù)

CO2氣體在電弧高溫作用下，電弧區(qū)中將有50%左右的CO2氣體發(fā)生分解，并生成CO和O。同時在冶金反應(yīng)中亦會生成少量CO，強(qiáng)烈的氧化作用還會產(chǎn)生大量煙塵從安全角度考慮，CO2焊時除應(yīng)防止觸電、弧光照射、飛濺物燙傷外，還應(yīng)注意焊接現(xiàn)場的通風(fēng)換氣與除塵。操作技能

CO2保護(hù)焊焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)電流與電壓控制

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。在小電流焊接時，電弧電壓過高，金屬飛濺將增多；電弧電壓過低，則焊絲容易伸入熔池，使電弧不穩(wěn)。在大電流焊接時，若電弧電壓過高，則金屬飛濺增多，容易產(chǎn)生氣孔；電壓過低，則電弧太短，使焊縫成形不良。電流與電壓控制焊接電流是確定熔深的主要因素。隨著電流的增加，熔深和熔敷速度都要增加，熔寬也略有增加。送絲速度越快，焊接電流越大，基本上是正比關(guān)系。焊接電流過大時，會造成熔池過大，焊縫成形惡化。隨電弧電壓的增加，熔寬明顯增加，而焊縫余高和熔深略有減少，焊縫機(jī)械性能有所降低。電弧電壓過高，會產(chǎn)生焊縫氣孔和增加飛濺。電弧電壓過低，焊絲將插入熔池，電弧不穩(wěn)，影響焊縫成形。焊接電流對焊縫成型的影響如果其他變量保持不變,焊接電流的增加（送絲速度）將導(dǎo)致如下變化;◆

焊縫寬度及熔深增加?！?/p>

沉積率增加?！?/p>

焊道的尺寸增加。100200300400500焊接電流(A)020406080100120140焊絲熔化率(g/min)0.8φ1.0φ1.2φ1.6φ焊道寬度熔深加強(qiáng)高250A,26V300A,29V350A,31V400A,35V450A,35V電弧電壓對焊縫成型的影響如果其他變量保持不變,電弧電壓與電弧長度有關(guān)系。由一個適當(dāng)?shù)碾娀‰妷?電弧電壓增加將引起焊道變平和熔化區(qū)域變寬。過高的電弧電壓將引起焊接缺陷(氣孔、飛濺和咬邊)。減小電弧電壓將使焊道變窄而加強(qiáng)高較大及熔深較大。過低的電弧電壓將導(dǎo)致熄弧。LongOptimumShortArcvoltage:LowOptimumHigh400A,26V400A,30V400A,35V400A,38V400A,42V在焊接過程中,焊槍的高度(干伸長度)和角度,自始至終保持一致.

焊槍操作

＜200焊接方向小于300A時:

L=(10--15)倍焊絲直徑.大于300A時:L=(10--15)倍焊絲直徑+5mmLCO2保護(hù)焊操作技能平焊按焊槍運(yùn)動方向分右焊法和左焊法（焊槍從右到左移動）二種。右焊法時熔池保護(hù)良好，熱量利用充分，焊縫外形較飽滿；但右焊法時不易觀察焊接方向，易偏焊。一般常用左焊法。＜200焊接方向前進(jìn)法焊接方向后退法＜200

焊槍角度

－向前和向后－向前焊接

◆

使用向前焊接的方法,電弧力推動焊接金屬向前離開熔池到前方較涼的

金屬上。

◆

在CO2氣體保護(hù)焊中,焊槍操作通常采用向前焊接。向后焊接

◆向后焊接的方法指引電弧力向熔池方向。10－15°向前焊接向后焊接10－15°焊絲、焊口及周圍10～20mm范圍內(nèi)必須保持清潔，不得有影響焊接質(zhì)量的鐵銹、油污、水和涂料等異物。左焊法時，電弧對母材有預(yù)熱作用，熔寬增加，焊縫形成較平，且能看清焊接方向，不易焊偏。焊槍傾角約為10°～20°。