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1、CO2气体保护焊飞溅率的测量CO2气体保护焊（以下简称CO2焊）是利用CO2气体作为保护气体，使用焊丝作为熔化电极的电弧焊方法。本实验的主要内容是理解CO2焊的原理、特点；掌握CO2焊飞溅形成机理；了解CO2焊焊接设备的组成及各部分的作用；掌握焊接工艺参数的设定；进行CO2焊接并测量CO2焊焊接的飞溅率。一、 CO2焊概述1、CO2焊的工作原理、特点及应用CO2焊的工作原理如图1所示。图中给出了CO2焊所需要的焊接设备和焊接材料。焊接设备主要有供气机构、送丝机构、焊枪和直流电源。焊接材料主要有焊丝和CO2气体。而焊枪的作用是向电弧供给焊接电流、焊丝和CO2气体。另外，当电流大于500A时，焊枪
2、需要水冷，于是还需要有循环水系统。图1 CO2气体保护焊工作原理图焊接时，在焊丝和焊件之间产生电弧；焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔离空气和保护焊接金属的作用。同时，CO2气还参与冶金反应，在高温下的氧化性有助于减少焊缝中的氢。当然，其高温下的氧化性也有不利之处，现在一般采用含有一定量脱氧剂的焊丝或采用带有脱氧剂的药芯焊丝，消除CO2气体氧化作用的不利影响。与其它焊接方法相比，CO2焊主要特点是：焊接速度快，生产效率高；接热能集中，焊丝熔化效率高，焊母材熔透深度大；焊接质量好，对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，焊接变形小；引弧容易，
3、连续送丝电弧不中断；与焊条电弧焊和埋弧焊相比，焊接中金属飞溅较多，焊缝外形较为粗糙；抗风能力差等。CO2焊广泛用于汽车、船舶、管道、机车车辆、集装箱、矿山及工程机械、电站设备、建筑等金属结构的焊接生产。2、CO2焊的分类及焊接参数CO2焊通常是按采用的焊丝直径来分类。当焊丝直径小于1.6mm时，成为细丝CO2焊，主要用短路过渡形式来焊接薄板材料，常用这种方法焊接厚度小于3mm的低碳钢和低合金结构钢。当焊丝直径大于等于1.6mm时，成为粗丝CO2焊，一般采用大的焊接电流和高的电弧电压来焊接中厚板，熔滴采用滴状过渡或喷射过渡。CO2焊的主要焊接参数有：焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸
4、长度、气体流量等。焊接电压与电源的关系：I300A时，U=(0.04I+20+2)V。另外气体流量也要与电流大小相适应，通常I200A时，气体流量15-25L/min。焊丝伸出量：一般约在10-20mm。二、焊接过程中的飞溅与飞溅产生机理焊接过程中，大部分焊丝熔化过渡到熔池冷却成为焊缝，小部分飞落到熔池之外而成为飞溅。大量飞溅不仅增加焊丝的损耗，而且焊后需要清理表面，同时飞溅金属容易堵塞喷嘴，影响气流的保护效果。另外，导电嘴上的飞溅层常落入熔池，能降低焊缝质量以及污染环境和烧伤焊工，严重时会影响操作。飞溅的产生决定于熔滴的过渡形式，而熔滴的过渡形式取决于焊丝末端熔滴上各种力的综合影响。熔滴上的
5、作用力有：重力、表面张力、电弧力、熔滴爆破力以及电弧的气体吹力等。熔滴上的表面张力较大容易引起飞溅，因为熔滴的表面张力增大,熔滴在电弧空间能够长得较大,而较大的熔滴趋于产生较大的飞溅；焊接区的电弧力（斑点压力、电磁收缩力等）较大时，产生飞溅的倾向也较大；另外熔滴内部含有易挥发金属或由于冶金反应而生成气体，造成较大的内力（熔滴爆破力），从而使熔滴爆炸，也造成的飞溅较大。三、飞溅率的测量实际测量飞溅率的方法有两种：一种是焊接后收集飞溅颗粒的方法，但要保证完全收集也是很困难的，误差较大。第CO2焊种办法是通过测量焊丝损失率来一定程度上来表示焊接飞溅率的大小。本实验采用第CO2焊种方法来测量飞溅率。四
6、、实验1、实验准备实验前准备好钢板尺、天平、砂纸、锉刀等工具，焊接试件前要将焊件表面油锈清理干净，以防影响实验结果。2、实验设备及材料YD-KR350晶闸管整流焊机；Q235钢板；H08Mn2SiA焊丝、CO2气体。3、实验步骤（1）截取一段焊丝称重，重量记为Mo，再用钢板尺量出长度Lo，则焊丝单位长度上的重量为Mo/Lo。称量焊件焊接前重量，记作M1。（2）从焊丝盘抽取一段焊丝，量取足够长度LS并用锉刀在焊丝上做出标记，将焊丝盘回。（3）开启焊机电源，送气，选择不同的工艺参数进行焊接，分组记录数据。（4）关闭电源，停止送气。（5）用锉刀清理干净焊件表面的飞溅颗粒，称量焊后焊件重量，记作M2。从焊丝盘抽出焊丝，找到标记，测量剩余焊丝长度，记作LR。则（LR-LS）即为熔化的焊丝长度。（6）计算飞溅率：1、 实验结果分析序号I/AMo/kgLo/mmM1/kgM2/kgLS/mmLR/mm飞溅率12342 / 2
