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1、 护风罩CO2焊接工艺知识培训工艺所 葛小层第一部分 CO2气体保护电弧焊基本知识介绍第二部分 护风罩总成焊接工艺 第一部分 CO2气体保护电弧焊基本知识介绍一 什么是CO2气体保护电弧焊 CO2气体保护电弧焊是以CO2作为保护气体的电弧焊 它用焊丝作电极 靠焊丝和焊件之间产生的电弧熔化工件金属与焊丝 以自动或半自动方式进行焊接 目前应用较多的是半自动焊 即焊丝送进靠机械自动进行并保证弧长 由焊工手持焊炬进行焊接操作 CO2保护焊的焊接装置工作流程如下 焊丝由送丝机构通过软管经导电嘴送出 CO2气体从焊炬喷嘴中以一定流量喷出 电弧引燃后 焊丝末端 电弧及熔池被CO2气体所包围 可防止空气对高温
2、金属的有害作用 但CO2是氧化性气体 在电弧高温下能分解为CO和氧 使钢中的碳 锰 硅及其他合金元素烧损 为保证焊缝的合金元素 须采用含锰 硅较高的焊接钢丝或含有相应合金元素的合金钢焊丝 例如焊接低碳钢常用H08MnSiA焊丝 焊接低合金结构钢则常用H08Mn2SiA焊丝 二 CO2保护焊的特点 1 优点在于 1 成本低可采用廉价易得的CO2代替焊剂 焊接成本仅是埋弧自动焊和手弧焊的40 左右 2 生产率高由于送丝送进自动化 电流密度较大 电弧热量集中 所以焊接速度较快 另外 焊后没有熔渣 节省清渣时间 可比手工电弧焊提高生产率1 3倍 3 操作性能好CO2保护焊是明弧焊 可清楚地看到焊接过程
3、 容易发现问题及时调整处理 CO2保护焊象手弧焊一样灵活 适于各种位置的焊接 4 质量较好选用合适的焊丝并注意操作时 焊接质量还是比较好的 由于电弧在气流压缩下燃烧热量集中 因而 焊接热影响区较小 变形和产生裂纹的倾向也小 适于薄板焊接 2 缺点在于 CO2的氧化作用使熔滴飞溅较为严重 因此焊缝成型不够光滑 另外 焊接烟雾较大 弧光强烈 如果控制或操作不当 容易产生气孔 三 CO2保护焊的适用范围 CO2保护焊目前已广泛用于造船 机车车辆 汽车 农业机械等工业部门 主要用于焊接30mm以下厚度的低碳钢和部分低合金结构钢 四 CO2保护焊具体焊接操作 4 1焊接前准备4 1CO2焊接设备的使用及
4、要求 4 1 1焊接时所使用的CO2焊机型号应符合工艺卡片规定 4 1 2CO2焊机应放在避雨 通风良好且干燥的地方 不应靠近高温热源处 4 1 3使用新CO2焊机或启动长期停用的CO2焊机时 应仔细检查焊机有无损坏处 在使用前必须按产品说明书或有关技术要求进行检验 4 1 4要保持CO2焊机内外的清洁 焊机的表面要经常擦扫干净 CO2焊机内部的灰尘应定期用干躁的压缩空气吹净 4 1 5CO2焊机的供电回路 供气系统 控制系统 供丝系统 冷却系统 焊接回路的接头电线 气管 机构 电气元件 风扇等应合格且运行可靠 4 1 6启动焊机前 焊钳和焊件不准接触 调节焊接电流 焊接速度 CO2气体流量等
5、参数时 要在空载时进行 4 1 7CO2焊机发生故障时 应立即切断电源 要及时检查和修理 4 1 8CO2焊机不能较长时间在超负载率的状态下运行 以免焊机因发热而损坏 4 1 9二氧化碳的减压器 接头 胶管等不得有漏气 在焊接前必须预热15min才能使用 4 1 10焊工临时离开工作场地 必须切断CO2焊机电源 工作完毕切断CO2焊机电源 并将焊接电缆线盘起放置整齐 4 2焊接工具 辅具使用及要求 4 2 1推丝式半自动焊枪的送丝软管长度不宜过长 否则焊丝送进的阻力较大 送丝稳定性变差 特别是对于较细 较软材料的焊丝 一般送丝软管长度为3 5m 4 2 2推拉丝式半自动焊枪的送丝软管长度不宜超
6、过15m 4 2 3焊接前 应检查送丝软管是否送丝自如顺畅 如送丝软管经长期使用后 管内积聚了污垢而影响送丝 应及时清理 其方法如下 a 用干燥的压缩空气从手把一端开始 吹到软管的另一端 但严禁使用氧气 b 或用一根比软管长的金属丝穿入软管 然后将金属丝拉紧在两柱之间 将软管沿着金属丝前后移动之后 再用压缩空气吹出污垢 4 2 4检查焊丝导电咀是否处于良好状态 如磨损过大 必须更换 焊丝直径d丝与导电咀内孔直径d导咀之间关系如下 焊丝直径d丝与导电咀内孔直径d导咀之间关系 4 3焊工的资格及能力要求 4 3 1所有焊接工作应由经过焊接岗前培训 并具有焊工操作合格证的焊工担任 4 3 2电焊工应
7、具有初等电工知识 对所用焊接设备和焊接材料应有所了解 并熟练的掌握和使用它们 4 3 3电焊工应熟悉和掌握工艺规程及有关安全操作规程 4 3 4焊接前 焊工必须穿戴好工作服 工作帽 绝缘胶鞋 皮手套 面罩及合格的护目滤光片等劳保用品 4 3 5焊工必须备有合适的工具 如 扁锉 改锥 尖嘴钳 克丝钳 0 5磅的木锤 皮锤 铁锤等 以备在焊接中使用 4 4室外作业应设置专门的防风装置 4 5在大电流焊接时 弧光较强 应设置防弧光装置 4 6在密闭或半密封空间施焊时 应重点监测CO和CO2浓度 如超过卫生标准 应立即采用有效的通风和换气措施 4 7拼装好的重要零部件焊接前 应按产品图纸检验形状尺寸
8、待焊部位合格后 才能焊接 4 8CO2气瓶瓶色应为铝白色 并印有黑色的 液化二氧化碳 字样 4 9工作完毕 工作间隙 工作点转移前都应关闭瓶阀 戴上瓶帽 4 10使用气瓶前 应稍打开瓶阀 吹走瓶阀口上粘附的细屑和污物后立即关闭 然后接上减压表再使用 4 11焊接坡口 一般情况下 板厚小于6 时 宜采用 坡口 即不开坡口 板厚为6 30 时 宜采用 形坡口 板厚为30 50 时 宜采用双 形坡口 即 形坡口 板厚为20 50 时 宜采用 形坡口 板厚大于50 时 宜采用双 形坡口 坡口的基本形式和尺寸 在无特殊要求时 应按GB 985 1988和GB986 88选取 4 12焊前清理 焊前需对接
9、头坡口及其附近 约20mm内 表面的氧化皮 锈蚀 油污 水分等污物进行清除 否则将对焊接质量产生不可忽视的有害影响 尤其对碱性焊条 清理要求严格和彻底 以防止产生气孔和冷裂纹 4 13焊前预热 必要时 应对被焊工件的全部或局部进行适当的加热工艺措施 预热 预热可以减小接头焊后冷却速度 避免产生淬硬组织 减少焊接应力及变形 它是防止产生裂纹的有效措施 对于刚性不大的低碳钢和强度级别较低的低合金高强度钢的一般结构 一般不必预热 对刚性大 精度高或焊接性差的容易产生裂纹的结构 焊前需要预热 5焊接材料5 1CO2保护焊用焊丝5 1 1CO2保护焊用焊丝的作用焊丝是CO2气保焊的主要焊接材料 其主要作
10、用是填充金属和同时用来传导焊接电流 此外 有时通过焊丝向焊缝过渡合金元素 对于自保护药芯焊丝 在焊接过程中还起到保护 脱氧和去氮等作用 5 1 2CO2保护焊用焊丝使用要求 a 焊丝内必须含足够数量锰 硅等的脱氧元素 以减少焊缝金属中的含氧量和防止产生气孔 b 焊丝的含碳量要低 通常要求w C 0 11 以减少气孔和飞溅 c 要保证焊缝具有满意的力学性能和抗裂性能 d 焊丝应保证有均匀外径 e 焊丝应具有一定的硬度和刚度 一方面以防止焊丝被送丝滚轮压扁或压出深痕 另一方面 焊丝从导电嘴送出后要有一定的挺直度 因此 无论何种送丝方式 都要求焊丝以冷拔状态供应 不能使用退火焊丝 f 为了利于焊丝软
11、管 防止锈蚀 改善焊丝的导电性 焊丝表面应镀铜保护 g 如果焊丝表面有水 油 锈等污物时 在使用前要清理干净 h 焊丝的供应部门对焊丝的质量负责 供应商应出具焊丝质量保证书或焊丝出厂检验报告 I 使用焊丝的各单位 不得使用未作质量检验和未确定牌号 或型号 的焊丝 5 1 3我公司常用CO2焊丝 H08Mn2SiA的牌号 化学成分及焊缝金属机械性能H08Mn2SiA的牌号 化学成分 H08Mn2SiA的焊缝金属机械性能 5 1 4常用碳钢和低合金高强度钢CO2焊焊丝选用常用碳钢和低合金高强度钢CO2焊焊丝选用表 5 2保护气体 CO25 2 1焊接用CO2气体的纯度应为99 5 以上 氧的含量
12、0 1 水的含量 1 22克 米3 5 2 2焊接低合金或低合金高强度钢时 CO2气体的纯度应为99 8 以上 5 2 3CO2气体在瓶内为液态 每瓶可灌入26公斤左右 瓶内压力约为50 70公斤 厘米2 由于液态CO2的沸点为 78 因此常温下亦可气化供焊接使用 瓶内的气体压力是随外界温度的变化而变化 所以使用时应注意以下事项 a 不能利用压力表上的读数来估计瓶内的CO2气体的储存量 因为同样重量的CO2气体在不同温度下有不同的压力 b CO2气瓶不能放在有火炉等热源附近 c 夏季工作时 CO2气瓶不宜置于烈日下暴晒 应放在室内或阴凉处 d 当瓶内压力低于10个大气压时 外界温度为20 不得
13、继续使用 要重新换气 5 2 4在0 度和一个大气压下 若焊接时的气体消耗量为8 10升 分 则一标准钢瓶中所盛的液态CO2气体可连续使用22小时 5 2 5当CO2气体纯度偏低时 必须经过纯化处理 方法如下 a 将气瓶倒立静置1 2小时 然后打开阀门 把沉积在瓶口部的自由状态水排出 可放水2 3次 每次间隔30分钟 放后 将瓶正过来 b 经倒置放水的气瓶 使用前先打开阀门放掉瓶内上部纯度低的气体 然 后再接输气管 c 气管路连接时 依次接入预热器 高压干燥器 高 低压表 流量计 预热的目的是防止CO2气体经减压膨胀后 因吸收大量热 使气体温度降到零度以下 会引起CO2气体中的水分在减压器内结
14、冰而堵塞气路 干燥的目的是进一步减少CO2气体中的水分 一般用硅胶和脱水硫酸铜作干燥剂 5 2 6干燥剂放入干燥器之前 必须除去水分 其颗粒度为4 5mm 常用硅胶除水方法如下 将硅胶放入250 300 的烘干箱中干燥约1 2小时 当硅胶呈现粉红色或白色 潮湿时呈淡青色 即可 5 3CO2气体保护焊焊接工艺规范5 3 1CO2气体保护焊焊接工艺参数规范CO2气体保护焊的工艺参数主要包括 焊丝直径 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊接回路的电感值 焊丝伸出长度 气体流量 电流与极性 5 3 1 1焊丝直径焊丝直径通常根据焊件的厚度 施焊位置和效率等要求选择 焊丝直径的选择如下 5 3 1 2焊接电
15、流焊接电流的大小主要取决于送丝速度 送丝速度越快 则焊接电流越大 焊接电流对焊缝熔深影响最大 当焊接电流为60A 250A 即以短路过渡形式焊接时 熔深一般为1mm 2mm 只有在300A以上时 熔深才明显增大 5 3 1 3电弧电压 a 当I 200A 短路过渡 时 电弧电压可用下式计算 U 0 04I 16 2 V CO2焊短路过渡时焊接电流和电弧电压的最佳配合值 b 当I 200A 细颗粒过渡 时 电弧电压可用下式计算 U 0 04I 20 2 V c 如果焊接电缆需加长时 则电弧电压需要按下表进行修正 加长电缆修正电弧电压表 注 本表使用条件 当I 200A时 导线面积38mm2当I
16、200A时 导线面积60mm2 5 3 1 4焊接速度半自动焊时 熟练焊工的焊接速度为18m h 36m h 自动焊接时 焊接速度可达150m h 焊接速度过快 易引起焊缝两侧咬边 同时影响CO2气体保护效果 焊接速度过慢 则易产生烧穿和焊缝组织变粗的缺陷 5 3 1 5焊接回路的电感值短路过渡焊接要求焊接回路中有合适的电感量 用于调节短路电流增长速度 使焊接飞溅最小 同时控制燃弧时间和熔深 CO2焊短路过渡焊接回路的电感参考值 5 3 1 6焊丝伸出长度一般焊丝伸出长度10mm 20mm范围内 约为焊丝直径的10倍左右 并随焊接电流的增大而增加 焊丝伸出长度过长 电阻热大 焊丝易熔断 气体保护效果差 飞溅严重 焊接过程不稳定 焊丝伸出长度过短 则喷嘴与工件距离减小 喷嘴挡住视线 看不见坡口和熔池状态 同时 飞溅的金属易引起喷嘴堵塞 从而增加导电嘴和喷嘴的消耗 5 3 1 7气体流量正常焊接时 200A以下薄板焊接 CO2气体流量为10 15L min 200A以上厚板焊接 CO2气体流量为15 25L min 粗丝大规范 颗粒过渡 自动焊接时 CO2气体流量为25 50L min 如
