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1、MIG/MAG焊工艺及设备什么是熔化极气体保护焊？它有哪些类型？使用熔化电极，以外加气体作为电弧介质，并保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法，称为熔化极气体保护电弧焊。根据焊丝材料和保护气体的不同，可将其分为以下几种方法，如图3-1所示。按焊丝分类可分为实芯焊丝焊接和药芯焊丝焊接。用实芯焊丝的隋性气体（Ar或He）保护电弧焊法称为熔化极隋性气体保护焊，简称MIG焊（Metal Inert Gas Arc Welding）；用实芯焊丝的富氩混合气体保护电弧焊，简称MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）。用实芯焊丝的CO2气体保护电弧焊（包括用纯CO2或
2、CO2+O2混合气体）简称CO2焊。用药芯焊丝时，可以用CO2或CO2+Ar混合气体作为保护气体的电弧焊称为药芯焊丝气体保护焊。还可以不加保护气体，这种方法称为自保护电弧焊。如何选用熔化极气体保护焊的保护气体？保护气体的选择主要根据保护气体的作用来决定。主要考虑它的冶金特点、熔滴过渡和焊缝成形等特点。可以采用单一气体，还可以采用二元或多元气体。显然采用单一气体比较简单，如：Ar、He或CO2气。对于铝、镁和钛及其合金等活泼金属，只能选择惰性气体如Ar或He。对于黑色金属，常常采用价廉的活性气体CO2气。但是，上述选择仅仅满足了冶金要求，而考虑到熔滴过渡特点或焊缝成形的要求，往往采用多元气体，如
3、Ar+He二元气体，可以比纯Ar保护提高热输入，能用于焊厚板。Ar+CO2或Ar+O2二元气体，能改善钢液的流动性，可以改善焊缝成形和熔滴过渡。为进一步改善焊接工艺性，焊钢时还采用三元或四元气体，如Ar+CO2+O2三元气体，又如采用Ar+He+CO2+O2四元气体可以作为高熔敷率保护气体（即TIME气体）。根据不同的母材和板厚，保护气体往往有多种选择，请详见表1-11、表1-12和表1-13。附： 表1-11 喷射过渡时保护气体的选择母 材保护气体优 点铝Ar025mm厚，电弧与熔滴过渡稳定，飞溅小35%Ar+65%He 2575mm厚，比纯的Ar热输入高25%Ar+75%He 75mm厚，
4、热输入更高，气孔少镁Ar 极好的清理作用碳钢Ar+（3%5%）O2 电弧稳定，熔池流动性好，焊缝成形好，不咬边，可以比纯Ar保护时的焊速更高Ar+（15%20%）CO2Ar+15%CO25%O2 电弧稳定，焊缝成形好，可以提高焊速CO2 价格低廉，焊接速度高低合金钢Ar+2%O2 消除咬边，焊缝韧性良好不锈钢Ar+1%O2 改善电弧稳定，改善熔池的流动性，熔池易控制，咬边小Ar+2%O2 较好的电弧稳定性和熔池的流动性、不易咬边、可以比1%O2时的焊速更高铜、镍及其合金Ar 良好的润湿性，增加熔池金属的流动性（对于厚度小于3mm的不锈钢）Ar+He （50%70%）He的混合气体的热输入较高，
5、宜焊接厚工件钛Ar 良好的电弧稳定性，焊接污染小，应用惰性气体保护焊缝背面，以防止空气污染附： 表1-12 短路过渡时保护气体的选择母 材保护气体（体积分数）优 点碳钢Ar+（20%25%）CO2 3mm工件，最小的飞溅，焊缝外观整洁，在立焊和仰焊时能很好的控制熔池CO2 较大的熔深，较高的焊速、有飞溅不锈钢90%He+7.5%Ar+2.5%CO2 对腐蚀电阻无影响，热影响区小，不咬边，变形小低合金钢（60%70%）He+（25%35%）Ar+（4%5%）CO2 氧化性弱，良好的韧性，电弧稳定，润湿性好，焊缝成形好，飞溅少75%Ar+（20%25%）CO2 满意的韧性，良好的稳弧性、润湿性，焊
6、缝成形好，飞溅少铝、铜、镁、镍及其合金Ar 适于薄工件Ar+He 适于厚工件附： 表1-13 熔化极气体保护焊的保护气体分类表分 类保护气组元数成分（体积分数，%）保护气体的类型熔敷金属中氧的质量分数焊丝中w（O）=2%主分类细分类氧化性的惰性的还原性的HCO2O2ArHeI1234112210025758595100余量余量惰性惰性惰性还原性0.020.020.020.02M112322325251313余量余量余量轻氧化性0.05C1212100余量30MIG/MAG焊各种金属时，应如何选择保护气体？根据保护气体的氧化性强弱和基体金属的冶金性能，来选择合适的保护气体，如表3-1所示（参考表
7、1-13）。表3-1 MIG/MAG焊保护气体与基本金属的选配金属保护气体铝I1、I2、I3镁I1钛I1铜、镍I1碳钢M1.11.3、M2.12.3、M3.13.3、C低合金钢M1.11.3、M2.12.3、M3.13.3、C不锈钢M1.1、M2.3、M3.3与CO2焊相比，MIG/MAG电弧焊有何优点？MIG/MAG焊是以惰性气体保护或以富氩气体保护的弧焊方法。而CO2保护焊却具有强烈的氧化性。这就决定了二者的区别和特点。MIG/MAG焊的主要优点如下：1）在氩或富氩气体保护下的焊接电弧稳定。不但射滴过渡与射流过渡时电弧稳定，而且在小电流MAG焊的短路过渡情况下，电弧对熔滴的排斥作用较小，从
8、而保证了MIG/MAG焊短路过渡的飞溅量减少50%以上。2）由于MIG/MAG焊熔滴过渡均匀和稳定，所以焊缝成形均匀、美观。3）电弧气氛的氧化性很弱，甚至无氧化性，MIG/MAG焊不但可以焊接碳钢、高合金钢，而且还可以焊接许多活泼金属及其合金，如：铝及铝合金、镁及镁合金等。4）大大地提高了焊接工艺性和焊接效率。MIG/MAG焊的冶金特点如何？惰性气体（Ar或He）是元素周期表中的0族元素，既不与高温的液体金属发生化学反应也不溶解于金属中。在焊接时它能屏蔽电弧与熔池周围的空气而起到保护作用。所以适合于焊接铝、镁和不锈钢等金属。因MIG焊是利用纯氩或纯氦作为保护气体，所以冶金反应比较单纯，在理想情
9、况下基本金属和焊丝中所含有的各种元素几乎不烧损，但是实际上合金元素总要减少，主要原因如下：1）合金元素的蒸发。在电弧空间和电极斑点处的温度高达几千度，甚至近万度，超过了被焊金属本身和合金元素的沸点。所以能使沸点低而在液体金属中饱和蒸气压高的合金元素蒸发，如Al-Mg合金、Cu-Zn合金和Fe-Mn合金中的Mg、Zn、Mn三种元素是极易蒸发的。2）气体介质的影响。MIG焊中惰性气体的纯度和MAG焊中的氧化性气体，都与熔化的基体金属和焊丝金属发生化学反应。例如，一般工业用氩气是制氧的副产品，虽经提纯，氩中仍含有微量的氧、氮和水分等。它们将与金属发生冶金反应。焊接不锈钢和碳钢时多采用MAG焊，这时保
10、护气体中的氧化性气体有O2和CO2等，它将烧掉一些金属中的合金元素，如Zr、Ti、Al和Cr、Si、Mn等。MIG/MAG焊应怎样选择电流极性？通常MIG焊应采用直流电源。因为交流电源将破坏电弧稳定性，在电流过零时，电弧难以再引燃。大家知道，直流焊接时，电流极性有两种接法，直流正极性接法和直流反极性接法。直流正极性接法是指电极为阴极和工件为阳极；直流反极性接法则恰好相反。MIG/MAG焊多采用直流反极性。主要原因如下：1）电弧稳定。因阳极斑点牢固地出现在焊丝端头，使得电弧不发生飘移。相反，采用直流正极性接法时，焊丝为阴极，因阴极斑点总是寻找氧化膜，所以阴极斑点不断地沿焊丝上、下飘移，移动最大可
11、以达到2030mm，从而破坏了电弧的稳定性。2）在焊缝附近产生阴极破碎作用。因工件为阴极，所以在焊缝附近的金属氧化膜能被阴极破碎作用而去除。这正适合于焊接铝、镁及其合金。3）焊缝成形美观。焊缝表面平坦、均匀而熔深为指状。相反，直流正极性时，由于焊丝熔化速度大大加快，使得焊缝的余高增大。MIG焊铝及铝合金工艺特点是什么？铝及铝合金比较活泼，与氧的亲合力很大，极易与氧结合而生成Al2O3，其熔点为2050，大约为铝的熔点的3倍。另外，在室温下铝表面形成一层牢固而致密的氧化膜。这层氧化膜是不利于焊接的，妨碍接头的结合。为此必须排除氧的影响，首先，MIG焊的保护气体，必须是惰性气体，可以应用纯氩或Al
12、+He混合气体，不得混入氧化性气体（O2或CO2）。其次，应采用直流反极性（DCRP），使工件为阴极，依靠阴极破碎作用将焊缝及其附近的金属氧化膜（Ar2O3薄膜）在焊接过程中去除，同时还能保证熔滴过渡稳定。再次，MIG焊铝时，电弧温度较高（尤其在大电流时），电弧中充满金属蒸气，当该蒸气失去气体保护时，与空气中的氧相作用生成Ar2O3等氧化物，在近缝区，甚至在焊缝表面上将形成黑粉。试验表明，采用脉冲MIG焊，可以大大减少黑粉。熔滴和熔池在液态下极易吸潮而生成气孔。所以焊前应仔细清理焊丝与材料表面，同时应注意保护气体的纯度。因铝及铝合金导热快和热膨胀系数大，使得焊接变形大，易产生未熔合及未焊透。而
13、MIG焊时，恰恰热量比较集中，因此比较适于焊铝。但是焊接大厚度工件时，为了减少变形，应采取预热措施，一般应在夹具中焊接。试述MIG焊铝时，焊缝产生起皱现象的原因及防止措施。大电流熔化极惰性气体保护焊铝或铜时，如果阴极斑点进入熔池之中，且焊接电流超过某一定值，则在电弧力的作用下，熔池液态金属被猛烈地挖掘搅动，并卷进空气，使焊缝金属氧化，形成粗糙皱纹的现象称为起皱现象，如图3-2所示。防止起皱现象的措施从下面3方面着手，一为采用双层喷嘴，加强保护效果，屏蔽风的侵入。二为使用大直径焊丝而减小电弧力。三为采用恒流源而减少电流的变化和电弧力。MIG焊铝前，怎样清洗母材和焊丝？铝及铝合金焊件在焊前应对其表面进行清理。目的是去除氧化膜和油污，以防止在焊缝中产生气孔和夹渣。生产中常用的清理方法有清理油污和去氧化膜两道工序。1、油污的清理对工件表面的油污，可以用汽油、四氯化碳、三氯乙烯和丙酮等擦拭，擦拭时宜采用清洁白布蘸上溶剂清理，注意不得用棉纱。2、氧化膜的清理表面氧化膜利用上述溶剂清理是无效的，只能采用化学清洗和机械清理。化学清洗是使用碱和酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜，还可以除油污，具体工艺过程如下：体积分数为6%10%的氢氧化钠溶液，在70左右浸泡0.5min水洗体
