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1、 焊接机器人培训教程 焊接基础知识 （熔化极气体保护焊） Shougang Motoman Robot Co., Ltd. 3 1. 熔化极气体保护焊接的原理熔化极气体保护焊接的原理 保护气由喷嘴喷出将特焊接区域的空气排开，焊丝与母材 间发生直流电弧，电弧热使焊丝与母材熔化，焊丝头部的 熔融金属向母材过渡形成焊缝。 保护气由喷嘴喷出将特焊接区域的空气排开，焊丝与母材 间发生直流电弧，电弧热使焊丝与母材熔化，焊丝头部的 熔融金属向母材过渡形成焊缝。 导电嘴（CONTACT TIP） 喷嘴（NOZZLE） 焊丝（WELDING WIRE） 送丝辊（ROLL） 直 流 焊 接 机 保护气（SHIEL
2、DING GAS） 母材 Shougang Motoman Robot Co., Ltd. 4 2. 熔化极气体保护焊的种类熔化极气体保护焊的种类 使用惰性气体（Ar、He）保护的MIG溶接法（MIG WELDING）， 使用CO 使用惰性气体（Ar、He）保护的MIG溶接法（MIG WELDING）， 使用CO2 2气体保护的CO气体保护的CO2 2气保焊接法（CO气保焊接法（CO2 2 WELDING）、以及使 用两者的混合气体保护的MAG溶接法（MAG WELDING）都称为 熔化极气体保护焊。 WELDING）、以及使 用两者的混合气体保护的MAG溶接法（MAG WELDING）都称为
3、 熔化极气体保护焊。 保 护 气 保 护 气 实芯焊丝实芯焊丝 （SOLID WIRE） 气体保护焊接法气体保护焊接法 （GAS SHIEDING METAL ARC WELDING） Ar He、ArHe 惰性气体保护焊惰性气体保护焊 （MIG WELDING） ArO2(CO2) ArCO2 混合气体保护焊混合气体保护焊 （MAG WELDING） CO2 CO2 CO2气体保护焊气体保护焊 (MIG WELDING) 药芯焊丝药芯焊丝 (FLUX-CORED WIRE) CO2 CO2Ar Shougang Motoman Robot Co., Ltd. 5 3. 熔化极气体保护焊的特点
4、熔化极气体保护焊的特点 通过送丝辊连续地将焊丝从焊枪的导电嘴中送出，导电嘴向 焊丝供电，这样，电机与母材间就产生电弧。在电弧及熔池 周围由于保护气的存在而使CO 通过送丝辊连续地将焊丝从焊枪的导电嘴中送出，导电嘴向 焊丝供电，这样，电机与母材间就产生电弧。在电弧及熔池 周围由于保护气的存在而使CO2 2为主的混合型的大气被隔开， 从而，电弧得以产生。 为主的混合型的大气被隔开， 从而，电弧得以产生。 焊丝的作用 有两个 焊丝的作用 有两个 焊丝的作用 有两个 焊丝的作用 有两个 大气 大气 隔离隔离 电 极 电 极 电 极 电 极 填充 金属 填充 金属 填充 金属 填充 金属 Shougan
5、g Motoman Robot Co., Ltd. 6 4. 熔化极气保焊的主要设备及功能熔化极气保焊的主要设备及功能 送丝机构送丝机构送丝机构送丝机构 焊接电源焊接电源焊接电源焊接电源 焊枪焊枪焊枪焊枪 焊枪电缆焊枪电缆焊枪电缆焊枪电缆 提供焊接所需 要的热源 提供焊接所需 要的热源 连续、稳定地输送焊 接时所需要的焊丝。 连续、稳定地输送焊 接时所需要的焊丝。 实现送丝速度的控制 输送焊接时所需要的 焊丝、保护气或冷却 水等。 输送焊接时所需要的 焊丝、保护气或冷却 水等。 焊丝输出的尾端，保 证焊接电弧的稳定性。 焊丝输出的尾端，保 证焊接电弧的稳定性。 Shougang Motoman
6、 Robot Co., Ltd. 7 5.1 熔化极气保焊实施的关键点熔化极气保焊实施的关键点 a)焊枪姿态a)焊枪姿态焊枪目标角焊枪目标角和和行进角行进角 导电嘴与母材间距 焊丝直径 焊枪角度 (焊接方向) 母材 焊嘴高度 保护气 弧长 焊丝 干伸长 行进角（推进角）行进角（推进角） 行进角（推进角）行进角（推进角） 行进角（后退角）行进角（后退角） 行进角（后退角）行进角（后退角） 焊接方向 焊接方向 焊枪目标角焊枪目标角 焊枪目标角焊枪目标角一般地，使用前 进法焊接时，行 进角度较大时， 熔融金属被吹向 电弧的前方，熔 深较浅，飞溅较 大。 使用前进法焊接时，熔融金属被吹向 电弧的后方，
7、直接与母材产生电弧， 熔深较深，焊缝余高易形成。 在开坡口、易产生熔融金属被吹向前 方的场合采用后退法焊接。 Shougang Motoman Robot Co., Ltd. 8 5.2 熔化极气保焊实施的关键点熔化极气保焊实施的关键点 b)焊枪姿态b)焊枪姿态焊枪目标位置焊枪目标位置 焊枪目标位置是指为了达到焊丝的尖端点在焊缝上的所指向 的位置。 焊接方向 焊丝 尖端点 焊丝 尖端点 焊枪目标位置 偏移量a 转动角速度 越大 角应该越大 转动角速度 越大 角应该越大 转动角速度 越大 角应该越大 转动角速度 越大 角应该越大 一般地，根据立板的 熔深情况，对偏移量 一般地，根据立板的 熔深情
8、况，对偏移量a 进行调整。 进行调整。 一般地，根据立板的 熔深情况，对偏移量 一般地，根据立板的 熔深情况，对偏移量a 进行调整。进行调整。 Shougang Motoman Robot Co., Ltd. 9 5.3 熔化极气保焊实施的关键点熔化极气保焊实施的关键点 c)焊丝的牌号及直径c)焊丝的牌号及直径 焊接时所选择的焊丝及其直径是决定焊接质量的比较关键的因素。 一般地，焊丝的选择是与所要焊接的母材的成分和力学性能所决定的， 建议焊接生产单位一定要向焊丝生产厂家咨询焊丝的成分及焊丝的适用对 象，以免造成焊接接头的性能不能达到要求。 焊丝直径在熔化极气保焊中通常与所使用的焊接电流的大小相
9、关，也 与焊缝的形状相关。 焊接电流对焊丝的送给速度有 较大的影响。焊机的最大送丝 速度通常在15mm/min，细径焊 丝可使用的最大电流有上限要 求。如果坚持使用大电流，熔 池中金属不足，焊缝外观比较 难看，由于熔融较深，导致焊 接裂纹发生。 焊接电流对焊丝的送给速度有 较大的影响。焊机的最大送丝 速度通常在15mm/min，细径焊 丝可使用的最大电流有上限要 求。如果坚持使用大电流，熔 池中金属不足，焊缝外观比较 难看，由于熔融较深，导致焊 接裂纹发生。 焊丝种类焊丝直径(mm)适用的电流范围(A) 实芯焊丝 0.64090 0.850120 0.960150 1.070180 1.280
10、350 1.6300500 药芯焊丝 1.280350 1.6200450 焊丝直径与适用电流间的关系焊丝直径与适用电流间的关系 Shougang Motoman Robot Co., Ltd. 10 5.4 熔化极气保焊实施的关键点熔化极气保焊实施的关键点 d)焊接电流与焊接电压（1）d)焊接电流与焊接电压（1） 这两个参数是焊接规范的主要参数，它们之间的匹配性直接影响着电 弧的稳定性，从而也就影响着焊接质量。 电弧热能不仅熔化母材，还要熔化焊丝，还有热能损耗。 J=I2Rt I焊接电流；焊接电流；R电弧的电阻；电弧的电阻；t焊接持续的时间焊接持续的时间 ? 对焊接控制的过程其实就是对热量进
11、行控制的过程，对热量的控 制就是对焊接电流的控制。 ? 焊接电压与电弧长度相对应，电弧的长度的恒定确保了电弧的稳 定性。电弧的长度决定电弧的电阻。不难看出，焊接电压越高， 电弧热量越高。在焊接电流一定的情况下，电压越高，填充的金 属就越多，焊缝就显得比较饱满；但同时也可能会带来过热。 ? 所以，不难得出以下的结论： 焊接电流越高、焊接电压越高、焊接速度越慢（焊接持续 时间越长），焊接过程的热输入量就越高，如何使用这些 参数，就必须首先了解所要焊接的对象。 焊接电流越高、焊接电压越高、焊接速度越慢（焊接持续 时间越长），焊接过程的热输入量就越高，如何使用这些 参数，就必须首先了解所要焊接的对象。
12、 Shougang Motoman Robot Co., Ltd. 11 5.5 熔化极气保焊实施的关键点熔化极气保焊实施的关键点 e)焊接电流与焊接电压（2）e)焊接电流与焊接电压（2） 计算式： 焊接电压(V)0.04焊接电流(A)162（短路过渡） 焊接电压(V)0.04焊接电流(A)202（熔滴过渡） 例） 1.0mm时设定电压0.049016219.6217.621.6（V） 6.0 mm时设定电压0.0431020232.4230.434.4（V） 以上数值仅作为一般性参考，在实际焊接中需做进一步确认 板厚 (mm) 焊丝电流 (A) 焊接电压 (V) 焊接速度 (cm/min)
13、目标角 (deg) 行进角 (deg) 目标位置 a(mm) 焊缝宽度 (mm) 1.0901950452504 1.6160187045250.55 2.323022.57045251.05 3.227022.57045252.07 6.0310327045253.08 条件焊丝：实芯焊丝1.2mm 焊丝干伸长：15mm 保护气：CO2 接口形状：角接 Shougang Motoman Robot Co., Ltd. 12 5.6 熔化极气保焊实施的关键点熔化极气保焊实施的关键点 f)焊丝干伸长f)焊丝干伸长 焊丝干伸长是指从焊枪导电嘴的前端到 焊丝尖端的长度。 使用的保护气 焊接电流变化量
14、 (A/mm) CO2 (100%)34 Ar(80%) CO2 (20%)56 Ar(98%) O2 (2%)78 ?适用的焊丝干伸长因焊丝直径而异。 采用如下所示的电流进行焊接时， 815 mm 250A 1525mm 250A ?适用的焊丝干伸长因焊丝直径而异。 采用如下所示的电流进行焊接时， 815 mm 250A 1525mm 250A 焊丝直径 (mm) 焊丝干伸长 (mm) 备注 0.910 一般为焊丝直 径的1015倍 1.013 1.215 1.620 ?焊丝直径与焊接电流的变 化关系 ?焊丝直径与焊接电流的变 化关系 导电嘴与母 材间距离 焊丝干伸长 喷嘴 导电嘴 焊丝 弧
15、长 COCO2 2保护焊：1mm MAG焊：2mm 保护焊：1mm MAG焊：2mm Shougang Motoman Robot Co., Ltd. SGM 13 5.7 熔化极气保焊实施的关键点熔化极气保焊实施的关键点 g)喷嘴直径g)喷嘴直径 焊枪喷嘴的直径的选择要与焊接电流及焊接电压相匹配。 适合的喷嘴直径(mm) 12适合的喷嘴直径(mm) 12 焊接电流(A) 20 焊接电流(A) 20 h)焊接保护气h)焊接保护气 保护气流量应随接头形状及焊接电流来调整增减，一般情况下按： 【合适的气体流量(L/min)焊丝直径(mm)05】 进行调整。 在混合气体保护使用CO2焊丝焊接时，保护气的CO2气体量减少，导致焊丝中Mn、 Si在焊接金属中残留过多，收缩应力过大是产生焊接裂纹的原因。另外，与 CO2焊接相比，焊缝表面熔渣量少，外形美观。焊丝与保护气的恰当匹配很重 要。（可向焊材的制造商咨询有关焊丝与保护气体的匹配问题） 保护气与焊丝的搭配：保护气与焊丝的搭
