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1、气体保护焊,利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。,电极是否熔化和保护气体不同,气 体 保 护 焊,非熔化极（钨极）惰性气体保护焊（TIG焊）,熔化极气体保护焊（GMAW）,熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）,氧化性混合气体保护焊（MAG焊）,CO2气体保护焊,管状焊丝气体保护焊（FCAW）,任务一 熔化极惰性气体保护焊,【学习目标】,1能够正确描述MIG焊的原理、特点及应用 2能够正确描述MIG焊设备的构成与连接原理 3能够正确描述各种MIG焊设备和工具的作用 4能够正确选用焊接设备及焊接工具 5能够根据实际问题制定正确的焊接工艺 6能够准备MIG焊
2、操作的各种劳动保护 7能够使用MIG焊设备规范地进行焊接操作,一、任务分析,熔化极惰性气体保护焊，是以连续送进的焊丝作为熔化电极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法，简称MIG（Metal Inertia Gas）焊。 在汽车钣金焊接维修作业中，熔化极惰性气体保护焊是最常用的方法之一，它主要应用于一些活性较强金属的焊接，例如不锈钢、耐热合金、铜合金及铝镁合金等。,二、相关知识,（一）熔化极气体保护焊的分类和应用,根据保护气体类型和焊丝形式 根据操作方式,2熔化极气体保护焊的原理,3.熔化极气体保护焊的特点,主要优点： 气体保护焊是一种明弧焊。 通常的情况下不采用管状的焊丝。 适用的范围广，生
3、产率高。 主要缺点： 明弧且电流大，电弧光辐射较强。 不适合在有风的地方和露天施工。 设备较复杂。,熔化极气体保护焊适用于焊接大多数金属和合金，最适合焊接碳钢和低合金钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金及镁合金。 对于高强度钢、超强铝合金等高熔点金属要焊前进行相应的处理。 对于低熔点的金属，不宜采用熔化极气体保护焊。 焊接的最低厚度1mm。 在焊接位置方面，适应性也较强。,4.熔化极气体保护焊的应用范围,（二）熔化极气体保护焊的设备,1焊接电源 2保护气体 3送丝轮 4送丝系统 5气源 6控制系统,1.焊接电源,熔化极气体保护焊的焊接电源通常采用直流焊接电源。焊接电源的功率取决于个中用途所需要的
4、电流范围。 焊接电源的外特性（平特性、陡降特性和缓降特性） 电源主要技术参数的调节,电弧电压 焊接电流,2.送丝系统,送丝系统通常由送丝机（包括电动机、减速器、校直轮、送丝轮）、送丝软管、焊丝盘等组成,3. 焊枪,熔化极气体保护焊的焊枪分为半自动焊枪和自动焊枪 半自动焊枪根据冷却方式不同可分为气冷式和水冷式,4.供气系统,由高压气瓶（气源）、减压阀、流量计和气阀组成 。, 高压气瓶 采用高强度合金钢压制而成，是公称压力等于或大于8MPa的气瓶，用于存储高压气体。在使用过程中，应注意轻拿轻放，并避免过热或过冷。 减压阀 减压阀可以用来调节气体压力，也可以用来控制气体的流量。一般情况下，可采用较低
5、压力的乙炔压力表（压力调节范围为10150kPa）或带有流量计的医用减压阀。 流量计 流量计用来标定和调节保护气体的流量大小。通常采用转子流量计。实际的流量与流量计标定的流量有些差异。, 气阀 气阀是用来控制保护气体通断的元件。根据不同的要求，可采用机械气阀的通断或用电磁气阀开关控制系统来完成气体的准确通断。 预热器 预热器应尽量装在钢瓶的出气口处。预热器的结构比较简单，一般采用电热式，在开气瓶之前，应先将预热器通电加热一段时间。 干燥器 为了最大限度地减少CO2气体中的水分含量，供气系统中一般设有干燥器。干燥器分为装在减压阀之前的高压干燥器和装在减压阀之后的低压干燥器两种,5.水冷系统,冷却
6、水系统一般由水箱、水泵和冷却水管及水压开关组成。 水箱里的冷却水经水泵流经冷却水管，经水压开关后流入焊枪，然后经冷却水管再回流入水箱，形成冷却水循环。 水压开关的作用是保证当冷却水未流经焊枪时，焊接系统不能启动焊接，以保护焊枪，避免由于未经冷却而烧坏焊枪。,6. 控制系统,1、基本控制系统的主要作用：调节焊接电流或电压、送丝的速度、焊接速度和气流量的大小。,控制系统由基本控制系统和程序控制系统组成：,2、程序控制系统将焊接电源、送丝系统、焊枪和行走系统、供气和冷却水系统有机地组合在一起，构成一个完整的、自动控制的焊接设备系统。,程序控制系统的主要作用, 控制焊接设备的启动和停止。 控制电磁气阀
7、动作，实现提前送气和滞后停气，使 焊接区受到良好保护。 控制水压开关动作，保证焊枪受到良好的冷却。 控制引弧和熄弧 控制送丝和小车的（或工作台）移动（自动焊时）。,程序控制器由延时控制器、引弧控制器、熄弧控制器等组成。,（三）MIG焊的特点,采用Ar、He或Ar+He作保护气，电弧稳定，几乎可以焊接所有的金属。 由于用焊丝作为电极，可采用高密度电流，因此母材熔深大，填充金属熔敷速度快。在焊接铝、铜等金属时，要优于TIG焊。 MIG焊可采用直流反接，焊接铝及和合金时有良好的阴极雾化作用。 MIG焊接铝及铝合金时，亚射流电弧的固有自调节作用较为显著。,（四）MIG焊的保护气体,（1）氩气Ar 密度
8、大、缺少活性、导热系数很小 （2）氦气He 密度小1/7、缺少活性、导热系数大 （3）氩气和氦气的混合气体Ar+He,1.保护气体,（4）氮气 氮（N2）与铜及钢合金不起化学作用，因而对于铜及铜合金，N2相当于惰性气体，因此可用于铜及其合金的焊接,2.焊丝,熔化极惰性气体保护焊使用的焊丝直径一般为0.82.5mm。焊丝的直径越小，焊丝的表面积与体积的比值越大。 熔化极惰性气体保护焊使用的焊丝成分通常应与母材的成分相近，它应具有良好的焊接工艺性，并能提供良好的接头性能。 在某些情况下，为了满意的进行焊接并获得满意的焊缝金属性能，需要采用与母材成分完全不同的焊丝。,三、任务实施,（一）准备工作,焊
9、前准备主要有设备检查、焊件坡口的准备与组装、焊件和焊丝表面的清理以及劳动保护等。与其他焊接方法相比，MIG焊对焊件和焊丝表面的污染物非常敏感，故焊前表面清理工作是焊前准备工作的重点。,1焊前清理,化学清理：化学清理的方式随材质的不同而异。 机械清理：机械清理有打磨、刮削和喷砂等，用以 清理金属表面的氧化膜。,铝焊丝及坡口表面杂质对电弧静特性的影响,2其他准备,（1）设备检查 一般应先检查焊接设备外部有无明显受伤的痕迹、电焊机部件有无缺损，并了解其维修史、使用年限、观察使用场所环境和焊接工艺等，然后再对电焊机进行检查。 先检查电焊机的种类、接线、接地、配电容量以及使用的焊接工艺是否正确，当确定电
10、焊机没有问题之后再检查其他设备。,（2）焊件坡口的准备与组装 厚度不大于3mm的碳钢、低合金钢、不锈钢、铝的对接接头，一般开I形坡口或不开坡口。对于汽车车身焊接来说，由于车身板件的厚度较小，一般不需开坡口进行焊接。 厚度在312mm的上述材料，可开U形、Y形坡口。 厚度大于12mm的上述材料，可开双U形或双Y形坡口。,（3）劳动保护 作业人员工作前要穿戴好合适的劳动保护用品如口罩、防护手套、防护鞋、帆布工作服； 在操作时戴好护目镜或面罩； 在潮湿的地方或雨天作业时应穿上胶鞋。 要注意做好防尘、防电、防烫、防火和防辐射等。,（二）工艺参数的选择,MIG焊的工艺参数主要有：焊接电流、电弧电压、焊接
11、速度、焊丝伸出长度、焊丝倾角、焊丝直径、焊接位置、极性、保护气体的种类和流量大小等。,（1）焊接电流与电弧电压,通常是根据工件的厚度选择焊丝直径，然后确定焊接电流和熔滴过渡类型。 焊接电流与送丝速度的关系. 电流的临界电流,（2）焊接速度,单道焊的焊接速度是焊枪沿接头中心线的相对移动速度。 在其他条件不变的时，熔深随焊速减小而增加。 随着焊速的提高，熔深和容宽都减小。,（3）焊丝伸出长度,焊丝伸出长度越长，焊丝的电阻热越大，则焊丝的熔化速度越快。 长度过长，填充金属会过多。 长度过短，容易烧导电嘴。 长度约为焊丝直径的10倍。,（4）焊丝位置,焊丝轴线相对于焊缝中心线的角度和位置会影响焊道的形
12、状和熔深。 在焊丝轴线和中心线的平面内，焊丝轴线和中心线垂线的夹角称为行走角。,焊丝位置对焊缝成形的影响如图3-14所示。当其他条件不变，焊丝由垂直位置变为后倾焊法时，熔深增加，而焊道变窄且余高增大，电弧稳定，飞溅小。行走角为25的后倾焊法常可获得最大的熔深。行走角一般为515，以便良好地控制焊接熔池。在横焊位置焊接角焊缝时，工作角一般为45。,喷射过渡可适合于平焊、立焊、仰焊位置。 上坡焊和下坡焊。,保护气体冲喷嘴喷出有两中情况：较厚的层流和接近紊流的较薄层流。 通常喷口直径为20mm，气体流量为3060L/min。,（5）焊接位置,6）气体流量,（三）MIG焊基本操作,熔化极气体保护电弧焊
13、都是利用短路引弧法进行引弧，非熔化极气体保护焊大都采用非接触引弧法，但也有采用短路引弧法。短路引弧法的原理如图所示。,1引弧, 提高短路电流增长速度d，主要是改善电源的工作状态 减小接触电阻RA的衰减速度。引弧时令焊丝送进速度慢一些，以便减小焊丝与母材的压力增长速度，RA衰减速度减缓。送丝速度太慢也不利，通常选用1.53m/min。引弧成功后，应立刻转换为正常送丝速度。 利用剪断效应引弧。 导电嘴磨耗较大时，将增大B点处的接触电阻RB，不利于引弧。为此应及时更换导电嘴。,提高引弧成功率的方法,MIG焊的施焊过程（包括定位、焊缝的起头、运条方法、焊缝的连接以及焊缝的收尾等）参照项目一中电弧焊的规
14、则要求进行。,2施焊,任务二 熔化极活性气体保护焊,【学习目标】,1、MAG焊的原理 2、 MAG焊特点及应用 3、 MAG焊接工艺 4、MAG常用保护气体 5MAG焊接优缺点,1、MAG焊接原理 MAG(Metal Aative Gas ARE Welding)焊是熔化极活性气体保护电弧焊的英文简称。它是在氩气中加入少量的氧化性气体（氧气，二氧化碳或其混合气体）混合而成的一种混合气体保护焊。我国常用的是80%Ar+20%二氧化碳的混合气体，由于混合气体中氩气占的比例较大，故常称为富氩混合气体保护焊。,2、MAG焊特点 采用活性混合气体作为保护气体具有下列作用： （1）提高熔滴过渡的稳定性。
15、（2）稳定阴极斑点，提高电弧燃烧的稳定性。 （3）改善焊缝熔深形状及外观成形。 （4）增大电弧的热功率。 （5）控制焊缝的冶金质量，减少焊接缺陷。 （6）降低焊接成本。 MAG焊可采用短路过渡、喷射过渡和脉冲喷射过渡进行焊接，能获得稳定的焊接工艺性能和良好的焊接接头，可用于各种位置的焊接，尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接。,3、焊接工艺 MAG焊的工艺内容和工艺参数的选择原则与MIG焊相似。焊前清理没有MIG焊要求那么严格。 MAG焊主要适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属的焊接，尤其在不锈钢的焊接中得到广泛的应用,4、MAG常用保护气体 （1）Ar + O2 Ar中加入 O
16、2的活性气体可用于碳钢、不锈钢等高合金钢和高强度钢的焊接。其最大的优点是克服了纯Ar保护焊接不锈钢时存在的液体金属粘度大、表面张力大而易产生气孔，焊缝金属润湿性差而易引起咬边，阴极斑点飘移而产生电弧不稳等问题。 （2）Ar + CO2 这种气体被用来焊接低碳钢和低合金钢。常用的混合比（体积）为Ar80% + CO20%，它既具有Ar弧电弧稳定、飞溅小、容易获得轴向喷射过渡的优点，又具有氧化性。克服了氩气焊接时表面张力大、液体金属粘稠、阴极斑点易飘移等问题，同时对焊缝蘑菇形熔深有所改善。 （3）Ar + CO2 + O2 用Ar80% + CO215% + O25%混合气体（体积比）焊接低碳钢、低合金钢时，无论焊缝成形、接头质量以及金属熔滴过渡和电弧稳定性方面都比上述两种混合气体要好。,【学习目标】,1能够正确描述CO2气体保护焊的原理、特点 及应用 2能够正确描述CO2气体保护焊设备和工具的 构成及作用 3能够准备CO2气体保护操作的各种劳动保护 及焊前准备 4能够使用CO2气体保护焊设备规范地进行焊 接操作,任务三 二氧化碳气体保护电弧焊,二氧
