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1、熔化极氩弧焊Metal Inert Gas Arc Welding（MIG） Metal Active Gas Arc Welding（MAG）1内 容一、MIG/MAG焊的原理、特点及应用 二、MIG/MAG焊的冶金特点三、MIG/MAG焊的熔滴过渡 四、MIG/MAG亚射流过渡的电弧控制五、MIG/MAG焊接设备、焊材及焊接工艺参数2一、MIG/MAG焊的原理、特点及应 用1.MIG/MAG焊的原理31.MIG/MAG焊的原理 以惰性气体或混合气体作为保护气体，采用 与母材相近材质的焊丝作为电极，焊丝熔化后形成熔滴过渡到熔池中，与熔化的母材共同形 成焊缝。 MIG/MAG属于GMAW MI
2、G（Ar，He） MAG（ArO2、ArCO2）42. MIG/MAG焊的特点n 惰性气体保护，焊缝纯净度高，力学性能好；电弧燃烧稳定；熔滴细小，过渡稳定；飞溅小。n 与TIG焊比：生产效率高；焊接板厚比TIG焊大，焊接电流大，焊接热输入大，熔深大n 与SAW埋弧焊比：焊缝的H低，抗冷裂能力高n 与CO2焊比： 成本高53.MIG/MAG焊的应用 50年代初应用于铝及铝合金，以后扩展到铜及铜合金的焊接 实际上适用于几乎所有的材料 但是成本高，所以一般用在有色金属及其合金的焊接，不锈钢的焊接中 63.MIG/MAG焊的应用74. MIG/MAG焊的对比l MIG以Ar或He作为保护气体l MAG
3、在Ar或He中加入活性气体，如O2，CO2l MAG焊在电弧形态、熔滴过渡、电弧特性等方面与氩弧相似，活性气体的量一般小于30%l 可消除指状熔深l 由于氧化性气体的存在金属的氧化是不可避免的，在选择焊丝时应注意在成分上给与补充。l MAG焊主要用于高强钢及高合金钢的焊接。 8二、MIG/MAG焊的冶金特点l MIG焊：以Ar或He为保护气体，不与金属发生冶金反 应氩气是制氧的副产品，如果氧含量超标会引起氧 化反应 l MAG焊：含有氧化性气体O2，CO2 ，金属发生氧化 反应AlO2 Al2O3 Fe + CO2 FeO + CO Si + 2CO2 SiO2 + 2CO Mn + CO2
4、MnO + CO Si + 2O SiO2 Mn + O MnO C + O CO Fe + O FeOlMIG/MAG焊：由于蒸发造成的合金损失9三、MIG/MAG焊的熔滴过渡nMIG/MAG焊的熔滴过渡形式主要有：短路过 渡，滴状过渡，喷射过渡，亚射流过渡n熔滴过渡形式主要取决于电流、电弧长度、 极性、气体介质、焊丝材质、直径、伸出长度 等参数。 101.影响熔滴过渡的因素（1）电弧长度的影响：同样在小电流条件下，熔滴过渡可能是颗粒过渡、短路过渡，颗粒过渡需要长电弧，短路过渡需要短电弧。 111.影响熔滴过渡的因素（2）电流的影响： 小于临界电流I1，颗粒过渡，过渡频率低 ；大于临界电流
5、I1，喷射过渡，过渡频率高 。121.影响熔滴过渡的因素13影响临界电流的因素l焊丝材质：相同条件下钢焊丝的喷射临界电流高于铝焊丝。铝焊丝更容易从滴状过渡变到射滴过渡，而钢焊丝则存在更容易从滴状过渡变到射流过渡。l焊丝直径：焊丝直径越小，临界电流越低 l伸出长度：伸出长度增加使得电阻热增加，有利于熔滴过渡141.影响熔滴过渡的因素l 气体介质： 在Ar中加入少量的O2，表面张力降低，减小 了熔滴过渡阻力，喷射 临界电流减小； 但是过多的O2会因O2的电离使电弧收缩，临 界电流提高； 加入CO2使得喷射临界电流提高 151.影响熔滴过渡的因素（3）电流极性的影响DCRP：跳弧，熔滴根部，形成射流
6、过渡 DCSP：跳弧，焊丝端部，通过熔滴电流减小，电磁力 减小，靠重力过渡 16 大滴状过渡 短路过渡 射滴过渡 射流过渡 亚射流过渡172.射滴过渡福尼斯焊机提 供n形成条件：一般是MIG焊铝时出现，电流必须达到射滴过 渡临界电流，射滴过渡是小电流滴状过渡 和大电流射流过渡之间的一 种过渡形式。182.射滴过渡n原理：射滴过渡时电弧成钟罩 形，弧根面积大，包围整个熔滴 ，斑点力不仅作用在熔滴底部， 同时也作用于熔滴上部，推动熔 滴的过渡，由于电流是发散状的 ，电磁收缩力会形成较强的推力 ，阻碍熔滴过渡的仅是表面张力 ，所以熔滴过渡的加速度大于大滴过渡的重力加速度。 192.射滴过渡n特点：
7、电弧成钟罩形 斑点力促进熔滴过渡 熔滴小，过渡频率快 电流必须达到射滴过渡临界电流203.射流过渡n形成条件：钢焊丝MIG焊时出现，直流反极性接法，高弧压（长弧）外，焊接电流大于某一临界值。213.射流过渡n 原理：首先跳弧。跳弧后第一个较大的熔滴脱 落，电弧成锥状，很容易 形成等离子流，使液态金 属熔滴成铅笔尖状，直径 很小，熔滴的表面张力很 小，再加上等离子流的作 用细小的熔滴以很快的速 度一个一个过渡，形成射 流过渡。 223.射流过渡n特点： 钢焊丝MIG焊 GMAW 电弧成锥形 有射流过渡临界电流。 斑点力、等离子流力促进熔滴过渡 熔滴小，过渡频率快 射流过渡熔透能力高，可能产生指状
8、熔 深问题234.亚射流过渡n焊缝起皱的问题： 铝等有色金属及其合金 焊接电流远大于射流过渡临界电流 焊接区保护不良 阴极斑点游动到弧坑底部并稳定存在 结果：弧坑底部受到强大电弧力作用，将被猛烈地“ 挖掘”而溅出，并产生严重的氧化和氮化，这些金属溅落在近缝区及表面，造成焊缝金属熔合不良和表面粗糙 起皱，并覆盖有一层黑色粉末，即为焊缝起皱现象。 244.亚射流过渡n防止措施：加强保护，增大气流量减小电流、采用亚射流过渡254.亚射流过渡n亚射流过渡：介于短路过渡与射滴过渡之间 的亚射滴过渡264.亚射流过渡n形成条件：铝合金焊接，短弧，直流反极性 接法，焊接电流大于某一临界值。274.亚射流过渡
9、n原理：弧长比较短，熔滴形成、长大，在电磁收缩 力的作用下形成颈缩，在以射滴过渡形式脱离之前，熔 滴与熔池短路，电弧熄灭，在电磁收缩力和表面张力的共同作用下细颈破断，电弧重新引燃，完成过渡。 短路颈缩284.亚射流过渡n特点： 铝及其合金焊丝MIG焊 电弧成碟状，阴极清理区大 电弧短，28mm 介于短路过渡与射滴过渡之间 电弧的固有调节作用强烈 在亚射流过渡区中焊丝熔化系数随 可见弧长的缩短而增大 无焊缝起皱 与短路过渡的区别：先有颈缩后短 路，且短路时间短，短路电流小 与射滴过渡的区别：有短路现象295.旋转射流过渡n形成条件：钢焊丝MIG焊时，如果伸出长度较长，或焊接电流远大于射流临界电流
10、，液态金属长度增加，射流过渡的细滴高速喷 出产生较大的反作用力，一旦偏离轴线将产生旋转射流过渡。305.旋转射流过渡n特点： 钢焊丝MIG焊 伸出长度较长或焊接电流远大于射流临界电 流 焊缝不均匀 电弧不稳定 飞溅大 应用于钢结构的焊接，克服窄间隙焊和角焊 缝时侧壁的熔合不良等缺陷 31四、电弧控制1.钢焊丝射流过渡电弧调节n 焊丝直径dS2.0mm: 采用陡降外特性电源配变速送丝系统（弧压反馈调节） 32（1）电弧自身调节l送丝速度瞬时波动的调节: 33 焊枪高度变化的调节： 34 网压波动的调节： 35（2）弧压反馈调节362.铝合金焊丝MIG焊亚射流过渡的电弧调 节(1)调节过程：亚射流
11、过渡电弧特性被发现后，在熔化极气体保护焊方法中出现了第三种弧长控制方法，即等速送丝焊机匹配恒流 外特性电源的弧长自调节系统. 372.铝合金焊丝MIG焊亚射流过渡的电弧调 节(2)特点：n等速送丝配恒流源n电弧短，抗干扰能力强（自身调节作用 强）n只在铝合金MIG焊中应用n采用了恒流电源，受外界干扰而发生了弧长或送丝速度波动时，与恒压电源相比，焊缝 几何尺寸（熔深、熔池形状、熔宽）的波动小382.铝合金焊丝MIG焊亚射流过渡的电弧调 节n 该调节系统与等速送丝匹配平外特性射流过渡电弧的 自调节作用相比: 都以焊丝熔化速度为调节量来保证焊接过程中弧长恒定 等速送丝+恒流外特性电源自调节系统在弧长
12、波动时依靠焊丝熔化系数变化而使焊丝熔化速度变化 等速送丝+平外特性电源自调节系统在弧长波动时靠焊接电流的改变使焊丝熔化速度变化 亚射流过渡弧长范围比较窄，如1.6铝焊丝，弧长约 28mm，给定电流的最佳送丝速度的范围很窄 39五、焊接设备、焊材、焊接工艺参数选 择1.焊接设备：送丝机构供气装置冷却水箱焊接电源工件焊枪40n焊接电源：当焊铝时，普通等速送丝系统配 恒流源很难顺利实现亚射流过渡，必须要求焊 机带有焊接电流与送丝速度同步控制（或自动 优化）功能。Fronius，Lincoln， Panasonic，ESBA411.焊接设备：n供气装置：气瓶、软管、调节器等42n送丝机构：（拉丝机构、
13、推丝机构、推 拉丝机构） 43n焊枪：有水冷和空冷两种，同等条件下空冷 的允许电流小于水冷焊枪许用电流手枪式焊枪鹅颈式焊枪44 导电嘴要有良好的导电性、耐磨性、耐热性； 一般由铜合金制成； 直径为焊丝直径0.2mm 注意经常检查更换452.焊接材料（1）保护气体Ar气纯度：99.9%ArO2 ：加入的O2量小于5%Ar + CO2 ：加入的量超过30%后熔滴过渡呈现CO2焊细滴过渡状态 462.焊接材料（2）焊丝 MIG焊的焊丝直径一般为0.8-2.5mm， 成份与母材接近，MAG焊应采用高Mn高Si焊丝，补充烧损 焊丝表面使用前应清理，防止气孔的形成及裂纹的形成。 焊丝盘整齐，保证送丝顺利 472.焊接材料（3）焊接工艺参数 规范参数：电压、电流、焊接速度、气体流量、焊丝伸出长度 具体工艺参数数值不再介绍，可查有关手册。48
