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1、1,二氧化碳气体保护半自动焊工艺基础,单位：广州造船厂技工学校作者：马秀侠电话：81679508,2,二氧化碳气体保护半自动焊工艺基础,本章重点： CO2电弧的原理、特点与应用； 焊接材料； 实芯焊丝CO2设备与焊工艺参数； 陶制衬垫药芯焊丝CO2焊； CO2焊安全知识； 常见的焊接缺陷；本章难点： 对CO2焊特点的把握； 陶制衬垫药芯焊丝CO2焊；学习方法建议： 必须充分理解和掌握CO2电弧的原理并与其它焊接方法对比，这是能够准确把握 CO2焊的前提和关键； 药芯焊丝CO2焊是CO2焊发展的重要方向之一，特别要注意陶制衬垫药芯焊丝CO2焊的工艺；,3,第一节：CO2焊的特点及应用,一、CO2
2、焊的实质 定义：二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为焊接保护气的一种熔化极气体保护的电弧焊方法； 二氧化碳气体保护焊属于MAG（熔化极活性气体保护焊 ）的一种，所以它的代号也是135。为何要用CO2作为焊接保护气？ 焊条药皮造气剂的造气结果就是CO2，工业生产中产生大量廉价的CO2； 与焊条电弧焊相比，熔化极气体保护焊效率高。,焊接示意图,4,二、 CO2焊的特点,1、优点： 焊接生产率高：比SMAW高24倍 焊接成本低：是SMAW或SAW的4050% 焊接变形小：HAZ小，尤适于薄板焊接 焊接质量高：对铁锈不敏感，焊缝含氢量低 适用范围广：全位置焊接能力好，打底/填充/盖面、厚/薄板均宜 操作
3、简便：比SMAW易操作、无熔渣或少量熔渣，明弧操作，有利于实现全位置焊2、“缺点”： 飞溅较大 焊接设备较复杂 抗风能力差（所有气体保护焊的共同缺憾，但药芯焊丝CO2焊无此问题） 不能焊接有色金属 （铝、钛和镁及其合金）,5,二氧化碳气体保护的应用：,从被焊的材料来看：碳钢、低合金钢、不锈钢和耐热钢。焊补 铸铁的焊接性较差的金属 从功能和用途来看：焊接、金属表面堆焊、磨损零件和铸钢缺陷的修复 从工件厚度：薄板、中厚板 从焊接位置：全位置焊 从结构上看：车辆、船舶、机械、容器等,6,第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料,一、合金元素的氧化与脱氧 作为焊接保护气体，CO2表现出很强的氧化性 CO2
4、 CO + O + + M=MO+CO M=MO 结果：合金元素烧损；可能造成气孔、飞溅和夹渣。 解决之道： 冶金脱氧，对脱氧剂的要求（能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用） Mn-Si联合脱氧 CO2焊专用焊丝08Mn2Si&H08Mn2SiA(GB8110-87) 脱氧剩下的Mn、Si用于补充碳和合金元素的损失 二、关于CO2焊的气孔问题 正常焊接条件下， CO2焊并不容易产生气孔。相反，由于CO2气氛的氧化性，其抗氢气孔能力较强。,7,1、飞溅产生的原因 具体包括以下几个方面： （1）气体爆破引起（c+o=co，高温下膨胀，带动液体溶滴爆破） （2）电弧斑点压力引起（如图：直流正接 ，直
5、流反接 ） （3）焊接参数不当引起 （4）短路过渡引起2、防止飞溅的措施 （1）正确的选择焊丝（C Ib Ic）平的外特性其电弧的自身调节最灵敏，因此，要求电源外特性为平或缓降的,电压,电流,电弧静特性, I b, I c,L1,L2,a,b,c,缓降外特性,陡降外特性, I a,平外特性,17,（二）送丝系统 送丝方式的变化主要在于细丝/平特性（等速送丝）焊机上，以适应不同场合的要求。推丝式焊枪简单、轻巧，以鹅颈式焊枪多见，实际应用较多；送丝距离有限（通常5M），送细丝效果欠佳 （2） 拉丝式焊枪结构复杂，重量重 适用于远距离送（细、软）丝，,18,（三）供气系统 由气瓶（铝白色）、预热器、
6、减压流量计、气管和电磁气阀组成，必要时可加装干燥器。 通常将预热器、减压器、流量计做为一体，叫CO2减压流量计（通常属于焊机的标准随机配备）。 四）焊枪 根据送丝方式可分为手枪式和鹅颈式两种，如图所示，较常用的是鹅颈式 按冷却方式可分为空冷式和水冷式，较常用的是空冷式,CO2减压流量计,19,第四节 CO2气体保护焊焊接工艺参数,熔滴的过渡形式与特点 熔滴有三种过渡方式：短路过渡、滴状过渡、射流过渡,滴状过渡,短路过渡,射流过渡,过渡方式,定义：焊丝端部的熔滴与熔池表面接触，在过热与电池收缩力的作用下，熔滴爆断直接向熔池过度 低电压、小电流、细焊丝采用段路过渡， 特点：熔深较小，余高较大，焊接
7、变形小，焊缝成型美观，适用于薄板以及全位置焊,定义：熔滴以滴状的形式向熔池自由飞落的过程 高电压、大电流、粗焊丝一般采用细滴过渡方式 特点：焊接过程不稳定，飞溅严重，焊缝成型差，生产上一般不采用,采用大电流和高电压，熔滴以细颗粒状脱离焊丝端部沿轴线方向喷射向熔池过渡 特点：飞溅较少，焊接过程稳定，熔深较大，成型好，多用于粗丝,20,一、（细丝）短路过渡CO2焊工艺参数 实际生产中应用最多的是细丝（1.6 mm ）/短路过渡CO2焊，其工艺要点一.工艺参数：焊接电流I、焊接电压U、焊丝直径、（焊接速度v ）、气体流量L/min、（焊丝伸出长度）L,电源极性，电感值1.一般考虑板厚、层数、位置等因
8、素确定焊丝直径，再确定合适的焊接电流，然后匹配以最佳的焊接电压。焊接电压与焊接电流的最佳匹配范围较窄，通常只有约1V。匹配示意图如下：,21,2.焊丝的伸出长度：焊丝伸出长度是指从导电嘴到焊丝末端的这段焊丝，他是影响焊接过程稳定性的因素，过长，电弧不稳，飞溅较大，焊缝成型恶化，易导致气孔的产生，过短，喷嘴容易被飞溅物堵住，容易烧坏到导电嘴，因此，L10， 3.气体流量气体流量直接影响电弧区和熔池区的保护效果，气体流量应该根据具体情况而定，一般细焊丝8-15L/Min，粗焊丝15-25L/Min，气体流量并非越大越好，过大，反而容易卷入电弧区空气，其次对电弧冷却，影响电弧的稳定性，也浪费气体 4
9、.电源极性CO2焊采用直流反接，电弧稳定，飞溅少，但是在堆焊与焊补时选用直流正接，熔深浅，焊接变形小，抗裂性好。 5.电感值在焊接电源输出回路上串联一个可调节的电感值，用以调节短路电流的增长速度，以稳定电弧和减少飞溅。二. 焊接工艺参数对焊缝成型的影响电流、电压、速度对焊接的形状影响最大,22,1.焊缝形状与尺寸（如图） 熔宽：C 熔深：S 余高：h2.焊接参数对焊缝尺寸的影响如下左表,C,s,b,h,23,细丝短路过渡CO2焊工艺参数的确定也可参考下列的图表。,焊接电流与送丝速度的关系,焊接速度与焊缝成形的关系 1焊缝厚度 2熔深 3焊缝宽度,24,细丝短路过渡CO2焊工艺参数的确定也可参考
10、下列的图表,焊接电压与焊缝成形的关系 1焊缝厚度 2熔深 3焊缝宽度,焊接电流与焊缝成形的关系 1焊缝厚度 2熔深 3焊缝宽度,25,第五节 陶质衬垫CO2气体保护单面焊,CO2陶质衬垫单面焊定义： 是借助于陶质衬垫衬在接缝背面，利用衬垫的耐高温性作背面焊缝成型的依托，实现单面焊双面成型的一种焊接工艺。其示意图如图1，焊接原理见图2。 应用： CO2陶质衬垫单面焊双面成型焊接。可用于焊接（850）mm厚度的船用A、B、D级钢及AH32、AH36、DH32、DH36和EH32、EH36高强度钢的平、立、横位置对接接头和部分角接接头焊缝。,26,陶制衬垫的特点与构成： 1.具有耐高温的特点 2.是
11、非金属材料，焊后不会与焊缝金属粘连。 3.陶制衬垫比较轻巧，拆装方便 4.是一次使用品，不能重复使用 5.陶制衬垫对拼缝的坡口间隙变化适应性强，装配方便 陶制衬垫的构成： 有三部分组成，长度500-600mm，如图所示1.陶制衬垫块 2. 粘 性 铝 箔 3. 防 粘 纸,27,陶质衬垫单面焊工艺,1.坡口型式与尺寸 平、立位置的对接接缝与角接接头坡口型式，见图。,平、立位置对接接缝坡口型式,角接全熔透焊缝坡口型式,横位置对接拼缝坡口型式,28,2.接缝处的定位焊问题装配时为了保证反面成型，不允许在坡口内进行定位焊，而是改用“马板”定位，马板的形状与尺寸如图所示，马板尽可能放在坡口的背面，以利于焊工操作。3.陶制衬垫的安装做好坡口的周围的清洁工作，清理坡口背面，间隙附近的各种杂物，撕去衬垫的防粘纸，将衬垫从“马板”孔插进，将衬垫中心线对准坡口中心，用力将铝箔粘在钢板上，保证贴平粘紧,
