氧化碳气体保护焊混合气体保护焊

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1、热烈欢迎各位同仁参加取证学习,第十一章 二氧化碳气体保护焊 混合气体保护焊,第十一章 二氧化碳气体保护焊 混合气体保护焊,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,一、二氧化碳气体保护焊概述 1二氧化碳气体保护焊的过程 二氧化碳气体保护焊(简称CO2焊)是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。 CO2焊的焊接过程如图lll所示。焊接电源的两输出端分别接在焊枪与焊件上。盘状焊丝由送丝机构带动，经软管与导电嘴不断向电弧区域送给，同时，C02气体以一定的压力和流量进入焊枪，通过喷嘴后，形成一股保护气流，使熔池和电弧与空气隔绝。随着焊枪的移动，熔池金属冷却凝固形成焊缝。,第一节 二氧化碳气体

2、保护焊基本原理、设备及应用,图111 CO2气体保护焊示意图 1C02气瓶 2干燥预热器 3压力表 4流量计 5电磁气阀 6软管 7导电嘴 8喷嘴 9C02保护气体 10焊丝 11电弧 12熔池 13焊缝 14零件 15焊丝盘 16送丝机构 17送丝电动机 18控制箱 19直流电源,KR200,A,V,焊枪,送丝电机,电磁气阀,遥控盒,气管,流量计,工件,六芯电缆,正极电缆,负极电缆,焊接电源,A,配电箱,+,_,集中供气接入点,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,2二氧化碳气体保护焊的分类 C02焊按所用焊丝直径不同，可分为细丝CO2气体保护焊 (焊丝直径为0512mm)和粗丝体

3、保护焊(焊丝直径为16 5Omm)。 按操作方式又可分为CO2半自动焊和CO2自动焊。主要区 别于：CO2自动焊是由手工操作焊枪控制焊缝成形，而送丝、 送气等功能同CO2自动焊一样，由相应的机械装置来完成。C02 半自动焊适用性较强，可以焊接较短的或不规则的曲线焊缝，还可以进行定位焊操作。CO2自动焊主要用于较长的直线焊缝和环缝等焊缝的焊接。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,3二氧化碳气体保护焊特点 (1)生产效率高。C02焊的焊接电流密度大，焊丝的熔敷速度高，母材的熔深较大，对于lOmm以下的钢板不开坡口可一 次焊透，产生熔渣极少，层间或焊后不必清渣；焊接过程不必像手弧焊那样

4、停弧换焊条，节省了清渣时间和一些填充金属(不必丢掉焊条头)，生产效率比手弧焊提高l4倍。 (2)抗锈能力强。由于CO2气体在焊接过程中分解，氧化 性较强，对焊件上的铁锈敏感性小，故对焊前清理的要求不高。 (3)焊接变形小。由于电弧热量集中、C02气体有冷却作 用、受热面积小，所以焊后焊件变形小，特别是薄板的焊接更为突出。,焊接效果,溶深大 熔深是手弧焊的三倍,坡口加工小。,溶敷效率高 手弧焊焊条熔敷效率是60% CO2焊焊丝熔敷效率是90%,引弧性能好 能量集中，引弧容易，连续送丝电弧不中断。,焊接质量好 对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小。,焊接范围广 可适用低碳钢高强度钢普

5、通铸钢全方位焊,焊接速度快 单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍,与手工焊比：抗风能力差，设备较复杂。,C02气保焊的特点,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,(4)冷裂倾向小。C02气体保护焊焊缝的扩散氢含量少， 抗裂性能好，在焊接低合金高强度钢时，出现冷裂倾向小。 (5)采用明弧焊。熔池可见性好，观察和控制熔接过程较为方便。 (6)适宜范围广。C02焊可进行各种位置的焊接，不仅适 用焊接薄板，还常用于中、厚板的焊接，而且也用于磨损零件的修补堆焊。 (7)CO2焊的缺点：使用大电流焊接时，飞溅较大且焊 缝表面成形较差；很难用交流电源焊接，设备比较复杂；抗风能力差，较难在有风的地方

6、和室外施焊；不能焊接容易氧化的有色金属材料。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,4二氧化碳气体保护焊的应用 C02焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间腐蚀性能。所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。此外，C02焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补以及电铆焊等方面。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,二、CO2气体保护焊的焊接材料 1CO2气体 一般焊接采用的CO2气体常为装入钢瓶中的液态CO2。钢瓶 中的液态和气态CO2约分别占钢瓶容积的80和20，气瓶压 力表指示的压力值，是这部分气体的饱和压力。二氧化碳

7、气瓶的颜色为铝白色，标有黑色“二氧化碳”字样。 在0和一个大气压下的C02气体密度是19768gL，为空气的15倍，所以焊接过程中能有效地将空气排开，保护焊接区。室温下C02为气态，且很稳定。但在高温下(5000K左右) 几乎全部分解。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,C02气体来源广泛(可以是专业生产的C02气体，也可以 是某些产品的副产品)，价格低廉。但C02气体纯度应满足焊接的要求，即C0299，0201，H2O12gm3。焊缝质量要求越高，对C02气体的纯度要求也越高。通常为减少CO2气体中的水分，可将气瓶倒置一段时间，然后正放，拧开气阀将上部水分较多的气体放掉。此外，

8、在焊接气路系统中可串联一个干燥器或预热器。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,2焊丝 焊丝选择的原则是：要求焊丝的成分通常应和母材的成分相近，应具有良好的焊接工艺性能，并能提供良好的接头性能。C02气体保护焊对焊丝的化学成分还有一些特殊要求： (1)焊丝必须有足够数量的脱氧元素。 (2)焊丝的含C量要低，一般要求C01l。 (3)应保证焊缝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。 例如在焊接材料中常加入脱氧元素，但脱氧后的生成物不应造成不良后果，如气孔、夹渣等。另外，通常还在焊丝表面镀铜以防焊丝锈蚀。表lll为常采用的国产C02焊丝牌号和使用范围。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、

9、设备及应用,表111 常用国产焊丝牌号和使用范围,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,CO2焊设备有半自动焊设备和自动焊设备。常用的CO2半自动焊设备主要由焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统、控制系统(有的还有循环水冷系统)等组成。,1焊接电源 (1)对电源极性的要求：由于C02焊用交流电源焊接的电弧不稳定，所以必须使用直流电源。通常选用弧焊整流器。,三、二氧化碳气体保护焊设备,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,(2)对电源外特性的要求： 平特性电源用于细丝(短路过渡)焊接，配用等速送丝系统。 下降特性电源用于粗丝焊接，配用变速送丝系统。 对电源动特性的要求：细丝短路

10、过渡焊机对动特性有特别的要求，即对短路电流上升速度、短路电流峰值、电弧电压恢复速度三个指标有一定的要求，目的是保证短路过渡过程可靠，同时又控制飞溅。,反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。 正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝 熔化速度快（约为反极性的1.6倍），只在堆焊时才 采用。,极 性,工件,焊枪,直流反极性接法,KR200,A,V,+,工件,焊枪,直流正极性接法,KR200,A,V,+,CO2焊、MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,2送丝系统 C02焊送丝系统由送丝机构、送丝软管、焊丝盘三部分组成。其中

11、送丝机构包括电动机、减速器、校直轮和送丝轮。CO2焊半自动焊的焊丝送给为等速送丝；送丝方式有拉丝式、推丝式和推拉式三种。CO2焊半自动焊的焊枪也因送丝方式不同分为推丝式焊枪和拉丝式焊枪。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,3焊枪 C02焊半自动焊的焊枪也因送丝方式不同分为推丝式焊枪和拉丝式焊枪。 (1)推丝式(鹅颈式) 推丝方式是C02焊半自动焊应用最广泛的送丝方式之一。其送丝机构和焊丝盘与焊枪分离，送丝滚轮推动焊丝通过一段送丝软管进入焊枪，如图ll2所示。这种方式的优点是焊枪不带送丝机构，简单轻便，操作维修容易，但送丝软管不能太长，焊丝不能太软、太细。,图112 推丝式焊枪 1

12、焊丝盘 2焊丝 3喷嘴 4焊件 5送丝滚轮 6减速器 7电动机,鹅颈式 半自动 空冷焊枪,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,(2)拉丝式(手枪式) 拉丝式焊枪的送丝机构、焊丝盘与焊枪连接在一起，如图 ll3所示。这种送丝方式送丝均匀稳定，但焊枪结构复杂沉 重，只适用于直径为0.51.Omm细丝版自动焊。焊丝盘较小， 一次只装0。7kg焊丝。,图113 拉丝式焊枪 1喷嘴 2送丝滚轮 3 焊丝盘 4电动机,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,4供气系统 C02焊供气系统由气瓶、预热器、减压器、流量计、气管和电磁气阀组成，必要时可加装干燥器。 5控制系统 C02焊控制系统

13、能实现如下控制：启动提前送气(12s)接通电源送丝引弧焊接停止送丝切断电源停止焊接滞后停气(23s)。 CO2自动焊控制装置还有完成行走结构或工件运行结构的运动控制。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,四、二氧化碳气体保护焊工艺参数 CO2焊的焊丝细，电流密度大，电弧穿透力强，一般对于12mm以下的工件不开坡口也能焊透。CO2焊的工艺参数主要包 括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量和回路电感等。 1焊丝直径 焊丝直径的确定以焊件的厚度、焊接的位置及质量要求为依据。一般焊接薄板时，采用细焊丝，随着板厚的增加，选择焊丝的直径也增大。焊丝直径大于12mm时称

14、为粗丝，粗丝焊接生产效率高，但焊接飞溅大，焊缝成形不好，适宜水平位置的焊接。焊丝直径选择如表ll2所示。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,表112 CO2焊焊丝直径的选择,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,2焊接电流 焊接电流的选择，应根据焊件厚度、焊丝直径、坡口形式、 焊接位置和熔滴过渡形式等来确定。焊接电流增大，焊缝的熔深相应加深，焊丝的熔化速度加快，生产率提高。但焊接电流不能过大，否则会加重飞溅，产生气孔、烧穿等焊接缺陷。不同焊丝直径与焊接电流的选择可查看表113。,表113 不同焊丝直径与焊接电流的选择,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,3电

15、弧电压 电弧电压与焊接电流要优化配合，以保证良好的焊缝成形和焊接过程的稳定。通常在细丝焊接时，电弧电压为1624V；粗丝焊接时，电弧电压为2536V。 4焊接速度 在一定的焊丝直径、焊接电流、电弧电压条件下，焊接速度的选择还要考虑焊件接头的形式和焊接位置等。焊接速度一般为2060cmmin，焊接时视具体情况确定，以确保焊缝成形良好，不出气孔、咬边、未熔合等缺陷为原则。半自动焊时，焊接速度由焊工自行掌握。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,5焊丝伸出长度 焊丝伸出长度取决于焊丝的直径，一般约为焊丝直径的10倍、且不超过15mm。伸出长度过大，焊丝会成段熔断，飞溅严重，气体保护效果差；而伸出长度过小，易造成飞溅物堵塞喷嘴，影响焊工视线。 6气体流量 焊接电流越大、焊接速度越快、焊丝伸出越长，CO2气体流量应越大，以保证CO2气体的保护效果。一般情况下，细丝焊接时，CO2气体流量应为615Lmin；粗丝焊接时，CO2气体流量应为2030Lmin。,第一节 二氧化碳气体保护焊基本原理、设备及应用,7回路电感值 CO2细丝焊接时，熔