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1、二氧化碳气体保护焊基础知识 二氧化碳气体保护焊机 一二氧化碳气体保护焊机 半自动二氧化碳气体保护焊机由焊接电源,送丝机构,控制系统,焊枪和气路系统组成。 1焊接电源 我们现在使用的焊接电源是逆变式焊接电源,型号是:NBC-500 N表示熔化极气体保护焊,B表示半自动焊,C表示CO2气体保护焊。这种焊机的特点是节省材料,节省电能,效率高,噪声低。逆变式焊机的动特性好,电弧稳定,焊缝成形美观。 2控制系统控制系统包括焊接工艺参数的控制和程序控制。工艺参数的控制主要有焊接输出电流和电压的调节、送丝速度的调节和气体流量的调节等,保证焊接过程中隔工艺参数的稳定。 焊接程序控制的作用是: 1)控制焊接设备
2、的启动和停止。 2)控制电磁气阀,实现提前送气和滞后停气,保护焊接区域金属不被氧化。 3)控制水压开关,控制冷却水流量。 4)控制引弧和息弧,引弧时可以慢送丝或回抽焊丝保证引弧过程可靠;息弧时可以用电流衰减或焊丝回烧填满弧坑避免焊丝与工件粘连。 3送丝系统送丝系统由送丝机、送丝软管等组成,我们采用的是推丝式送丝机构,特点是焊枪结构简单,操作方便。 4焊枪二氧化碳气体保护焊焊枪的作用是导电、导丝和导气。 5供气系统二氧化碳气体保护焊的供气系统由气瓶、预热器、干燥器、减压阀、流量计、电磁阀组成。 二氧化碳气体保焊 二. 工艺特点: 1. CO2焊主要优点: 1). 生产率高2). 成本低3). 焊
3、接变形和应力小4). 焊缝质量高5). 操作简便 2.不足之处: 1).飞溅较大,并且表面成形较差,这是主要缺点。2). 弧光较强,特别是大电流焊接时,电弧的光、热辐射均较强。3). 不宜用交流电源进行焊接,焊接设备比较复杂。4). 不能在有强风的地方进行焊接,不宜焊接容易氧化的有色金属。 4. 应用范围 目前CO2焊主要用于低碳钢、低合金钢的焊接。不仅能焊薄板,也能焊中、厚板,同时可进行全位置焊接。除了应用于焊接结构件制造外,还用于修理,如堆焊磨损的零件以及焊补铸铁等。 三. CO2焊的熔滴过渡 (1)熔滴过渡类型 熔化极气体保护焊时,焊丝除了作为电弧电极外,其端不还不段受热熔化,形成熔滴并
4、陆续脱离焊丝过渡到熔池中去。熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式大致有三种,即短路过渡、粗滴过渡、和喷射过渡。 (2)CO2焊熔滴过渡 CO2气体保护焊主要有两种熔滴过渡形式。一是短路过渡,另一种是粗滴过渡。而喷射过渡在CO2焊中是很难出现的。 当CO2焊采用细丝时,一般都是短路过渡,短路频率很高,每秒可达几十次到一百多次,每次短路完成一次熔滴过渡,所以焊接过程稳定,飞溅小,焊缝成形好。 而在粗丝CO2焊中,则往往是以粗滴过渡的形式出现,因此飞溅较大,焊缝成型也差些。但由于电流比较大,所以电弧穿透力强,母材熔深大,这对中厚板的焊接是有利的。 3、CO2焊的气孔和飞溅 (1)气孔问题 CO2焊可能产生
5、的气孔主要有: 1)CO2气孔。2)氢气孔3)氮气孔氮气孔产生主要是因保护气层遭到破坏,大量空气侵入焊接区。 过小的CO2气体流量,喷嘴被飞溅物堵塞,喷嘴与工件距离过大,以及焊接场地有侧向风等都可能使保层被破坏。因此,焊接过程中保证保护气层稳定可靠是防止焊缝中氮气孔的关键。 5、飞溅问题 飞溅是CO2焊的主要缺点,在粗滴过渡时,飞溅程度比短路过渡和喷射过渡焊接时严重得多,为提高生产率和质量, 必须把飞溅降到最低程度。 1)冶金反应产生的飞溅2)极点压力引起的飞溅3)熔滴短路时引起的飞溅4)非轴向过渡引起的飞溅。5)焊接工艺参数选择不当引起的飞溅 三、CO2焊工艺参数对焊接质量的影响 CO2焊的
6、工艺参数包括焊丝直径,焊接电流,电弧电压,焊接速度,焊丝伸出长度,气体流量等,必须充分了解这些因素对焊接质量的影响,以便正确选择。 1、焊丝直径,应根据焊件厚度,焊缝空间位置及生产率的要求等条件来选择。 2、焊接电流,焊接电流对熔深,焊丝熔化速度及工作效率影响最大,焊接电流增大时、熔深、熔宽和余高都相应增加,焊接电流应根据工件厚度、焊丝直径,焊缝的空间位置选择,还与溶滴的过渡形式有关。 3、电弧电压,与焊接电流一样,对焊接质量影响相当大,电弧电压根据焊丝直径,焊接电流等来选择,随电流的增加,电弧电压也应增加,短路过渡时,电压为1624,粗滴过渡时2440V,对应的焊接电流,短路过渡时50230
7、,粗滴过渡时230500。 电弧电压对焊道外观、熔深,电弧稳定性,飞溅程度,焊接缺陷及焊缝的力学性能都有很大影响。 4、焊接速度,它的焊接电流,电弧电压是焊接热输入的三大要素,它对熔深和焊道形状影响最大,对焊缝的力学性能,以及是否产生裂纹和气孔有一定影响。我厂规定的焊在速度在300430mm/min。 5、焊丝伸出长度,焊丝伸出长度取决于焊丝直径,约为焊丝直径的10倍为宜,1.6的焊丝不宜超过20 mm,1.2的焊丝不宜超过15mm,过长则飞溅严重,气体保护效果差,过短则易堵塞喷嘴,影响视线。 6、气体流量,根据焊接电流,电弧电压,焊接速度选择,1.2焊丝10-20升/分钟。1.6焊丝15-2
8、5升/分钟。 7、电源极性,CO2焊必须使用直流电源,多采用直流反接。 8、回路电感,电感越大,短路电流的上升速度和峰值短路电流越小,液体金属过桥难以形成且不易断开,易产生大颗粒飞溅,电感越小,短路电流的上升速度和峰值电流越大,易产生较多的金属飞溅。 CO2焊中除上述参数外,焊枪角度,焊枪与母材的距离等,也对焊接质量有影响,焊接过程中各种因素对焊接质量的影响综合如下: 1)若焊枪向后倾斜:焊缝变宽,余高小,熔焊浅,不易产生气孔,若向前倾斜则相反。 2)焊接速度增加,焊缝狭窄,余高小,熔深小,焊接速度过高则产生咬边,飞溅增加。 3)导电嘴和母材间的距离增大,在同样送丝速度情况下,电流减小,熔深减
9、小,焊缝容易弯曲。 4)喷嘴高度过高,气体保护效果变坏,易产生气孔若高度过低,因飞溅容易堵喷嘴,影响观察电弧和熔池。 5)焊接电流增大,焊缝宽,熔深大,余高大,飞溅颗粒小而少,电流过大则焊缝成形不好。 6)电弧长度增大,焊缝宽余高小熔深小飞溅颗粒大 7)保护气体,若流量小或风大则产生气孔随气体种类不同而不同的电弧状态,焊缝形状、熔敷金属性质。 8)若焊丝直径太粗,飞溅多电弧不稳定熔深小。 我厂对结构件焊接的要求 一、定位焊:焊条E5015,焊条直径4,直流反接,焊接电流I=190-220A,回弧点焊法,焊条烘干,焊角高度K=5-8mm,焊缝长度30-50 mm,当焊缝长度不足300 mm,单侧
10、定位焊缝长度不得少于两处。 E5015焊条在350-450C烘干1-2h,存放在80-100C低温烘箱中随用随取,在处存放3 h后重新烘干,重复次数不超过3次。 当定位焊缝出现裂纹、气孔等其它缺陷时,必须清除,重新焊接定位焊缝。 二、焊接工序 1、焊道及焊道边缘清理干净,不允许有油、锈、水、渣等污物,清理焊道边缘单侧不得小于10 mm。 2、主要结构件(前梁、顶梁、掩护梁、底座、前后连杆等)采用CO2气体保护焊。 3、焊接参数:母材强度不大于Q460时,焊丝用H08MniSiA,焊接Q550时用60Kg级焊丝,焊丝直径1.6,直流反接,焊接电流I=340-380A,焊接电压U=34-39V,焊
11、丝伸出长度15-25 mm。 4、焊接Q550时,焊前工件要预热,预热温度150-180C,当工件温度低于50C时要重新加热。结构件焊完后立即加180-230C,保持30分钟。 5、焊接顺序:先横缝后纵缝再立缝,由中心向处均分,对称焊接,大于1米的焊缝采用分中对称退焊法。 6、结构件主筋,筋板同底板相接处,焊角高度不小于12 mm。 7、K12采用多层多道焊,波纹细密,弧坑填满。所有焊缝均进行打底焊,然后成形焊。 8、应力集中处不允许引弧、收弧。 9、焊缝交接处应圆弧过渡 10、焊缝高度偏差,焊缝余高1+0.1B(B为焊缝宽度)11、角焊缝偏差a(mm),K为焊角高度。 K12 12K14 1
12、4K 焊缝过高 1.0 1.5-2.0 2.5焊缝过低0.3 0.5 0.8焊缝不正 1.0 2.0 2.5焊缝凹度0.5 mm 焊缝及焊道成形 焊缝符号 国家标准规定,焊缝符号包括基本符号,辅助符号,补充符号和焊缝尺寸符号。 1、基本符号是表示焊缝横截面形状的符号。 我厂常用的有以下几种: 1)I型焊缝 2)V型焊缝 3)单边V型焊接 4)带钝边的V型焊缝 5)带钝边的单边V型焊 6)封底焊缝 7)角焊缝 8)塞焊缝或槽焊缝 2、辅助符号: 是表示焊缝表面特征的符号 1)平面符号 2)凹面符号 3) 凸面符号 3、补充符号 是为了补充说明焊缝的某些特征面采用的符号 1 2)三面焊缝符号 3
13、4) 尾部符号 4、焊缝尺寸符号: 是表示坡口和焊缝各特征尺寸的符号(P18) 1)工件厚度2)焊缝宽度 c 3)余高h 4)焊脚尺寸k 焊接应力与变形 一、1、焊接应力:是焊接结构由焊接产生的内应力。 焊接应为按作用于时间分为焊接瞬时应力和焊接残余应力。焊接瞬时应力是焊接过程中某一瞬时的焊接应力,它随着时间而变化。焊接残余应力是焊后残后残余在焊件内的焊接应力。 2、焊接变形是焊件由焊接产生的变形。焊后、焊件(或结构)残留的变形称为焊接残余变形,简称焊接变形。 3、焊接变形和焊接应力都是由于焊接的局部不均匀加热引起的,焊件在焊后若焊接变形较大,焊接残余应力就较小,若焊后焊接变形较小,则焊接残余应力较大。 二、焊接变形: 1、焊接变形的种类: 焊接变形主要有收缩变形,弯曲变形(也叫挠曲变形)角变形,波浪变形和扭曲变形等几种。 2、焊接变形的危害 焊接变形对焊接结构的制造和使用的主要影响有: 1)降低结构形状尺寸精度和美观。2)组件部件焊后产生的焊接变形,降低整体结构的组对装配质量,其至发生强力组装,从而影响焊接质量。3)矫正变形要降低生产率,增加制造成本,并降低接头性能。4)降低结构的承载能力。 3、焊接变形的影响因素和控制措施 1)影响焊接变形大小因素有:焊缝在结构中的位置,焊缝的长度和坡口形式,焊接结构和钢性,焊性结构的装配焊接顺序,焊接工艺参数,焊接操作方法,结构材料的膨胀系