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1、焊接方法与设备江苏省无锡交通高等职业技术学校第四章 二氧化碳气体保护电弧焊1第四章 二氧化碳气体保护电弧焊n定义：是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。2第一节第一节CO2焊的特点及应用焊的特点及应用- CO2焊的实质焊的实质历史提出于20世纪30年代 问题：氧化、气孔实际应用于1935年用于钢材的焊接氧化性气氛保护焊缺点：氧化性优点：便宜、低氢、防氮3第一节第一节CO2焊的特点及应用焊的特点及应用- CO2焊的实质焊的实质分类：焊丝直径分类细丝CO2焊（1.6mm）粗丝CO2焊（1.6mm）操作方式分类半自动CO2焊自动CO2焊4第一节第一节CO2焊的特点及应用焊的特点及应用- CO2
2、焊的特点焊的特点优点焊接生产率高（电流大、不清渣）焊接成本低（气体便宜、电能利用率高）焊接变形小（受热面积小、气体冷却作用）焊接质量好（裂纹敏感性小）全位置焊接,不同厚度的焊缝操作简便（不清渣、明弧、易于机械化）5第一节第一节CO2焊的特点及应用焊的特点及应用- CO2焊的特点焊的特点缺点：飞溅严重一般不能使用交流电，设备复杂抗风能力差不能焊接容易氧化的有色金属焊缝外形比较粗糙劳动条件差（弧光、气体）6第一节第一节CO2焊的特点及应用焊的特点及应用- CO2焊的应用焊的应用适用材料适于低碳钢、低合金钢等黑色金属耐磨件堆焊、铸铁补焊及电铆焊不适用材料：不锈钢 易氧化的有色金属适用领域：汽车制造、
3、机车车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械飞机制造7第二节第二节 CO2焊设备焊设备8第二节第二节 CO2焊设备焊设备半自动半自动CO2焊设备焊设备9第二节第二节CO2焊设备焊设备自动自动CO2焊设备焊设备10第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊接电源焊接电源11第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊接电源焊接电源一般是直流反接细丝-等速送丝-平特性电源燃烧稳定、焊接参数易调节、避免回烧粗丝-变速送丝-下降特性电源12第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊接电源焊接电源电源动特性粗丝细滴过渡时电流变化比较小，对焊接电源动特性要求不高细丝短路过渡时，焊接电流不断变化，要求外特性品质比较高短路电流增长
4、速度合适的峰值电流电弧电压恢复速度变速送丝：3.0mm等速送丝：2.4mm13第二节第二节CO2焊设备焊设备- 送丝系统送丝系统2-5m0.8mm15m14第二节第二节CO2焊设备焊设备-送丝系统送丝系统15第二节第二节CO2焊设备焊设备- 送丝系统送丝系统16第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊枪焊枪要求：送气稳定、送丝均匀、导电可靠结构简单、经久耐用、维修方便使用性良好17第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊枪焊枪半自动自动18第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊枪焊枪半自动焊枪推丝式鹅颈式手枪式拉丝式19第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊枪焊枪20第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊枪
5、焊枪21第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊枪焊枪22第二节第二节CO2焊设备焊设备- 焊枪焊枪23第二节第二节CO2焊设备焊设备- 供气系统供气系统24第二节第二节CO2焊设备焊设备- 供气系统供气系统灰色气瓶灰色气瓶 黄色字体黄色字体液态液态CO225第二节第二节CO2焊设备焊设备- 供气系统供气系统100-150w26第二节第二节CO2焊设备焊设备- 供气系统供气系统干燥剂：硅胶脱水硫酸铜无水氯化钙：吸水性好，不能重复利用场合：含水量高的时候使用27第二节第二节CO2焊设备焊设备- 供气系统供气系统28第三节第三节 CO2焊冶金特性和焊焊冶金特性和焊接材料接材料29第三节第三节 CO2焊
6、的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料-合金元素的氧化合金元素的氧化和脱氧和脱氧CO2 O+CO 吸热反应氧化作用温度高氧化性强合金元素浓度合金元素与氧的亲和力30第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料-合金元素的氧化合金元素的氧化和脱氧和脱氧电弧高温区31第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料-合金元素的氧化合金元素的氧化和脱氧和脱氧低温区-熔池后部32第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料-合金元素的氧化合金元素的氧化和脱氧和脱氧氧化反应的结果Fe、Si、Mn、C、Al、Ti、Ni烧损反应产物：FeO熔渣及进
7、一步与熔池中的合金元素反应SiO2和MnO形成熔渣CO飞溅（温度高）气孔（温度低）33第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料-合金元素的氧化和合金元素的氧化和脱氧脱氧原理，利用脱氧剂使FeO还原，氧化产物作为熔渣排出，剩余的合金元素强化焊缝。在兼顾经济性的前提下采用还原性强的元素（Al、Ti、Si、Mn）34第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料-合金元素的氧化和合金元素的氧化和脱氧脱氧Si-Mn联合脱氧注意问题含量适当过低过高 Si-焊缝热裂倾向大 Mn-冲击值下降比例合适35第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料
8、- CO2焊气孔及防止焊气孔及防止原因：没有熔渣覆盖并且CO2气流的冷却作用类别： CO、N2、H236第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊气孔及防止焊气孔及防止CO气孔机理： CO来不及逸出形态：针尖状位置：焊缝根部或者近表面原因：脱氧剂不足、碳含量偏高防止：增加脱氧剂、减少碳含量、加大热输入37第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊气孔及防止焊气孔及防止氮气孔机理：溶解度变化形态：蜂窝状位置：焊缝近表面原因：保护气层破坏保护气不纯流量小喷嘴堵塞或者位置不合适侧向风38第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的
9、冶金特性和焊接材料- CO2焊气孔及防止焊气孔及防止防止：提高纯度调好流量检查气路防风措施固氮元素39第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊气孔及防止焊气孔及防止氢气孔机理：离子态进入熔池，溶解度变化形态：圆球形位置：焊缝中原因：油污和铁锈，气体中的水分防止：清除油污和铁锈，排出气体中的水分40第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊飞溅及防止焊飞溅及防止产生原因：气体爆炸斑点压力（气体分解收缩电弧）小桥爆断焊接参数41第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊飞溅及防止焊飞溅及防止42
10、第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊飞溅及防止焊飞溅及防止43第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊飞溅及防止焊飞溅及防止减少飞溅的措施正确选择焊接参数细丝过渡的时候在气体中加入氩气限制金属小桥爆断能量低飞溅率焊丝44第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊飞溅及防止焊飞溅及防止正确选择焊接参数焊接电流与电压焊丝伸出长度焊枪角度45第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊飞溅及防止焊飞溅及防止成本问题性能问题46第三节第三节 CO2焊的冶金特性和
11、焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊飞溅及防止焊飞溅及防止防止原理：设法实现短路液桥的金属过渡趋于稳定防止方法：回路中串接附加电感直径细、过渡频率高-要求大电流增长速度-小电感（设备简单，控制精度一般）电流切换电流波形控制法47第三节第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料焊的冶金特性和焊接材料- CO2焊飞溅及防止焊飞溅及防止超低碳焊丝药芯焊丝活化处理焊丝（ CS2CO3、K2CO3 ）被动-涂层材料48第四节第四节 CO2气体及焊丝气体及焊丝49第三节第三节 CO2气体及焊丝气体及焊丝- CO2气体气体无色、无味、无毒密度为空气的1.5倍高温分解状态：三态50第三节第三节 CO2气体及焊
12、丝气体及焊丝- CO2气体气体提高CO2纯度的措施倒置放水：倒置1-2小时，开阀门2-3次，每次放水间隔30分钟正置放气：正置2小时，开阀门2-3分钟使用干燥器注意气瓶压力：存在液态CO2气瓶压力不变，当只有气态CO2时，随着使用压力将持续下降，并且水分含量将提高，低于10个大气压就不能使用了。51第三节第三节 CO2气体及焊丝气体及焊丝- 焊丝焊丝作用：导电、合金化52第三节第三节 CO2气体及焊丝气体及焊丝- 焊丝焊丝要求合适的Si、Mn含量及比例控制C、S、P的含量渡铜：防锈、导电53第三节第三节 CO2气体及焊丝气体及焊丝- 焊丝焊丝牌号：H08Mn2Si H08Mn2SiA54第三节
13、第三节 CO2气体及焊丝气体及焊丝- 焊丝焊丝55第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺56第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺短路过渡工艺细滴过渡工艺57第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺特点细丝、低电压、小电流熔滴细小、过渡频率高电弧稳定、飞溅小、成型美观适用于薄板、全位置焊接58第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺焊接工艺参数的选择焊丝直径焊丝直径，直径增加飞溅颗粒增大相同电流下，焊丝越细，熔化速度越高。如果电流过大，这要是用极大的送丝速度，从而引起熔池翻腾和焊缝成形恶化59第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺6
14、0第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺61第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺焊接速度速度加快-焊缝厚度、焊缝宽度、焊缝余高均减小过快咬边 驼峰焊缝过慢焊道变宽 漫溢62第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺保护气流量与焊接电流有关200A以下10-15L/min200A以上15-25L/min侧向风对保护效果影响显著2m/s气孔明显增加63第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺焊丝伸出长度一般伸出长度为焊丝直径的10倍64第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺
15、电感值控制电流增长速度调节电弧燃烧时间65第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-短路过渡短路过渡CO2工艺工艺电源极性一般采用直流反极性 电弧稳定，飞溅小，焊缝成形良好堆焊及铸铁补焊时采用正极性，以提高熔敷速度。66第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-细滴过渡细滴过渡CO2工艺工艺特点电弧电压高焊接电流大电弧穿透力强，母材熔深大适用于中等厚度及大厚度焊件的焊接67第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-细滴过渡细滴过渡CO2工艺工艺焊接参数选择焊接电压 一般选择3445V范围内焊接电流 与焊接电压相匹配，提高电流，相应提高焊接电流焊接速度 常用焊速为4060m/h保护气体流量 常用气流量范围为2550L/
16、min68第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺69第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺70第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺71第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺72第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺73第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺74第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺75第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺76第四节第四节 CO2焊工艺焊工艺-CO2工艺工艺77第五节第五节 CO2焊的其他方法焊的其他方法78第五节第五节 CO2焊的其他方法焊的其他方法-药芯焊丝药芯焊丝CO2焊焊实质：气渣联合保护79第五节第五节 CO2焊的其他方法焊的其他方法-药芯焊丝药芯焊丝CO2焊焊优点：效率高成形美观、飞溅少交直流都可使用、可焊材料广抗气孔能力强缺点制造复杂、成本高外表面易腐蚀，药粉易吸潮，需要烘干送丝困难，对送丝机构要求高80第五节第五节 CO2焊的其他方法焊的其他方法-药芯焊丝药芯焊丝CO2焊焊2.4mm81第五节第五节 CO2焊的其他方法焊的其他方法-CO2点焊点焊82第五节第五节 CO2焊的其他方法焊的其他方法-CO2点焊点焊83第五节第五节 CO2焊的其他方法焊的其他方法-CO2气电立焊气电立焊84
