二氧化碳焊接操作课件

,焊接方法与操作技术,包头职业技术学院,早在,20,世纪,30,年代就有人提出用,CO,2,及水蒸气作为保护气体，但试验结果发现焊缝金属严重氧化，气孔很多，焊接质量得不到保证。因此氩气、氦气等惰性气体保护焊首先应用于焊接生产，解决了当时航空工业中有色金属的焊接问题，气体保护焊的优越性也逐步被人们认识和重视。但是氩气、氦气为稀有气体，价格较贵，应用上受到一定的限制。为此，到,20,世纪,50,年代。人们又重新研究,CO,2,气体保护焊，并逐步应用焊接生产。,第1页/共41页,早在20世纪30年代就有人提出用CO2及水蒸气,CO2,气体保护电弧焊是利用,CO2,作为保护气体的熔化极电弧焊方法。这种方法以,CO2,气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用，从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是利用专用的焊枪，形成足够的,CO2,气体保护层，依靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或自半动熔化极气体保护焊接。,1.CO,2,焊的特点及应用,1.1 CO,2,焊的基本原理,第2页/共41页,CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的,CO,2,焊的原理示意图,1.,焊丝盘,2.,送丝滚轮,3.,焊丝,4.,导电嘴,5.,保护气体喷嘴,6.,保护气体,7.,熔池,8.,焊缝金属,9.,母材,10.,电弧,1.CO,2,焊的特点及应用,第3页/共41页,CO2焊的原理示意图 1.CO2焊的特点及应用第3页/共41,CO,2,是一种无色无味的气体，在,0,101.3kPa,气压时，它的密度为,1.9768g/L,，是空气的,1.5,倍。因而,CO,2,良好的保护作用，还能有效地防止空气中,N,2,对熔滴及熔池金属的有害作用，这一点是很可贵的，因为金属一旦被氮化，便难以使之脱氮。,1.2 CO,2,气体的性质,第4页/共41页,CO2是一种无色无味的气体，在0 101.3,CO,2,常温下很稳定，但在高温下（,5000K,）左右几乎能全部分解，具有强烈的氧化性，因而是一种氧化性气体。虽然它有强烈的氧化作用，但氧化了的熔化金属可比较容易地脱氧；另一方面较强的氧化性能够抑制焊缝中氢的存在，防止产生氢气孔和裂纹；,CO,2,气体价格低廉，供应充足。,1.2 CO,2,气体的性质,第5页/共41页,CO2常温下很稳定，但在高温下（5000K）左,CO,2,焊按使用焊丝直径的不同，可分为细丝,CO,2,焊（焊丝直径小于,1.6mm,）和粗丝,CO,2,焊（焊丝直径大于,1.6mm,）。,按操作的方式分类，又可分为半自动,CO,2,焊和自动,CO,2,焊。,1.3 CO,2,焊的分类：,第6页/共41页,CO2焊按使用焊丝直径的不同，可分为细丝CO2,焊接生产率高。由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率较高，以及焊后不需清渣，因此提高了生产率。,CO,2,焊的生产率比普通的焊条电弧焊高,2-4,倍。,焊接成本低。,CO,2,气体来源广，价格便宜，而且电能消耗少，故使焊接成本降低。通常,CO,2,焊的成本只有焊条电弧焊的,40,50,。,1.4 CO,2,焊的特点,1.4.1,优点,第7页/共41页,焊接生产率高。由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率较高，以及,焊接变形小。由于电弧加热集中，焊件受热面积小，同时,CO,2,气流有较强的冷却作用，所以焊接变形小，特别适宜于薄板焊接。,焊接质量较高。对铁锈敏感性小，焊缝含氢量少，抗裂性能好。,适用范围广。可实现全位置焊接，并且对于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。,操作简便。焊后不需清渣，且是明弧，便于监控，有利于实现机械化和自动化焊接。,1.4.1,优点,第8页/共41页,焊接变形小。由于电弧加热集中，焊件受热面积小，同时CO2气流,1),飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是,CO,2,焊中较为突出的问题，这是主要缺点。,2,）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。,3,）抗风能力差，给室外作业带来一定困难。,4,）不能焊接容易氧化的有色金属。,1.4.2,缺点,第9页/共41页,1)飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是CO2焊中,1.CO,2,焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。,2.,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。,3.CO,2,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。,目前,CO,2,焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。,1.3 CO,2,焊的应用,第10页/共41页,1.CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。1.3,1.材料因素,母材和焊材的成分,2.工艺因素,如焊接方法、坡口形式和加工质量、预热后热措施、层间温度控制、装配质量、甚至电源种类和极性等，对改善工艺焊接性都起很大作用。,3.结构因素,如设计时应考虑焊接接头处于刚度较小状态，避免出现截面突变、余高过大、交叉焊缝等容易引起应力集中的结点。,4.使用条件,如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等，都属于工艺焊接性考虑范围,2.CO,2,焊接工艺,焊,接,工,艺,包,括,哪,几,方,面,？,第11页/共41页,1.材料因素 2.工艺因素 3.结构因素 4.使用条件 2,2.1,焊接材料的选用,因,CO,2,是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以,CO,2,焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能，必须采用含有,Si、Mn,等脱氧元素的焊丝。,CO,2,焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能，又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。,CO,2,焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种:,第12页/共41页,2.1 焊接材料的选用 因CO2是一种氧化性气体，在电,焊丝型号,特征及适用范围,H08Mn,2,SiA,冲击值高，送丝均匀，导电好。,H04Mn,2,SiTiA,脱氧、脱氮、抗气孔能力强，适用于200,A,以上电流。,H04Mn,2,SiAlTiA,脱氧脱氮抗气孔能力更强,适用于填充和,CO,2,-O,2,混合气体保护焊。,H08MnSiA,MAG,焊,实芯焊丝的型号、特征及适用范围,常用的实芯焊丝型号：,H 0 8 M n,2,S i A,H：,焊接用钢,08：含碳量0.08%,M n 2:2%,的氧化锰,S i:1%,的氧化硅,A:,含硫、磷量小于0.03%,无,A,则0.04%。,为了提高导电性能及防止焊丝表面生锈，一般在焊丝表面采用镀铜工艺，要求镀层均匀，附着力强，总含铜量不得大于0.35%,2.1.1,实芯焊丝,第13页/共41页,焊丝型号特征及适用范围H08Mn2SiA冲击值高，送丝均匀，,焊丝直径（,mm）,电流范围（,A）,适用板厚（,mm）,0.6,40 100,0.6 1.6,0.8,50 150,0.8 2.3,0.9,70 200,1.0 3.2,1.0,90 250,1.2 6,1.2,120 350,2.0 10,1.6,300,6.0,不同焊丝直径使用电流范围,2.1.1,实芯焊丝,第14页/共41页,焊丝直径（mm）电流范围（A）适用板厚（mm）0.640,使用焊丝的注意事项,:,外观检查：焊丝平排密绕,直径均匀,表面光亮,焊丝盘无破损。,性能检查：化学成分不合格,严重影响焊接质量,必须采用优质,焊丝。,焊接电流：必须在焊丝许用电流范围之内。电流过大将引起溶,池翻腾和焊缝成形恶化。电流过小能量集中性变差，,引弧困难，飞溅变大，溶深浅，焊缝成形不好。,丝径选用：在焊丝直径允许电流范围内，尽可能选用细焊丝，,以提高焊丝溶化速度、提高引弧成功率，减少飞溅，,增加溶深，改善焊缝成形，提高焊接质量。,2.1.1,实芯焊丝,第15页/共41页,使用焊丝的注意事项:外观检查：焊丝平排密绕,直径均匀,表面光,焊丝直径(,mm),电流范围(,A),熔化速度(,g/min),0.8,50-150,10-50,0.9,70-200,10-60,1.0,90-250,10-80,1.2,120-350,20-120,1.6,140-500,40-160,焊丝熔化速度和焊接电流的关系,2.1.1,实芯焊丝,第16页/共41页,焊丝直径(mm)电流范围(A)熔化速度(g/min)0.85,药芯焊丝：,使用药芯焊丝焊接时，通常用,CO,2,或,CO,2,+A,r,气体作为保护气体，与实芯焊丝的区别主要在于焊丝内部装有焊剂混合物。焊接时在电弧热作用下熔化状态的焊剂材料、焊丝金属、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用，同时形成一层较薄的液态溶渣包覆溶滴并覆盖溶池，对溶化金属形成又一层保护，实质上这种焊接方法是一种气渣联合保护的方法，它综合了手工电弧焊和,CO,2,气体保护焊的优点,。,2.1.1,药芯焊丝,第17页/共41页,药芯焊丝：2.1.1 药芯焊丝第17页/共41页,调整焊剂成分可适应各种钢材，及对焊缝的质量要求,气相和渣相双重保护抗气孔能力强于实芯电弧焊,熔化速度快溶敷效,率高，生产率比手,工焊高,3,5,倍,电弧稳定焊缝成形美观，飞溅小，,适合全位置焊接,药芯焊丝的特点,药芯焊丝,2.1.1,药芯焊丝,第18页/共41页,调整焊剂成分可适应各种钢材，及对焊缝的质量要求气相和渣相双重,药芯焊丝是由08,A,冷轧薄钢带光亮退火后经轧机纵向折迭加粉拉拔而成，其横截面有“,O”,形、“,T”,形、梅花形等多种形状。示意图如下：,“,O”,形,梅花形,“,T”,形,药芯焊丝的焊剂成分和焊条的药皮类似，含有稳弧剂、脱氧剂、造渣剂、和铁合金等，起着造渣保护溶池，掺合金，稳弧等作用。,药芯焊丝按焊剂成分可分为二氧化钛型和碱性型两种。直径有1.2,1.6,2.0,2.4,3.2,mm。,主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。,药芯焊丝因钢性较差，丝体较软，所以对送丝机构要求严格，既要降低送丝压力，又要保证匀速送丝。,药芯焊丝的结构及使用中的注意事项：,2.1.1,药芯焊丝,第19页/共41页,药芯焊丝是由08A冷轧薄钢带光亮退火后经轧,表,1.CO,2,电弧焊焊接工艺参数,焊,丝,牌号,根据被焊材料的力学性能和化学成分选择相应牌 号的焊丝,常用焊丝：,H08Mn2SiA,；,H04Mn2SiTiA,规格,（丝径）,根据焊件厚度、焊缝空间位置及生产率要求选择,短路过渡：,：,0.61.6mm,；适于薄板、全位置焊接,滴状过渡：,：,1.6mm,；适于中厚板及厚板。,干伸长,一般为,10,；约在：,1020mm,范围内。,干伸长过大，电弧不稳，飞溅较大，熔深浅，气孔增多,干伸长过小，飞溅物易堵塞喷嘴；,直径越小或材料的电阻率越大，,干伸长影响越大。,2.1.1,药芯焊丝,第20页/共41页,表1.CO2电弧焊焊接工艺参数焊牌号根据被焊材料的力学性,焊接电流,作 用,决定焊缝的熔深、生产效率的主要因素。,选择原则,根据板厚、焊丝直径、施焊位置、熔滴过渡形式选择；,短路过渡：,50230A,；,滴状过渡：,300750A,。,电弧电压,作 用,决定焊缝宽度的主要因素，能否实现短路过渡的关键参数；,选择原则,根据焊丝直径、焊接电流协调匹配焊接电压；,2.1.1,药芯焊丝,第21页/共41页,焊接电流作 用决定焊缝的熔深、生产效率的主要因素。选择原,焊接,速度,作 用,决定热输入量的主要参数之一；从而影响焊缝成型、接头的力学性能及气孔等缺陷的产生；,选择原则,一般为,1540 m/h,（半）,；,4060,m/h,（自）；,焊接速度过大，易引起焊缝两侧咬边，产生气孔；,焊接速度过小，易引起焊瘤，烧穿，焊缝组织变粗。,2.1.1,药芯焊丝,第22页/共41页,焊接作 用决定热输入量的主要参数之一；从而影响焊缝成型、,保护,气体,纯 度,CO,2,气体的纯度不低于,99.5%,；,流 量,一般短路过渡为：,1015L/min,；滴状过渡：,2550L/mi