CO2气体保护焊的.ppt

5.1原理与特点,在焊接薄板时，可选用细焊丝=1.6mm，使用较大电流实现细颗粒过渡，这时焊丝中的电流密度高达100300A/m，焊丝熔化速度快，熔敷率高，电弧挺度大，穿透力强，焊接熔深大，可以不开坡口或开小坡口，生产率比焊条电弧焊提高13倍。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择,1.6mm的焊丝在电弧中可能出现的熔滴过渡变化区间,小电流低电压的短路过渡,固体短路,较高弧压的短路过渡颗粒过渡混合过渡区,中等电流和高弧压规范区，熔滴呈变化形态的大块状过渡,细颗粒过渡,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择,短路过渡,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择,短路过渡的稳定性短路过渡时，过渡熔滴越小，短路频率越高，焊缝波纹越细密，焊接过程越稳定。在稳定的短路过渡情况下，要求尽可能高的短路频率。短路频率常常作为衡量短路过渡过程稳定性的标志。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择颗粒过渡,中丝细颗粒过渡,粗丝潜弧喷射过渡,二氧化碳电弧焊对于某一直径的焊丝在电流增大到一定数值并配以适当的电弧电压熔滴以较小的尺寸自由飞落进入熔池，把这种现象称作c02电弧焊颗粒过渡。颗粒过渡的特点是电流大而电弧电压要根据焊丝直径选择。把颗粒过渡分力中丝细颗粒过渡和粗丝潜弧喷射过渡两种,在粗丝(2-5mm）焊接时根据规范的选择，可以出现一种潜弧喷射过渡，正常使用是在大电流较低电压和较高焊速下焊接厚板.,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,短路过渡焊接的特点：短路过渡时，采用细焊丝、熔滴细小而过渡频率高，飞溅小，焊缝成形美观；主要用于焊接薄板及全位置焊接；焊接薄板时，生产率高变形小焊接操作容易掌握，对焊工技术水平要求不高；因而短路过渡的二氧化碳焊易于在生产中推广和应用。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,主要的焊接工艺参数有：焊丝直径焊接电流电弧电压焊接速度保护气体流量焊丝干伸长电源极性焊接回路电感值等,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,焊丝直径短路过渡焊接采用细焊丝，常用焊丝直径为06-16mm,随着焊丝直径的增大，飞溅颗粒相应增大。焊丝的熔化速度随焊接电流的增加而增加,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,焊接电流焊接电流是重要的焊接参数，是决定焊缝厚度的主要因素电流大小主要决定于送丝速度。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,电弧电压短路过渡的电弧电压一般在1725v之间。短路过渡时焊接电流均在200A以下，这时电弧电压均在较窄的范围(23v）内变动；电弧电压与焊接电流的关系可用下式来计算,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,焊接电流和焊接电压的匹配电弧电压的选择与焊丝直径及焊接电流有关，它们之间存在着协凋匹配的关系。细丝的电弧电压与焊接电流的匹配关系示于图。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,焊接电流和焊接电压的匹配短路过渡时不同直径焊丝相应选用的焊接电流电弧电压的数值范围见表,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,焊接速度焊接速度对焊缝成形、接头的力学性能及气孔等缺陷的产生部有影响、在焊接电流和电弧电压一定的情况下焊接速度加快时，焊缝厚度宽度和余高都减小。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,保护气体流量200A以下的薄板焊接时气体流量为10-15Lmin在200A以上的厚板焊接时气体流量为15-25Lmin,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择焊接条件,焊丝干伸长短路过渡焊接一般为815mm，颗粒过渡焊接为1525mm。,适宜的焊丝伸出长度与焊丝直径有关，焊丝伸出长度大约等于焊丝直径的10倍左右。,在CO2焊接中,为什么DCEN为常用的?,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,电源极性DCEN:常用DCEP:堆焊和补焊,在CO2焊接中,为什么DCEN为常用的电源极性?,在焊丝接正，直流反接,所受到的斑点力小容易形成细小的熔滴，有较大的电磁力和等离子流力，电弧压力较大。当焊丝接负时，直流正接,熔滴受到正离子的冲击，既有较大的斑点力作用在熔滴上，使熔滴长大，不能顺利过渡，也不能形成很强的电磁力和等离子流力，因此电弧力小。,电源极性：二氧化碳焊接时一般采用直流反极性，飞溅小电弧稳定熔深大成形良好。而且焊缝含氢量低。堆焊及焊补铸件时，采用直流正极性较为合适，因为熔化极阴极产热量比阳极产热量大，焊丝熔化系数大，约为反极性的16倍，金属熔敷率高可以提高生产率，同时工件为正极，产热量小熔深浅对堆焊有利。,因,果,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择短路过渡焊接条件,焊接回路电感值短路过渡焊接时串接电感的作用主要有两方面：调节短路电流增长速度didt:调节电弧燃烧时间，控制母材熔深；,短路过渡焊接在回路中串联电感,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择颗粒过渡焊接条件,中丝细颗粒过渡特点电弧电压比较高焊接电流比较大，此时电弧是持续的，不发生短路熄弧的现象，焊丝的熔化金属以细滴形式进行过渡，所以电弧穿透力强，母材熔深大。适合于进行中等厚度及大厚度焊件的焊接。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择颗粒过渡焊接条件,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择中丝细颗粒过渡焊接条件,焊接参数的选择：电弧电压与焊接电流：为了实现滴状过渡，电弧电压必须选取在34-45v范围内，焊接电流：则根据焊丝直径来选择，对应于不同的焊丝直径实现细滴过渡的焊接电电流：下限是不同的。表中列出了几种常用焊丝直径的电流下限值：,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择中丝细颗粒过渡焊接条件,焊接速度细滴过渡的二氧化碳焊接速度较高，焊接速度为40-60m/h.保护气体流量应选用较大的气体流量来保证焊接区的保护效果、保护气流量通常比短路的二氧化碳焊高1-2倍。常用的气流量范围为2550L/min。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择粗丝潜弧喷射过渡焊接条件,粗丝焊接的研究较少，目前二氧化碳焊接的仍然以细丝短路过渡焊接及中丝颗粒过渡焊接为主。,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择颗粒过渡焊接条件,CO2电弧焊熔滴颗粒过渡并没有严格的划分区间主要是通过焊接电流与电弧电压的搭配，使焊接能有一个比较稳定的过程。,熔滴颗粒过渡规范区间,5.4熔滴过渡与焊接条件的选择颗粒过渡焊接条件,焊接电压对母材熔化形态的影响,焊接电流对母材熔化形态的影响,5.5焊接飞溅和防止,飞溅产生的原固气体爆炸引起的飞溅。熔滴过渡时，由于熔滴中的一氧化铁与c反应产生的一氧化铁气体，在电弧高温下急剧膨胀，使熔滴爆破而引起金属飞溅由电弧斑点压力而引起的飞溅。二氧化碳气体高温分解吸收大量电弧热量，对电弧的冷却作用较强使电弧电场强度提高电弧收缩，弧柱面积减小，增大了电弧的斑点压力，熔滴在斑点压力的作用下十分不稳定，形成飞溅，用直流正接法时，熔滴受斑点压力大飞溅也大。短路过渡时由于液态小桥爆断引起的飞溅。当熔滴与熔池接触时，由熔滴把焊丝与熔池连接起来，形成液体小桥。随着短路电流的增加，使液体小桥金属迅速的加热，最后导致小桥金属发生汽化爆炸，引起飞溅当焊接参数选择不当时，区会引起飞溅,5.5焊接飞溅和防止,飞溅率：用来表示焊接飞溅量的大小。定义为：飞溅损失的金属与熔化焊丝重量的比值。,5.5焊接飞溅的防止措施工艺,正确选择焊接工艺和参数焊接电流和电弧电压,5.5焊接飞溅的防止措施工艺,正确选择焊接工艺和参数限制焊丝干伸长一般焊丝伸出长度越长，飞溅率越高。所以在保证不堵塞喷嘴的情况下应尽可能缩短焊丝伸出长度。焊枪角度。焊枪垂直时飞溅量最少倾斜角度越大，飞溅越多：焊枪前倾或后倾最好不超过20。,5.5焊飞溅的防止措施工艺,细滴过渡时在二氧化碳中加入Ar气在二氧化碳气体中加入Ar气，改变了纯二氧化碳气体的物理性质随着Ar气比例增大，飞溅逐渐减少见图4-11。由图中可见，飞溅损失变化最显著的是细滴直径大于o8mm的飞溅对直径小于o8mm的细滴飞溅影响不大。,5.5焊接飞溅的防止措施材料,采用低飞溅率焊丝超低碳焊丝能够减少由二氧化碳气体引起的飞溅。药芯焊丝通常药芯焊丝二氧化碳焊的飞溅率约为实芯焊丝的1/3。活化处理焊丝在焊丝的表面涂有极薄的活化涂料如CS2CO3与K2CO3的混合物，采用直流正极性焊接。,5.5焊接飞溅的防止措施电源,短路过渡时限制金属液桥爆断能量短路过渡二氧化碳焊按时，当熔滴与熔池接触形成短路后，如果短路电流的增长速度过决，使液桥金属迅速地加热，造成了热量的聚集，将导致金属液桥爆裂而产生飞溅，因此必须设法使短路液桥的金属过渡趋于平缓，具体的方法主要是：在焊接回路中串接附加电感。,5.7二氧化碳电弧焊实际P158-161,基本操作焊接起弧焊枪角度和焊丝的瞄准位置弧坑处理应用操作横向焊接立向焊接打底焊接环缝焊接坡口准备与接头形状坡口加工母材清理定位焊接接头的坡口形式,实践性质作业：,20mm或5mm厚的16Mn钢，使用H08Mn2Si焊丝进行CO2气体保护焊接。接头形式是对接。焊丝直径的选择，请给出参考的焊接工艺参数，通过自己的分析推测熔滴的过渡形式。如何进行焊前的坡口准备与接头形状？然后完成CO2气体保护焊接的基本操作的描述。参考：焊接手册和教材,手工焊实例,中厚板的板板对接，V形坡口，平焊，单面焊双面成形1试件尺寸及要求（1）试件材料牌号16Mn（Q235）（2）试件尺寸300 x200 x14（3）坡口尺寸钝边lmm，见图5.3-23。（4）焊接位置平焊（5）焊接要求单面焊双面成形（6）焊接材料E5015（E4315）（7）焊机ZX5400或ZX7400,图5.3-23试件及坡口尺寸,2试件装配,（l）清除坡口面及坡口正反两侧20mm范围内的油、锈、水分及其他污物，至露出金属光泽。（2）装配装配间隙始端为3mm，终端为4mm。定位焊采用与焊接试板相同牌号焊条进行并在试件反面两端点固焊，点固焊长度为10mm15mm。预置反变形量3或4错边量1.4mm,3焊接工艺参数见表,4操作要点及注意事项,基本操作定位焊焊接起弧焊枪角度和焊丝的瞄准位置弧坑处理应用操作打底焊接填充焊盖面焊,5：焊接过程熔滴过渡分析,推测每次焊接过程中熔滴的过渡形式打底焊接填充焊盖面焊,5.6送丝调节系统,送丝调节系统二氧化碳焊接的焊接电源回顾弧焊电源知识二氧化碳焊接的等速送丝调节系统二氧化碳焊的焊接电源与送丝方式的匹配二氧化碳焊的送丝调节系统的特点,1：送丝调节系统,送丝方式：等速和变速送丝调节系统在焊接过程中起到如下作用：当某种原因使电弧长度发生变化时，通过对焊丝送进速度或焊丝熔化速度的调整使电弧恢复到原有长度或一个新的平衡长度，从而保证焊接过程的稳定。,2：二氧化碳焊接的焊接电源,二氧化碳电弧的静特性是上升的一般采用直流电源且反极性连接电源平特性电源下降特型电源,3：回顾弧焊电源知识：,电弧长度缩短，电弧静特性曲线下移电源的外特性,3：回顾弧焊电源知识：,非熔化极,熔化极,稳定工作点,4：二氧化碳焊的等速送丝调节系统稳定工作点,电弧的稳定工作点应在自身调节系统静特性曲线与电源外特性曲线的交点上，电弧静特性曲线通过该点，即电弧长度对应于该点的电压值。系统自身调节作用焊接处于动态平衡,4：二氧化碳焊的等速送丝调节系统,等速送丝调节系统是焊接过程中，焊丝等速送进，利用焊接电源外特性的自身控制作用来调节焊丝熔化速度，保持电弧长度不变，也称作电弧的自身调节。,4：二氧化碳焊的等速送丝调节系统,调节过程系统调节灵敏度：调节作用对电弧工作点产生微小变化的反应能力。,稳定工作点,等速熔化速度曲线,二氧化碳等速送丝系统电弧调节过程,6：二氧化碳焊的送丝调节系统的特点,焊接电流焊丝熔化速度电弧电压电弧弧长,等速细丝：系统简单，利用系统自身的调节作用，即弧长的变化引起焊丝熔化速度的变化变速粗丝：电弧自身调节的灵敏度不足，不能满足焊接稳定的要求，需采取电弧电压反馈调节（利用自身以外的调节系统)，导致系统复杂，造价高,