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课题五CO2气体保护焊主要介绍船厂常用的二氧化碳气体保护焊和氩弧焊一、CO2气体保护焊（一）CO2气体保护焊的原理、特点及应用二氧化碳气体保护焊（也称CO2焊）在我国造船行业已经发展成为一种重要的焊接方法，并已逐步取代焊条电弧焊。1CO2焊的基本原理CO2焊是用CO2作为保护气体，依靠焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种电弧焊接法。,图526CO2焊的基本原理示意图,2、CO2焊的特点及应用,优点：（1）焊接成本低；（2）生产率高；（3）抗锈能力强；（4）焊接变形小；（5）操作性能好；（6）适用范围广。,不足：（1）金属飞溅较多，焊缝表面成形差；（2）很难用交流电焊接，焊接辅助设备较多；（3）不能在有风的位置施焊，否则容易出现气孔；（4）不能焊接易氧化的金属材料。,应用：可用于焊接低碳钢、低合金钢，耐热钢、不锈钢；耐磨零件的堆焊、铸钢件的补焊以及异种金属材料的焊接；短焊缝、曲线焊缝和空间位置焊缝的焊接，也适于薄板的点焊和定位焊；长直缝和环缝则宜采用CO2自动焊。,(二)焊接材料CO2焊所用的焊接材料有：CO2气体和焊丝。1CO2气体纯净的CO2是无色、无味和无毒的气体，一般将其压缩成液体贮存于钢瓶供应使用。要求CO2纯度为99.5%。2焊丝CO2焊丝既是填充金属又是电极。CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种。药芯焊丝在国际上被公认为是焊接材料中最先进、发展最快的高科技技术之一，并将成为21世纪焊接材料的主导产品。,图527药芯焊丝断面形状,第四节CO2气体保护焊的设备,CO2气体保护焊的设备由三部分组成：焊接电源和控制箱、焊枪及送丝系统、CO2气体的供给装置见图4-2。,CO2气体保护焊设备,CO2焊所用的设备有半自动CO2焊设备和自动CO2焊设备。在实际生产中，半自动CO2焊设备使用最为普遍，其设备主要由三部分组成。即：焊接电源及控制箱、焊枪及送丝系统和CO2气体的供给装置。自动CO2焊设备仅多一套焊枪与焊件相对运动的机构，或者采用焊接小车进行自动操作。,1、CO2气体保护焊的电弧静特性曲线是上升的，所以要求焊接电源的外特性曲线应为平的或者是下降的。目前常用的是硅弧焊整流器和晶闸管核焊整流器。2、CO2气体保护半自动焊的送丝系统有：拉丝式、推丝式和推-拉丝式3种见图4-3所示。推丝式最为普遍；长距离送丝机构三钢球送丝机构焊丝直径为0.8-1.2mm，最远可以送30m。3、CO2气体保护焊的供气系统由钢瓶、干燥器、预热器、调压器和流量计等组成。,第五节CO2气体保护焊的工艺参数,一、焊接线能量熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量，又称为线能量。线能量的计算公式：q=IU/式中：I焊接电流AU电弧电压V焊接速度cm/sq线能量J/cm热输入，定义：单位长度焊缝上输入的热量。电流电压时间/焊接速度，单位是J/m。,二、焊接工艺参数,1、焊丝直径，见表4-2（焊丝直径选择）一般D1.6mm。2、焊接电流，用直径为0.8-1.6mm的焊丝短路过度时焊接电流通常在50230A内如图4-5所示。3、电弧电压，如图4-6所示，1724伏。4、焊接速度，1540m/h。5、焊丝伸出长度l=10d。6、CO2气体流量，815L/min。7、电源极性，一般采用直流反接。8、电路电感值，见表4-3。,粗丝CO2气体保护焊是一种自动焊接方法，适用于中厚板在水平位置的焊接，因为CO2气体保护焊的熔化系数高，电弧穿透力强，熔深大，在相投条件下，生产率较埋弧焊高，焊接成本也比较低。焊接时采用“潜弧”焊法。,三、CO2焊工艺在CO2焊中，为了获得稳定的焊接过程，熔滴过渡通常有两种形式，即短路过渡和细滴过渡。1短路过渡时工艺参数的选择短路过渡焊接时的主要特点是电压低、电流小，适合于焊接薄板及全位置焊接。短路过渡焊接主要采用细焊丝，常用焊丝直径为0.61.2mm。（1）焊接电流焊接电流的大小主要根据焊件厚度、焊丝直径、送丝速度和焊接位置等综合选择。,焊接电流的选择范围,（2）电弧电压短路过渡要求保持短电弧，即低电压。通常电弧电压在1724V范围内，必须与一定的焊丝直径和焊接电流配合适当，且允许电压波动只在13V内波动。,（3）焊接速度焊接速度对焊接成形，接头性能都有影响。一般半自动焊速度为1540m/h。（4）焊丝干伸长度干伸长度应为焊丝直径的10倍（515mm范围内）。（5）气体流量及纯度通常焊接电流在200A以下时，气体的流量选用1015L/min；焊接电流大于200A时，气体流量选用1525L/min。(6)电源极性细丝CO2焊普遍采用直流反接，此时电弧稳定性，飞溅也小，焊件熔深大。,2细滴过渡时工艺参数的选择细滴过渡CO2焊的特点是电弧电压比较高，焊接电流比较大。焊丝的熔化金属以细滴形式进行过渡，所以电弧穿透力强，焊缝熔深大，适合于中等厚度及大厚度焊件的焊接。,单元五CO2气体保护焊第六节CO2气体保护半自动焊的操作技术第七节钢结构二氧化碳气体保护焊工艺规程,第六节CO2气体保护半自动焊的操作技术,一、坡口准备和定位焊二、工作位置的组织三、焊枪的运动、引弧、收弧及焊缝的连接四、平焊五、立焊六、横焊及仰焊七、无衬垫板对接CO2气体保护半自动单面焊八、CO2气体保护焊带陶瓷衬垫单面焊九、小车式全自动CO2气体保护焊机,EHSY西域品质提供的小车式全自动CO2气体保护焊机有以下注意事项：1.使用焊机前请仔细阅读本说明书。2.焊机应置于防止日光直射、风雨侵淋的场所。3.焊机贮存和使用环境温度应在-20C到40C范围内，相对温度应小于90%。4.焊机使用的海拔高度不应超过1000米。5.焊机使用环境周围应无严重影响绝缘性能和引起腐蚀的气体、蒸发及爆炸性、腐蚀性的介质存在。6.焊机使用的环境周围应无严重的振动和颠簸。7.焊机使用前应仔细检查所有电器联接是否可靠，部件有无损坏。8.焊机应可靠接地，接地线截面积不应小于6mm2。9.焊机使用时应保证周围环境空气流通，以利于二氧化碳气体和氩气在空气中的扩散，避免因为空气中的氧分减少对操作者的身体健康带来影响。10.焊机在焊接时且不可调整电压选择开关，否则将可能导致开关毁损及焊机主变压器线圈烧坏。11.操作者焊接时必须戴好面罩、手套绝缘鞋等防护用具，防止电弧灼伤和焊机漏电伤人。12.焊接操作者必须掌握焊机性能，经过培训方能上岗。,第七节钢结构二氧化碳气体保护焊工艺规程,1适用范围本标准适用于本公司生产的各种钢结构，标准规定了碳素结构钢的二氧化碳气体保护焊的基本要求。注：产品有工艺标准按工艺标准执行。1.1编制参考标准气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形成与尺寸GB.985-881.2术语2.1母材：被焊的材料2.2焊缝金属：熔化的填充金属和母材凝固后形成的部分金属。2.3层间温度：多层焊时，停后续焊接之前，相邻焊道应保持的最低温度。2.4船形焊：T形、十字形和角接接头处于水平位置进行的焊接.,3焊接准备3.1按图纸要求进行工艺评定。3.2材料准备3.2.1产品钢材和焊接材料应符合设计图样的要求。3.2.2焊丝应储存在干燥、通风良好的地方，专人保管。3.2.3焊丝使用前应无油锈。3.3坡口选择原则焊接过程中尽量减小变形，节省焊材，提高劳动生产率，降低成本。3.4作业条件3.4.1当风速超过2m/s时，应停止焊接，或采取防风措施。3.4.2作业区的相对湿度应小于90，雨雪天气禁止露天焊接。,4施工工艺4.1工艺流程清理焊接部位检查构件、组装、加工及定位按工艺文件要求调整焊接工艺参数按合理的焊接顺序进行焊接自检、交检焊缝返修焊缝修磨合格交检查员检查关电源现场清理4操作工艺4.1焊接电流和焊接电压的选择,4.2焊速：半自动焊不超过0.5m/min.4.3打底焊层高度不超过4，填充焊时，焊枪横向摆动，使焊道表面下凹，且高度低于母材表面1.52：盖面焊时，焊接熔池边缘应超过坡口棱边0.51.5防止咬边。4.4不应在焊缝以外的母材上打火、引弧。4.5定位焊所用焊接材料应与正式施焊相当，定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，定位焊长度不宜大于40，填满弧坑，且预热高于正式施焊预热温度。定位焊焊缝上有气孔和裂纹时，必须清除重焊。,4.9焊接工艺参数,4.9.1控制焊接变形,可采取反变形措施.4.9.2在约束焊道上施焊,应连续进行,因故中断,再施焊时,应对已焊的焊缝局部做预热处理.4.9.3采用多层焊时,应将前一道焊缝表面清理干净后,再继续施焊.4.9.4变形的焊接件,可用机械(冷矫)或在严格控制温度下加热(热矫)的方法,进行矫正.5交检,6、焊接缺陷与防止方法缺陷形成原因防止措施焊缝金属裂纹1.焊缝深宽比太大1.增大焊接电弧电压,减小焊接电流2.焊道太窄2.减慢焊接速度3.焊缝末端冷却快3.适当填充弧坑夹杂1.采用多道焊短路电弧1.仔细清理渣壳2.高的行走速度2.减小行走速度,提高电弧电压气孔1.保护气体覆盖不足1.增加气体流量,清除喷嘴内的飞溅,减小工件到喷嘴的距离2.焊丝污染2.清除焊丝上的润滑剂3.工件污染3.清除工件上的油锈等杂物.4.电弧电压太高4.减小电压5.喷嘴与工件距离太远5.减小焊丝的伸出长度咬边1.焊接速度太高1.减慢焊速2.电弧电压太高2.降低电压3.电流过大3.降低焊速4.停留时间不足4.增加在熔池边缘停留时间5.焊枪角度不正确5.改变焊枪角度,使电弧力推动金属流动,未融合1.焊缝区有氧化皮和锈1.仔细清理氧化皮和锈2.热输入不足2.提高送丝速度和电弧电压,减慢焊接速度3.焊接熔池太大3.采用摆动技术时应在靠近坡口面的边缘停留,焊丝应指向熔池的前沿4.焊接技术不高4.坡口角度应足够大,以便减小焊丝伸出长度,使电弧直接加热熔池底部5.接头设计不合理未焊透、1.坡口加工不合适1.加大坡口角度,减小钝边尺寸,增大间隙2.焊接技术不高2.调整行走角度3.热输入不合适3.提高送丝的速度以获得较大的焊接电流,保持喷嘴与工件的距离合适飞溅1.电压过低或过高1.根据电流调电压2.焊丝与工件清理不良2.清理焊丝和坡口3.焊丝不均匀3.检查送丝轮和送丝软管4.导电嘴磨损4.更新导电嘴5.焊机动特性不合适5.节直流电感蛇行焊道1.焊丝伸出过长1.调焊丝伸出长度2.焊丝的矫正机构调整不良2.调整矫正机构3.导电嘴磨损3.更新导电嘴,作业：,1、CO2气体保护焊是使用的氧化性气体,为什么还能对焊接区起保护作用？2、对薄板焊接如何选择焊接规范？,
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