第十一章：二保焊与混合气体保护焊PPT参考课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,*,二保焊,混合气体保护焊,第十一章,公尚勇,2015,1,2,焊接方法分类,手工焊,CO,2,焊,埋弧焊,MAG,焊,MIG,焊,TIG,焊,等离子弧焊,熔化极,非熔化极,熔化焊接,压力焊,钎焊,电弧焊,气焊,铝热焊,电渣焊,电子束焊,激光焊,用实芯焊丝的惰性气体,（,Ar,或,He,）保护电弧焊,法称为熔化极惰性气体,保护焊，简称,MIG,焊,。,MAG,焊,是熔化极活性气体保护电弧焊的英文简称。它是在氩气中加入少量的氧化性气体（氧气，二氧化碳或其混合气体）混合而成的,一种混合气体保护焊。我国常用的是,80%Ar+20%,二氧化碳的混合气体，由于混合气体中氩气占的比例较大，故常称为富氩混合气体保护焊。,TIG,焊,又称为惰性气体钨极保护焊。无论是手工焊接还是,自动焊接,0.5,4.0mm,厚的不锈钢时，最常用的就是,TIG,焊。,2,2,气体保护焊的定义：,外加气体保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护焊。,常用的保护气体：,二氧化碳气,（,CO2）,、,氩气,（,A r）,、,氦气,（,He）,及它们的混合气体:,CO2+A r、CO2+A r+He、。,气体保护电弧焊,3,2,用焊丝来代替焊条,经送丝轮通过送丝软管送到焊枪,经导电咀导电,在,CO2,气氛中,与母材之间产生电弧,靠电弧热量进行焊接。,CO2,气体通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气隔离开来，保护焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。,C02,焊的原理,1-,焊件,2-,被排开的的空气,3-,形成气罩的气流,4-,焊丝,5-,焊炬喷嘴,4,2,二保焊设备,半自动二保焊设备由焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统、冷却水循环装置及控制系统等几部分组成。,焊接电源,送丝机构,供气系统,5,2,CO2,气体保护焊的原理,实芯焊丝电极,保护气进入,焊接方向,可消耗的电极,电弧,母材,焊接金属,保护气,气体喷嘴,送丝管和导电嘴,电流导体,6,2,CO2,气体保护焊的原理,Mn,Si,焊丝,(Mn,Si),CO,2,CO,2,O,2,N,2,O,2,N,2,O,O,CO,CO,焊接金属,母材,CO,2,气体将电弧和焊接熔池与空气隔离开。,为了防止焊接缺陷，,使用加入锰和硅元素的焊丝，,因为这些元素比铁容易与氧发生反应。,7,2,CO,2,气体保护焊的主要特性,优点,(,与电焊条比较,),CO2 气体保护焊克服了手工电弧焊遇到的焊条长度的限制。,焊接金属的沉积率比手工电弧焊的高。,焊接速度比手工电弧焊的高。,可以保证长焊缝没有手工电弧焊的断续接点。,由于没有厚厚的焊渣极大地减少了焊后清理的工作量。,局限性,焊接电弧必须防止气流将,CO,2,保护气氛吹散或稀释。,较高的热辐射和强烈的电弧光均比手工电弧焊的高。,手工电弧焊,CO2,气体保护焊,8,2,飞溅的产生,低焊接电,流范围,高焊接电,流范围,通常,短路过渡所产生的飞溅颗粒的尺寸比,熔滴过渡所产生的飞溅颗粒的尺寸小。,9,2,短路过渡是短路和电弧切断在每一秒交替进行,20,到,200,次。,熔化的小金属熔滴只有当电极接触到焊接熔池时才从电极,转移到工件上,。,这种类型的过渡在低电流范围产生。,CO2,气体保护下的熔滴过渡能在所用的所有焊接电流发生,。,熔滴过渡表现为小熔滴的直径接近焊丝的直径。,CO2,气体保护焊的金属过渡,短路过渡,熔滴过渡,低焊接电,流范围,高焊接电,流范围,10,2,焊接效果,溶深大,熔,深是手弧焊的三倍,坡口加工小。,溶敷效率高,手弧焊焊条,熔,敷效率是60%,CO,2,焊焊丝,熔,敷效率是90%,引弧性能好,能量集中，引弧容易，连续送丝电弧不中断。,焊接质量好,对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小。,焊接范围广,可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊,焊接速度快,单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍,与手工焊比：抗风能力差，设备较复杂。,C02,气保焊的特点,11,2,CO2,焊的缺点,使用,大,焊接,电流,焊接时，焊缝表面,成形较差，飞溅较多,。,不能焊接容易氧化的有色金属,材料。,很难用交流电源焊接和在有风的地方施焊,。,弧光较强,，特别是大电流焊接时，电流的,光热辐射较强,。,12,2,2.几项要求,5,极性,4,气体,2,干伸长度,1,焊接速度,3,焊丝,13,2,在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下，焊接速度增加，,焊道变窄,熔深和余高变小，,容易产生咬边未熔合等焊接缺陷，而且使气体保护效果变差，还会出现气孔；但焊接速度过慢，生产效率降低，焊接变形增大。,CO,2,半自动焊的焊接速度为,30,60 cm/min,。,自动焊：焊接速度可高达250,cm/min,以上。,焊接速度,14,2,焊接速度对焊缝成型的影响,如果其他变量保持不变,焊接速度的增加将引起,焊道尺寸的减小。,20 cm/min,40 cm/min,60 cm/min,80 cm/min,100 cm/min,15,2,小于300,A,时:,L=(10-15),倍焊丝直径.,大于300,A,时:,L=(10-15),倍焊丝直径+5,mm,干伸长度,定义:,焊丝伸出长度（也称干伸长）是指从导电嘴到焊丝端部的距离，一般约等于焊丝直径的,10,倍，且不超过,15mm,。,举例：,直径1.2,mm,焊丝可用电流120-350,A,电流小时乘10倍的焊丝直径，,电流大时乘15倍的焊丝直径。,干伸长度,工件,导电咀,16,2,干伸长度,干伸长度从导电嘴端部到电极末端的距离。干伸长度的增加将导致其电阻的增加。,比较适当的干伸长度为：,短路过渡,6,15 mm,熔滴过渡,15,25 mm,工件,喷嘴到工件的距离,导电嘴,喷嘴,电弧长度,干伸长,导电嘴到工,件的距离,17,2,保持干伸长度不变是保证焊接过程稳定性的重要因素之一。,过长时：,气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大,熔深变浅，成形变坏.,过短时：,看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大，熔深变深，焊丝易与导电咀粘连.,干伸长度为什麽要求严格,干伸长度,工件,导电咀,18,2,焊丝,因,CO2,是一种氧化性气体，在电弧高温区有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以,CO2,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,S i、M n,等脱氧元素的焊丝。,CO2,焊丝分为,实芯焊丝,和,药芯焊丝,两种.,19,2,纯度：纯度要求,大于 99.5%,，含水量小于0.05%。,CO,2,气体,20,2,液态,CO,2,气瓶,气态,CO,2,气瓶,液态,CO,2,水,水,气态,CO,2,放水,放杂气,如果纯度不够，可采取以下措施：,（1）,将CO2钢瓶倒置12h，使水分下沉，每隔30min左右放水一次，放,两到三次，然后将钢瓶放正；,（2）更换新气时，先放气23min，以排出混入瓶内的空气和水分；,（3）,在气路中串联预热器和干燥器，以进一步减少CO2气体中的水分,。,提纯,21,2,反极性特点：,电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小,。,正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝,熔化速度快（约为反极性的1.6倍），只在堆焊时,才采用。,极性,工件,焊枪,直流反极性接法,KR,200,A,V,+,工件,焊枪,直流正极性接法,KR,200,A,V,+,CO,2,焊、,MAG,焊和脉冲,MAG,焊一般都采用直流反极性。,22,2,环境卫生要求等,KR,200,A,V,KR,200,A,V,防止雨淋,避,免,阳,光,直,射,20,cm,30,cm,远离热源及易燃易爆物,焊机应尽量,安装在湿度,小、灰尘少,、风速较弱,的场所。,23,2,安全卫生与劳动保护,CO2,气体在电弧高温作用下，电弧区中将有50%左右的,CO2,气体发生分解，并生成,CO,和,O。,同时在冶金反应中亦会生成少量,CO，,强烈的氧化作用还会产生大量烟尘从安全角度考虑，,CO2,焊时除应防止触电、弧光照射、飞溅物烫伤外,，还应注意焊接,现场的通风换气与除尘,。,24,2,操作技能,25,2,CO,2,保护焊焊接质量标准,1,、焊缝表面平直、鳞纹均匀、高度一致。,2、焊缝余高不超过2mm，焊缝余高差小于,1mm。,3、无过大焊瘤、气孔、咬边，不得有未,焊透、未熔合现象。,4,、无焊渣、残留焊丝。,26,2,电流与电压控制,焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝,成形良好,、,飞溅减少,、,减少,焊接,缺陷,，电弧电压和焊接电流要,相互匹配,。在小电流焊接时，电弧电压过高，金属飞溅将增多；电弧电压过低，则焊丝容易伸入熔池，使电弧不稳。在大电流焊接时，若电弧电压过高，则金属飞溅增多，容易产生气孔；电压过低，则电弧太短，使焊缝成形不良。,27,2,电流与电压控制,焊接电流是确定熔深的主要因素。随着,电流的增加,，,熔深,和熔敷速度都要,增加,，,熔宽,也,略有增加,。送丝速度越快，焊接电流越大，基本上是正比关系。,焊接电流过大时，会造成熔池过大，焊缝成形恶化,。,随电弧电压的增加，,熔宽明显增加,，而焊缝余高和熔深略有减少，,焊缝机械性能有所降低。电弧电压过高，会产生焊缝气孔和增加飞溅。电弧电压过低，焊丝将插入熔池，电弧不稳，影响焊缝成形。,28,2,焊接电流对焊缝成型的影响,如果其他变量保持不变,焊接电流的增加（送丝速度）,将导致如下变化,;,焊缝宽度及熔深增加。,沉积率增加。,焊道的尺寸增加。,100,200,300,400,500,焊接电流,(A),0,20,40,60,80,100,120,140,焊丝熔化率,(g/min),0.8,1.0,1.2,1.6,焊道宽度,熔深,加强高,250A,26V,300A,29V,350A,31V,400A,35V,450A,35V,29,2,电弧电压对焊缝成型的影响,如果其他变量保持不变,电弧电压与电弧长度有关系。,由一个适当的电弧电压,电弧电压增加将引起焊道变平和熔化区域变宽。,过高的电弧电压将引起焊接缺陷,(,气孔、飞溅和咬边,),。,减小电弧电压将使焊道变窄而加强高较大及熔深较大。,过低的电弧电压将导致熄弧。,Long,Optimum,Short,Arc voltage:Low Optimum High,400A,26V,400A,30V,400A,35V,400A,38V,400A,42V,30,2,在焊接过程中,焊枪的高度(干伸长度)和角度,自始至终保持一致.,焊枪操作,20,0,焊接方向,小于300,A,时:,L=(10-15),倍焊丝直径.,大于300,A,时:,L=(10-15),倍焊丝直径+5,mm,L,31,2,CO2保护焊操作技能,平焊按焊枪运动方向分右焊法和左焊法（焊枪从右到左移动）二种。右焊法时熔池保护良好，热量利用充分，焊缝外形较饱满；但右焊法时不易观察焊接方向，易偏焊。一般常用左焊法。,20,0,焊接方向,前进法,焊接方向,后退法,20,0,32,2,焊枪角度,向前和向后,向前焊接,使用向前焊接的方法,电弧力推动焊接金属向前离开熔池到前方较凉的,金属上。,在,CO2,气体保护焊中,焊枪操作通常采用向前焊接。,向后焊接,向后焊接的方法指引电弧力向熔池方向。,10,15,向前焊接,向后焊接,10,15,33,2,焊丝、焊口及周围,10,20mm,范围内必须保持清洁，不得有影响焊接质量的铁锈、油污、水和涂料等异物。,左焊法时，电弧对母材有预热作用，熔宽增加，焊缝形成较平，且能看清焊接方向，不易焊偏。焊枪倾角约为,10,20,。,20,0,焊接方向,前进法,34,2,吸入空气,焊枪倾角太大：吸入空气，产生气孔，焊缝不均匀。,干伸长度太大：保护不好易产生气孔。,35,2,（水平角焊）,水平侧,垂,直,侧,（薄板正视图）,40 45,0,水平侧,垂,直,侧,（厚板正视图）,40 45,0,10 20,0,（侧视图）,0.53,mm,01.5,mm,薄板水平角焊：焊丝指向焊缝。厚板水平角焊：要使焊缝对称，必须考虑垂直侧与水 平侧的散热情况，上板散热差，下板 散热好，所以，电弧应指向下板。,36,2,水平侧,垂,直,侧,40 45,0,0,水平侧,垂,直,侧,40 45,0,03,mm,电弧指向位置错,37,2,不等厚板时焊枪角度控制,38,2,引弧和收弧控制,引弧,。一般都采用直接短路引弧，如果焊丝与焊件接触太近或接触不良都会引起焊丝成段爆炸。因此，一般在引弧前焊丝端头与焊件保持23毫米的距离，并要注意剪掉丝端头的球状焊丝。,引弧时要选好位置，采用倒退引弧法。,收弧,。收弧时须填满弧坑，焊枪在收弧处稍停片刻，继续送气保护，然后慢慢抬起焊把，不应立即抬起焊枪，否则弧坑容易形成气孔。,39,2,气体流量控制,气体流量直接影响气体保护效果。气体流量过小时，焊缝易产生气孔等缺陷。气体流量过大时，不仅浪费气体，而且焊缝由于氧化性增强而形成氧化皮，降低焊缝质量。,40,2,二氧化碳保护焊焊接规范,41,2,禁止电风扇风向正对焊口，影响气体保护。,42,2,气体流速对焊缝外观的影响,焊接电流,:150 A,电弧电压,:19 V,干伸长度,:15 mm,0 L/min,5 L/min,10 L/min,15 L/min,43,2,焊接手法控制,焊接时手把要稳，焊接速度要均匀。产生焊瘤的重要原由是焊枪运行不均，造成熔池温度过高，液态金属凝聚迟钝下坠，因而在焊缝外貌形成金属瘤。,44,2,装配间隙和坡口尺寸,一般对于,12 mm,以下的焊件不开坡口也可焊透,，对于必须开坡口的焊件，一般坡口角度可,由焊条电弧焊的,60,左右减为,30,40,，,钝边可相应增大,2,3 mm,，,根部间隙可相应减少,1,2 mm,。,45,2,定位焊,CO2,焊比手弧焊产生的热量更多，因此焊前需进行定位焊接，定位焊要点如下：,中厚板对焊的定位,薄板对焊的定位,200 500,mm,20 50,mm,100 150,mm,5 10,mm,中厚板是指厚度,4.5-25.0mm,的钢板,厚度,25.0-100.0mm,的称为厚板,厚度超过,100.0mm,的为特厚板,46,2,摆动送枪法,焊缝有间隙时应摆动送枪,（,a）,小摆动：适用于小焊缝,（,b）,月牙形摆动：适用于大焊缝,47,2,重要产品进行焊接时，为消除在引弧时产生飞溅、烧穿、气孔及未焊透等缺陷，可采用引弧板，如图所示。,使用引弧板,48,2,不采用引弧板而直接在焊件端部引弧时，可在焊缝始端前,15,20mm,处引弧后，立即快速返回始焊点，然后开始焊接，,如图所示。,49,2,常见现象与检查,1 飞溅大,2,出现蛇形焊缝,50,2,焊接时飞溅大,焊接飞溅大,焊丝质量不好,化学成分及机械性能不合格,焊件及焊丝污物过多,及时清除或更换,焊接回路接触不良,各连接处应连接牢固,焊枪操作不当,保持正确的角度,导电嘴、送丝轮、焊丝直径使用不当,导电嘴磨损、送丝轮规格不对、焊丝直径选用过粗。,焊接规范设置不当,根据焊接条件正确设定焊接电流和焊接电压。,51,2,1、由于二氧化碳气体具有强烈的氧化性能，在高温作用下，体积急剧膨胀，从而产生大量的细粒飞溅。,2、电弧极性选用不当引起的飞溅。当用正极性焊接时，正离子飞向焊丝末端的熔池，机械冲击力大，因此造成大颗粒的飞溅。,co2电弧焊在焊接薄板时一般都是采用直流反接（反极性），即焊件接阴极，焊丝接阳极。因为采用反极性，飞溅小，电弧稳定，成形较好。,3、,非轴向性的粗滴过渡造成的飞溅。这种飞溅是在粗滴过渡时由于电弧的斥力所产生的。当,熔滴,在极点压力和弧柱中气流,压力,的共同,作用下，熔滴被推向焊丝末端的熔池，并抛向熔池外面而造成的飞溅。,另外由于焊接工艺选择不当也会在焊接中造成飞溅。,飞溅的原因,52,2,（1）正确选择焊接参数。,在选择焊接电流时，应尽可能避开焊接飞溅率高的电流区域，焊接电流确定后再匹配适当的电弧电压。,焊丝伸出长度越长，焊接飞溅越大，因而，,焊丝伸出长度应尽可能缩短,。,（2）在CO2气体中加入氩气。,（3）采用,低飞溅焊丝,。,（4）,控制焊枪角度,。,解决办法,53,2,空气,喷嘴,飞溅,飞溅堵死：气体保护不好，产生气孔，电弧不均。,喷嘴松动：吸入空气，保护不好，产生气孔。,出现蛇形焊缝,54,2,喷嘴的飞溅物对焊缝外观的影响,焊接电流,:150 A,电弧电压,:19 V,干伸长度,:15 mm,粘着飞溅物,清除飞溅物,55,2,56,2,