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CO2气体保护焊气体保护焊学习目的：了解 CO2 气体保护焊的冶金反应原理、焊接工艺特点和焊接设备，熟悉 CO2 气体保护焊的基本操作技术，掌握薄板对接CO2气体保护焊、立焊、横焊技术。第第1节节CO2 气体保护焊概述气体保护焊概述一、 CO2 气体保护焊工作原理CO2 气体保护焊是采用 CO2 气体作为保护气体隔离空气，保护熔池的焊接方法。CO2 气体保护焊是活性气体保护焊，从喷嘴喷出的 CO2气体，在高温下分解为CO 并放出氧气。二、CO2 气体保护焊工艺特点（1）生产效率高，焊丝直径小，电流密度大，电流穿透能力强，熔深大焊丛熔化效率高；（2）焊接变形小，热量集中；（3）能耗少；（4）适应范围广，可进行全方位焊接；（5）抗锈能力强，含氢较低；（6）明弧操作；（7）飞测大；（8）弧光强；三、CO2 气体保护焊冶金特点1保护作用：保护熔池不跟空气的氧气、氮气接触，由于温度很高使焊件和焊丝中的合金元素烧损，同时生成氧化物。2脱氧作用：在焊丝中加入一定量的脱氧元素，如Si、AI，等。3焊缝金属合金化：药皮和焊丝中加入合金元素，提高焊缝的合金元素含量。四、CO2 气体保护焊熔滴过渡电弧燃烧的稳定性和焊缝成形的好坏取决于熔滴过渡形式。过渡分三个形式。1 短路过渡：当电流很小，电压很低时，弧长小于熔滴自由成形的直径焊接时将不断发生短路，此时电弧稳定，飞溅小，焊弧成形好，这种过渡形式称短路过渡。也就是说，短路的频率高，焊接过程越稳定。最合适的电弧电压，对于直径 0.8-1.2mm 的焊丝,该值是20V 左右,最高短路频率约 100Hz，由于电弧不断地发生短路，可听见的“啪啪”声。当电弧电压太低时，则弧长很短，短路频率很高，电弧燃烧时间短，焊丝端部来不及熔化就插入熔池，会发生固体短路，因短路电流很大，致使焊丝突燃爆断，产生严重的飞溅。焊接过程不稳定。2射滴（颗粒）过渡当焊接电流较大，电弧电压较高时，会发生颗粒过渡。（1）大颗粒过渡：当电弧电压较高，弧长较大但电接电流较小时，焊丝端部形成的熔滴不仅左右摆动，而且上下跳动，最后落入到熔池中，这种过渡形式称为大颗粒过渡。大颗粒过渡时飞溅较多，焊缝成形不好，焊接过程不稳定。（2）小颗粒过渡：对于直径 1.6mm 的焊丝,当焊接电流越过 400A 时,熔滴较细,过渡频率较高,称为小颗粒过渡。 飞溅少、 焊接过程稳定，焊缝成形良好焊丝熔化效率高适用于中、厚板的焊接。3射流（喷射）过渡对于直径为 1.6mm 的焊丝当焊接电流越过于 700A 时，发生喷射过渡。很小的熔滴如水流从焊丝端部脱落。1、CO2 气体保护焊的气孔CO2 气体具有冷却作用，当熔池凝固时，某些气体来不及从熔池中逸出，便随着熔池的结晶凝固而留在焊缝内，形成气孔。主要有三种。1一氧化碳孔主要原因是脱氧元素不足，使熔池中熔入过多的FeO ，它和 C 发生强烈的还原反应，产生 CO 气体。只有在焊丝中含有足够的脱氧元素Si和 Mn 能有效的防止 CO气孔的产生。2氢气孔产生氢孔主要原因是焊接过程中水分解产生的 H 熔入熔池，结晶过程中排不出来，留在焊缝中。CO2 气体保护焊中氢的来源主要是保护气体不纯，含有水分超标。另外其它是待焊区域、焊丝表面的水分、油渍和铁锈。3氮气孔产生的原因是 CO2 保护气体不纯混入了空气。另外操作过程中气体流量小、喷嘴工件距离过大、喷嘴被堵塞有风。2、CO2 气体保护焊的飞溅1正确选择焊接参数（1）焊接电流和电弧电压在小电流区的短路过渡区（1 区），焊接飞溅小，而中间区（2 区）焊接飞溅最大，大电流的细颗粒过渡区（3）飞溅也小。（2）焊丝伸出长度焊丝伸出长度越长，焊接飞溅越大。 一般为 1015mm2改进焊接电源CO2 气体保护焊飞溅主要发生在短路过渡的最后阶段。改进的办法在焊接回路中串接电抗器和电阻、 电流切换、电流波形式控制等方法，减小液桥爆裂电流，从而减小焊接溅。3在CO2气体中加入氩气加入一定的氩气后改期变了 CO2 气体的物理性能和化学性质，随着氩气比例的增加，焊接飞溅逐渐减小。也改状况善了焊缝的成形。4采用低飞溅焊丝对于实芯焊丝，在保证接头力学性能的前提下，尽量降低其含碳量，适当增加Ti、AI等合金元素。5控制焊枪的角度当焊枪垂直于焊件时，焊接飞溅最少，倾斜角度越大，飞溅越多。倾斜角度不要超过20º第第2节节CO2 保护焊的焊接参数保护焊的焊接参数一、 焊丝直径焊丝直径越粗，允许使用的焊接电流越大焊接直径mm焊件厚度mm施焊位置熔滴过渡形式081-3各种位置短路过程1015-6各种位置短路过程122-12各种位置短路过程中厚平焊、平角焊细颗粒过程166-25各种位置短路过程中厚平焊、平角焊细颗粒过程20中厚平焊、平角焊细颗粒过程焊接电流相同时，熔深将随着焊丝直径的减小而增加。焊接电流相同时，焊丝越细则熔敷速度越快。二、焊接电流应根据焊件厚度、材料、焊丝直径、施焊位置及要求的熔滴过渡形式来选择焊接电流的大小。每种直径的焊丝都有一个合适的焊接电流范围，只有在这个范围内焊接过程才稳定进行。通常直径 0.8-1.6mm 的焊丝,短路过渡的焊接电流在 40-230A 范围内；细颗粒过程过渡的焊接电流在 250-500A 范围内当电源外特性不变时，改变送丝速度，此时电弧电压不变，焊接电流则发生变化。送丝速度越快，焊接电流越大。在相同的送丝速度下，随着焊丝直径的增加，焊接电流也增加。焊接电流的增大，熔深也会增加。焊接电流的增加熔敷速度和熔深都会增加。2、电弧电压电弧电压是指导电嘴与焊件间测得的电压。焊接电压是焊机上电压表所显示的电压。焊接电压比电弧电压高。焊缝成形好，电弧电压与焊接电流配合适当。通常焊接电流小时，电弧电压较低，焊接电流大时电弧电压较高。3、焊接的速度在焊丝直径、 焊接电流、 电弧电压不变的条件下，焊接速度增加时，熔宽与熔深都减小。焊接速度过快，产生咬边、未熔合出现气孔；速度过低变形增大。4、CO2 气体的流量流量过大过小都影响保护效果。通常细丝焊接时，流量为止5-15L/min。5、焊丝伸出长度焊丝伸出长度是指从导电嘴端部到焊件的距离。保持伸长不变是保证焊接过程稳定的基本条件。采用的电流密度较高，伸出长度越大，焊接的预热作用越强。当送丝速度不变时，若焊丝伸出长度增加，因预热作用强焊丝熔化快，电弧电压升高，使焊接电流变小，熔滴与熔池温度降低，将造成热量不足，容量引起未焊透、未熔合。相反若焊丝伸出长度减小，将使熔滴与熔池温度提高，在全位置焊接时引起熔池铁流的流失。焊丝伸出长度的允许值焊丝直径H08Mn2SiH06Gr19Ni9Ti0.86-125-91.07-136-111.28-157-12焊丝伸出长度过小,妨碍观察电弧,影响操作,容易因导电嘴过热夹住焊丝，烧毁导电嘴。电阻预热作用小，电弧功率大，熔深大，飞溅小。焊丝长度太大时，电弧位置变化较大，焊缝成形不好。电阻对焊丝的预热作用强，电弧功率小，熔深浅和飞溅多。6、电源极性CO2 气体保护焊通常采用直流反接（反极性）：焊件接阴极，焊丝接阳极。八、回路电感短路过渡焊接需要焊接回路中有合适的电感量，用以调节短路电流的增长速度，使焊接过程中飞溅最小。9、焊枪的倾角焊枪倾角小于是 10º 时，不论是前倾还是后倾，对焊接过程及焊弧成形没有明显的影响；但倾角过于 25º时将增加熔宽并减小熔深，还会增加飞溅。第第3节节CO2气体保护焊焊机气体保护焊焊机一、一、CO2 气体保护焊机分类及组成1CO2 气体保护焊机分类半自动和全自动CO2气体保护焊。2CO2 气体保护焊机的组成（1）焊接电源对焊接电源的要求1）具有平的或绶降的外特性曲线：采用平特性曲线，由于短路电流大，容易引弧，不易粘丝电弧拉长后，焊接电流迅速减小。不容易烧坏焊丝嘴，且弧长变化时会引起较大的焊接电流变化，电弧的自调作用强焊接参数稳定，焊接质量好。2）具有合适的空载电压：CO2 气体保护焊为38-70V。3）良好的动特性：焊机适应焊接电弧变化的特性称为焊接电源的动特性。动特性良好时，容易引弧，焊接过程稳定、飞溅小。4）合适的调节范围（2）控制系统包括引弧、 熄弧、 送丝控制、 焊接程序控制、 焊接参数调节、气体加热和送气控制、焊接坡口的自动跟踪。（3）送丝系统1）送丝机构的要求：速度均匀稳定、 调节方便、 结构牢固轻巧。2）送丝的方式：推丝式、拉丝式、推拉式三种。送丝轮：平轮V 形槽送丝机构、行星双曲线送丝机构。（4）焊枪焊枪的结构：1）喷嘴用纯铜或陶瓷制成。焊接前期最好在喷嘴的内外表面上涂一层硅油，便于清除粘附在喷嘴上的飞溅并延长使用寿命。2）导电嘴。用纯铜、铭青铜或磷青铜制成。通常导电嘴的孔径比焊丝直径大0.2mm。3）分流器用绝缘陶瓷制作，上有均匀的小孔，从枪体内喷出的保护气体经均流器后，从喷嘴中呈层流状均匀嘴出。4）导管电缆。（5）供气系统是向焊接区提供流量稳定的保护气体，由气瓶、 减压阀、 预热骂、流量计、干燥器和管路组成。二、CO2 气体保护焊焊机型号及主要技术参数1CO2 气体保护焊焊机型号所在位置表示方法表示含义1NMIG/MAG 焊机Z自卫动焊用焊机2B半自卫动焊用焊机D点焊用焊机U堆焊用焊机G切割机3M氩气及混合气体保护焊、脉冲CCO2 气体保护焊41全位置焊车式2横臂式3机床式4旋转焊头式5台式6焊接机器人7变位式5数字额定焊接电流2CO2 气体保护焊焊机主要技术参数三、CO2 气体保护焊焊操作技术1引弧主要是碰撞引弧，引弧时不必抬起焊枪。操作步骤如下：1）按焊枪上的控制开关，点动伸出焊丝，焊丝伸出长度小于喷嘴与焊件间应保持的距离，超长部分剪去，若焊丝端部出现球状时，须剪去，否则引弧困难。2）将焊枪按要求（保持合适的倾角或喷嘴高度）放在引弧处。3）按焊枪上的控制开关，焊机自动提前送气，延时接通电源，保持高电压，慢送丝，当焊丝碰撞焊件短路后，自动引燃电弧。6CO2 气体保护焊焊枪的摆动方式平对接焊，应根据坡口间隙的大小采用不同的摆动方式。立焊对接，也应根据坡口间隙的大小采用不同的摆动方式。7CO2 气体保护焊焊缝的接头按下列步骤操作：1）将待焊接头处用磨光机打磨成斜面。2）在焊缝接头斜面顶部引弧，引燃电弧后，将电弧移至斜面底部，转一圈返回引弧处后继续向左焊接。8CO2 气体保护焊焊缝的收弧操作措施：在收弧处焊枪停止前进，并在熔池未凝固时，反复断弧、引弧几次，直到弧坑填满为止。 操作均需特别注意，收弧时焊枪除停止前进外，不能抬高喷嘴，即使弧坑已填满，电弧已熄灭，也要让焊枪在弧坑处停留几秒后才能移开，因为灭弧后，控制线路仍延迟送气时间，以保证熔池凝固时能得到可靠的保护，若收弧时抬高焊枪，则容易因保护不良引起缺陷。9CO2 气体保护焊的定位焊焊前为装配和固定焊件上的接缝位置的焊接操作称为定位焊。须注意以下几点：1）按照焊接工艺规定的要求焊接定位焊缝。2）保证熔合良好，余高不能太高。3）不能焊在焊缝交叉处或焊缝方向发生急剧变化的地方，4）定位焊缝的长度、余高和间距定位焊缝的参考焊件厚度定位焊缝余高定位焊缝长度定佯焊缝间距445-10-50-1004-123-610-20100-20012615-30200-3005）防止焊接过程中焊件裂开，尽量避免强制装配，必要时增加定位焊缝的长度，并减小定位焊缝的间距。6）定位焊后必须尽快焊接，避免中途停顿或存放时间过长，定位焊接电流比焊接电流大10-15。10 CO2 气体保护焊左焊法与右焊法可以按照焊枪的移动方向分为右焊法和左焊法。1）右焊法：熔池的可见度及气体保护效果较好，但因焊丝直指熔池，电弧将熔池的液态金属向后吹，容易造成余高和焊波过大，影响焊缝成形，并且焊接时喷嘴挡住待焊的焊缝，不便观察焊缝的间隙，容易焊偏。2）左焊法：喷嘴不会挡住视线，能够清楚的看见焊缝，不容焊偏，熔池受到的电弧吹力小，能得较大熔宽。复习思考题复习思考题1CO2 气体保护焊的工艺特点有哪些？2CO2 气体保护焊采用哪些脱氧措施？3CO2 气体保护焊的熔滴过渡方式有哪些？4CO2 气体保护焊产生气孔的种类有哪些？如何防止？5从哪些方面入手可能性以减小 CO2 气体保护焊的飞溅？6CO2 气体保护焊的焊接参数包括哪些？7CO2 气体保护焊机由哪些部分组成？8CO2 气体保护焊的送丝方式有哪些？9CO2 气体保护焊供气系统包括哪些？10 CO2 气体保护焊的引弧操作要领是什么？11 CO2 气体保护焊的接头操作要领是什么？CO2气体保护焊左焊法有用什么不同？