湖南大学焊接工程基础熔化极气体保护电弧焊学习教案.pptx

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1、会计学1湖南大学焊接工程基础熔化湖南大学焊接工程基础熔化(rnghu)极气极气体保护电弧焊体保护电弧焊第一页，共49页。第四章第四章 熔化极气体熔化极气体(qt)保护电弧保护电弧焊焊n n学习目标学习目标n n掌掌握握熔熔化化极极气气体体保保护护焊焊的的原原理理、熔熔滴滴过过渡渡、焊接区冶金保护及其气体选择；焊接区冶金保护及其气体选择；n n熟熟悉悉影影响响焊焊接接质质量量的的因因素素和和保保证证焊焊接接质质量量的措施；的措施；n n了了解解(lioji)熔熔化化极极气气体体保保护护焊焊设设备备的的基基本组成；本组成；n n掌掌握握常常用用的的MIG焊焊、MAG焊焊、CO2气气体体保保护焊的基

2、本工艺技术。护焊的基本工艺技术。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊2第1页/共48页第二页，共49页。n n主要内容主要内容n n第一节第一节 熔化极气体保护电弧焊原理熔化极气体保护电弧焊原理(yunl)及分类及分类n n第二节第二节 熔化极气体保护焊的气体选择与熔化极气体保护焊的气体选择与冶金特性冶金特性n n第三节第三节 惰性及混合气体保护焊惰性及混合气体保护焊n n第四节第四节 CO2气体保护焊气体保护焊n n第五节第五节 药芯焊丝电弧焊药芯焊丝电弧焊n n第六节第六节 熔化极气体保护焊的特别技术熔化极气体保护焊的特别技术2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)

3、保护电弧焊3不讲不讲不讲不讲第四章第四章 熔化熔化(rnghu)极气体保护电弧极气体保护电弧焊焊第2页/共48页第三页，共49页。第一节第一节 熔化极气体熔化极气体(qt)保护焊原理及分类保护焊原理及分类 熔熔熔熔化化化化极极极极气气气气体体体体保保保保护护护护焊焊焊焊是是是是指指指指使使使使用用用用熔熔熔熔化化化化电电电电极极极极，用用用用外外外外加加加加气气气气体体体体作作作作为为为为电电电电弧弧弧弧介介介介质质质质并并并并保保保保护护护护电电电电弧弧弧弧和和和和焊焊焊焊接接接接区区区区的的的的电电电电弧弧弧弧焊焊焊焊方方方方法法法法，英英英英文文文文简简简简称称称称GMAWGMAW（Ga

4、s Gas Metal Arc WeldingMetal Arc Welding）。）。）。）。一、熔化极气体保护焊原理一、熔化极气体保护焊原理一、熔化极气体保护焊原理一、熔化极气体保护焊原理 热源：电弧（建立在焊丝与熔池间）热源：电弧（建立在焊丝与熔池间）热源：电弧（建立在焊丝与熔池间）热源：电弧（建立在焊丝与熔池间）焊缝：熔化焊丝焊缝：熔化焊丝焊缝：熔化焊丝焊缝：熔化焊丝+母材金属母材金属母材金属母材金属(jnsh(jnsh)保护：气体保护、气保护：气体保护、气保护：气体保护、气保护：气体保护、气-渣联合保护渣联合保护渣联合保护渣联合保护2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊

5、4第3页/共48页第四页，共49页。二、熔化极气体保护焊方法分类及其应用二、熔化极气体保护焊方法分类及其应用依依焊焊丝丝(hn s)结结构构：实实心心焊焊丝丝(hn s)气气体体保保护焊、药芯焊丝护焊、药芯焊丝(hn s)电弧焊电弧焊依依保保护护气气体体：CO2气气体体保保护护焊焊、惰惰性性气气体体保保护护焊焊(MIG：Metal Inert Gas Arc Welding)、混混合合气气体体保保护护焊焊(MAG：Metal Active-Gas Arc Welding)依操作过程：半自动焊、自动焊依操作过程：半自动焊、自动焊应应用用：碳碳钢钢、低低合合金金结结构构钢钢、不不锈锈钢钢、铝铝、铜

6、铜及其合金及其合金2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊5第一节第一节 熔化极气体保护熔化极气体保护(boh)焊原理及分类焊原理及分类第4页/共48页第五页，共49页。第一节第一节 熔化极气体保护焊原理熔化极气体保护焊原理(yunl)及分类及分类三、熔化极气体保护焊的特点三、熔化极气体保护焊的特点与焊条电弧焊和埋弧焊相比与焊条电弧焊和埋弧焊相比优优点点：生生产产率率高高、焊焊接接变变形形小小、焊焊缝缝含含氢氢量量比比焊焊条条电电弧弧焊焊少少、烟烟雾雾少少、熔熔深深大大、明明弧弧焊焊接接可可观观察察电电弧弧熔熔池池的的状状态态和和行行为为、可可进进行行全全位位置置焊焊接接、无

7、无需需清渣。清渣。缺缺点点：焊焊接接过过程程受受环环境境(hunjng)制制约约（防防风风）、焊焊枪枪重重，灵灵活活性性差差、狭狭小小空空间间不不易易焊焊接接、设设备备较较复杂、使用维护要求高。复杂、使用维护要求高。第5页/共48页第六页，共49页。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊7第一节第一节 熔化熔化(rnghu)极气体保护焊原理及分类极气体保护焊原理及分类三、熔化极气体保护焊的应用三、熔化极气体保护焊的应用1适适合合焊焊接接的的材材料料：使使用用惰惰性性(duxng)保保护护气气体体，可可焊焊接接钢钢铁铁材材料料和和非非铁铁材材料料。但但从从焊焊丝丝供供应应和和成成本

8、本考考虑虑主主要要用用于于铝铝铜铜钛钛及及其其合合金金、不不锈锈钢钢、耐耐热热钢钢的的焊焊接接。混混合合气气体体和和CO2气气体体保保护护焊焊用用于于碳碳钢钢、低合金高强度钢的焊接。低合金高强度钢的焊接。2 焊接位置：可进行全焊接位置：可进行全位置焊接，以平焊和位置焊接，以平焊和横焊效率最高。横焊效率最高。3可焊厚度：薄至可焊厚度：薄至1mm以下，最厚不受限制。以下，最厚不受限制。第6页/共48页第七页，共49页。第二节第二节 保护保护(boh)气体选择与冶金气体选择与冶金特性特性保保保保护护护护气气气气体体体体作作作作用用用用：保保保保护护护护（隔隔隔隔离离离离空空空空气气气气，使使使使高高

9、高高温温温温焊焊焊焊接接接接区区区区免免免免遭遭遭遭空空空空气气气气侵侵侵侵害害害害）；改改改改善善善善工工工工艺艺艺艺性性性性能能能能（一一一一定定定定程程程程度度度度上上上上影影影影响响响响甚甚甚甚至至至至决决决决定定定定着着着着电电电电弧弧弧弧的的的的能能能能量量量量特特特特性性性性(txng)(txng)、形态特征、工艺特性、形态特征、工艺特性、形态特征、工艺特性、形态特征、工艺特性(txng)(txng)）；冶金作用。）；冶金作用。）；冶金作用。）；冶金作用。一、熔化极气体保护焊的气体选择一、熔化极气体保护焊的气体选择一、熔化极气体保护焊的气体选择一、熔化极气体保护焊的气体选择按组元

10、数量：单一气体、混合气体按组元数量：单一气体、混合气体按组元数量：单一气体、混合气体按组元数量：单一气体、混合气体按气体化学性质：氧化性气体、还原性气体、惰性气体按气体化学性质：氧化性气体、还原性气体、惰性气体按气体化学性质：氧化性气体、还原性气体、惰性气体按气体化学性质：氧化性气体、还原性气体、惰性气体2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊8第7页/共48页第八页，共49页。保护气体选择原则保护气体选择原则保护气体选择原则保护气体选择原则对焊缝性能无害原则对焊缝性能无害原则对焊缝性能无害原则对焊缝性能无害原则 黑黑黑黑色色色色金金金金属属属属(低低低低碳碳碳碳钢钢钢钢、低低低低

11、合合合合金金金金结结结结构构构构钢钢钢钢)可可可可以以以以采采采采用用用用氧氧氧氧化化化化性性性性气体气体气体气体(如如如如CO2CO2、O2)O2)做焊接气氛；做焊接气氛；做焊接气氛；做焊接气氛；有色金属必须采用惰性气体做焊接气氛。有色金属必须采用惰性气体做焊接气氛。有色金属必须采用惰性气体做焊接气氛。有色金属必须采用惰性气体做焊接气氛。改善工艺及焊缝质量原则改善工艺及焊缝质量原则改善工艺及焊缝质量原则改善工艺及焊缝质量原则 焊焊焊焊 接接接接 碳碳碳碳 钢钢钢钢 或或或或 低低低低 合合合合 金金金金 高高高高 强强强强 钢钢钢钢 时时时时，常常常常 用用用用(chn(chn ynyn)A

12、r+CO2)Ar+CO2等等等等 混混混混 合合合合 气气气气 体体体体；焊焊焊焊 接接接接 不不不不 锈锈锈锈 钢钢钢钢 时时时时 常常常常 用用用用(chn(chn yn yn)Ar+O2)Ar+O2混合气体。混合气体。混合气体。混合气体。提高工艺技术水平原则提高工艺技术水平原则提高工艺技术水平原则提高工艺技术水平原则 提提提提高高高高电电电电弧弧弧弧温温温温度度度度、能能能能量量量量密密密密度度度度、电电电电弧弧弧弧的的的的挺挺挺挺度度度度以以以以及及及及电电电电弧弧弧弧的的的的导热速度以提高焊接生成率和焊接工艺质量导热速度以提高焊接生成率和焊接工艺质量导热速度以提高焊接生成率和焊接工艺

13、质量导热速度以提高焊接生成率和焊接工艺质量2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊9第二节第二节 保护气体选择与冶金保护气体选择与冶金(yjn)特性特性第8页/共48页第九页，共49页。二、二、二、二、MIGMIG及及及及MAGMAG焊的冶金特性焊的冶金特性焊的冶金特性焊的冶金特性MIGMIG焊的特点焊的特点焊的特点焊的特点 惰性气体纯惰性气体纯惰性气体纯惰性气体纯ArAr或或或或HeHe：不与熔融金属发生：不与熔融金属发生：不与熔融金属发生：不与熔融金属发生(fshng)(fshng)化合；化合；化合；化合；不会向熔滴和熔池金属溶解，焊缝金属纯净度高，气孔、不会向熔滴和熔池

14、金属溶解，焊缝金属纯净度高，气孔、不会向熔滴和熔池金属溶解，焊缝金属纯净度高，气孔、不会向熔滴和熔池金属溶解，焊缝金属纯净度高，气孔、缺陷少。缺陷少。缺陷少。缺陷少。注意：控制焊接热输入避免焊缝及焊接热影响区的塑、注意：控制焊接热输入避免焊缝及焊接热影响区的塑、注意：控制焊接热输入避免焊缝及焊接热影响区的塑、注意：控制焊接热输入避免焊缝及焊接热影响区的塑、韧性降低；韧性降低；韧性降低；韧性降低；细滴、射流或旋转射流过渡可能发生细滴、射流或旋转射流过渡可能发生细滴、射流或旋转射流过渡可能发生细滴、射流或旋转射流过渡可能发生(fshng)(fshng)低熔点元低熔点元低熔点元低熔点元素蒸发。素蒸发

15、。素蒸发。素蒸发。MAGMAG焊的特点焊的特点焊的特点焊的特点 少量金属发生少量金属发生少量金属发生少量金属发生(fshng)(fshng)一定的氧化。在焊丝的选择时，一定的氧化。在焊丝的选择时，一定的氧化。在焊丝的选择时，一定的氧化。在焊丝的选择时，焊丝的化学成分应给予一定的损失补偿量。焊丝的化学成分应给予一定的损失补偿量。焊丝的化学成分应给予一定的损失补偿量。焊丝的化学成分应给予一定的损失补偿量。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊10第二节第二节 保护保护(boh)气体选择与冶金特气体选择与冶金特性性第9页/共48页第十页，共49页。三、三、三、三、CO2CO2焊接的冶金

16、特性焊接的冶金特性焊接的冶金特性焊接的冶金特性1 1、CO2CO2的特性的特性的特性的特性在电弧高温作用下，在电弧高温作用下，在电弧高温作用下，在电弧高温作用下，CO2CO+1/2O2CO2CO+1/2O2QQ O22O O22OQQCO2CO2、O2O2和和和和OO具有具有具有具有(jyu)(jyu)强烈的氧化性，使强烈的氧化性，使强烈的氧化性，使强烈的氧化性，使FeFe及其它合金元素氧化。及其它合金元素氧化。及其它合金元素氧化。及其它合金元素氧化。氧化反应产物：氧化反应产物：氧化反应产物：氧化反应产物：SiO2SiO2、MnOMnO、FeO FeO、COCO等。等。等。等。2023/2/7

17、第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊11以熔渣形式浮于以熔渣形式浮于熔池表面熔池表面具有表面性具有表面性质不会引起质不会引起气孔气孔部分成熔渣；部部分成熔渣；部分溶入液态金属分溶入液态金属(K)第二节第二节 保护气体保护气体(qt)选择与冶金特选择与冶金特性性第10页/共48页第十一页，共49页。2 2、脱氧措施、脱氧措施、脱氧措施、脱氧措施 FeO FeO带来的问题：带来的问题：带来的问题：带来的问题：氧化产物氧化产物氧化产物氧化产物FeOFeO进入熔滴会引起进入熔滴会引起进入熔滴会引起进入熔滴会引起C C和合金元素烧损，甚至导致熔滴爆炸而和合金元素烧损，甚至导致熔滴爆炸而和合金元素烧损，甚

18、至导致熔滴爆炸而和合金元素烧损，甚至导致熔滴爆炸而产生飞溅；产生飞溅；产生飞溅；产生飞溅；FeOFeO进入熔池会引起进入熔池会引起进入熔池会引起进入熔池会引起C C和合金元素烧损和和合金元素烧损和和合金元素烧损和和合金元素烧损和COCO气孔。气孔。气孔。气孔。熔池结晶后，残留在焊缝金属中的熔池结晶后，残留在焊缝金属中的熔池结晶后，残留在焊缝金属中的熔池结晶后，残留在焊缝金属中的FeOFeO将使焊缝中的含氧量增加将使焊缝中的含氧量增加将使焊缝中的含氧量增加将使焊缝中的含氧量增加(zngji)(zngji)而降低其力学性能。而降低其力学性能。而降低其力学性能。而降低其力学性能。解决措施：在焊丝或药

19、芯焊丝的药粉中加入脱氧剂合金元素，将解决措施：在焊丝或药芯焊丝的药粉中加入脱氧剂合金元素，将解决措施：在焊丝或药芯焊丝的药粉中加入脱氧剂合金元素，将解决措施：在焊丝或药芯焊丝的药粉中加入脱氧剂合金元素，将FeOFeO还原并补充熔池中的合金元素含量。还原并补充熔池中的合金元素含量。还原并补充熔池中的合金元素含量。还原并补充熔池中的合金元素含量。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊12第二节第二节 保护气体选择保护气体选择(xunz)与冶金与冶金特性特性第11页/共48页第十二页，共49页。脱氧原则：脱氧原则：脱氧原则：脱氧原则：脱氧产物不能有气体；脱氧产物不能有气体；脱氧产

20、物不能有气体；脱氧产物不能有气体；生成物密度要小，熔点要低。生成物密度要小，熔点要低。生成物密度要小，熔点要低。生成物密度要小，熔点要低。主主主主要要要要有有有有AlAl、TiTi、SiSi、MnMn等等等等。采采采采用用用用(ciyng)Si(ciyng)Si、MnMn联联联联合合合合脱脱脱脱氧氧氧氧生生生生成成成成复复复复合合合合化化化化合合合合物物物物MnOMnOSiO2(SiO2(硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐)，易易易易浮浮浮浮出出出出熔熔熔熔池池池池，凝凝凝凝固固固固后后后后成成成成为为为为渣渣渣渣壳壳壳壳覆覆覆覆盖在焊缝表面。盖在焊缝表面。盖在焊缝表面。盖在焊缝表面。碳含量的问题：碳含

21、量的问题：碳含量的问题：碳含量的问题：为为为为了了了了防防防防止止止止气气气气孔孔孔孔和和和和减减减减少少少少飞飞飞飞溅溅溅溅以以以以及及及及降降降降低低低低焊焊焊焊缝缝缝缝产产产产生生生生裂裂裂裂纹纹纹纹的的的的倾倾倾倾向向向向，焊焊焊焊丝丝丝丝中中中中的的的的C C一般都限制在一般都限制在一般都限制在一般都限制在0.150.15以下。以下。以下。以下。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊13第二节第二节 保护气体保护气体(qt)选择与冶金选择与冶金特性特性第12页/共48页第十三页，共49页。3、气孔问题、气孔问题CO气孔气孔 FeO溶于熔池与溶于熔池与C反应生成反应

22、生成CO。CO气孔常出现在焊缝根部与表面，且多呈气孔常出现在焊缝根部与表面，且多呈针尖状。针尖状。控制措施：提高焊丝控制措施：提高焊丝(hn s)中脱氧元素中脱氧元素Si和和Mn含量、限制焊丝含量、限制焊丝(hn s)中的含碳量。中的含碳量。氮气孔氮气孔 保护气层遭到破坏时空气侵入焊接区所致保护气层遭到破坏时空气侵入焊接区所致 控制措施：增强气体的保护效果、选用含固氮控制措施：增强气体的保护效果、选用含固氮元素（如元素（如Ti和和Al）的焊丝）的焊丝(hn s)。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊14第二节第二节 保护气体选择保护气体选择(xunz)与冶金与冶金特性特性

23、第13页/共48页第十四页，共49页。氢气氢气氢气氢气(qn q)(qn q)孔孔孔孔氢氢氢氢的的的的来来来来源源源源：电电电电弧弧弧弧区区区区的的的的氢氢氢氢主主主主要要要要来来来来自自自自焊焊焊焊丝丝丝丝、工工工工件件件件表表表表面面面面的的的的油油油油污污污污及及及及铁铁铁铁锈锈锈锈，以以以以及及及及CO2CO2气气气气体体体体中中中中所所所所含含含含的的的的水水水水分分分分，在在在在电电电电弧弧弧弧高高高高温温温温下下下下都都都都能能能能分分分分解出解出解出解出H2H2气。气。气。气。控制措施：减少熔池中氢的溶解量；控制措施：减少熔池中氢的溶解量；控制措施：减少熔池中氢的溶解量；控制措

24、施：减少熔池中氢的溶解量；焊接区氧化性的焊接区氧化性的焊接区氧化性的焊接区氧化性的CO2CO2存在减弱氢的有害作用；存在减弱氢的有害作用；存在减弱氢的有害作用；存在减弱氢的有害作用；直流反接法。直流反接法。直流反接法。直流反接法。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊15第二节第二节 保护气体选择与冶金保护气体选择与冶金(yjn)特性特性第14页/共48页第十五页，共49页。四、四、四、四、CO2 CO2气体及焊丝气体及焊丝气体及焊丝气体及焊丝气体纯度气体纯度气体纯度气体纯度(chnd)(chnd)对焊缝质量的影响对焊缝质量的影响对焊缝质量的影响对焊缝质量的影响 液态液态液态液态

25、CO2CO2中可溶解约占质量中可溶解约占质量中可溶解约占质量中可溶解约占质量0.050.05的水分，还有部分沉于钢瓶的水分，还有部分沉于钢瓶的水分，还有部分沉于钢瓶的水分，还有部分沉于钢瓶底部。水分会影响到焊缝金属的致密度。底部。水分会影响到焊缝金属的致密度。底部。水分会影响到焊缝金属的致密度。底部。水分会影响到焊缝金属的致密度。CO2CO2气体的提纯方法气体的提纯方法气体的提纯方法气体的提纯方法 将新灌气瓶倒立静置将新灌气瓶倒立静置将新灌气瓶倒立静置将新灌气瓶倒立静置12h12h，然后打开阀门，把沉积在下部的，然后打开阀门，把沉积在下部的，然后打开阀门，把沉积在下部的，然后打开阀门，把沉积在

26、下部的自由状态的排出。自由状态的排出。自由状态的排出。自由状态的排出。然后在使用前先放气然后在使用前先放气然后在使用前先放气然后在使用前先放气2323次，放掉气瓶上部的气体。次，放掉气瓶上部的气体。次，放掉气瓶上部的气体。次，放掉气瓶上部的气体。在气路系统中设置高压和低压干燥器。在气路系统中设置高压和低压干燥器。在气路系统中设置高压和低压干燥器。在气路系统中设置高压和低压干燥器。气压降到气压降到气压降到气压降到100kPa100kPa不再使用。不再使用。不再使用。不再使用。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊16第二节第二节 保护气体选择保护气体选择(xunz)与冶金与冶金特性

27、特性第15页/共48页第十六页，共49页。CO2CO2焊丝焊丝焊丝焊丝(hn s)(hn s)2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊17第二节第二节 保护气体选择保护气体选择(xunz)与冶与冶金特性金特性第16页/共48页第十七页，共49页。第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保及混合气体保护焊护焊一、熔化极惰性气体保护焊一、熔化极惰性气体保护焊(MIG焊焊)1、特点、特点电弧燃烧稳定、熔滴细小、熔滴过渡稳定、电弧燃烧稳定、熔滴细小、熔滴过渡稳定、焊缝质量高；焊缝质量高；电流密度高、母材熔深大、焊丝熔化速度快、电流密度高、母材熔深大、焊丝熔化速度快、生产率高；生产率高

28、；直流反接时具有阴极清理作用（铝合金）；直流反接时具有阴极清理作用（铝合金）；亚射流过渡电弧具有很强的固有自调节作用；亚射流过渡电弧具有很强的固有自调节作用；几乎几乎(jh)可焊所有金属，尤其适合镁铝铜可焊所有金属，尤其适合镁铝铜钛锆镍等有色金属及不锈钢材料的焊接。钛锆镍等有色金属及不锈钢材料的焊接。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊18第17页/共48页第十八页，共49页。2、MIG焊的质量控制焊的质量控制熔滴过渡类型的合理选择熔滴过渡类型的合理选择 喷射过渡：中厚板和大厚板的水平对接喷射过渡：中厚板和大厚板的水平对接(du ji)及角接焊及角接焊(平角焊平角焊)脉冲射流过

29、渡：上述情况脉冲射流过渡：上述情况+全位置焊接；全位置焊接；短路过渡：薄板及全位置焊接。短路过渡：薄板及全位置焊接。焊缝起皱现象的控制焊缝起皱现象的控制 焊接电流过大、焊接区保护不良，导致阴极焊接电流过大、焊接区保护不良，导致阴极导电区集聚在导电区集聚在 弧坑底部，则容易产生焊缝起皱。弧坑底部，则容易产生焊缝起皱。控制方法：加强焊接区的保护；正确选择焊接控制方法：加强焊接区的保护；正确选择焊接工艺参数。工艺参数。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊19射流射流第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保护及混合气体保护焊焊第18页/共48页第十九页，共49页。3、亚射流过渡

30、、亚射流过渡MIG焊焊 亚射流过渡的电弧形态亚射流过渡的电弧形态 亚射流过渡区介于射流过渡亚射流过渡区介于射流过渡区与短路区与短路(dunl)过渡区之间。过渡区之间。亚射流电弧的弧长很短，在亚射流电弧的弧长很短，在焊丝端头逐渐向外扩展成蝶状，焊丝端头逐渐向外扩展成蝶状，并发出轻轻的并发出轻轻的“啪啪啪啪”声。声。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊20射流过渡：电弧射流过渡：电弧(dinh)较长，较长，呈钟罩形，发出呈钟罩形，发出“咝咝咝咝”声声第三节第三节 惰性及混合气体保护焊惰性及混合气体保护焊第19页/共48页第二十页，共49页。n n在亚射流在亚射流(shli)过

31、渡区中焊丝熔化系数随过渡区中焊丝熔化系数随可见弧长的缩短而增大。可见弧长的缩短而增大。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊21铝焊丝熔化特性与电弧形态间的关系铝焊丝熔化特性与电弧形态间的关系铝焊丝熔化特性与电弧形态间的关系铝焊丝熔化特性与电弧形态间的关系亚亚 射射 流流 过过 渡渡 电电 弧弧(dinh)(dinh)的固有自调节特性的固有自调节特性第三节第三节 惰性及混合气体保护焊惰性及混合气体保护焊第20页/共48页第二十一页，共49页。亚亚射射流流过过渡渡时时电电弧弧的的固固有有自自调调节节特特性性(txng)(txng)等等速速送送丝丝焊焊机机匹匹配配恒恒流流外外特特性性

32、(txng)(txng)电电源源的弧长自调节系统。的弧长自调节系统。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊22第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保及混合气体保护焊护焊第21页/共48页第二十二页，共49页。亚射流过渡时的焊接特性（与射流过渡形式相比）亚射流过渡时的焊接特性（与射流过渡形式相比）弧弧长长变变短短，电电弧弧呈呈蝶蝶形形，阴阴极极清清理理区区大大，铝铝、镁合金焊接时焊缝起皱及形成黑粉倾向降低。镁合金焊接时焊缝起皱及形成黑粉倾向降低。由由于于采采用用了了恒恒流流电电源源，受受外外界界干干扰扰而而发发生生了了弧弧长长或或送送丝丝速速度度(sd)(sd)波波动动时

33、时，焊焊缝缝几几何何尺尺寸寸（熔熔深深、熔池形状、熔宽）的波动要小。熔池形状、熔宽）的波动要小。指指状状熔熔深深倾倾向向减减小小，未未熔熔合合未未熔熔透透缺缺陷陷几几率率降降低。低。焊接参数匹配，可实现自身调节。焊接参数匹配，可实现自身调节。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊23第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保护及混合气体保护焊焊第22页/共48页第二十三页，共49页。亚射流过渡时的参数匹配亚射流过渡时的参数匹配 对对于于给给定定的的焊焊接接(hnji)(hnji)电电流流，其其对对应应的的最最佳佳送送丝丝速速度度范范围围很很窄窄，不不能能仅仅仅仅依依靠

34、靠等等速速送送丝丝配配恒恒流流电电源源自自动动调调节节，必必须须要要求求焊焊机机带带有有焊焊接接(hnji)(hnji)电电流流与与送送丝丝速速度度同同步控制功能。步控制功能。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊24第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保及混合气体保护焊护焊第23页/共48页第二十四页，共49页。第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保及混合气体保护焊护焊焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择（1 1 1 1）焊丝直径）焊丝直径）焊丝直径）焊丝直径 细丝以短路过渡为主，薄板与全位置焊接；粗细丝以短路过渡为

35、主，薄板与全位置焊接；粗细丝以短路过渡为主，薄板与全位置焊接；粗细丝以短路过渡为主，薄板与全位置焊接；粗丝以射流过渡为主，厚板平位置焊接。丝以射流过渡为主，厚板平位置焊接。丝以射流过渡为主，厚板平位置焊接。丝以射流过渡为主，厚板平位置焊接。（2 2 2 2）焊接电流）焊接电流）焊接电流）焊接电流 根据工件根据工件根据工件根据工件(gngjin)(gngjin)(gngjin)(gngjin)厚度、焊接位置焊丝直径厚度、焊接位置焊丝直径厚度、焊接位置焊丝直径厚度、焊接位置焊丝直径和熔滴过渡形式选择。和熔滴过渡形式选择。和熔滴过渡形式选择。和熔滴过渡形式选择。（3 3 3 3）焊接电压）焊接电压）

36、焊接电压）焊接电压 影响熔滴过渡和焊缝成形，需与焊接电流匹配。影响熔滴过渡和焊缝成形，需与焊接电流匹配。影响熔滴过渡和焊缝成形，需与焊接电流匹配。影响熔滴过渡和焊缝成形，需与焊接电流匹配。过高产生气孔与飞溅、过低容易短路。过高产生气孔与飞溅、过低容易短路。过高产生气孔与飞溅、过低容易短路。过高产生气孔与飞溅、过低容易短路。（4 4 4 4）焊接速度）焊接速度）焊接速度）焊接速度 自动自动自动自动25-150m/h;25-150m/h;25-150m/h;25-150m/h;半自动半自动半自动半自动5-60m/h5-60m/h5-60m/h5-60m/h。（5 5 5 5）喷嘴直径）喷嘴直径）喷

37、嘴直径）喷嘴直径 比比比比TIGTIGTIGTIG大，约大，约大，约大，约20mm20mm20mm20mm左右，距离工件左右，距离工件左右，距离工件左右，距离工件(gngjin)12-22mm(gngjin)12-22mm(gngjin)12-22mm(gngjin)12-22mm。（6 6 6 6）焊丝位置）焊丝位置）焊丝位置）焊丝位置 分前倾、后倾、垂直，前倾熔深大、余高大、分前倾、后倾、垂直，前倾熔深大、余高大、分前倾、后倾、垂直，前倾熔深大、余高大、分前倾、后倾、垂直，前倾熔深大、余高大、焊道窄，后倾相反，垂直居中。焊道窄，后倾相反，垂直居中。焊道窄，后倾相反，垂直居中。焊道窄，后倾相

38、反，垂直居中。第24页/共48页第二十五页，共49页。二、熔化极混合气体保护焊（二、熔化极混合气体保护焊（MAG）1、工艺优点、工艺优点克服了单组元气体对焊接过程稳定性或焊接质量的某些克服了单组元气体对焊接过程稳定性或焊接质量的某些不利影响，使焊接过程和焊接质量更可靠。不利影响，使焊接过程和焊接质量更可靠。Ar+CO2、Ar+CO2+O2、Ar+O2等混合气体常用来焊接黑色金等混合气体常用来焊接黑色金属。属。(单纯单纯Ar气保护，熔池粘度大、润湿性差、气孔、咬边、气保护，熔池粘度大、润湿性差、气孔、咬边、指状熔深倾向性大、阴极斑点稳定性差，焊缝几何尺指状熔深倾向性大、阴极斑点稳定性差，焊缝几何

39、尺寸均匀性差寸均匀性差)增大电弧的热功率，提高焊接生产率。增大电弧的热功率，提高焊接生产率。Ar+CO2等混合等混合气体有提高电弧热功率和能量密度的特性气体有提高电弧热功率和能量密度的特性(txng)。氧化性气氛可以改善熔滴的过渡特性氧化性气氛可以改善熔滴的过渡特性(txng)、熔深及、熔深及电弧的稳定性。电弧的稳定性。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊26第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保护及混合气体保护焊焊第25页/共48页第二十六页，共49页。2、混合气体种类、混合气体种类Ar+He：He的的传传热热系系数数大大，电电弧弧电电压压和和电电弧温度比氩弧高得多

40、。弧温度比氩弧高得多。Ar+H2：利利用用氢氢还还原原性性抑抑制制和和消消除除CO气气孔孔；提高电弧温度，增加母材热量输入。提高电弧温度，增加母材热量输入。Ar+N2：电弧温度高，但飞溅大。：电弧温度高，但飞溅大。Ar+O2：克克服服阴阴极极飘飘移移，降降低低液液态态金金属属(jnsh)粘粘度度及及表表面面张张力力，细细化化熔熔滴滴，改改善熔滴过渡和焊缝形状。善熔滴过渡和焊缝形状。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊27第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保护及混合气体保护焊焊第26页/共48页第二十七页，共49页。n nAr+CO2：克服阴极漂移和焊缝成形不良问题。

41、：克服阴极漂移和焊缝成形不良问题。n nAr+CO2+O2：焊焊缝缝成成形形、接接头头质质量量、熔熔滴滴过过渡渡、电弧电弧(dinh)稳定性较好。稳定性较好。n nCO2+O2：熔熔池池温温度度提提高高、熔熔深深增增大大，焊焊缝缝金金属属含含氢氢量量较较低低，能能采采用用强强规规范范焊焊接接、电电弧弧(dinh)稳稳定定、飞飞溅溅很很小小，必必须须配配用用强强脱脱氧氧能能力力的焊丝。的焊丝。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊28第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保护及混合气体保护焊焊第27页/共48页第二十八页，共49页。三、熔化极气体保护三、熔化极气体保护

42、(boh)焊设备焊设备组成：焊接电源、送丝系统、焊枪和组成：焊接电源、送丝系统、焊枪和(行走行走系统系统)、供气系统和冷却水系统、控制系统。、供气系统和冷却水系统、控制系统。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊29第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保及混合气体保护焊护焊第28页/共48页第二十九页，共49页。1、焊接、焊接(hnji)电源电源GMAW所所需需求求的的电电流流为为50500A，特特种种应应用用1500A，电电源源负负载载持持续续率率60%100%，空空载载电电压压5585V。焊焊丝丝直直径径小小于于1.6mm，采采用用缓缓降降或或平平特特性性电电源源配

43、配等等速速送丝系统（等速送丝电弧自身调节系统）；送丝系统（等速送丝电弧自身调节系统）；焊焊丝丝直直径径大大于于2mm，采采用用陡陡降降外外特特性性配配变变速速送送丝丝系系统（变速送丝弧压反馈调节系统）统（变速送丝弧压反馈调节系统）。铝铝、镁镁焊焊丝丝采采用用亚亚射射流流熔熔滴滴过过渡渡（电电弧弧电电压压较较小小）时时，采采用用恒恒流流特特性性电电源源配配等等速速送送丝丝系系统统（等等速速送送丝电弧固有自调节系统）丝电弧固有自调节系统）。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊30第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保护及混合气体保护焊焊第29页/共48页第三十页，共

44、49页。2、控制装置：基本控制系统、控制装置：基本控制系统+程序控制系统程序控制系统基基本本控控制制系系统统：在在焊焊前前或或焊焊接接过过程程中中调调节节焊焊接接工工艺艺参数；参数；程程序序控控制制系系统统：对对焊焊接接电电源源、送送丝丝系系统统、焊焊枪枪和和行行走走系系统统、供供气气和和供供水水系系统统等等各各组组成成部部分分按按照照(nzho)预先设计好的焊接工艺程序进行控制。预先设计好的焊接工艺程序进行控制。2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊31第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保护及混合气体保护焊焊第30页/共48页第三十一页，共49页。3、焊枪：送丝、送

45、气、导电、焊枪：送丝、送气、导电分为自动分为自动(zdng)和半自动和半自动(zdng)焊枪焊枪要求：送丝稳定、连续、准确且抗干扰能力强要求：送丝稳定、连续、准确且抗干扰能力强导电嘴导电性能好、耐磨，熔点高。导电嘴导电性能好、耐磨，熔点高。对焊接区保护可靠对焊接区保护可靠半自动半自动(zdng)焊枪需要轻便、灵活、易于观察焊枪需要轻便、灵活、易于观察焊接区焊接区可根据焊接电流、保护气氛和焊接时间等选择可根据焊接电流、保护气氛和焊接时间等选择水冷却或气冷却水冷却或气冷却2023/2/7第四章 熔化极气体(qt)保护电弧焊32第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保及混合气体保护焊护焊第3

46、1页/共48页第三十二页，共49页。4 4、送丝系统、送丝系统送丝系统由送丝机构、送丝软管及焊丝盘等组成。送丝系统由送丝机构、送丝软管及焊丝盘等组成。要求要求(yoqi)(yoqi)：电动机机械性能尽可能硬一点；电动机机械性能尽可能硬一点；拖动控制电路具有较高的控制精度和抗干扰能力拖动控制电路具有较高的控制精度和抗干扰能力送丝软管尽可能短一些，送丝软管尽可能短一些，软管内径与焊丝直径相软管内径与焊丝直径相 配合，摩擦系数要小。配合，摩擦系数要小。导丝孔的加工精度高、导丝孔的加工精度高、孔径长度尺寸适合。孔径长度尺寸适合。第三节第三节 惰性惰性(duxng)及混合气体保及混合气体保护焊护焊第32

47、页/共48页第三十三页，共49页。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊34焊丝焊丝焊丝焊丝(hn s)(hn s)直径直径直径直径0.8-0.8-2.0mm2.0mm软管软管软管软管(run un)(run un)长度长度长度长度2-5m2-5m焊丝直径焊丝直径焊丝直径焊丝直径 0.8mm0.8mm15m15m第三节第三节 惰性及混合气体保护焊惰性及混合气体保护焊第33页/共48页第三十四页，共49页。第四节第四节 CO2气体气体(qt)保护焊保护焊一、一、一、一、CO2CO2焊接方法的特点及应用焊接方法的特点及应用焊接方法的特点及应用焊接方法的特点及应用优点：优点：优点

48、：优点：电弧弧柱直径较小。电弧弧柱直径较小。电弧弧柱直径较小。电弧弧柱直径较小。焊接区保护效果良好、密度高，分解后体积膨胀焊接区保护效果良好、密度高，分解后体积膨胀焊接区保护效果良好、密度高，分解后体积膨胀焊接区保护效果良好、密度高，分解后体积膨胀(png zhng)(png zhng)。CO2CO2电弧熔透能力较大，焊丝熔化系数大，生产率高。电弧熔透能力较大，焊丝熔化系数大，生产率高。电弧熔透能力较大，焊丝熔化系数大，生产率高。电弧熔透能力较大，焊丝熔化系数大，生产率高。焊接生产成本低，节约电能。焊接生产成本低，节约电能。焊接生产成本低，节约电能。焊接生产成本低，节约电能。焊接区可见度好；焊

49、接热影响区和焊接变形较小；熔池体积较焊接区可见度好；焊接热影响区和焊接变形较小；熔池体积较焊接区可见度好；焊接热影响区和焊接变形较小；熔池体积较焊接区可见度好；焊接热影响区和焊接变形较小；熔池体积较小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对锈污敏感性低等小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对锈污敏感性低等小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对锈污敏感性低等小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对锈污敏感性低等优点。优点。优点。优点。2023/2/7第四章 熔化(rnghu)极气体保护电弧焊35第34页/共48页第三十五页，共49页。缺点：缺点：缺点：缺点：焊缝外观成形欠美观；焊接飞溅较大，抗风能力差

50、，不能焊接焊缝外观成形欠美观；焊接飞溅较大，抗风能力差，不能焊接焊缝外观成形欠美观；焊接飞溅较大，抗风能力差，不能焊接焊缝外观成形欠美观；焊接飞溅较大，抗风能力差，不能焊接易氧化易氧化易氧化易氧化(ynghu)(ynghu)性的材料。性的材料。性的材料。性的材料。解决措施：解决措施：解决措施：解决措施：采用新型的焊接材料、波形控制电源与熔滴过渡控制技术。采用新型的焊接材料、波形控制电源与熔滴过渡控制技术。采用新型的焊接材料、波形控制电源与熔滴过渡控制技术。采用新型的焊接材料、波形控制电源与熔滴过渡控制技术。应用前景：应用前景：应用前景：应用前景：在黑色金属薄板及中厚板焊接领域有着广阔的应用空间