CO焊接技能培训讲义.pptx
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1、焊接质量管理五要素人优秀的操作者机一流的焊接设备料合格的焊接材料法严密的焊接规范环良好的施焊环境第1页/共121页 CO2焊接技能培训内容 2.CO2焊主要规范参数 1.焊接基本知识 3.CO2焊机的特长与功能 4.焊机的正确使用与维护保养 6.常见故障与焊接缺陷 5.焊接操作基础第2页/共121页1.1 焊接方法分类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熔化极非熔化极手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧焊第3页/共121页 电弧焊:以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极:焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极:电极(钨极)不熔化。MIG焊:金属极(熔化极)惰
2、性气体保护焊 TIG焊:钨极(非熔化极)惰性气体保护焊 MAG焊:金属极(熔化极)活性气体保护焊 CO2焊:二氧化碳气体保护焊(MAGC焊)名词解释第4页/共121页气体保护焊的定义:用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊,简称气体保护焊。常用的保护气体:二氧化碳气(CO2)、氩气(Ar)、氦气(He)及它们的混合气体:Ar+CO2、Ar+O2、Ar+CO2+O2CO2+Ar+He、。气体保护电弧焊第5页/共121页焊接方法丝径(mm)电流范围(A)电流密度(A/mm2)能量集中性手弧焊527014差埋弧焊5130066好CO2焊1250318更好结论:CO2焊比手
3、弧焊能量集中性好十倍以上,焊接成本低三倍。能量集中性对照表第6页/共121页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%CO2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气保焊的特点第7页/共121页中国焊接行业界的现代化中国焊接行业界的现代化发展方向发展方向中国的现状中国的现状手工焊占80%交流弧焊机直流弧焊机占压倒性多数采用CO2焊
4、接MAG/MIG焊接TIG焊接促进产业现代化的实现欧、美、日本等国CO2焊占熔敷金属总量的60-80%,我国仅为20%左右。近几年,焊条电弧焊占熔敷金属总量的比例逐年下降,原因是焊条电弧焊被CO2焊逐步替代,CO2焊比例逐年上升。第8页/共121页对对CO2CO2焊认识的误区焊认识的误区lCO2焊飞溅较大,焊接接头质量比焊条电弧焊要低。lCO2焊生产效率比焊条电弧焊也高不了多少,成本也不一定低。lCO2焊抗风性能差,不适合现场施工焊接。第9页/共121页CO2CO2焊的质量焊的质量lCO2焊缝热影响区小,焊接变形小lCO2焊缝成形好,表面及内部缺陷少,探伤合格率高于焊条电弧焊l球罐全位置药芯焊
5、丝CO2焊,合格率99.04%第10页/共121页焊丝对焊丝对CO2CO2焊接接头的影焊接接头的影响响CO2焊接接头韧性值偏低,是由于选用焊丝中Mn/Si比值较高带来的影响l纯CO2气保焊选用ER50-6焊丝,熔敷金属Mn1.0%,Si0.4%,强韧比性能良好l混合气保焊(MAG)选用ER50-3,Mn偏低的焊丝为好两者不能相互替代第11页/共121页角焊缝焊接也能增加焊接强度角焊缝焊接也能增加焊接强度CO2焊接手弧焊CO2焊接溶深大,因而焊脚厚度大,结合部强度高实际焊脚厚度a大实际焊脚厚度a小aa第12页/共121页减少焊缝连接点和夹渣缺陷减少焊缝连接点和夹渣缺陷焊渣多,焊渣覆盖 焊缝焊条短
6、,焊缝接头 多,弧坑缺陷多溶深浅CO2焊接手工电弧焊焊渣少焊丝长,可连续 焊接溶深大容易发生融合不良及夹渣等缺陷不易发生焊接缺陷第13页/共121页CO2CO2焊的低成本焊的低成本l焊缝截面积减少36-54%,节省填充金属量l降低耗电量65.4%l设备台班费较焊条电弧焊降低67-80%,可降低成本20-40%l减少人工费、工时费,降低成本10-16%l节省辅助工时、辅料消耗及矫正变形费用综合五项:CO2焊能使焊接总成本降低39.6-78.7%;平均降低59%第14页/共121页熔深大、可节约焊接材料熔深大、可节约焊接材料手弧焊熔深浅,所以需要开大坡口(60)CO2焊接熔深大,可减小坡口角度(4
7、5-50)CO2焊接时可大幅度地降低熔着金属量即焊丝使用量减少、可降低成本。第15页/共121页溶深大溶深大 减少必要熔着金属量减少必要熔着金属量CO2焊接在双面焊接时能更加显著地节省材料从成本上更有利CO2焊接手弧焊溶深大 可减少开坡口加工量溶深浅需要开大坡口第16页/共121页不需要开坡口的不需要开坡口的I I形对接焊接时一层焊接范围更广形对接焊接时一层焊接范围更广最大板厚最小板厚板厚0.8mm,焊丝0.8mm,65A板厚12mm,焊丝1.6mm,450A通过开坡口和多层多道焊能进行厚板的焊接第17页/共121页输入千伏安减少输入千伏安减少在电流相同情况下CO2焊接比手工电弧焊熔焊速度快3
8、倍CO2焊接的输入kVA比交流手弧焊低40%焊接相同溶着金属所必要的电力(输入kVA)约为手弧焊的1/51.2mm300A6mm。300A第18页/共121页CO2CO2焊的高效率焊的高效率l熔化速度和熔化系数高,比焊条大1-3倍l坡口截面比焊条减小50%,熔敷金属量减少1/2l辅助时间是焊条电弧焊的50%三项合计:CO2焊的工效与焊条电弧焊相比提高倍数2.02-3.88倍第19页/共121页溶着速度快、效率高溶着速度快、效率高CO2焊接的溶着速度比手弧焊快3倍可在短时间内完成焊接,以短交货期接受订货一定时间内的焊接工作量增加从而工时成本降低,竞争力增强第20页/共121页电弧时间率高、进一步
9、提高效率电弧时间率高、进一步提高效率电弧时间率高的理由CO2焊丝可连续供给不需要去渣作业不需要更换手工焊条的麻烦连续焊接,不需要修整连接处 电弧时间率高,从而一定时间内的焊接工作量可比 手工焊增加 以短时间完成焊接,可以短交货期接受订货 进而工时费用方面成本降低,竞争力增强电弧时间率:在作业时间内,实际发生电弧时间所占的比例第21页/共121页CO2CO2焊丝库存只需一种焊丝库存只需一种焊丝库存种类少的理由用一种焊丝可用于软钢、高张力钢 及一般铸钢的焊接 可实现包括低氢系列焊条在内的 各种焊条所从事的工作 用一种焊丝可实现从薄板到厚板的 焊接用一种焊丝即可实现相当于手工焊 各种直径焊条的焊接减
10、少焊接材料库存,减少库存资金占用节约部分可用于资金周转第22页/共121页CO2CO2焊的优点众多焊的优点众多优秀的焊接品质溶深大溶着速度快电弧时间率高适用范围广提高贵公司产品的品质、可靠性节约焊接材料、降低成本减少材料浪费、降低成本缩短交货期、信誉度增加降低人工费降低成本削减焊接材料库存.减少资金占用溶着效率高CO2焊是优质、高效、低成本的焊接方法。CO2焊的缺点可通过提高技术水平和改进焊接设备加以解决。第23页/共121页推广普及推广普及CO2CO2焊接焊接lCO2焊适用范围广,可焊厚度0.5mm-100mml容易实现自动焊和全位置焊l有关资料介绍:在某行业CO2焊接熔敷金属量占焊接总熔敷
11、量由8%提高到15%,可获得经济效益5.65亿元第24页/共121页2.CO2焊主要规范参数2.7 极性2.6 气体2.4 干伸长度2.2 焊接电压2.3 焊接速度2.1 焊接电流2.5 焊丝第25页/共121页焊接电流:根据焊接条件(板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数)选定相应的焊接电流。CO2焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配,既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致,以保证电弧长度的稳定。焊接电流第26页/共121页1.61.21.00.8034567891011121314m/minA500400300200100焊接电流和送丝速
12、度的关系同一焊丝,电流越大送丝速度越快。电流相同,丝越细送丝速度越快。第27页/共121页(一)短路过渡 小电流、低电压小电流、低电压。熔滴长。熔滴长大受到空间限制而与母材短大受到空间限制而与母材短路,在表面张力及小桥爆破路,在表面张力及小桥爆破力作用下脱离焊丝。力作用下脱离焊丝。(二)滴状过渡 电弧长度较长电弧长度较长,熔滴可自,熔滴可自由长大,直至下落力大于表由长大,直至下落力大于表面张力时,脱离焊丝落入熔面张力时,脱离焊丝落入熔池。池。(三)细颗粒过渡 CO2 CO2焊时,电流超过一定焊时,电流超过一定值,过渡颗粒变小,飞溅小值,过渡颗粒变小,飞溅小焊缝成型好。焊缝成型好。(四)射流过渡
13、 MAG焊时,焊丝端部液态焊时,焊丝端部液态金属成铅笔尖状,金属成铅笔尖状,细小熔滴细小熔滴从焊丝尖端一个接一个成轴从焊丝尖端一个接一个成轴线状向熔池过渡。焊接无飞线状向熔池过渡。焊接无飞溅。溅。熔滴过渡的形式第28页/共121页焊接电压既电弧电压:提供焊接能量。电弧电压越高,焊丝熔化速度就越快,焊接电流也就越大,焊接能量越大。电弧电压等于焊机输出电压减去焊接回路的损耗电压,可用下列公式表示:U电弧=U输出U损如果焊机安装符合安装要求的话,损耗电压主要指电缆加长所带来的电压损失,如您的焊接电缆需要加长,调节焊机输出电压时可参考下表:焊接电流 电缆长度100A200A300A400A500A10
14、m约1V约1.5V约1V约1.5V约2V15m约1V约2.5V约2V约2.5V约3V20m约1.5V约3V约2.5V约3V约4V25m约2V约4V约3V约4V约5V焊接电压第29页/共121页根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流,然后根据下列公式计算焊接电压:300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+202)伏举例1:选定焊接电流200A,则焊接电压计算如下:焊接电压=(0.04200+161.5)伏=(8+161.5)伏=(241.5)伏举例2:选定焊接电流400A,则焊接电压计算如下:焊接电压=(0.04400+202)伏=(16+202)伏=(362)伏焊接电压的设定第30页/共121页
15、电压偏高时:弧长变长,飞溅颗粒变大,易产生气孔.焊道变宽,熔深和余高变小.电压偏低时:焊丝插向母材,飞溅增加,焊道变窄,熔深和余高大.啪嗒!啪嗒!嘭!嘭!嘭!母材母材焊接电压对焊接效果的影响第31页/共121页 在焊接电压和焊接电流一定的情况下:焊接速度的选择决定了单位长度焊缝所吸收的热能量(既:焊接线能量).焊接线能量 Q=I*U/t (J/mm)I:焊接电流(A)U:电弧电压(V)t:焊接速度(mm/sec)半自动:焊接速度为0.1-0.6m/min 自动焊:焊接速度可高达2.5m/min以上 焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。焊接速度第32页/共121页小于300A时:L=(10
16、-15)倍焊丝直径.大于300A时:L=(10-15)倍焊丝直径+5mm干伸长度定义:焊丝从导电咀到工件的距离.导电咀L工件举例:直径1.2mm焊丝可用电流120-350A,电流小时乘10倍的焊丝直径,电流大时乘15倍的焊丝直径。第33页/共121页焊接过程中,保持焊丝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.干伸长度热量电弧热量干伸长度为什麽要求严格焊接电流一定时,干伸长度的增加,会使焊丝熔化速度增加,但电弧电压下降,电
17、流降低,电弧热量减少。热量=干伸长度热量+电弧热量第34页/共121页干伸长度导电咀喷嘴板厚20mm干伸长度导电咀喷嘴板厚20mm厚板V型坡口或角焊缝焊接时,干伸长度若受影响,修改喷嘴长度,确保干伸长度符合焊接要求。第35页/共121页 焊 丝 因CO2是一种氧化性气体,在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气,具有强烈的氧化作用,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焊使用的焊丝既是填充金属又是电极,所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能,又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝
18、两种:第36页/共121页焊丝型号特征及适用范围H08Mn2SiA冲击值高,送丝均匀,导电好。H04Mn2SiTiA脱氧、脱氮、抗气孔能力强,适用于200A以上电流。H04Mn2SiAlTiA脱氧脱氮抗气孔能力更强,适用于填充和CO2-O2混合气体保护焊。H08MnSiAMAG 焊实芯焊丝的型号、特征及适用范围常用的实芯焊丝型号:H08Mn2SiAH:焊接用钢,08:含碳量0.08%,Mn2:2%的氧化锰,Si:1%的氧化硅,A:含硫、磷量小于0.03%,无A则0.04%。为了提高导电性能及防止焊丝表面生锈,一般在焊丝表面采用镀铜工艺,要求镀层均匀,附着力强,总含铜量不得大于0.35%A).实
19、 芯 焊 丝第37页/共121页焊丝直径(焊丝直径(mm)电流范围(电流范围(A)适用板厚(适用板厚(mm)0.640 1000.6 20.850 1500.8 40.970 2001.0 61.090 2501.2 121.2120 3502.0 161.6200550 6.0不同焊丝直径使用电流范围第38页/共121页使用焊丝的注意事项外观检查:焊丝平排密绕,直径均匀,表面光亮,焊丝盘无破损。性能检查:化学成分不合格,严重影响焊接质量,必须采用优质焊丝。焊接电流:必须在焊丝许用电流范围之内。电流过大将引起溶池翻腾和焊缝成形恶化。电流过小能量集中性变差,引弧困难,飞溅变大,溶深浅,焊缝成形不
20、好。丝径选用:在焊丝直径允许电流范围内,尽可能选用细焊丝,以提高焊丝溶化速度、提高引弧成功率,减少飞溅,增加溶深,改善焊缝成形,提高焊接质量。第39页/共121页焊丝直径焊丝直径(mm)电流范围电流范围(A)融化速度融化速度(g/min)0.850-15010-500.970-20010-601.090-25010-801.2120-35020-1201.6140-50040-160焊丝融化速度和焊接电流的关系第40页/共121页药芯焊丝:使用药芯焊丝焊接时,通常用CO2或CO2+Ar气体作为保护气体,与实芯焊丝的区别主要在于焊丝内部装有焊剂混合物。焊接时在电弧热作用下熔化状态的焊剂材料、焊丝
21、金属、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用,同时形成一层较薄的液态溶渣包覆溶滴并覆盖溶池,对溶化金属形成又一层保护,实质上这种焊接方法是一种气渣联合保护的方法,它综合了手工电弧焊和CO2气体保护焊的优点。B)药 芯 焊 丝第41页/共121页药芯焊丝调整焊剂成分可适应各种钢材,及对焊缝的质量要求气相和渣相双重保护抗气孔能力强于实芯电弧焊熔化速度快溶敷效率高,生产率比手工焊高35倍电弧稳定焊缝成形美观,飞溅小,适合全位置焊接药芯焊丝的特点第42页/共121页药芯焊丝是由08A冷轧薄钢带光亮退火后经轧机纵向折迭加粉拉拔而成,其横截面有“O”形、“T”形、梅花形等多种形状。示意图如下:“O”形梅花
22、形“T”形药芯焊丝的焊剂成分和焊条的药皮类似,含有稳弧剂、脱氧剂、造渣剂、和铁合金等,起着造渣保护溶池,掺合金,稳弧等作用。药芯焊丝按焊剂成分可分为二氧化钛型和碱性型两种。直径有1.2,1.6,2.0,2.4,3.2mm。主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。药芯焊丝因钢性较差,丝体较软,所以对送丝机构要求严格,既要降低送丝压力,又要保证匀速送丝。药芯焊丝的结构及使用中的注意事项第43页/共121页 作用:隔离空气并作为电弧的介质。纯度:纯度要求大于 99.5%,含水量小于0.05%。性质:无色,无味,无毒,是空气密度的1.5倍,比水轻。存储:瓶装液态,每瓶内可装入(25-30)Kg液态CO2。加热
23、:气化过程中大量吸收热量,因此流量计必须加热。容量:每公斤液态CO2可释放509升气体,一瓶液态二氧化 碳可释放15000升左右气体,约可使用10-16小时。流量:小于350A焊机:气体流量为15-20升/分 大于350A焊机:气体流量为20-25升/分 提纯:静置30分钟,倒置放水分,正置放杂气,重复两次。CO2气体第44页/共121页2.6 氩 气 (Ar)焊接电流(A )100200300500气体流量(L/分)67891015滞后停气(秒 )51020作用:隔离空气并作为电弧的介质。纯度:纯度应为99.99%。否则产生气孔,夹渣,焊接质量变差。性质:1.无色、无味、单原子气体,重量是空
24、气的1.4倍,气体保护效果好。2.惰性气体,常温下不与其他物质产生化学反应,高温下不分解。3.高温下氩气离解为正离子和电子,其中正离子体积和质量较大,对阴极冲击力很强,具有强烈的阴极破碎作用。4.焊接时拉长电弧,其弧压改变不大,电弧不易熄灭,电弧稳定性较好。5.无脱氧或去氢作用,因此对工件、焊丝、钨极的除油、去锈、去水要求严格。存储:瓶装气态,瓶内压力为150个大气压。容量:气瓶容量为7m3时约为60007000升气体。流量:第45页/共121页气瓶气瓶液态CO2液态CO2水水气态CO2气态CO2放水放杂气CO2气体提纯第46页/共121页反极性特点:电弧稳定,焊接过程平稳,飞溅小。正极性特点
25、: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KR500AV+工件焊枪直流正极性接法KR500AV+CO2焊、MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。第47页/共121页一元化调节:旋转焊接电流旋钮时焊接电压自动跟随变化。二元化调节:焊接时,焊接电压和焊接电流旋钮分别调节。线路板上SW10开关向上为一元化调节,向下为二元化调节。一元化调节适合自动焊或初学者,熟练焊工宜使用二元化。一元化调节时焊接电压旋钮应置于中间位置,左右旋转可对电压进行微调,必要时时可改变线路板中VR8的位置。一元化/二元化调节功能回烧时间
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