CO气体保护焊相关内容解析实用.pptx
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1、 早在20世纪30年代就有人提出用CO2及水蒸气作为保护气体,但试验结果发现焊缝金属严重氧化,气孔很多,焊接质量得不到保证。因此氩气、氦气等惰性气体保护焊首先应用于焊接生产,解决了当时航空工业中有色金属的焊接问题,气体保护焊的优越性也逐步被人们认识和重视。但是氩气、氦气为稀有气体,价格较贵,应用上受到一定的限制。为此,到20世纪50年代。人们又重新研究CO2气体保护焊,并逐步应用焊接生产。第1页/共43页 CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO2气体作为保护介质,使电弧及熔池与周围空气隔离,防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用,从而获得优良的机
2、械保护性能。生产中一般是利用专用的焊枪,形成足够的CO2气体保护层,依靠焊丝与焊件之间的电弧热,进行自动或自半动熔化极气体保护焊接。1.CO2焊的特点及应用1.1 CO2焊的基本原理第2页/共43页CO2焊的原理示意图 1.焊丝盘2.送丝滚轮3.焊丝4.导电嘴5.保护气体喷嘴6.保护气体7.熔池8.焊缝金属9.母材10.电弧 1.CO2焊的特点及应用第3页/共43页 CO2是一种无色无味的气体,在0 101.3kPa气压时,它的密度为1.9768g/L,是空气的1.5倍。因而CO2良好的保护作用,还能有效地防止空气中N2对熔滴及熔池金属的有害作用,这一点是很可贵的,因为金属一旦被氮化,便难以使
3、之脱氮。1.2 CO2气体的性质第4页/共43页 CO2常温下很稳定,但在高温下(5000K)左右几乎能全部分解,具有强烈的氧化性,因而是一种氧化性气体。虽然它有强烈的氧化作用,但氧化了的熔化金属可比较容易地脱氧;另一方面较强的氧化性能够抑制焊缝中氢的存在,防止产生氢气孔和裂纹;CO2气体价格低廉,供应充足。1.2 CO2气体的性质第5页/共43页 CO2焊按使用焊丝直径的不同,可分为细丝CO2焊(焊丝直径小于1.0mm)和粗丝CO2焊(焊丝直径大于1.6mm)。按操作的方式分类,又可分为半自动CO2焊和自动CO2焊。1.3 CO2焊的分类:第6页/共43页焊接生产率高。由于焊接电流密度较大,
4、电弧热量利用率较高,以及焊后不需清渣,因此提高了生产率。CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高2-4倍。焊接成本低。CO2气体来源广,价格便宜,而且电能消耗少,故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有焊条电弧焊的4050。1.4 CO2焊的特点1.4.1 优点第7页/共43页焊接变形小。由于电弧加热集中,焊件受热面积小,同时CO2气流有较强的冷却作用,所以焊接变形小,特别适宜于薄板焊接。焊接质量较高。对铁锈敏感性小,焊缝含氢量少,抗裂性能好。适用范围广。可实现全位置焊接,并且对于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。操作简便。焊后不需清渣,且是明弧,便于监控,有利于实现机械化和自动化焊接。1.4.1 优
5、点第8页/共43页1)飞溅率较大,并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是CO2焊中较为突出的问题,这是主要缺点。2)很难用交流电源进行焊接,焊接设备比较复杂。3)抗风能力差,给室外作业带来一定困难。4)不能焊接容易氧化的有色金属。1.4.2 缺点第9页/共43页1.CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。2.对于不锈钢,由于焊缝金属有增碳现象,影响抗晶间腐蚀性能。所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。3.CO2焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补以及电铆焊等方面。目前CO2焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。1.3 CO2焊的应用第10
6、页/共43页1.1.材料因素材料因素 母材和焊材的成分母材和焊材的成分2.2.工艺因素工艺因素 如焊接方法、坡口形式和加工如焊接方法、坡口形式和加工质量、预热后热措施、层间温质量、预热后热措施、层间温度控制、装配质量、甚至电源度控制、装配质量、甚至电源种类和极性等,对改善工艺焊种类和极性等,对改善工艺焊接性都起很大作用。接性都起很大作用。3.3.结构因素结构因素 如设计时应考虑焊接如设计时应考虑焊接接头处于刚度较小状接头处于刚度较小状态,避免出现截面突态,避免出现截面突变、余高过大、交叉变、余高过大、交叉焊缝等容易引起应力焊缝等容易引起应力集中的结点。集中的结点。4.4.使用条件使用条件 如工
7、作温度高低、工如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质作介质种类、载荷性质等,都属于工艺焊接性等,都属于工艺焊接性考虑范围考虑范围2.CO2焊接工艺焊接工艺包括哪几方面?第11页/共43页三、二氧化碳气保焊焊接技术与工艺按熔滴过渡形式二氧化碳气体保护焊的工艺参数一般分为两类:一类是小规范,采用细焊丝、低电压、小电流,产生熔滴短路过渡,具有焊缝美观、飞溅少、热输入量低、变形小,可进行全位置焊接等优点,但熔深浅,多层焊易产生未焊透,故多适用于焊薄板;另一类是大规范,采用大电流、高电压、熔滴呈颗粒状过渡,特点是生产率高,焊缝外形美观,熔深大,飞溅较大,适用于焊接中厚板。第12页/共43页二氧化碳气保焊
8、焊接技术要点(1)一般习惯于采用左焊法进行对接焊,因为左焊法不易焊偏。在角焊接和搭接焊时,左焊法与右焊法都可以采用,但右焊法的焊缝外形比较饱满。左、右焊法时,焊丝与垂线间的夹角一般为1520左右。(2)对于长焊缝,应当预先点固,点固距离以200300mm为宜。然后用压板和夹具压平夹紧,以防止工件挠曲,此点对越薄的板材越重要。(3)为了改善焊缝成形系数,可以采取以下措施:尽量采用大一些的电流和电压。焊接坡口应有较大的间隙。必要时焊把可做横向摆动。采用左焊法焊接。第13页/共43页2.1 焊接材料的选用 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
9、,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Si、Mn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两种:第14页/共43页焊丝型号焊丝型号焊丝型号焊丝型号特征及适用范围特征及适用范围特征及适用范围特征及适用范围H08MnH08Mn2 2SiASiA冲击值高,送丝均匀,导电好。冲击值高,送丝均匀,导电好。冲击值高,送丝均匀,导电好。冲击值高,送丝均匀,导电好。H04MnH04Mn2 2SiTiASiTiA脱氧、脱氮、抗气孔能力强,适用于脱氧
10、、脱氮、抗气孔能力强,适用于脱氧、脱氮、抗气孔能力强,适用于脱氧、脱氮、抗气孔能力强,适用于200A200A以上以上以上以上电流。电流。电流。电流。H04MnH04Mn2 2SiAlTiASiAlTiA脱氧脱氧脱氧脱氧 脱氮脱氮脱氮脱氮 抗气孔能力更强抗气孔能力更强抗气孔能力更强抗气孔能力更强,适用于填充和适用于填充和适用于填充和适用于填充和COCO2 2-O-O2 2混合气体保护焊。混合气体保护焊。混合气体保护焊。混合气体保护焊。H08MnSiAH08MnSiAMAG MAG 焊焊焊焊实芯焊丝的型号、特征及适用范围实芯焊丝的型号、特征及适用范围常用的实芯焊丝型号常用的实芯焊丝型号:H 0 8
11、 M n 2 S i A H:焊接用钢:焊接用钢,08:含碳量:含碳量0.08%,M n 2:2%的锰的锰,S i:1%的硅的硅,A:优质,含硫、磷量小于优质,含硫、磷量小于0.03%,无无A则则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,总含铜量不得大于镀层均匀,附着力强,总含铜量不得大于0.35%2.1.1 实芯焊丝第15页/共43页焊丝直径(焊丝直径(焊丝直径(焊丝直径(mmmm)电流范围(电流范围(电流范围(电流范围(A A)适用板厚(适用板厚(适用板厚(适用板厚
12、(mmmm)0.60.640 10040 1000.6 1.60.6 1.60.80.850 15050 1500.8 2.30.8 2.30.90.970 20070 2001.0 3.21.0 3.21.01.090 25090 2501.2 61.2 61.21.2120 350120 3502.0 102.0 101.61.6 300 300 6.0 6.0 不同焊丝直径使用电流范围2.1.1 实芯焊丝第16页/共43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
13、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,焊缝成形不好。直径选用: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。2.1.1 实芯焊丝第17页/共43页焊丝直径焊丝直径焊丝直径焊丝直径(mm)(mm)电流范围电流范围电流范围电流范围(A)(A)熔化速度熔化速度熔化速度熔化速度(g/min)(g/min)0.80.850-15050-15010-5010-500.90.970-20070-20010-6010-601.01.090-25090-25010-
14、8010-801.21.2120-350120-35020-12020-1201.61.6140-500140-50040-16040-160焊丝熔化速度和焊接电流的关系2.1.1 实芯焊丝第18页/共43页药芯焊丝:使用药芯焊丝焊接时,通常用使用药芯焊丝焊接时,通常用COCO2 2或或COCO2 2+A+A r r气体作为保气体作为保护气体,与实芯焊丝的区别主要在于焊丝内部装有焊剂混合物。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、焊丝金属、母材焊接时在电弧热作用下熔化状态的焊剂材料、焊丝金属、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用,同时形
15、成一层较薄的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,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工电弧焊和COCO2 2气体保护焊的优点气体保护焊的优点。2.1.1 药芯焊丝第19页/共43页调整焊剂成分可适调整焊剂成分可适应各种钢材,及对应各种钢材,及对焊缝的质量要求焊缝的质量要求气相和渣相双重气相和渣相双重保护抗气孔能力保护抗气孔能力强于实芯电弧焊强于实芯电弧焊熔化速度快溶敷效熔化速度快溶敷效率高
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