第七章CO2气体保护.ppt

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1、第七章第七章 CO2气体保护焊气体保护焊第一节第一节 CO2气体保护焊的特点和应用气体保护焊的特点和应用第二节第二节 CO2电弧焊的冶金特点电弧焊的冶金特点第三节第三节 CO2气体及焊丝气体及焊丝 第四节第四节 CO2电弧焊的工艺参数与选择电弧焊的工艺参数与选择第五节第五节 减少飞溅的措施减少飞溅的措施第六节第六节 CO2电弧焊设备电弧焊设备第七节第七节 特种特种CO2电弧焊电弧焊第一节第一节 CO2气体保护焊的特点和应用气体保护焊的特点和应用一、一、一、一、CO2CO2CO2CO2电弧焊的特点电弧焊的特点电弧焊的特点电弧焊的特点（一）优点（一）优点（一）优点（一）优点 1 1 1 1、成本低

2、、成本低、成本低、成本低 CO2CO2气势酿造厂和化工厂的副产品，是手工焊成本的气势酿造厂和化工厂的副产品，是手工焊成本的40-5040-50 2 2 2 2、生产率高、生产率高、生产率高、生产率高 电流密度大，熔深大电流密度大，熔深大 。V V焊丝熔化焊丝熔化 ，熔敷速度，熔敷速度，焊后无焊渣。，焊后无焊渣。3 3 3 3、抗锈能力较强、抗锈能力较强、抗锈能力较强、抗锈能力较强 不易产生气孔不易产生气孔,含氢量低含氢量低.抗裂性好抗裂性好 4 4 4 4、操作性能好、操作性能好、操作性能好、操作性能好 明弧作业。明弧作业。5 5 5 5、焊接变形小、焊接变形小、焊接变形小、焊接变形小 热量集

3、中。热量集中。6 6 6 6、适用范围广、适用范围广、适用范围广、适用范围广 适用于薄、中、厚板及各种焊位，薄板可达适用于薄、中、厚板及各种焊位，薄板可达1mm.1mm.（二）缺点（二）缺点（二）缺点（二）缺点 、飞溅大。、飞溅大。、飞溅大。、飞溅大。飞溅率达飞溅率达.（无论从焊接电流、焊接材料及工艺上采取措施（无论从焊接电流、焊接材料及工艺上采取措施 也只能也只能，不能消除，不能消除）2 2 2 2、成形差，增厚大。、成形差，增厚大。、成形差，增厚大。、成形差，增厚大。二、应用二、应用二、应用二、应用 用于汽车、农用机械、建筑、金属结构、造船、容器、管板、车辆等方面的焊接。用于汽车、农用机械

4、、建筑、金属结构、造船、容器、管板、车辆等方面的焊接。1 1、目前，主要用于焊接低碳钢和低合金高强钢等黑色、目前，主要用于焊接低碳钢和低合金高强钢等黑色,不锈钢禁用不锈钢禁用COCO2 2焊，否则焊缝焊，否则焊缝 金属有增现象，抗晶间腐蚀能力金属有增现象，抗晶间腐蚀能力2 2、COCO2 2焊可用于耐磨零件的堆焊及铸钢件补焊。焊可用于耐磨零件的堆焊及铸钢件补焊。返回返回第二节第二节 2电弧焊的冶金特点电弧焊的冶金特点一、合金元素的氧化一、合金元素的氧化一、合金元素的氧化一、合金元素的氧化n n1 1 1 1、低电离区、低电离区、低电离区、低电离区COCOCOCO2 2 2 2对金属的氧化对金属

5、的氧化对金属的氧化对金属的氧化 （低于金属熔点（低于金属熔点15001500）n n FeFe+CO+CO2 2FeO+CO FeO+CO MnMn+CO+CO2 2MnO+COMnO+COn n 2Si+CO 2Si+CO2 2SiOSiO2 2+CO+COn n2 2 2 2、高电离区高温分解的、高电离区高温分解的、高电离区高温分解的、高电离区高温分解的O O O O氧原子对金属的氧化氧原子对金属的氧化氧原子对金属的氧化氧原子对金属的氧化（合金元素烧损的主要（合金元素烧损的主要n n 原因）原因）n n FeFe+OFeO+OFeOn n 与进入液态金属与熔池及熔滴中的合金元素发生反应使之

6、氧化与进入液态金属与熔池及熔滴中的合金元素发生反应使之氧化n n MnMn+OMnO+OMnO SiSi+2OSiO+2OSiO2 2 形成熔渣，浮出熔池形成熔渣，浮出熔池n n C+OCOC+OCOn n3 3 3 3、反应物、反应物、反应物、反应物FeOFeOFeOFeO对对对对C C C C的氧化的氧化的氧化的氧化n n FeO+CFe+COFeO+CFe+CO n n 在熔池中，在熔池中，COCO如不析出，则形成如不析出，则形成COCO气孔气孔n n 进入熔滴中进入熔滴中 FeO+CFe+COFeO+CFe+CO 在电弧高温下急剧膨胀，使熔滴爆在电弧高温下急剧膨胀，使熔滴爆n n 破而

7、引起金属的飞溅破而引起金属的飞溅n n：MeMe的烧损的烧损，COCO气孔气孔及及飞溅飞溅是是COCO2 2电弧焊中的三个主要问题电弧焊中的三个主要问题二、脱氧措施及焊缝金属的合金化二、脱氧措施及焊缝金属的合金化 1 1 1 1、FeOFeOFeOFeO的害处的害处的害处的害处 （1 1）产生）产生COCO气孔、飞溅；气孔、飞溅；（2 2）FeOFeO残留在焊缝中，使焊缝的含残留在焊缝中，使焊缝的含O O量量力学性能力学性能，因此，因此，COCO2 2焊时，在焊丝中应加入脱氧剂焊时，在焊丝中应加入脱氧剂 2 2 2 2、脱氧剂的选择、脱氧剂的选择、脱氧剂的选择、脱氧剂的选择n n（1 1）生成

8、物不是气体防止产生气孔）生成物不是气体防止产生气孔 ；n n（2 2）生成物不溶于金属而成为熔渣，且熔点要低；）生成物不溶于金属而成为熔渣，且熔点要低；n n（3 3）生成物密度要小，以利于浮出表面，不造成焊缝夹渣。）生成物密度要小，以利于浮出表面，不造成焊缝夹渣。3 3 3 3、COCOCOCO2 2 2 2焊脱氧剂焊脱氧剂焊脱氧剂焊脱氧剂n n（1 1）A1A1是最强的脱氧剂之一，但使焊缝的抗热裂性能是最强的脱氧剂之一，但使焊缝的抗热裂性能，因而，因而A1A1不宜过多。不宜过多。n n（2 2）TiTi也是最强的脱氧剂之一。同时还可以起到细化晶粒的作用。另外，能与也是最强的脱氧剂之一。同时

9、还可以起到细化晶粒的作用。另外，能与N N形成形成TiNTiN，且不，且不n n 溶于钢中，可以防止钢的时效。溶于钢中，可以防止钢的时效。n n C0C0C0C02 2 2 2电弧焊中常将电弧焊中常将电弧焊中常将电弧焊中常将TiTiTiTi和和和和SiSiSiSi、MnMnMnMn结合起来使用结合起来使用结合起来使用结合起来使用。n n（3 3）Si Si 具有较强的脱氧能力，而且价廉易得。是具有较强的脱氧能力，而且价廉易得。是COCO2 2焊中主要的脱氧剂。但单独用焊中主要的脱氧剂。但单独用SiSi脱氧时，脱氧时，n n SiOSiO2 2熔点较高熔点较高(1983K)(1983K)颗粒又较

10、小，不易浮山熔池，会在焊缝中形成夹渣。颗粒又较小，不易浮山熔池，会在焊缝中形成夹渣。n n（4 4）MnMn 单独用单独用MnMn脱氧时，其脱氧能力较小，并且生成物脱氧时，其脱氧能力较小，并且生成物MnOMnO,密度较大，不易浮出熔池表面，密度较大，不易浮出熔池表面，n n 使焊缝的使焊缝的 冲击值冲击值。n n实践表明，采用实践表明，采用SiSi、MnMn联合脱氧时效果最佳。联合脱氧时效果最佳。H08MnH08Mn2 2SiASiAn n2FeO+Si=2Fe+SiO2FeO+Si=2Fe+SiO2 2 2FeO+MnFe+MnO 2FeO+MnFe+MnOn n焊低碳钢和低合金钢时焊低碳钢

11、和低合金钢时焊低碳钢和低合金钢时焊低碳钢和低合金钢时:焊丝焊丝Si=1Si=1左右左右 MnMn=1=1,C,C1 1-2-2n n焊焊焊焊30CrMnSiA30CrMnSiA30CrMnSiA30CrMnSiA高强度钢：高强度钢：高强度钢：高强度钢：母材母材C=0.3C=0.3左右，除加入左右，除加入MnMn、SiSi之外，还须在焊丝中加入之外，还须在焊丝中加入CrCr、MOMO、V V等等强化元素。强化元素。三、气孔问题：CO气孔、H气孔、N气孔n nCOCO2 2电弧焊时，熔池表面无熔渣覆盖，电弧焊时，熔池表面无熔渣覆盖，COCO2 2气流又有冷却作用，因此熔池的凝固也较快，气流又有冷却

12、作用，因此熔池的凝固也较快，易在焊缝中形成气孔。易在焊缝中形成气孔。1 1 1 1、COCOCOCO气孔气孔气孔气孔 FeOFeO 十十C CFeFe十十COCOn n 在熔池结晶时进行得比较剧烈。只要焊丝中加入足够的脱氧元素在熔池结晶时进行得比较剧烈。只要焊丝中加入足够的脱氧元素SiSi和和MnMn，及限制，及限制n n 焊丝中的合焊丝中的合C C 量，就可以抑制上述的反应过程，有效地防止量，就可以抑制上述的反应过程，有效地防止COCO气孔的产生。气孔的产生。2 2 2 2、H H H H气孔气孔气孔气孔 （1 1 1 1）来源：）来源：）来源：）来源：焊丝、工件表面的油污及铁锈（结晶水），

13、以及焊丝、工件表面的油污及铁锈（结晶水），以及C0C02 2气体中所含的水分气体中所含的水分 （2 2 2 2）COCOCOCO2 2 2 2氧化性氧化性氧化性氧化性H H H H气孔气孔气孔气孔n n H H2 2十十COCO2 2COCO十十H H2 2O HO H十十COCO2 2COCO十十OHOHn n H H十十00H00H（高温（高温COCO2 2CO+1/2OCO+1/2O2 2 O O2 22O2O）n n 因此，因此，因此，因此，COCOCOCO2 2 2 2的氧化性虽然对的氧化性虽然对的氧化性虽然对的氧化性虽然对COCOCOCO气孔及飞溅不利，但可抑制气孔及飞溅不利，但可

14、抑制气孔及飞溅不利，但可抑制气孔及飞溅不利，但可抑制H H H H气孔的产生，所以气孔的产生，所以气孔的产生，所以气孔的产生，所以COCOCOCO2 2焊焊焊焊对铁锈和水分没有氩弧焊和埋弧焊敏感。对铁锈和水分没有氩弧焊和埋弧焊敏感。对铁锈和水分没有氩弧焊和埋弧焊敏感。对铁锈和水分没有氩弧焊和埋弧焊敏感。3 3 3 3、N N N N气孔气孔气孔气孔 n n 来源：来源：来源：来源：空气侵入焊接区；空气侵入焊接区；产生原因：产生原因：产生原因：产生原因：保护层受到破坏保护层受到破坏n n 保护层失效的原因：保护层失效的原因：保护层失效的原因：保护层失效的原因：n n （1 1）过小的）过小的C0

15、C02 2 2 2气流量；气流量；（2 2）喷嘴被飞溅物部分堵塞；）喷嘴被飞溅物部分堵塞；n n （3 3）喷嘴与工件的距离过大；）喷嘴与工件的距离过大；（4 4）施焊场地有侧向风等。）施焊场地有侧向风等。返回返回第三节第三节 C02气体及焊丝气体及焊丝一、一、一、一、C0C0C0C02 2 2 2气体气体气体气体n n 1 1、性质、性质、性质、性质n n （1 1）无色、无味，在）无色、无味，在0 0和和101.3kPa101.3kPa（1 1个大气压）个大气压）=1.9768g=1.9768gmm3 3。在高。在高n n 温下温下(5000K(5000K左右左右)几乎能全部分解几乎能全部

16、分解,溶于水中时稍有酸味。溶于水中时稍有酸味。n n （2 2）C0C02 2的状态的状态:固态（干冰）、液态和气态固态（干冰）、液态和气态n n C0C02 2气瓶漆成黑色，并标有黄色气瓶漆成黑色，并标有黄色C0C02 2n n2 2、C0C02 2的的的的 纯度及对焊缝质量的影响纯度及对焊缝质量的影响纯度及对焊缝质量的影响纯度及对焊缝质量的影响n n C0C02 2气体的杂质：水分、气体的杂质：水分、NN2 2(含量少含量少)n n 水分的危害最大水分的危害最大 n n 水分含量水分含量-塑性塑性 气孔倾向气孔倾向 n n C0C02 2的的 纯度纯度99.899.8（99.599.5）n

17、 n 3、C02的堤纯的堤纯n n市场上售的市场上售的市场上售的市场上售的C0C0C0C02 2气体主要来自酿造厂、化工厂的副产品，含水分较高而且不稳气体主要来自酿造厂、化工厂的副产品，含水分较高而且不稳气体主要来自酿造厂、化工厂的副产品，含水分较高而且不稳气体主要来自酿造厂、化工厂的副产品，含水分较高而且不稳定。因此必须对瓶装定。因此必须对瓶装定。因此必须对瓶装定。因此必须对瓶装C0C0C0C02 2气作一定的提纯。现场采取以下措施：气作一定的提纯。现场采取以下措施：气作一定的提纯。现场采取以下措施：气作一定的提纯。现场采取以下措施：（1 1 1 1）将新灌气瓶倒立静置）将新灌气瓶倒立静置）

18、将新灌气瓶倒立静置）将新灌气瓶倒立静置12h12h12h12h，然后打开阀门，把沉积在下部的自由状态的水，然后打开阀门，把沉积在下部的自由状态的水，然后打开阀门，把沉积在下部的自由状态的水，然后打开阀门，把沉积在下部的自由状态的水排出，根据瓶中含水量的不同，可放水排出，根据瓶中含水量的不同，可放水排出，根据瓶中含水量的不同，可放水排出，根据瓶中含水量的不同，可放水23232323次，有隔次，有隔次，有隔次，有隔30min30min30min30min放水一次。放水一次。放水一次。放水一次。（2 2 2 2）经放水处理后的气瓶，在使用前先放气）经放水处理后的气瓶，在使用前先放气）经放水处理后的气

19、瓶，在使用前先放气）经放水处理后的气瓶，在使用前先放气23min23min23min23min，放掉气瓶上面部分的气体。，放掉气瓶上面部分的气体。，放掉气瓶上面部分的气体。，放掉气瓶上面部分的气体。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分。（3 3 3 3）在气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器）在气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器）在气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器）在气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器(根据需要低压干燥器可增至根据需要低压干燥器可增至根据需要低压干燥

20、器可增至根据需要低压干燥器可增至23232323个个个个)。一般用硅胶或硫酸铜作干燥剂，用过的干燥剂经烘干后可反复使用。一般用硅胶或硫酸铜作干燥剂，用过的干燥剂经烘干后可反复使用。一般用硅胶或硫酸铜作干燥剂，用过的干燥剂经烘干后可反复使用。一般用硅胶或硫酸铜作干燥剂，用过的干燥剂经烘干后可反复使用。（4 4 4 4）当瓶中气压降到）当瓶中气压降到）当瓶中气压降到）当瓶中气压降到980KPa(10980KPa(10980KPa(10980KPa(10个工程大气压个工程大气压个工程大气压个工程大气压)时，不再使用。时，不再使用。时，不再使用。时，不再使用。n nP-P-P-P-含水量含水量含水量含

21、水量，当压力，当压力，当压力，当压力980KPa980KPa980KPa980KPa时，时，时，时，COCOCOCO2 2中的含水量中的含水量中的含水量中的含水量，将导致产生气孔。，将导致产生气孔。，将导致产生气孔。，将导致产生气孔。n n焊接对水分比较敏感金属时，气压剩焊接对水分比较敏感金属时，气压剩焊接对水分比较敏感金属时，气压剩焊接对水分比较敏感金属时，气压剩1470 1470 1470 1470 KPaKPaKPaKPa（15151515个大气压），就不用了。个大气压），就不用了。个大气压），就不用了。个大气压），就不用了。二、焊丝n n为了防止气孔，减少飞溅，和保证焊缝有足够的力学性

22、能，焊丝应比母材有更多的为了防止气孔，减少飞溅，和保证焊缝有足够的力学性能，焊丝应比母材有更多的为了防止气孔，减少飞溅，和保证焊缝有足够的力学性能，焊丝应比母材有更多的为了防止气孔，减少飞溅，和保证焊缝有足够的力学性能，焊丝应比母材有更多的 MnMn、SiSi，含含含含C C量量量量0.100.10n n 1 1、二氧化碳电弧焊常用焊丝牌号及用途用途、二氧化碳电弧焊常用焊丝牌号及用途用途、二氧化碳电弧焊常用焊丝牌号及用途用途、二氧化碳电弧焊常用焊丝牌号及用途用途n n 表表表表8-18-1二氧化碳电弧焊常用焊丝的化学成分及性能二氧化碳电弧焊常用焊丝的化学成分及性能二氧化碳电弧焊常用焊丝的化学成

23、分及性能二氧化碳电弧焊常用焊丝的化学成分及性能n n（1 1）除焊丝的化学成分对焊接的工艺性能（如飞溅、电弧的稳定性、焊缝成形等）有影响除焊丝的化学成分对焊接的工艺性能（如飞溅、电弧的稳定性、焊缝成形等）有影响除焊丝的化学成分对焊接的工艺性能（如飞溅、电弧的稳定性、焊缝成形等）有影响除焊丝的化学成分对焊接的工艺性能（如飞溅、电弧的稳定性、焊缝成形等）有影响n n 外，拔丝工艺对焊接工艺性能也有影响。一般认为与润滑剂成分，热处理工艺，外，拔丝工艺对焊接工艺性能也有影响。一般认为与润滑剂成分，热处理工艺，外，拔丝工艺对焊接工艺性能也有影响。一般认为与润滑剂成分，热处理工艺，外，拔丝工艺对焊接工艺性

24、能也有影响。一般认为与润滑剂成分，热处理工艺，拉丝后拉丝后拉丝后拉丝后n n 的表面质量等多种因素有关。的表面质量等多种因素有关。的表面质量等多种因素有关。的表面质量等多种因素有关。n n（2 2）我国）我国）我国）我国COCO2 2电弧焊钢丝的标准：电弧焊钢丝的标准：电弧焊钢丝的标准：电弧焊钢丝的标准：COCO2 2焊丝的种类、化学成分、熔敷金属的力学性能、焊焊丝的种类、化学成分、熔敷金属的力学性能、焊焊丝的种类、化学成分、熔敷金属的力学性能、焊焊丝的种类、化学成分、熔敷金属的力学性能、焊n n 丝表面质量、焊丝铜镀层附着力、焊丝挺直度，以及打包方式。丝表面质量、焊丝铜镀层附着力、焊丝挺直度

25、，以及打包方式。丝表面质量、焊丝铜镀层附着力、焊丝挺直度，以及打包方式。丝表面质量、焊丝铜镀层附着力、焊丝挺直度，以及打包方式。n n2 2、焊丝的分类、焊丝的分类、焊丝的分类、焊丝的分类n n（1 1）镀铜、非镀铜）镀铜、非镀铜）镀铜、非镀铜）镀铜、非镀铜n n 镀铜作用：防锈、利于保存、有利于焊丝的导电性及送丝的稳定性。镀铜作用：防锈、利于保存、有利于焊丝的导电性及送丝的稳定性。镀铜作用：防锈、利于保存、有利于焊丝的导电性及送丝的稳定性。镀铜作用：防锈、利于保存、有利于焊丝的导电性及送丝的稳定性。n n（2 2）实心焊丝、药芯焊丝及活化处理焊丝）实心焊丝、药芯焊丝及活化处理焊丝）实心焊丝、

26、药芯焊丝及活化处理焊丝）实心焊丝、药芯焊丝及活化处理焊丝n n活化处理，就是在焊丝表面涂一层碱土金属或稀土金属的化合物，有利于提高焊丝发射电子的活化处理，就是在焊丝表面涂一层碱土金属或稀土金属的化合物，有利于提高焊丝发射电子的活化处理，就是在焊丝表面涂一层碱土金属或稀土金属的化合物，有利于提高焊丝发射电子的活化处理，就是在焊丝表面涂一层碱土金属或稀土金属的化合物，有利于提高焊丝发射电子的能力和降低弧柱的有效电离势，这样可细化金属熔滴，减少飞溅，改善焊缝成形。如能力和降低弧柱的有效电离势，这样可细化金属熔滴，减少飞溅，改善焊缝成形。如能力和降低弧柱的有效电离势，这样可细化金属熔滴，减少飞溅，改善

27、焊缝成形。如能力和降低弧柱的有效电离势，这样可细化金属熔滴，减少飞溅，改善焊缝成形。如CsCs2 2C0C03 3。n n3 3、焊丝的规格：、焊丝的规格：、焊丝的规格：、焊丝的规格：0.5mm0.5mmd d5mm 5mm n n 半自动：直径半自动：直径半自动：直径半自动：直径0.80.8、1.0 1.0、1.2 1.2、1.6 1.6；n n 自动焊：直径自动焊：直径自动焊：直径自动焊：直径2.02.0、2.52.5、3.03.0、4.0 4.0、5.0.5.0.返回返回第四节第四节 C02电弧焊的工艺参数与选择电弧焊的工艺参数与选择n n 在在C0C02 2保护电弧焊中，为了获得稳定的

28、焊接过程，通常采用保护电弧焊中，为了获得稳定的焊接过程，通常采用短路短路过渡过渡和和细颗粒自由飞落过渡细颗粒自由飞落过渡两种熔滴过渡形式。短路过渡焊接在我国两种熔滴过渡形式。短路过渡焊接在我国应用最为广泛。应用最为广泛。一、短路过渡焊接一、短路过渡焊接一、短路过渡焊接一、短路过渡焊接n n1 1、短路过渡焊接特点、短路过渡焊接特点、短路过渡焊接特点、短路过渡焊接特点（1 1）电压低、电流小适合于焊接薄板及全位置焊；）电压低、电流小适合于焊接薄板及全位置焊；（2 2）焊接薄板时，生产率高、变形小；）焊接薄板时，生产率高、变形小；（3 3）电弧燃烧非常稳定，飞溅小，焊缝成形良好，过渡频率）电弧燃烧

29、非常稳定，飞溅小，焊缝成形良好，过渡频率 高，焊接过程的稳定性高，焊接过程的稳定性；（4 4）焊接过程中的热辐射、光辐射以及烟尘等都比较小；）焊接过程中的热辐射、光辐射以及烟尘等都比较小；（5 5）焊丝直径：）焊丝直径：d1.6mm,0.6d1.6mm,0.6d d1.4mm1.4mmn n 当当 d d1.6mm,1.6mm,飞溅飞溅 2、短路过渡焊接规范参数选择、短路过渡焊接规范参数选择 电弧电压、焊接电流、焊接回路电感量、焊接速度、气体流量以及焊丝伸出长度等。电弧电压、焊接电流、焊接回路电感量、焊接速度、气体流量以及焊丝伸出长度等。（1 1 1 1）电弧电压）电弧电压）电弧电压）电弧电压

30、 20V 20V 最佳，最佳，f f高，电弧稳定，周期高，电弧稳定，周期T T稳定。稳定。n n*当当UU，即，即L L弧弧，熔滴还未足够大时就形成了短路，缩颈难以形成。熔滴脱离焊丝难，易，熔滴还未足够大时就形成了短路，缩颈难以形成。熔滴脱离焊丝难，易烧断，烧断，t t燃烧燃烧t t短路短路-周期不均匀周期不均匀ff；n n*当当UU,即即L L弧弧 -t-t燃烧燃烧熔滴尺寸熔滴尺寸 f f。如。如25v25v时短路时，时短路时，t t燃烧燃烧 t t短路短路 f f n n总之，总之，总之，总之，电压大时，由于燃弧时间电压大时，由于燃弧时间造成造成ff；电压小时，由于短路时间；电压小时，由于

31、短路时间造成造成ff。（2 2 2 2）焊接电流）焊接电流）焊接电流）焊接电流 n n IhIh-送丝速度送丝速度-过渡频率过渡频率，但不能无限制地增大，但不能无限制地增大IhIh。n n 图图6 636 36 短路过渡焊适用的电流和电压范围短路过渡焊适用的电流和电压范围n n 原因：原因：原因：原因：送丝速度送丝速度，电弧空间，电弧空间，熔滴变细，成段烧断，此时应，熔滴变细，成段烧断，此时应IhIh（）焊接回路电感（）焊接回路电感（）焊接回路电感（）焊接回路电感 短路过渡焊接时，一般要串联电感。短路过渡焊接时，一般要串联电感。n n 串联电感的作用：串联电感的作用：串联电感的作用：串联电感的

32、作用：n n调节短路电流增长速度调节短路电流增长速度调节短路电流增长速度调节短路电流增长速度d d d dd d d d n n d ddtdt过小，大颗粒飞溅，甚至焊丝成大段焊断使电弧熄灭；过小，大颗粒飞溅，甚至焊丝成大段焊断使电弧熄灭；n n d ddtdt过大，则产生大量小颗粒的金属飞溅。过大，则产生大量小颗粒的金属飞溅。n n调节电弧燃烧时间，控制母材熔深调节电弧燃烧时间，控制母材熔深调节电弧燃烧时间，控制母材熔深调节电弧燃烧时间，控制母材熔深 电感时，虽然电感时，虽然ff但燃烧时间但燃烧时间，熔深，熔深n n电感量越小：电感量越小：电感量越小：电感量越小：d dd d，过渡频率，过渡

33、频率熔深大，但过小熔深大，但过小,短路时间缩短，熔滴不易过渡短路时间缩短，熔滴不易过渡n n电感量越大：电感量越大：电感量越大：电感量越大：d d d d，到达一定时间后，过渡困难（需要较大的电磁力）出现成段，到达一定时间后，过渡困难（需要较大的电磁力）出现成段n n 爆破，爆破，熔深小。熔深小。（4 4）焊接速度）焊接速度）焊接速度）焊接速度n n 熔宽熔宽，余高熔深略有，余高熔深略有 产生咬边，未熔合，气孔产生咬边，未熔合，气孔n n 熔宽略有熔宽略有，熔深，熔深 易产生烧穿，组织粗大，焊接变形大易产生烧穿，组织粗大，焊接变形大（）焊丝伸出长度（）焊丝伸出长度（）焊丝伸出长度（）焊丝伸出长

34、度 伸伸（10-1210-12）d d，一般，一般101020mm20mm，半自动，半自动1515n n 伸伸 熔深熔深 n n 伸伸过大：电阻热过大：电阻热，焊丝熔化，焊丝熔化，但焊丝过热成段地爆断，飞溅严，但焊丝过热成段地爆断，飞溅严n n 重，焊接过程不稳定，保护效果变差重，焊接过程不稳定，保护效果变差n n 伸伸过小：飞溅易堵塞喷嘴过小：飞溅易堵塞喷嘴（）气体的流量（）气体的流量（）气体的流量（）气体的流量 n n 细丝小规范：气体流量范围细丝小规范：气体流量范围 515L515Lminmin；n n 中等规范施焊：气体流量范围中等规范施焊：气体流量范围 20L20Lminmin；n

35、n 粗丝大规范粗丝大规范(自动焊、颗粒过渡自动焊、颗粒过渡)2550 L)2550 Lminmin；n n ，伸伸伸伸较长及在室外作业较长及在室外作业较长及在室外作业较长及在室外作业 气体流量，以保证气体流量，以保证气体流量，以保证气体流量，以保证焊电弧有足焊电弧有足焊电弧有足焊电弧有足够的挺度，够的挺度，够的挺度，够的挺度，抗干扰能力。抗干扰能力。抗干扰能力。抗干扰能力。n n 在实际工作中，规范参数的选择，须通过施焊来解决。一般先根据板厚、在实际工作中，规范参数的选择，须通过施焊来解决。一般先根据板厚、坡口形式、焊接位置等选好焊丝直径，然后确定焊接电流及电弧电压，再调坡口形式、焊接位置等选

36、好焊丝直径，然后确定焊接电流及电弧电压，再调节回路电感。而节回路电感。而伸伸及气体流量有经验数据可参考，视成形而定及气体流量有经验数据可参考，视成形而定 二、细颗粒过渡焊接二、细颗粒过渡焊接 1 1、细颗粒过渡焊接的特点、细颗粒过渡焊接的特点 （1 1）电弧电压较高，电流较大，适合于中厚及大厚板工件；）电弧电压较高，电流较大，适合于中厚及大厚板工件；（2 2）电弧的穿透能力强，熔深大；）电弧的穿透能力强，熔深大；（3 3）对规范参数敏感，焊接过程不稳定，飞溅大（主要是喷嘴严）对规范参数敏感，焊接过程不稳定，飞溅大（主要是喷嘴严重堵塞）；重堵塞）；（4 4）焊丝直径：）焊丝直径：1.61.6、2

37、.02.0常用；常用；3.03.0、5.05.0用得少。用得少。、颗粒过渡规范参数的选择、颗粒过渡规范参数的选择n n表表6 68 8不同直径焊丝细颗粒过渡的电流下限值和电弧电压的不同直径焊丝细颗粒过渡的电流下限值和电弧电压的范围。范围。返回返回第五节第五节 减少飞溅的措施减少飞溅的措施一、飞溅产生的原因一、飞溅产生的原因一、飞溅产生的原因一、飞溅产生的原因n n1 1、由冶金反应引起的飞溅、由冶金反应引起的飞溅、由冶金反应引起的飞溅、由冶金反应引起的飞溅 n n 原因：原因：原因：原因：C+OC+O2 2CO (CO (FeO)+CFeO)+C=FeFe+CO+COn n CO CO在高温下

38、体积急剧膨胀，压力迅速上升，使熔滴和熔池金属产生爆破，从在高温下体积急剧膨胀，压力迅速上升，使熔滴和熔池金属产生爆破，从 n n 而产生大量的飞溅。而产生大量的飞溅。n n 措施：措施：措施：措施：采用采用MnMn、Si Si脱氧焊丝，脱氧焊丝，焊丝中焊丝中C C。n n2 2、由极点压力引起的飞溅、由极点压力引起的飞溅、由极点压力引起的飞溅、由极点压力引起的飞溅 n n 原因：原因：原因：原因：正接时，斑点压力大，形成大颗粒飞溅；正接时，斑点压力大，形成大颗粒飞溅；n n 反接时，产生飞溅小。反接时，产生飞溅小。n n3 3、熔滴短路引起的飞溅、熔滴短路引起的飞溅、熔滴短路引起的飞溅、熔滴短

39、路引起的飞溅n n 原因：原因：原因：原因：短路电流增长速度短路电流增长速度 di/dtdi/dt过快。当熔滴与熔池接触，由于短路电流的强烈加过快。当熔滴与熔池接触，由于短路电流的强烈加n n 热及电磁收缩力的作用，使缩径处的液体金属发生爆破，产生较小的颗粒飞热及电磁收缩力的作用，使缩径处的液体金属发生爆破，产生较小的颗粒飞n n 溅。溅。n n 措施：措施：措施：措施：调节回路中电感。调节回路中电感。n n4 4、非轴向颗粒状过渡造成的飞溅：、非轴向颗粒状过渡造成的飞溅：、非轴向颗粒状过渡造成的飞溅：、非轴向颗粒状过渡造成的飞溅：电弧中斥力的作用。电弧中斥力的作用。n n5 5、焊接工艺参数

40、不当引起的飞溅。、焊接工艺参数不当引起的飞溅。、焊接工艺参数不当引起的飞溅。、焊接工艺参数不当引起的飞溅。二、减少金属飞溅的措施二、减少金属飞溅的措施1 1、正确选择工艺参数、正确选择工艺参数、正确选择工艺参数、正确选择工艺参数 （1 1）焊接电流与电压）焊接电流与电压 图图6-396-39飞溅率与电流的关系飞溅率与电流的关系 （2 2）焊枪角度）焊枪角度 焊枪垂直时飞溅量最少，倾斜角焊枪垂直时飞溅量最少，倾斜角 20200 0 （3 3）焊丝伸出长度：尽可能）焊丝伸出长度：尽可能 L L伸。伸。2 2、颗粒过渡焊接时在、颗粒过渡焊接时在、颗粒过渡焊接时在、颗粒过渡焊接时在COCO2 2中加入

41、中加入中加入中加入ArAr气气气气是是 颗粒过渡焊金属飞溅最有效的办法。颗粒过渡焊金属飞溅最有效的办法。原因：原因：原因：原因：COCO2 2气体在电弧温度区间热导率较高，加上分解吸热，消耗电弧大量热能，从而引起弧柱及气体在电弧温度区间热导率较高，加上分解吸热，消耗电弧大量热能，从而引起弧柱及 电弧斑点的强烈收缩。即使增大电流，弧柱和斑点直径也很难扩展。电弧斑点的强烈收缩。即使增大电流，弧柱和斑点直径也很难扩展。n n混合气体的成本虽然比纯混合气体的成本虽然比纯C0C02 2气体高，但可从材料损失气体高，但可从材料损失 和节省清理飞溅辅助时间和节省清理飞溅辅助时间 上得到补偿上得到补偿3 3、

42、短路过接焊接时限制金属液桥爆断能量、短路过接焊接时限制金属液桥爆断能量、短路过接焊接时限制金属液桥爆断能量、短路过接焊接时限制金属液桥爆断能量 n n（1 1）在焊接回路中串接电抗器、电阻或）在焊接回路中串接电抗器、电阻或）在焊接回路中串接电抗器、电阻或）在焊接回路中串接电抗器、电阻或 电源变压的阻抗电源变压的阻抗电源变压的阻抗电源变压的阻抗 -di/dtdi/dt及及ImIm（峰值电流）（峰值电流）n n（2 2）电流切换法）电流切换法）电流切换法）电流切换法 一旦缩颈尺寸达到临界尺寸后，便立即进行电流切换，将电流从高值切换到低一旦缩颈尺寸达到临界尺寸后，便立即进行电流切换，将电流从高值切换

43、到低n n 值，使液桥缩颈在小电流下爆断。值，使液桥缩颈在小电流下爆断。n n（3 3）电流波形控制法）电流波形控制法）电流波形控制法）电流波形控制法：控制输出电流波形，使金属液桥在低的电流上升速度和低的短路峰值电：控制输出电流波形，使金属液桥在低的电流上升速度和低的短路峰值电n n 流下爆断流下爆断-飞溅飞溅n n 是今后中等电流是今后中等电流COCO2 2短路过渡的一种重要的控制方法短路过渡的一种重要的控制方法 n n4 4、采用低飞溅的焊丝、采用低飞溅的焊丝、采用低飞溅的焊丝、采用低飞溅的焊丝n n（1 1）实心焊丝：在满足力学性能的前提下，尽量）实心焊丝：在满足力学性能的前提下，尽量）

44、实心焊丝：在满足力学性能的前提下，尽量）实心焊丝：在满足力学性能的前提下，尽量 C C，TiTi、AlAl含量含量含量含量n n（2 2）采用以）采用以）采用以）采用以CsCs2 2COCO3 3、K K2 2COCO3 3等活性处理过的焊丝进行焊接等活性处理过的焊丝进行焊接等活性处理过的焊丝进行焊接等活性处理过的焊丝进行焊接可以达到明显地降低飞溅、改善可以达到明显地降低飞溅、改善n n 焊缝成形的目的。焊缝成形的目的。n n（3 3）采用药芯焊丝）采用药芯焊丝）采用药芯焊丝）采用药芯焊丝 飞溅率为实心飞溅率为实心1/31/3n n（4 4）涂防飞溅液。）涂防飞溅液。）涂防飞溅液。）涂防飞溅液

45、。返回返回第六节第六节 CO2电弧焊设备电弧焊设备一、对电源特性的要求一、对电源特性的要求一、对电源特性的要求一、对电源特性的要求 (一一一一)对电源外特性要求对电源外特性要求对电源外特性要求对电源外特性要求n n由于由于CO2CO2电弧的静特性是上升的，所以平电弧的静特性是上升的，所以平(恒压恒压)和下降外特性电源都可以满足电源和下降外特性电源都可以满足电源电弧系统的电弧系统的稳定条件。稳定条件。n n弧压反馈送丝焊机配用下降外特性电源；弧压反馈送丝焊机配用下降外特性电源；n n等速送丝焊机则配用平或缓降外特性电源等速送丝焊机则配用平或缓降外特性电源。n n在生产中广泛采用平特性电源。这是因

46、为平特性电源配合等速送丝系统具有许多优点，在生产中广泛采用平特性电源。这是因为平特性电源配合等速送丝系统具有许多优点，n n平特性电源的优点平特性电源的优点平特性电源的优点平特性电源的优点 （1 1）弧长变化时引起较大的电流变化，因而电弧的自调节作用强；）弧长变化时引起较大的电流变化，因而电弧的自调节作用强；）弧长变化时引起较大的电流变化，因而电弧的自调节作用强；）弧长变化时引起较大的电流变化，因而电弧的自调节作用强；（2 2）短路电流较大，引弧比较容易；）短路电流较大，引弧比较容易；）短路电流较大，引弧比较容易；）短路电流较大，引弧比较容易；（3 3）焊丝伸出长度变化时，产生的静态电压的误差

47、小。即焊接电压基本上不受焊丝伸长长度变化）焊丝伸出长度变化时，产生的静态电压的误差小。即焊接电压基本上不受焊丝伸长长度变化）焊丝伸出长度变化时，产生的静态电压的误差小。即焊接电压基本上不受焊丝伸长长度变化）焊丝伸出长度变化时，产生的静态电压的误差小。即焊接电压基本上不受焊丝伸长长度变化 的影响的影响的影响的影响 ；（4 4）平特性电源对防止焊丝回烧和粘丝有利。）平特性电源对防止焊丝回烧和粘丝有利。）平特性电源对防止焊丝回烧和粘丝有利。）平特性电源对防止焊丝回烧和粘丝有利。n n 因为电弧回烧时，随着电弧的拉长，电弧电流很快减小使电弧未回烧到导电嘴前已熄灭。因为电弧回烧时，随着电弧的拉长，电弧电

48、流很快减小使电弧未回烧到导电嘴前已熄灭。n n 焊丝粘接时，平特性电弧有较大的短路电流使粘接处爆开，从而可避免粘丝。焊丝粘接时，平特性电弧有较大的短路电流使粘接处爆开，从而可避免粘丝。(二二二二)对电源动特性的要求对电源动特性的要求对电源动特性的要求对电源动特性的要求n n 颗粒状过渡时，对焊接电源的动特性没有什么要求。而短路过渡时，则要求焊接电源具有良颗粒状过渡时，对焊接电源的动特性没有什么要求。而短路过渡时，则要求焊接电源具有良好的动态品质。好的动态品质。n n 1 1、是要有足够大的短路电流增长速度速度、是要有足够大的短路电流增长速度速度、是要有足够大的短路电流增长速度速度、是要有足够大

49、的短路电流增长速度速度di/dtdi/dt,短路峰值电流短路峰值电流短路峰值电流短路峰值电流ImaxImax和焊接电压恢复速度和焊接电压恢复速度和焊接电压恢复速度和焊接电压恢复速度du/du/dtdtn n 2 2、当焊丝成分及焊丝直径不同时，短路电流增长速度、当焊丝成分及焊丝直径不同时，短路电流增长速度、当焊丝成分及焊丝直径不同时，短路电流增长速度、当焊丝成分及焊丝直径不同时，短路电流增长速度di/dtdi/dt要能够进行调节。要能够进行调节。要能够进行调节。要能够进行调节。二、供气系统二、供气系统n n和氩弧焊不同之处，是气路中一般要接入预热器和干燥器。和氩弧焊不同之处，是气路中一般要接入

50、预热器和干燥器。n n1 1、预热器、预热器、预热器、预热器n n结构：结构：结构：结构：一般采用电热式，用电阻丝加热，将套有绝缘瓷管的电阻丝挠在蛇一般采用电热式，用电阻丝加热，将套有绝缘瓷管的电阻丝挠在蛇形紫纯铜管的外围即可。形紫纯铜管的外围即可。n n采用采用36V36V交流电供电，功率在交流电供电，功率在100100一一150W150Wn n作用：作用：作用：作用：防止气体中的水分在钢瓶出口处及减压表中结冰，使气路堵塞。应防止气体中的水分在钢瓶出口处及减压表中结冰，使气路堵塞。应尽量装在靠近钢瓶的出气口附近。尽量装在靠近钢瓶的出气口附近。n n气流越大，供气系统温度降得越低。因此，大气流