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1、5-1 5-1 二氧化碳气体保护焊的特点及应用二氧化碳气体保护焊的特点及应用一、二氧化碳气体保护焊的原理及应用一、二氧化碳气体保护焊的原理及应用 定义：以定义：以COCO2 2 作为保护气体的电弧焊。作为保护气体的电弧焊。焊丝作电极，焊丝焊丝作电极，焊丝的送进靠送丝机构实现。的送进靠送丝机构实现。1 1、COCO2 2气体保护焊的实质气体保护焊的实质 这种方法以气体作为保护介这种方法以气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中隔离，防止空气中氧、氮、氢氧、氮、氢对熔滴和熔池金属产生有害作对熔滴和熔池金属产生有害作用，用，从而获得优良的力学性能从而获得优良
2、的力学性能。第1页/共134页焊焊缝缝焊丝焊丝喷嘴喷嘴保护气体（保护气体（CO2或或Ar）熔熔池池焊焊件件电弧电弧导电嘴导电嘴第2页/共134页第3页/共134页5-15-1二氧化碳气体保护焊的特点及应用二氧化碳气体保护焊的特点及应用二、二氧化碳气体保护焊有如下工艺优点：二、二氧化碳气体保护焊有如下工艺优点：1、焊接成本低、焊接成本低CO2气体及气体及CO2焊焊丝价格便宜，焊接能耗低，因此，焊焊丝价格便宜，焊接能耗低，因此，二氧化碳气体保护焊的使用成本很低，只有埋弧焊及手工电弧二氧化碳气体保护焊的使用成本很低，只有埋弧焊及手工电弧焊的焊的40%50%；2、焊缝质量好、焊缝质量好二氧化碳气体保护
3、焊二氧化碳气体保护焊抗锈能力强抗锈能力强，对油污不敏感，对油污不敏感，焊缝焊缝含氢量低，抗裂性能好；含氢量低，抗裂性能好；第4页/共134页3、生产效率高、生产效率高二氧化碳气体保护焊的二氧化碳气体保护焊的电弧集中，熔透能力强，电弧集中，熔透能力强，熔敷速度快，且焊后无需进行清渣处理，熔敷速度快，且焊后无需进行清渣处理，因此生产效率因此生产效率高；半自动二氧化碳焊的效率比手工电弧焊高高；半自动二氧化碳焊的效率比手工电弧焊高1 2倍，自倍，自动二氧化碳焊比手工电弧焊高动二氧化碳焊比手工电弧焊高2 5倍；倍；4、适用范围广、适用范围广适用于适用于各种位置的焊接各种位置的焊接，而且既可用于，而且既可
4、用于薄板薄板的焊的焊接又可用于接又可用于厚板厚板的焊接；的焊接；5、便于实现自动化、便于实现自动化二氧化碳焊是二氧化碳焊是明弧焊，便于监视及控制明弧焊，便于监视及控制，而且焊后，而且焊后无需清渣，有利于实现焊接过程机械化及自动化无需清渣，有利于实现焊接过程机械化及自动化6、焊接应力和变形小、焊接应力和变形小第5页/共134页三、二氧化碳气体保护焊有如下缺点：三、二氧化碳气体保护焊有如下缺点：1、焊缝成形较粗糙，飞溅较大。、焊缝成形较粗糙，飞溅较大。2、劳动条件较差、劳动条件较差二氧化碳焊二氧化碳焊弧光强度弧光强度及及紫外线强度紫外线强度分别为手工电弧焊的分别为手工电弧焊的2 3倍和倍和20 4
5、0倍，而且操作环境中倍，而且操作环境中CO2的含量较大的含量较大，对工人的健，对工人的健康不利。康不利。3、很难用交流电焊接，设备复杂；、很难用交流电焊接，设备复杂；4、抗风能力差；、抗风能力差；5、不能焊容易氧化的有色金属。、不能焊容易氧化的有色金属。四、四、四、四、二氧化碳气体保护焊应用二氧化碳气体保护焊应用二氧化碳焊主要用于焊接二氧化碳焊主要用于焊接30mm30mm30mm30mm以下以下以下以下低碳钢及低合金钢低碳钢及低合金钢,尤其尤其尤其尤其适宜适宜适宜适宜薄板薄板薄板薄板。此外，还用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的补焊以此外，还用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的补焊以及电铆焊等方面。目前，这种
6、方法已广泛用于及电铆焊等方面。目前，这种方法已广泛用于机车车辆、汽机车车辆、汽车、摩托车、船舶、煤矿机械及锅炉制造车、摩托车、船舶、煤矿机械及锅炉制造行业中。行业中。第6页/共134页5-25-2二氧化碳焊设备二氧化碳焊设备二氧化碳焊设备由弧弧焊焊电电源源、送送丝丝机机构构、焊焊枪枪及及供供气气系系统统、控制系统控制系统等等组成。（一）电源（一）电源:平特性电源；下降性电源；电源动特性平特性电源；下降性电源；电源动特性与与MIG/MAGMIG/MAG焊焊电电源源相相同同。(采采用用惰惰性性气气体体作作为为保保护护气气，使使用用焊焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法丝作为熔化电极的一种电弧焊方法 )
7、C02C02一一般般采采用用直直流流电电源源且且反反极极性性连连接接，细细焊焊丝丝采采用用等等速速送送丝丝式式焊焊机机，配配合合平平特特性性电电源。源。粗焊丝粗焊丝采用采用变速变速送丝式焊机，配合送丝式焊机，配合下降特性下降特性电源。电源。（二）控制系统（二）控制系统控制各个部件按照一定的时间顺序进入/退出工作状态。（三）送丝系统（三）送丝系统（P66）（四）焊枪（四）焊枪（五）供气系统（五）供气系统第7页/共134页第8页/共134页第9页/共134页5-35-3二氧化碳焊的冶金特点二氧化碳焊的冶金特点（一）二氧化碳电弧的氧化性（一）二氧化碳电弧的氧化性在电弧热量作用下，二氧化碳发生分解，放
8、出在电弧热量作用下，二氧化碳发生分解，放出氧气氧气：2CO22CO+O2氧气又进一步分解为氧原子：氧气又进一步分解为氧原子：O22O因此，二氧化碳电弧具有很强的氧化性，使铁及合金元素因此，二氧化碳电弧具有很强的氧化性，使铁及合金元素（Si、Mn、Cr、Ni、Ti、C等）发生氧化。等）发生氧化。1、氧化反应的不利后果：、氧化反应的不利后果：1）合金元素大量烧损；）合金元素大量烧损；2）C与与O反应，生成反应，生成CO气体，易于导致气孔气体，易于导致气孔。第13页/共134页2、措施：必须采用必要的措施进行脱氧、措施：必须采用必要的措施进行脱氧在焊丝中加入适量的脱氧剂，脱氧剂，脱氧剂与O的亲和力比
9、Fe及C强，因此可阻止阻止Fe、C等与等与O发生不利的反应发生不利的反应。脱氧剂在完成脱氧任务之余，所剩余的量作为合金元素留在焊缝中，起着提高焊缝机械性能的作用。二氧化碳焊丝一般采用Si、Mn联合脱氧联合脱氧，有些焊丝中还加少量的Ti。（二）二氧化碳焊的气孔及防止（二）二氧化碳焊的气孔及防止1一氧化碳气孔一氧化碳气孔一氧化碳气孔产生的主要原因是以下反应：FeO+C=Fe+CO第14页/共134页该反应通常发生于熔池尾部熔池尾部，此处的液态金属温度接近结晶温度，反应很强烈且CO没有时间析出，因此，因此，CO易残易残留于熔池中形成气孔。只要选择的焊丝正确，焊丝中的脱氧留于熔池中形成气孔。只要选择的
10、焊丝正确，焊丝中的脱氧元素就会抑制元素就会抑制FeO生成，产生生成，产生CO气孔的可能性很小。气孔的可能性很小。2氢气孔氢气孔二氧化碳电弧中有大量的氧原子，氧原子可与焊接区的氢结合成不溶于熔池的羟基羟基，因此二氧化碳焊对氢气孔不敏感。只要是二氧化碳气体中的水分含量不超过规定值，工件及焊丝上的铁锈及油污不很严重，一般不会产生氢气孔。3氮气孔氮气孔这是二氧化碳焊焊缝中出现几率最大的一种气孔。这是二氧化碳焊焊缝中出现几率最大的一种气孔。这种气孔主要是由侵入焊接区的空气引起的。只要保证良好的保护效果，这种气孔一般也不会产生。第15页/共134页（三）（三）CO2CO2 的飞溅及防止的飞溅及防止一）产生
11、飞溅的原因一）产生飞溅的原因本质原因是由于二氧化碳电弧收缩性强电弧收缩性强，熔滴受力复杂，熔滴受力复杂，易使熔滴的运动轨迹偏离电弧的轴线。易使熔滴的运动轨迹偏离电弧的轴线。1、气体爆炸引起的飞溅；、气体爆炸引起的飞溅；2、短路过渡产生的爆破力；、短路过渡产生的爆破力；3、大滴滴落过渡时的、大滴滴落过渡时的斑点力斑点力偏离焊丝轴线；偏离焊丝轴线；4、焊接参数选择不当。、焊接参数选择不当。二）防止飞溅的措施：二）防止飞溅的措施：1、正确选择焊接参数；、正确选择焊接参数；2、在气体中加入少量氩气；、在气体中加入少量氩气；3、短路过渡时限制金属液桥爆断能量；、短路过渡时限制金属液桥爆断能量；4、采用低
12、飞溅率焊丝。、采用低飞溅率焊丝。第16页/共134页药芯焊丝药芯焊丝第17页/共134页 (四四)CO2CO2焊的气体及焊丝焊的气体及焊丝 COCO2 2焊所用的焊接材料有：焊所用的焊接材料有：COCO2 2气体和焊丝。气体和焊丝。1 1COCO2 2气体气体 纯净的纯净的COCO2 2是无色、无味和无毒的气体，一般将其压缩成液体是无色、无味和无毒的气体，一般将其压缩成液体 贮存于钢瓶供应使用。要求贮存于钢瓶供应使用。要求COCO2 2纯度为纯度为99.5%99.5%。2 2焊丝焊丝 COCO2 2焊丝既是填充金属又是电极。焊丝既是填充金属又是电极。COCO2 2焊丝分为焊丝分为实芯焊丝和药芯
13、焊丝实芯焊丝和药芯焊丝两种。药芯焊丝在国际上被两种。药芯焊丝在国际上被 公认为是焊接材料中最先进、发展最快的高科技技术之一，公认为是焊接材料中最先进、发展最快的高科技技术之一，并将成并将成 为为2121世纪焊接材料的主导产品。世纪焊接材料的主导产品。图图图图5 5 5 527 27 27 27 药芯焊丝断面形状药芯焊丝断面形状药芯焊丝断面形状药芯焊丝断面形状 第18页/共134页5-45-4二氧化碳焊的熔滴过渡特点二氧化碳焊的熔滴过渡特点熔滴过渡方式主要有：大大滴滴排排斥斥过过渡渡、短短路路过过渡渡、细细颗颗粒粒过过渡渡及及混混合合过过渡渡（短短路路过过渡渡+颗颗粒粒过过渡渡）等四种。由于大滴
14、排斥过渡的飞溅大、电弧不稳定，因此实际焊接生产中一般不用，通常采用短路过渡及细颗粒过渡短路过渡及细颗粒过渡进行焊接。（一）短路过渡（一）短路过渡1、产生条件、产生条件采用细细丝丝，并并配配以以小小电电流流及及小小电电压压进行焊接时，熔滴过渡为短路过渡。2、特点、特点1）通常产生一体体积积小小、凝凝固固速速度度快快的熔池，因此适合于薄薄板板焊接及全位置焊接。焊接及全位置焊接。第19页/共134页2）熔滴与熔池间短路后，在表面张力及电磁收缩力的作用下形成缩径小桥，缩径小桥，短路缩径小桥在不断增大的短路电流作不断增大的短路电流作用下汽化爆断，用下汽化爆断，将熔滴推向熔池，完成过渡。有飞溅。3、短路过
15、渡对电源的动特性具有如下的要求：、短路过渡对电源的动特性具有如下的要求：（1）熔滴与熔池短路时，电弧熄灭，过渡完成后，电弧又重新引燃。为了保证电弧能够顺利引燃，要求电源的空载电源的空载电压上升速度要快。电压上升速度要快。（2）短路小桥的位置及爆断时间、爆破能量直接决定了飞短路小桥的位置及爆断时间、爆破能量直接决定了飞溅的大小，溅的大小，当短路小桥产生在焊丝与熔滴之间，爆破能量较小且能够及时爆断时，飞溅较小。而短路小桥的位置及爆断时间、爆破能量可通过在焊接回路中加一适当的电感来调节。第20页/共134页（二）细颗粒过渡（二）细颗粒过渡细颗粒过渡出现在电弧电压较高、焊接电流较大电弧电压较高、焊接电
16、流较大的情况下。其特点是，电弧基本上潜入工件表面之下，熔池较深，熔滴以较小的尺寸、较大的速度沿轴向过渡到熔池中。由于没有短路过程，对电源的动特性没有特殊要求短路过程，对电源的动特性没有特殊要求。这种过渡主要用于中等厚度及大厚度板材中等厚度及大厚度板材的水平位置焊接。焊接方向焊接方向第22页/共134页5-55-5二氧化碳气体保护焊工艺二氧化碳气体保护焊工艺一）、二氧化碳气体保护焊工艺参数的选择一）、二氧化碳气体保护焊工艺参数的选择（一）焊丝直径（一）焊丝直径1、短路过渡、短路过渡CO2焊焊一般采用细丝，以提高过渡频率，稳定焊接电弧。通常采用的焊丝直径有0.8mm、1.2mm及1.6mm三种。2
17、、细颗粒过渡、细颗粒过渡CO2焊焊采用的焊丝直径一般大于1.2mm，通常采用的焊丝直径有1.6、2.0、3.0和4.0等四种。（二）焊接电流及电弧电压（二）焊接电流及电弧电压1、短路过渡短路过渡电弧电压是最重要的焊接参数，因为它直接决定了熔滴过渡的稳定性及飞溅大小，影响焊缝成形及焊接接头的质量。第23页/共134页对于一定的焊丝直径，有一最佳电弧电压范围，对于一定的焊丝直径，有一最佳电弧电压范围，电弧电压小于该范围的下限时，短路小桥不易断开，易导致固体导致固体短路短路（未熔化的焊丝直接穿过熔池金属与未熔化的工件短路），导致很大的飞溅，导致很大的飞溅，甚至导致固体焊丝飞溅；电弧电压大于该范围的上
18、限时，易产生大滴排斥过渡，飞溅很大，电弧不稳。短路过渡短路过渡CO2焊通常采用直流反接。焊通常采用直流反接。采用直流反接时，电弧稳定，飞溅小，熔深大。电弧稳定，飞溅小，熔深大。但在堆焊及焊补铸件时，应采用直流正接，这是因为，正接时焊丝为阴极，阴极产热大，焊丝熔化速度快，生产率高。电流的大小要与电弧电压相匹配。电流的大小要与电弧电压相匹配。表7-1给出了三种直径焊丝的最佳短路过渡焊接规范。第24页/共134页焊丝直径/mm0.81.21.6电弧电压/V181920焊接电流/A100110120135140180表表7-1 短路过渡的电流值及电弧电压范围短路过渡的电流值及电弧电压范围第25页/共1
19、34页焊丝直径/mm电流下限值/A电弧电压/V1.640034452.05003.06504.07502、细颗粒过渡、细颗粒过渡细颗粒过渡CO2焊也采用直流反接。直流反接。根根据据被被焊焊材材料料及及板板厚厚选选择择焊焊接接电电流流，然然后后根根据据焊焊接接电电流流、焊焊丝丝直直径径选选择择电电弧弧电电压压，焊接电流越大，焊丝直径越小，选择的电弧电压也应越大。但电弧电压也不得太高，否则飞溅将显著增大。表表7-2给出了细颗粒过渡的最低电流值及电弧电压范围。给出了细颗粒过渡的最低电流值及电弧电压范围。第26页/共134页（三）焊接速度（三）焊接速度焊接速度与焊接电流适当配合才能得到良好焊缝成形。焊
20、接速度与焊接电流适当配合才能得到良好焊缝成形。焊接速度过大：熔宽、熔深减小，甚至产生咬边、未熔合、未焊透等缺陷。焊接速度过慢：降低生产率，导致烧穿、焊接变形过大等缺陷。半半自自动动短短路路CO2保保护护焊焊的的焊焊接接速速度度一一般般为为5m h-1 60m h-1。（四）焊接回路电感（四）焊接回路电感1、短路过渡、短路过渡作用：作用：1）控制短路电流上升速度及短路电流峰值。）控制短路电流上升速度及短路电流峰值。短路过渡CO2焊要求具有合适的短路电流上升速度合适的短路电流上升速度，从而将缩径小桥控制在焊丝与熔滴之间，以保证爆破力将大部分熔滴金属过渡到熔池中，同时还要求具有合适的短路电流峰值，合
21、适的短路电流峰值，以第27页/共134页使爆破能量适中，不至于产生很大的细颗粒飞溅。不同的焊丝直径要求不同的短路电流上升速度，焊丝越细，熔化速度越大，短路过渡频率越大，要求的短路电流上升速度就较大。短路电流上升速度（短路电流上升速度（di/dt）决定于回路电感）决定于回路电感(用绝缘导线（例如漆包线、用绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件。在通过一定数量变化电流的情况下纱包线等）绕制而成的电磁感应元件。在通过一定数量变化电流的情况下,线圈产生自感线圈产生自感电势的能力电势的能力,称为线圈的电感量。简称为电感。称为线圈的电感量。简称为电感。)di/dt=(U0iR)/L式中U0
22、电源空载电压；i瞬时电流R焊接回路中的电阻L焊接回路中的电感因此，焊接回路中应串接适当的电感。2、细颗粒过渡、细颗粒过渡对于细颗粒过渡CO2焊，回路电感对抑制飞溅的作用不大，一般不要求在焊接回路中加电感元件。电感元件。第28页/共134页（五）焊丝伸出长度五）焊丝伸出长度1、短路过渡：、短路过渡：焊丝很细，焊丝干伸长度对熔滴过渡、电弧的稳焊丝干伸长度对熔滴过渡、电弧的稳定性及焊缝成形均具有很大的影响。定性及焊缝成形均具有很大的影响。干伸长度过大，电阻热增大，焊丝容易因过热而熔断，导致严重飞溅及电弧不稳。此外，干伸长度过大时，焊接电流降低，电弧的熔透能力下降，易导致未焊透。干伸长度过小，则要求喷
23、嘴离工件的距离很小，干伸长度过小，则要求喷嘴离工件的距离很小，飞溅金属颗粒易堵塞喷嘴。干伸长度一般应控制在5mm 15mm内。2、细颗粒过渡、细颗粒过渡焊丝较粗，焊丝干伸长度对熔滴过渡、电弧的稳定性及焊缝成形的影响不大。但由于飞溅较大，喷嘴易于堵塞，因此，干伸飞溅较大，喷嘴易于堵塞，因此，干伸长度应选得大一些，一般应控制在长度应选得大一些，一般应控制在10mm 20mm内。第29页/共134页（六）气体流量（六）气体流量保护气体的流量一般根据电流的大小、焊接速度、干伸长度等电流的大小、焊接速度、干伸长度等来选择。这些参数越大，气体流量也应适当加大来选择。这些参数越大，气体流量也应适当加大。但也
24、不能太大，以免产生紊流，紊流，使空气卷入焊接区，降低保护效果。短路过渡：短路过渡：保护气体流量一般为5Lmin-115Lmin-1。细颗粒过渡：细颗粒过渡：所用焊接电流比短路过渡大，焊接速度也大，因此采用的保护气体流量也应适当增大，一般为10Lmin-120Lmin-1。（七）喷嘴至工件的距离（七）喷嘴至工件的距离短路过渡CO2焊时，喷嘴至工件的距离应尽量取得适当小一些，以保证良好的保护效果及稳定的过渡，良好的保护效果及稳定的过渡，但也不能过小。这是因为该距离过小时，飞溅颗粒易堵塞喷嘴，过小时，飞溅颗粒易堵塞喷嘴，阻挡焊工的视线。喷喷嘴至工件的距离一般应取焊丝直径的嘴至工件的距离一般应取焊丝直
25、径的12倍左右倍左右。第30页/共134页（八）电源极性（八）电源极性一般均采用直流反接法。这时电弧稳定，飞溅小，焊缝成电弧稳定，飞溅小，焊缝成形好，并且焊缝熔深大，生产率高。形好，并且焊缝熔深大，生产率高。（九）焊丝位置及焊接方向（九）焊丝位置及焊接方向CO2焊一般采用左焊法，而右焊法也有其优点，在某些情况下具有良好的工艺性能。左焊法时焊枪的后倾角度保持为1020，倾角过大时，焊缝宽度增大而熔深变浅，而且还易产生大量的飞溅。右焊法时焊枪前倾1020，过大时余高增大，易产生咬边。左焊法（后倾）左焊法（后倾）：焊接热源从接头右端向左端移动，并指向待焊部分的操作法。：焊接热源从接头右端向左端移动，
26、并指向待焊部分的操作法。左焊法易清楚的看见焊缝坡口但熔池不容易看到左焊法易清楚的看见焊缝坡口但熔池不容易看到 右焊法右焊法（前倾）：焊接热源从接头左端向右端移动，并指向已焊部分的操作法。（前倾）：焊接热源从接头左端向右端移动，并指向已焊部分的操作法。右焊法易清楚的看到熔池但不容易看到焊缝坡口右焊法易清楚的看到熔池但不容易看到焊缝坡口 第31页/共134页一、坡口形状：一、坡口形状：细焊丝短路过渡的CO2焊一般开I I形坡形坡口；口；粗焊丝细滴过渡可以开较小的坡口。开坡口的目的：开坡口的目的：主要为了熔透，同时要考虑到焊缝成形的形状及熔合比。坡口角度过小易形成指状熔深，熔化不大。坡口角度过小易形
27、成指状熔深，熔化不大。在焊缝中心可能产生裂纹。尤其在焊接厚板时，由于拘束应力拘束应力大，这种倾向很强，必须十分注意。5-6 CO25-6 CO2焊的焊接技术焊的焊接技术6.16.1 焊前准备焊前准备第32页/共134页表表2.CO2焊推荐坡口形状焊推荐坡口形状坡口形状板厚/mm 有无垫板坡口角度根部间隙钝边高度 I形 12无02有03单边V形60无45600205有25504703Y形60无45600205有35600603K形100无45600205X形 100无456002056.16.1 焊前准备焊前准备第33页/共134页坡口加工方法坡口加工方法坡口加工方法坡口加工方法 加工坡口的方法
28、主要有加工坡口的方法主要有机械加工、气割机械加工、气割机械加工、气割机械加工、气割和碳弧气刨和碳弧气刨和碳弧气刨和碳弧气刨等。等。COCO2 2焊时对坡口加工精度的要求比焊条电焊时对坡口加工精度的要求比焊条电弧焊时更高。坡口加工精度对焊接质量影响很大。弧焊时更高。坡口加工精度对焊接质量影响很大。坡口尺坡口尺坡口尺坡口尺寸偏差能造成未焊透和未填满等缺陷。寸偏差能造成未焊透和未填满等缺陷。寸偏差能造成未焊透和未填满等缺陷。寸偏差能造成未焊透和未填满等缺陷。二、焊前清理二、焊前清理二、焊前清理二、焊前清理 焊缝附近有污物时，会严重影响焊接焊缝附近有污物时，会严重影响焊接质量。焊前应将质量。焊前应将坡
29、口周围坡口周围坡口周围坡口周围10 20mm10 20mm10 20mm10 20mm范围内的油污、油漆、范围内的油污、油漆、范围内的油污、油漆、范围内的油污、油漆、铁锈、氧化皮及其他污物清除干净。铁锈、氧化皮及其他污物清除干净。铁锈、氧化皮及其他污物清除干净。铁锈、氧化皮及其他污物清除干净。为了去除氧化皮、水为了去除氧化皮、水分和油类，目前工厂常用的方法是用分和油类，目前工厂常用的方法是用氧乙炔火焰烘烤。氧乙炔火焰烘烤。氧乙炔火焰烘烤。氧乙炔火焰烘烤。6.16.1 焊前准备焊前准备第34页/共134页三、定位焊三、定位焊三、定位焊三、定位焊 为了保证坡口尺寸，防止变形及焊道不规整。为了保证坡
30、口尺寸，防止变形及焊道不规整。通常通常CO2CO2CO2CO2焊与焊条电弧焊相比要求更坚固的定位焊缝。焊与焊条电弧焊相比要求更坚固的定位焊缝。焊与焊条电弧焊相比要求更坚固的定位焊缝。焊与焊条电弧焊相比要求更坚固的定位焊缝。定位焊定位焊缝易生成气孔和夹渣，认真焊接。缝易生成气孔和夹渣，认真焊接。焊接焊接薄板薄板薄板薄板时定位焊缝应该细而短，长度为时定位焊缝应该细而短，长度为3 l0mm3 l0mm3 l0mm3 l0mm，间距为，间距为，间距为，间距为3050mm 3050mm 3050mm 3050mm。焊接中厚板时定位焊缝长度为焊接中厚板时定位焊缝长度为1550mm1550mm1550mm1
31、550mm，间距达，间距达，间距达，间距达100150mm100150mm100150mm100150mm。若为熔透焊缝时，点固处难以实现反面成形，应若为熔透焊缝时，点固处难以实现反面成形，应从反面进行点固。从反面进行点固。6.16.1 焊前准备焊前准备第35页/共134页(a)蹲位平焊（b）坐位平焊（c）立位平焊（d）站位立焊（e）站位仰焊正确持枪姿势6.16.1 焊前准备焊前准备第36页/共134页1 1、引弧：、引弧：半自动半自动半自动半自动COCOCOCO2 2 2 2焊时，通常采用焊时，通常采用焊时，通常采用焊时，通常采用“划擦引弧划擦引弧划擦引弧划擦引弧”、“倒退引弧倒退引弧倒退引
32、弧倒退引弧”法。引弧后焊工应迅速调整焊枪法。引弧后焊工应迅速调整焊枪法。引弧后焊工应迅速调整焊枪法。引弧后焊工应迅速调整焊枪位置、焊枪角度，注意保持焊枪到焊件的距离。位置、焊枪角度，注意保持焊枪到焊件的距离。位置、焊枪角度，注意保持焊枪到焊件的距离。位置、焊枪角度，注意保持焊枪到焊件的距离。6.2 6.2 操作技术操作技术引弧与收弧引弧与收弧第37页/共134页引弧与收弧引弧与收弧2 2、收弧：、收弧：焊道收尾处往往出现凹陷，它被称为弧坑。焊道收尾处往往出现凹陷，它被称为弧坑。COCO2 2焊比一般焊条电弧焊用的焊接电流大，所以弧坑也焊比一般焊条电弧焊用的焊接电流大，所以弧坑也大。弧坑处易产生
33、火口裂纹及缩孔等缺陷。为此，应大。弧坑处易产生火口裂纹及缩孔等缺陷。为此，应设法减小弧坑尺寸。设法减小弧坑尺寸。目前主要应用的方法如下：目前主要应用的方法如下：1)1)采用带有电流衰减装置的焊机时，填充弧坑电流一般采用带有电流衰减装置的焊机时，填充弧坑电流一般只为焊接电流的只为焊接电流的50605060，易填满弧坑。，易填满弧坑。2)2)没有电流衰减装置时，在熔池未凝固之时，应在反复没有电流衰减装置时，在熔池未凝固之时，应在反复断弧、引弧几次，直至弧坑填满。断弧、引弧几次，直至弧坑填满。第38页/共134页3)使用工艺板，把弧坑引到工艺板上，焊完之后去掉它。引弧与收弧引弧与收弧 收弧时不能抬高
34、喷嘴，即使弧坑已填满，电弧已熄收弧时不能抬高喷嘴，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钟后才能移开。灭，也要让焊枪在弧坑处停留几秒钟后才能移开。若收弧时抬高焊枪，则容易因保护不良引起缺陷若收弧时抬高焊枪，则容易因保护不良引起缺陷。3 3、焊道的接头方法：、焊道的接头方法：第39页/共134页单面焊双面成形技术单面焊双面成形技术 从正面焊接，同时获得背面成形的焊从正面焊接，同时获得背面成形的焊道称为单面焊双面成形，常用于道称为单面焊双面成形，常用于焊接薄板及厚板的打底焊道。焊接薄板及厚板的打底焊道。1)1)悬空焊接悬空焊接 无垫板的单面焊双面成形焊接时对焊工的技术水无垫板的单面
35、焊双面成形焊接时对焊工的技术水平要求较高，对坡口精度、装配质量和焊接参数也提出了严格要平要求较高，对坡口精度、装配质量和焊接参数也提出了严格要求。求。坡口间隙坡口间隙 对单面焊双面成形的影响很大。坡口间隙小时，焊丝对单面焊双面成形的影响很大。坡口间隙小时，焊丝应对准熔池的前部，增大穿透能力，使焊缝焊透；坡口间隙大时，应对准熔池的前部，增大穿透能力，使焊缝焊透；坡口间隙大时，为防止烧穿，焊丝应指向熔池中心，并进行适当摆动。为防止烧穿，焊丝应指向熔池中心，并进行适当摆动。平焊的焊接技术平焊的焊接技术第40页/共134页 坡口间隙为坡口间隙为0.20.21.4mm1.4mm时，一般采用时，一般采用直
36、线式焊接或小幅直线式焊接或小幅(锯齿形锯齿形)摆动。摆动。坡口间隙为坡口间隙为1.21.22.0mm2.0mm时，采用时，采用月牙形的小幅摆动，月牙形的小幅摆动，在在焊缝中心稍快些移动，而在两侧作片刻停留焊缝中心稍快些移动，而在两侧作片刻停留(0.5(0.5秒秒)。坡口间隙更大时，摆动方式应在坡口间隙更大时，摆动方式应在横向摆动的基础上增加前横向摆动的基础上增加前后摆动，后摆动，这样可避免电弧直接对准间隙，防止烧穿。这样可避免电弧直接对准间隙，防止烧穿。平焊的焊接技术平焊的焊接技术第41页/共134页不同板厚推荐的根部间隙值不同板厚推荐的根部间隙值板厚根部间隙板厚根部间隙0.80.24.51.
37、61.60.56.01.82.31.010.02.03.21.6平焊的焊接技术平焊的焊接技术第42页/共134页2 2）加垫板的焊接。）加垫板的焊接。加垫板的单面焊双面成形比加垫板的单面焊双面成形比悬空焊接容易控制，而且对焊接参数的要求也不悬空焊接容易控制，而且对焊接参数的要求也不十分严格。垫板材料通常为纯铜板。为防止铜垫十分严格。垫板材料通常为纯铜板。为防止铜垫板与焊件焊到一起，最好采用板与焊件焊到一起，最好采用水冷铜垫板。水冷铜垫板。铜垫板铜垫板平焊的焊接技术平焊的焊接技术第43页/共134页加垫板焊接的典型焊接参数 典型单面焊双面成形的焊接参数典型单面焊双面成形的焊接参数平焊的焊接技术平
38、焊的焊接技术第44页/共134页 操作要点操作要点 薄板对接焊一般都采用短路过渡，薄板对接焊一般都采用短路过渡，中厚板大都采用细滴过渡。坡口形状可采用中厚板大都采用细滴过渡。坡口形状可采用I I形、形、Y Y形、单边形、单边V V形、形、U U形和形和X X形等。通常形等。通常COCO2 2焊时的钝边较焊时的钝边较大而坡口角度较小。大而坡口角度较小。在坡口内焊接时，如果坡口角度较小，熔在坡口内焊接时，如果坡口角度较小，熔化金属容易流到电弧前面去，而引起未焊透，所以化金属容易流到电弧前面去，而引起未焊透，所以在焊接根部焊道时，应该采用在焊接根部焊道时，应该采用右焊法和直线式移动右焊法和直线式移动
39、。当坡口角度较大时，应采用当坡口角度较大时，应采用左焊法和小幅摆动焊接左焊法和小幅摆动焊接根部焊道。根部焊道。平焊的焊接技术平焊的焊接技术第45页/共134页平焊对接焊缝的典型焊接参数平焊对接焊缝的典型焊接参数 平焊的焊接技术平焊的焊接技术第46页/共134页COCO2 2点焊的接头形式：点焊的接头形式：6.3 CO6.3 CO2 2焊的其他方法焊的其他方法第47页/共134页图:CO2气电立焊6.3 CO6.3 CO2 2焊的其他方法焊的其他方法1 1、药芯焊丝、药芯焊丝CO2 CO2 焊；焊；2 2、CO2CO2点焊；点焊；3 3、CO2CO2气电立焊气电立焊第48页/共134页药芯焊丝药
40、芯焊丝第49页/共134页惰性气体保护焊惰性气体保护焊 一、基本要求一、基本要求1 1、了解氩弧焊的特点及应用、了解氩弧焊的特点及应用2、掌握氩弧焊的熔滴过渡特点3、掌握氩弧焊主要工艺的特点及工艺参数的选择原则4、掌握脉冲熔化极氩弧焊的工艺特点5、掌握气体选用原则6、了解=氩弧焊设备特点二、重点二、重点1、氩弧焊的工艺特点及工艺参数的选择原则3、脉冲熔化极氩弧焊的工艺特点4、混合气体的选择原则第50页/共134页TIGTIG（钨极惰性气体）（钨极惰性气体）焊接是一种低熔化率的高质量焊接技术。电弧在钨电焊接是一种低熔化率的高质量焊接技术。电弧在钨电极和工件之间燃烧；极和工件之间燃烧；电极并不熔化
41、，它只作为电流导体和电极并不熔化，它只作为电流导体和电弧载体。电弧载体。MIGMIG焊（惰性气体保护金属极电弧焊）焊（惰性气体保护金属极电弧焊）MIG焊接除用金属丝代替焊炬内的钨电极金属丝代替焊炬内的钨电极外。其它和TIG焊一样。因此，焊丝由电弧熔化，送入焊接区。电力驱动辊按照焊接所需从线轴把焊丝送入焊炬。热源也是直流电弧，但极性和TIG焊接时所用的正好相反。所用保护气体也不同，要在氩气内加入l氧气，来改善电弧的稳定性。在基本工艺上也有些不同，例如，喷射传递、脉动喷射、球状传递和短路传递。MAGMAG焊（混和气体保护焊）焊（混和气体保护焊）第51页/共134页 1 1TIGTIG焊特点及应用焊
42、特点及应用 特点：特点：(1)(1)可焊金属多可焊金属多 ；(2)(2)适应能力强；适应能力强；(3)(3)焊接焊接生产率低；生产率低；(4)(4)生产成本高。生产成本高。应用：应用：TIGTIG焊几乎可用于所有的钢材、有色金属及焊几乎可用于所有的钢材、有色金属及合金的焊接，合金的焊接，特别适合于化学性质活泼的金属及其合特别适合于化学性质活泼的金属及其合金。金。常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以及难熔的活泼金属（如锆、钽、钼、铌等）和异种金及难熔的活泼金属（如锆、钽、钼、铌等）和异种金属的焊接。属的焊接。TIGTIG焊一般是一手持焊枪，另一
43、只手持焊丝，焊一般是一手持焊枪，另一只手持焊丝，适合小规模操作和修补的手工焊。适合小规模操作和修补的手工焊。为了防止保护气流破环，氩弧焊只能在室内进行。为了防止保护气流破环，氩弧焊只能在室内进行。第52页/共134页第53页/共134页2 2MIGMIG焊特点及应用焊特点及应用 特点特点：（：（1 1）焊接质量好；）焊接质量好；（2 2）焊接）焊接生产生产率率高；高；（3 3）适用范围广；（）适用范围广；（4 4）焊前清理）焊前清理要求高。要求高。应用：应用：MIGMIG焊适合于焊接低碳钢焊适合于焊接低碳钢低合金钢低合金钢耐热钢耐热钢不锈钢不锈钢有色金属及其合金。有色金属及其合金。目目前在中等
44、厚度前在中等厚度大厚度大厚度铝及铝合金板材的焊铝及铝合金板材的焊件，已广泛地应用了熔化极氩弧焊。件，已广泛地应用了熔化极氩弧焊。所焊的所焊的最薄厚度约为最薄厚度约为1mm1mm，大厚度基本不受限制。，大厚度基本不受限制。MIGMIG焊丝通过自动送丝机构从焊枪送出，适焊丝通过自动送丝机构从焊枪送出，适合自动焊，当然也可以用手工合自动焊，当然也可以用手工.第54页/共134页第55页/共134页 三、三、TICTIC焊设备焊设备 （一）分类及组成（一）分类及组成 手手工钨极氩弧焊机由主电路系统工钨极氩弧焊机由主电路系统供气系统供气系统水路系统水路系统控制系统和焊枪等部分所组成控制系统和焊枪等部分所
45、组成，如图，如图5-325-32。自动钨极氩。自动钨极氩弧焊机是在上述系统的基础上，增加送丝装置及行走小车弧焊机是在上述系统的基础上，增加送丝装置及行走小车等机构，这部分机构和埋弧自动焊机基本相同。等机构，这部分机构和埋弧自动焊机基本相同。2 2TIGTIG氩弧焊设备氩弧焊设备 氩弧焊设备主要由氩弧焊设备主要由焊接电源焊接电源送丝机构送丝机构焊枪焊枪控控 制系统制系统供水供气系统等部分组成供水供气系统等部分组成，它与，它与COCO2 2气体保护焊气体保护焊设备雷同。设备雷同。第56页/共134页第57页/共134页第58页/共134页1 1、焊接电源、焊接电源第59页/共134页2 2、焊枪及
46、电极、焊枪及电极第60页/共134页3 3、控制系统、控制系统第61页/共134页4 4、供气供水系统、供气供水系统第62页/共134页四、四、TIGTIG焊工艺焊工艺（一）焊前清理第63页/共134页（二）焊接工艺参数的影响及选择（二）焊接工艺参数的影响及选择1 1、焊接工艺参数对焊缝成形和焊缝过程的、焊接工艺参数对焊缝成形和焊缝过程的影响影响 焊接电流（直接反接（直接反接,阴极破碎）阴极破碎）电弧电压 电弧长度 焊接速度 填丝速度与焊丝直径 保护气体流量和喷嘴直径 电极直径和端部形状第64页/共134页2 2、焊接参数的选择、焊接参数的选择第65页/共134页（三）TIG焊操作技术1 1、
47、引弧、引弧2 2、焊接、焊接 加挡板加挡板 扩大正面保护区扩大正面保护区 反面保护反面保护3 3、收弧、收弧第66页/共134页熔化极惰性气体焊熔化极惰性气体焊利用气体进行保护，利用焊丝作为电极，根据保护气体的种类可利用气体进行保护，利用焊丝作为电极，根据保护气体的种类可分为：分为：MIGAr作保护气体Ar+He作保护气体MAGAr+O2作保护气体Ar+CO2作保护气体Ar+O2 CO2作保护气体第67页/共134页MIG/MAGMIG/MAG焊的特点焊的特点一）、熔化极氩弧焊的工艺特点一）、熔化极氩弧焊的工艺特点1 1、优点、优点1)1)适用范围广适用范围广MIGMIG焊焊可可焊焊接接铝铝及
48、及铝铝合合金金、钛钛及及钛钛合合金金、铜铜及及铜铜合合金金以以及及不不锈锈钢钢的的焊焊接接，MAGMAG焊焊可可焊焊接接低低碳碳钢钢，焊焊接接薄薄板板又又可可焊焊接接中中等等厚厚度度和和大大厚厚度度的板材。的板材。2)2)生产率较高、焊接变形小生产率较高、焊接变形小使使用用焊焊丝丝作作电电极极，允允许许使使用用的的电电流流密密度度较较高高，因因此此熔熔深深大大，熔熔敷敷速度快；生产率比速度快；生产率比TIGTIG焊高，厚大焊件变形比焊高，厚大焊件变形比TIGTIG焊小。焊小。3)3)焊接过程易于实现自动化焊接过程易于实现自动化熔熔化化极极氩氩弧弧焊焊的的电电弧弧是是明明弧弧，焊焊接接过过程程参
49、参数数稳稳定定，易易于于检检测测及及控控制，因此容易实现自动化。制，因此容易实现自动化。第68页/共134页4 4）对氧化膜不敏感）对氧化膜不敏感 熔化极氩弧焊一般采用直流反接，焊接熔化极氩弧焊一般采用直流反接，焊接铝及铝合金时具有很强的阴极雾化作用，因此焊前几乎无需铝及铝合金时具有很强的阴极雾化作用，因此焊前几乎无需去除氧化膜。去除氧化膜。二）、熔化极惰性气体保护焊的应用二）、熔化极惰性气体保护焊的应用可用于可用于焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热合金、铝焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热合金、铝及铝合金、镁及镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金及铝合金、镁及镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金等。可用等。
50、可用于平焊、横焊、立焊及全位置焊接，焊接厚度最薄为于平焊、横焊、立焊及全位置焊接，焊接厚度最薄为1mm1mm，最，最大厚度不受限制。大厚度不受限制。第69页/共134页第九章第九章 等离子弧焊接等离子弧焊接一、基本要求一、基本要求1 1、掌握等离子弧的产生原理及特点2、了解等离子弧发生器的结构3掌握等离子弧焊接的几种主要的工艺形式及特点三、重点三、重点1、等离子弧的热源特点、等离子弧的静特性；2、等离子弧的焊接工艺参数的选择；第100页/共134页9-19-1第一节第一节等离子弧焊接特点等离子弧焊接特点一）、等离子弧的形成一）、等离子弧的形成等离子弧是一种被压缩的钨极氩弧，具有很高的能量密度、