CO2氣體保護(hù)焊理論培訓(xùn)講義

1、CO2氣體保護(hù)焊理論培訓(xùn)講義一、 概述什么叫CO2氣體保護(hù)焊：采用可熔化的焊絲與被焊工件之間的電弧作為熱源來(lái)熔化焊絲與母材金屬，并向焊接區(qū)輸送保護(hù)氣體（CO2氣體）來(lái)保護(hù)電弧、焊絲、熔池及母材金屬的一種焊接方法。優(yōu)點(diǎn)：1）具有成本低、搞氫氣孔能力強(qiáng)、焊縫質(zhì)量高，可進(jìn)行全位置焊接。 2）與惰性氣體（Ar氣）保護(hù)焊相比成本低，當(dāng)采用細(xì)絲焊時(shí)，電弧穩(wěn)定性好，焊縫質(zhì)量高。 3）與電弧焊相比：可以焊薄件，焊接速度快，生產(chǎn)率高，不必清焊渣，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化（不必?fù)Q焊條）。應(yīng)用范圍：根據(jù)焊條化學(xué)成分不同，可焊接低碳鋼、低合金鋼、 低合金高強(qiáng)度鋼、不銹鋼等。如用H08MnSiA焊絲：可焊普通低碳鋼、低合金鋼

2、； 用H18CrMnSiA焊絲：可焊高強(qiáng)度鋼； 用H1Cr18Ni9Ti焊絲：可焊不銹鋼；分類：CO2氣體保護(hù)又分為粗絲焊和細(xì)絲焊。 1.2粗絲 0.51.2為細(xì)絲對(duì)焊絲的要求：1、焊絲必須有足夠的脫氧元素。 2、焊絲含C量要低0.1。 3、應(yīng)保證焊縫金屬有滿意的強(qiáng)度和抗裂性。電?。悍譃榛≈?、陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)（10-310-6cm）二、 CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)1、 CO2氣體保護(hù)焊冶金特點(diǎn)CO2氣體在電弧高溫（60008000）作用下，發(fā)生分解反應(yīng)，CO2 CO+1/2O2反應(yīng)后的體積比原先增大了1.5倍，氣體體積的增大，有力地排除了大氣對(duì)焊接區(qū)的危害。CO2是一種氣體，它不能溶解于鋼中，但有可

3、能形成氣孔，由于焊接過(guò)程中，熔池是沸騰的，所以一般是易產(chǎn)生氣孔。氧是一種氧化性很強(qiáng)的氣體，在高溫下，可與熔池中的各種元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它有利有弊。不利的一方面： 在高溫下，O2與鐵進(jìn)行化合反應(yīng)Fe+1/2O2FeO進(jìn)入熔池中形成夾渣，又與Mn、Si發(fā)生化合反應(yīng)。Mn+O MnO Si+2O SiO2一方面對(duì)這種有利的元素?zé)龘p，并形成夾渣，但許多研究表明，如果采用Mn、Si共同脫氧，且Mn、Si的比例合適時(shí)，則可得到FeOMnOSiO2氧化性溶渣，其熔點(diǎn)比液態(tài)金屬低得多，流動(dòng)性好，可在液體金屬凝固前浮出表面，而不會(huì)產(chǎn)生夾渣。（焊條中加入一定的Mn、Si脫氧）有利的一面： O2與熔池中的有害雜質(zhì)如

4、C、S、P發(fā)生化合反應(yīng)。C+FeOFe+COS+FeOFe+SO2 2P+5FeO5Fe+P2O5C、S、P的燒損改善了焊縫金屬的抗裂性，使焊縫不易產(chǎn)生裂紋，同時(shí)，CO2氣體中的水氣、焊絲及母材表面吸附的水汽（銹蝕）由于O2的分壓增加而受到抑制，而不易分解。（2H2O 2H2+O2），即使分解，又被氧化成H2O或OH，無(wú)法進(jìn)入熔池。即使熔池中進(jìn)入一定的H，但在熔池的沸騰作用也容易跑出，所以CO2氣體保護(hù)焊對(duì)鐵銹和水汽的敏感性很低。以上講了為什么要用CO2氣體做保護(hù)氣體。2、 CO2焊的三種熔滴過(guò)渡形式1） 滴狀過(guò)渡：在粗絲焊中，熔滴一般呈較粗大的滴狀過(guò)渡（520次/秒），熔滴直徑大于焊絲直徑，

5、主要依靠熔滴自重而進(jìn)入熔池，電弧長(zhǎng)，過(guò)渡軸向性差、飛濺大，工藝過(guò)程不穩(wěn)定，焊縫成形差，一般很少采用。2） 短路過(guò)渡：在細(xì)絲CO2焊中，通過(guò)焊絲末端連續(xù)頻繁地與焊接熔池接觸，促使熔滴由電極向熔池過(guò)渡的過(guò)程，叫短路過(guò)渡。在電弧熱的作用下，焊絲末端形成熔滴并逐漸長(zhǎng)大，當(dāng)熔滴與工件短路時(shí)，電弧熄滅，電流突然增大，而電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)熔滴的壓縮力也突然增大，強(qiáng)迫熔滴向熔池過(guò)渡。當(dāng)熔過(guò)渡后，電極末端與熔池之間立即斷開，電壓立即回升，迅速引燃電弧，又產(chǎn)生熔滴，長(zhǎng)大、重復(fù)上述過(guò)程，形成“短路斷弧引燃”三階段連續(xù)而均勻的焊接。50200次/秒特點(diǎn)：電弧較短，電弧較穩(wěn)定，飛濺小，薄板廣泛采用。短路過(guò)渡時(shí)焊接電流和

6、電壓波形3） 潛弧過(guò)渡：電弧電壓和焊接電流比短路過(guò)渡大，電弧在工件表面以下燃燒而形成潛弧。特點(diǎn)：焊絲端頭不與熔池短路，熔滴細(xì)小，軸向性很強(qiáng)的射滴過(guò)渡，焊接過(guò)程較穩(wěn)定，適合于中、厚板焊接。3、CO2氣體保護(hù)焊的主要缺點(diǎn)是焊接過(guò)程中產(chǎn)生金屬飛濺，飛濺不但會(huì)降低焊絲的熔敷系數(shù)，增加焊絲成本，而且飛濺金屬會(huì)粘著導(dǎo)電嘴端面和噴嘴內(nèi)壁，引起送絲不暢，使電弧燃燒不穩(wěn)定，降低氣體保護(hù)作用，使勞動(dòng)條件惡化。飛濺產(chǎn)生原因：金屬內(nèi)部的CO氣體急劇膨脹而產(chǎn)生劇烈爆炸；短路過(guò)渡后電弧重新引燃時(shí)產(chǎn)生的對(duì)熔池的過(guò)大沖擊力，使液體金屬濺出。減少飛濺的措施：1） 工藝方面：采用盡量小的焊絲直徑、合適的焊接電流和電壓參數(shù)匹配、合

7、適的短路電流上升速度以及峰值短路電流。（短路電流上升速度和峰值短路電流可以通過(guò)焊接回路串接的電感來(lái)調(diào)節(jié)）2） 冶金方面：合適的焊絲、工件表面清理來(lái)減少液體金屬內(nèi)部冶金反應(yīng)生成的CO氣體膨脹爆炸而造成的飛濺。三、 工藝參數(shù)及對(duì)焊接的影響1、 焊接電流和電弧電壓 焊接電流和電弧電壓的大小以及他們的匹配對(duì)焊縫成型及減小飛濺及缺陷都有很大關(guān)系。只有電弧電壓與焊接電流匹配得比較好，（電壓在1824V，電流在80180A），才能獲得較穩(wěn)定的短路過(guò)渡。 在一定的焊絲直徑與焊接電流下，電壓越高（電弧越長(zhǎng)）熔滴生產(chǎn)尺寸越大，引起熔滴氧化和飛濺加劇，焊縫成形差。 電弧電壓過(guò)低，熔滴短路時(shí)，金屬過(guò)橋不易斷開，易發(fā)生

8、焊絲插入熔池，產(chǎn)生滅弧和頂絲的問(wèn)題。 所以一定的焊接電流必須匹配一個(gè)恰當(dāng)?shù)碾妷褐怠?、 短路電流上升速度和峰值短路電流 短路電流上升速度和峰值短路電流（短路時(shí)達(dá)到的最大電流值）對(duì)飛濺大小焊接過(guò)程穩(wěn)定性有重要的影響。 對(duì)于一定的焊絲直徑、電流上升速度過(guò)快和峰值電流過(guò)大，則使熔滴在過(guò)渡中因過(guò)熱爆炸而產(chǎn)生大量的小顆粒金屬飛濺，反而則使熔滴不能立即過(guò)渡，或過(guò)渡后金屬橋不易斷開，產(chǎn)生大顆粒飛濺，甚至由于焊絲短路而使整段焊絲燒斷。 在細(xì)絲CO2焊中，由于焊絲熔化速度快，短路過(guò)渡周期短頻率高，因此需要較大的短路電流上升速度，峰值電流也會(huì)較高。 調(diào)節(jié)電流上升速度和峰值電流可以通過(guò)調(diào)節(jié)電感來(lái)實(shí)現(xiàn)。電感大，短路電

9、流上升速度和峰值電流即越小；電感小，短路電流上升速度和峰值電流即越大。3、 焊絲直徑和焊絲伸出長(zhǎng)度 在細(xì)絲焊一般采用0.51.2mm直徑焊絲，焊絲細(xì)，飛濺顆粒細(xì)，焊絲直徑1.6mm的焊絲一般采用潛弧射滴過(guò)渡。 焊絲直徑一般在工藝規(guī)程中作出規(guī)定：4 d0.51.2 4 d11.6伸出長(zhǎng)度：細(xì)絲由于焊絲細(xì)伸出長(zhǎng)度對(duì)焊絲電阻熱不可忽視，伸出長(zhǎng)度大，焊絲電阻熱使焊絲過(guò)熱而成段熔斷。同時(shí)，焊嘴離工件遠(yuǎn)，氣體保護(hù)效果差，飛濺嚴(yán)重，焊接過(guò)程不穩(wěn)定。過(guò)短焊嘴離工件近，飛濺金屬容易堵塞焊嘴，焊絲伸出一般為515mm范圍。4、 氣體流量 一般細(xì)絲小電流短路過(guò)渡氣體流量為515L/mm；粗絲潛弧射滴過(guò)渡為1020L

10、/mm；氣體流量小，對(duì)焊縫保護(hù)不好，飛濺大，焊縫產(chǎn)生缺陷機(jī)會(huì)多。 在焊接電流大、焊縫伸出長(zhǎng)度較大，或在室外作業(yè)，氣體流量應(yīng)相應(yīng)增大。5、 焊接速度 焊接速度直接影響到焊件所得到的線熱能率和焊縫截面形狀。焊接速度過(guò)快，焊件所得到的線熱能少，熔化不充分，焊縫窄而高，成形不好，強(qiáng)度差30m/n；速度慢，焊件容易過(guò)燒或燒通，反面漏焊多。 所以焊速應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，因人的技術(shù)素質(zhì)、焊縫接頭形式、材料厚薄、焊接方法（平、立、仰）間隙大小而定。 焊接規(guī)范：焊絲直徑、電流、電弧電壓、氣體流量（主要規(guī)范參數(shù)）極性、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度。6、 焊接工藝參數(shù)焊絲直徑（毫米）0.50.81.01.21.62.0焊

11、接電流（安）30100601508018090220120350200500電弧電壓（伏）182018221824182818322438焊絲伸出長(zhǎng)度（毫米）610812814142014201530四、 操作技術(shù)1、 焊前準(zhǔn)備1）氣體連接CO2氣瓶減壓閥預(yù)熱器焊機(jī)進(jìn)氣閥焊機(jī)出氣閥CO2焊槍（各接口必須扎好，以免漏氣）2）裝焊絲太緊，增加微電機(jī)負(fù)荷，損壞機(jī)構(gòu)；清除焊絲上的油污，將焊絲裝入焊絲盤，再將焊絲裝進(jìn)電纜導(dǎo)管內(nèi)，開動(dòng)開關(guān)，使之伸出槍口。太松，焊絲打滑，會(huì)中斷焊接。注意調(diào)整壓絲輪的壓力導(dǎo)電嘴選擇：0.5絲選0.8mm導(dǎo)電嘴 0.8絲選1.0mm導(dǎo)電嘴1. 0絲選1.2mm導(dǎo)電嘴3）輸入電源

12、線連接輸入電源接線板在焊機(jī)右側(cè)下方，用1.5mm2以上四芯電纜線接好輸入電源,并將焊機(jī)接地。4）連接輸出電纜焊槍電纜線接焊機(jī)“正極”，工件接“負(fù)極”，稱之為“反接法”。一般焊接時(shí)都采用“反接法”，但堆焊時(shí)用“正接法”。為什么采用反接法？這是因?yàn)椴捎谜臃〞r(shí)，陰極輝點(diǎn)位于焊絲末端，熔滴受到的沖擊壓力比反接大，飛濺較為嚴(yán)重，電弧難以穩(wěn)定，同時(shí)，焊絲熔化速度快，焊縫堆積高度增大，而工件溶得小。此外，正接時(shí)焊縫的氣孔傾向也比反接時(shí)大。5）接通預(yù)熱干燥器在焊機(jī)上，有預(yù)熱干燥器插座。焊前檢查和試動(dòng)作a 作完焊前準(zhǔn)備工作后，再檢查一遍是否正確。b 接通電源開關(guān)，看電源指示燈是否已亮，用電壓表檢查預(yù)熱器是否有

13、電。c 按下焊槍上的送絲按鈕，檢查是否提前送氣、氣路是否漏氣、送絲是否正常，調(diào)節(jié)送絲速度旋鈕，看看送絲速度調(diào)節(jié)范圍是否合適，松開送絲按鈕，看送絲是否停止，按退絲按鈕，看退絲是否正常。d 調(diào)節(jié)電壓分檔開關(guān)，觀察空載電壓是否正常。2、試焊引弧試焊，觀察焊機(jī)上的電壓、電流表，根據(jù)焊縫成形情況，調(diào)節(jié)電壓分檔開關(guān)、送絲速度旋鈕，獲得最佳焊接電壓、電流，然后開始焊接。3、焊槍運(yùn)動(dòng)：在保持焊嘴離工件一定距離范圍內(nèi)作穩(wěn)定勻速運(yùn)動(dòng)。CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，焊槍的運(yùn)動(dòng)（快慢、角度、高低等）在很大程度上影響著焊接過(guò)程的穩(wěn)定性、焊接區(qū)的保護(hù)完善程度、金屬飛濺的強(qiáng)烈強(qiáng)度、焊縫的形狀及質(zhì)量等。一般0.8mm焊絲，焊嘴離工件5

14、15mm。4、焊槍角度：平焊時(shí)，焊槍應(yīng)作515°的前傾或后傾，其中后傾更能保護(hù)熔化金屬和改善焊縫成形，如果傾角達(dá)到30°或更大，則損害焊接過(guò)程的穩(wěn)定性，并促使焊縫產(chǎn)生氣孔、合金元素?zé)龘p，成形不好等缺陷。5、手式半自動(dòng)焊接厚12mm薄件時(shí)，焊槍不作橫向擺動(dòng)，工件立焊的對(duì)接和角接最好從上向下焊接。對(duì)焊接厚金屬，可以作適當(dāng)?shù)臋M向擺動(dòng)。由380V19.5-30V五、 焊槍構(gòu)造、電氣原理及輔助設(shè)備分級(jí)變壓1、 主電路：由三相降壓變壓器硅整流器組（由交流電變成直流電）可調(diào)電抗器組成（調(diào)節(jié)電流用）接通焊接2、控制電路：由控制變壓器、單結(jié)晶體管脈沖角觸發(fā)電路、帶中心抽頭的可控硅整流電路、控

15、制延時(shí)電路等部分組成作用：實(shí)現(xiàn)以下焊接程序控制。送絲啟動(dòng)提前送氣 焊接焊接電流衰減停止送絲切斷焊接電源（停止焊接）滯后停氣3、附屬設(shè)備焊槍、電纜、焊絲盤、減壓閥、氣體預(yù)熱器、流量計(jì)、CO2氣瓶等組成。對(duì)CO2氣體要求：CO2氣體純度99.5%以上，O20.1% H2O12g/m3，CO2氣體密度是1.9768g/L,為空氣的1.5倍，無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒。當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣壓10kgf/cm2應(yīng)停止使用。在接管道前，應(yīng)將閥門打開，放掉含空氣較多的CO2氣體，為減少CO2氣瓶中的水分，應(yīng)將瓶倒置1520分鐘，然后打開閥門放水，放凈水后再將瓶放正接管道，也可以在氣路中接一個(gè)干燥氣和預(yù)熱器。4、CO2焊常見的質(zhì)量

16、缺陷a 焊瘤：焊接過(guò)程中有多余的金屬流到加熱不足的基本金屬上叫焊瘤。產(chǎn)生原因：焊接規(guī)范不當(dāng)，焊絲熔化不均勻，焊工操作不當(dāng)。b 咬邊：沿著焊縫一側(cè)或兩側(cè)的基本金屬，在焊接過(guò)程中被熔去的溝槽叫咬邊。此缺陷減少金屬的有效截面和引起應(yīng)力集中。產(chǎn)生原因：電流過(guò)大，操作技術(shù)不當(dāng)。c 未焊透：熔敷金屬和基本金屬間或相鄰的焊道間的局部沒有熔合，叫未焊透。產(chǎn)生原因：如焊條或焊絲質(zhì)量不好，選用功率過(guò)低、電弧過(guò)長(zhǎng)或焊速過(guò)快。未焊透能大大降低焊接頭的機(jī)械性能，嚴(yán)重程度與裂紋相似。d 氣孔產(chǎn)生原因：在焊接過(guò)程中，液體金屬中的氣體冷卻時(shí)未充分選出所致。按氣孔尺寸可分粗大的和針狀的，按分布情況可分為單個(gè)的、密集的（10個(gè)/

17、cm2）、鏈狀（數(shù)量三個(gè)以上，間距3D）D為最大氣孔直徑。氣孔的危害在于減少工作截面，形成應(yīng)力集中，降低焊縫強(qiáng)度。e 夾渣：焊縫金屬中夾有熔渣的碎塊，稱夾渣。此缺陷比氣孔略大，由于熔渣與金屬線膨脹系數(shù)不同，常常成為裂紋產(chǎn)生的根源。f 裂紋：裂紋是焊接接頭的嚴(yán)重缺陷。粗大裂紋：由眼可見 顯微裂紋：顯微鏡才能發(fā)現(xiàn)g 縮孔、胡須（焊炸所致）、飛濺等。六、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)及安全操作知識(shí)一） 常見故障及排除故 障原 因 及 排 除1、接通電源指示燈不亮1、控制電路保險(xiǎn)絲斷或接觸不良；2、指示燈壞或接觸不良；3、電源沒有電或電源開關(guān)接觸不良。2、焊機(jī)空載電壓各檔均較正常低很多1、電源熔斷一切；2、接觸器一相接

18、觸不良。3、不能啟動(dòng)，接觸器不動(dòng)作1、送絲按鈕接觸不良，可重復(fù)按幾下；2、 延時(shí)電路元件損壞，繼電器損壞或觸點(diǎn)合不上。4、送絲電機(jī)不轉(zhuǎn)1、 焊槍插頭沒插好或斷線；2、 速度調(diào)節(jié)旋鈕指零；3、 控制箱內(nèi)元件損壞或接觸不良。5、焊接停止，送絲電機(jī)仍轉(zhuǎn)動(dòng)1、 繼電器ZJ1和ZJ2損壞，觸點(diǎn)打不開；2、 接觸器打不開。6、不能輸送保護(hù)氣體1、 電源電壓過(guò)低，氣閥吸不動(dòng)；2、 氣閥壞了。7、焊接過(guò)程送絲不均，焊槍抖動(dòng)，送絲速度范圍不合適1、 壓絲輪壓得太緊，送絲輪磨損太嚴(yán)重；2、 減速機(jī)構(gòu)損壞或安裝不當(dāng)；3、 調(diào)整電位器R2，調(diào)整速度調(diào)節(jié)范圍。8、不能引弧1、 焊接電纜損壞或未接好；2、 焊件上有絕緣層需清理；3、 導(dǎo)電嘴磨損需更換。二） 設(shè)備保養(yǎng)及安全操作知識(shí)1、 焊接前需檢查有無(wú)有害氣體、爆炸性氣體和油、漆、汽油等易燃易爆物品。2、 焊機(jī)必須妥善接地。3、 焊機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間未用之后，再使用時(shí)，必須進(jìn)行焊機(jī)的絕緣電阻檢查。4、 嚴(yán)禁焊接電路故障性短路，若焊接電