第八章二氧化碳气体保护焊ppt课件.ppt

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1、第八章 CO2气体保护焊,CO2气体保护焊,CO2焊的原理、特点及应用,8.1,CO2焊的熔滴过渡,8.2,CO2焊设备及焊接材料,8.3,CO2焊的飞溅及控制,8.4,8.5,8.6,CO2焊的其它方法,CO2焊接工艺,8.7,CO2焊的冶金特性,本章提示,本章重点： CO2电弧的行为；焊接材料（气体、焊丝）；实芯焊丝短路过渡CO2焊；药芯焊丝CO2焊 。本章难点：对CO2焊特点的把握； 药芯焊丝CO2焊。学习建议：必须充分理解和掌握 CO2电弧的行为并与其它焊接方法对比，这是能够准确把握CO2焊的前提和关键；药芯焊丝CO2焊是CO2焊发展的重要方向之一，近年来增长很快，应给予比课本上所表现

2、出来的分量大得多的关注和重视。对CO2焊的焊接材料相关的标准应有所了解。,8.1.1 CO2焊的原理 二氧化碳气体保护焊是以焊丝为电极，利用CO2作为焊接保护气的一种熔化极、气体保护的电弧焊方法。,焊接过程动画,8.1CO2焊的原理、特点及应用,按照GB/T5185-1985金属焊接及钎接方法在图样上的表示方法以及ISO 4063的相关规定，二氧化碳气体保护焊属于MAG（熔化极活性气体保护焊 ）的一种，所以它的代号也是135。,TIG焊接,CO2焊接,钨极，不熔化，氩气保护,金属，熔化，CO2保护,8.1CO2焊的原理、特点及应用,为何要用CO2作为焊接保护气？ 焊条药皮造气剂的造气结果就是

3、CO2工业生产中产生大量廉价的CO2 。 与焊条电弧焊相比，熔化极气体保护焊效率高。,8.1CO2焊的原理、特点及应用,8.1.2 CO2焊的特点,8.1CO2焊的原理、特点及应用,在焊接薄板时，可选用细焊丝=1.2mm，使用较小电流实现熔滴短路过渡，电弧对工件间断加热，线能量小，变形小，不需要焊后校正工序，提高工效。,焊接中厚板时，选择较粗焊丝=1.6mm，使用较大电流实现细颗粒过渡，这时焊丝中的电流密度高达100300A/mm2，焊丝熔化速度快，熔敷率高，电弧挺度大，穿透力强，焊接熔深大，可以不开坡口或开小坡口，生产率比焊条电弧焊提高13倍。,8.1CO2焊的原理、特点及应用,焊接生产率高

4、：比MMA高24倍焊接成本低：是MMA或SAW的4050% 焊接能耗低：CO2来自可再生资源适用范围广：全位置焊接能力好，打底/填充/盖面、厚/薄板均宜焊接质量高：对铁锈不敏感，是一种低氢型或超低氢型焊接方法焊后不需清渣，明弧焊接便于监视，有利于机械化操作,（1）优点：,8.1CO2焊的原理、特点及应用,（2）“缺点”：,8.1CO2焊的原理、特点及应用,抗风能力差（所有气体保护焊的共同缺憾，但药芯焊丝CO2焊无此问题）；不能用于非铁金属的焊接；过渡不如MIG焊稳定，飞溅量较大, （这一缺陷目前已经解决），弧光较强；产生很大的烟尘。,8.1.3 CO2焊的应用材料：黑色金属低碳钢、合金结构钢厚

5、度：厚薄均可，尤薄板有优势位置：全位置结构：车辆、船舶、机械、容器等。,8.1CO2焊的原理、特点及应用,8.1CO2焊的原理、特点及应用,8.2CO2焊的熔滴过渡, CO2气体保护焊与MIG焊电弧形态的差别,8.2CO2焊的熔滴过渡,8.2.1 CO2焊的熔滴过渡形式 A 大滴过渡区 B 短路过渡区 C 混合过渡区 D 排斥过渡区 E 喷射过渡 区,8.2CO2焊的熔滴过渡,（1）A 大滴过渡 焊接电流小，电弧电压高，焊丝熔化慢，熔滴呈大滴状，不易脱离焊丝，焊接时不能获得连续焊道。因此，不予利用。,8.2CO2焊的熔滴过渡,（2）B 短路过渡 小焊接电流，低电弧电压的短路过渡区间，熔滴过渡稳

6、定，飞溅较小，适合焊接薄板。,（3）C 混合过渡 较高弧压得短路过渡、颗粒过渡混合过渡区，飞溅较大，但电弧加热效率较高，从提高焊接生产率考虑，往往被实际操作所采用，熔深较大。（4）D 排斥过渡 中等焊接电流和高弧压，熔滴呈大颗粒排斥过渡，飞溅大，不予采用。,8.2CO2焊的熔滴过渡,8.2CO2焊的熔滴过渡,（5）E 喷射过渡 大电流焊接，弧压较高，熔滴呈细滴喷射过渡，焊接熔深大，飞溅小，适合焊接较厚的工件。 在粗丝（3 5mm）大电流焊接时，可以出现一种潜弧喷射过渡，正常使用是在大电流、较低电压和较高焊速下焊接厚板。,(a) 半潜弧状态 (b) 临界潜弧状态 (c) 深潜弧状态,8.2CO2

7、焊的熔滴过渡,8.2.2 CO2焊的熔滴过渡的影响因素,8.2CO2焊的熔滴过渡,8.2CO2焊的熔滴过渡,焊接规范参数,8.2CO2焊的熔滴过渡,熔滴过渡规范区间,8.3CO2焊的冶金特性,8.3.1 CO2焊的氧化性及合金元素的氧化（1）CO2气体的氧化性 2CO2 2CO + O2 2O 说明CO2气体在高温下具有强氧化性。（2）合金元素（Me）的氧化 a. 氧化方式： CO2直接与Me作用而使Me氧化。（表面氧化，次要） CO2 + Me MeO + CO,8.3CO2焊的冶金特性, CO2在高温下分解出氧原子与Me作用（熔滴中、熔池中，主要作用） CO2 + Me MeO + COb

8、. 影响 Me烧损（MeO），使焊缝机械性能下降； FeO + C Fe + CO，在熔池中发生，产生CO气孔、熔渣SiO2、MnO、FeO，C受到烧损； CO气泡受热膨胀、爆破，形成液态金属飞溅。总结：合金元素的烧损、CO气孔、飞溅是CO2焊的三个主要问题，均与CO2气体的氧化性有关。,8.3CO2焊的冶金特性,8.3.2 脱氧措施及焊缝金属的合金元化（1）熔池脱氧 熔入液态金属的FeO是引起气孔、飞溅的主要因素，同时，残留在焊缝金属中的FeO使焊缝中含氧量增加而降低力学性能，如能使FeO脱氧，并同时对烧损的合金元素进行补充，则CO2氧化性的弊端可部分克服。 Me + FeO MeO + F

9、e 在焊丝或药芯焊丝的药粉中加入脱氧剂，脱氧剂中合金元素与氧的亲和力大于Fe，使FeO还原出Fe，同时应剩余脱氧剂作为合金元素留在焊缝中，提高焊缝力学性能。,8.3CO2焊的冶金特性,生成物MeO需满足三个条件： 不是气体（防止气孔）； 不熔入金属，熔点低； 密度小（防止形成夹渣）。常用脱氧剂：Al、Ti、Si、MnAl：能有效抑制CO气体的产生，但降低焊缝抗热裂的能力，因此焊丝中不宜过多；Ti：可在钢中起细化晶粒的作用，形成牢固的TiN，可防止钢的时效，常结合Si、Mn使用；Si：CO2焊主要脱氧剂，单独使用时，生成物SiO2熔点高，颗粒小，不易浮出，从而形成夹渣；Mn：单独使用脱氧能力较小

10、，生成物MnO密度大，不易浮出熔池表面。,8.3CO2焊的冶金特性,Si Mn联合脱氧：生成物MnSiO3熔渣，密度小，熔点低，代表焊丝H08Mn2Si。（2）合金化 C的问题：保护钢的机械强度不可缺少，但过多则易在焊缝中产生气孔、飞溅及增加焊缝产生裂纹的倾向； CO2焊丝中的C含量0.15%，烧损和蒸发使焊缝含C量低于母材，降低了焊缝强度。,8.3CO2焊的冶金特性,8.3.3 气孔问题 气孔的种类：N2、H2、CO（1）N2气孔 产生原因：保护效果不良，空气侵入焊缝区。 N2 高温 2N（原子态，少量） 熔于熔池，并逐渐凝固 N + N 聚集 N2 熔池凝固较快 气体来不及逸出 N2气孔

11、措施：保证保护气层稳定可靠，合适的气流量，喷嘴清渣，喷嘴高度合适，合适的电弧电压。,（2）H2气孔 a. H的来源： 焊丝、工件的油、水、锈（结晶水）； CO2气体中的水分。 形成过程类似于N2气孔（区别：H以离子形式H+进入熔池）,8.3CO2焊的冶金特性,b. CO2焊接对H2气孔的抑制作用： H2O 2H + O ，CO2的高温分解增加了氧的分压，降低H2O的分解； H H+ ，由于直流反接，熔池为负极，发射电子，H+转化为H，减少H+数量，使产生H2气孔程度降低。 因此，CO2焊对H2气孔不敏感，是低H型或超低H型焊接方法。,8.3CO2焊的冶金特性,（3）CO气孔 反应型气孔： C

12、+ FeO Fe + CO 原因：多由于焊丝金属中脱氧元素不足，造成较多FeO熔于熔池。 措施：限制焊丝中的含C量；使用Si Mn联合脱氧。,（4）气孔形态 N2气孔 蜂窝状，成堆出现； H2气孔 圆喇叭形，内壁光滑； CO气孔 条虫状，表面光滑。,8.3.4 CO2焊的飞溅及防止 飞溅产生的原因，与CO2电弧的行为有关，具体包括以下几个方面： 气体爆破引起（通过脱氧可以改善） 电弧斑点压力引起（通过采用直流反接可以改善） 焊接参数不当引起（采用合理的参数可以改善） 短路过渡引起 这是CO2焊产生飞溅的主要原因。过去的焊机采用改变回路接入电感来调节，效果非常有限。美国林肯公司建立在逆变焊机基础

13、上的表面张力过渡（STT）专利技术使这一问题基本得以解决。,8.3CO2焊的冶金特性,8.4.1 CO2焊设备的组成和作用 组成：焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统、控制系统，有的还有循环水冷系统。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.4.2 焊接电源：直流电源（1）平特性电源用于细丝（短路过渡）焊接，配用等速送丝系统；（2）下降特性电源用于粗丝焊接，配用变速送丝系统；（3）对动特性的要求细丝短路过渡焊机对动特性有特别的要求，即对短路电流上升速度、短路电流峰值、电弧电压恢复速度三个指标有一定的要求，目的是保证短路过渡过程可靠的同时又控制飞溅。老式焊机通常通过改变接入回路电感来调节。,8.4CO

14、2焊的设备及焊接材料,CO2焊机的型号编制请参见GB/T10249-1998电焊机型号编制方法，如NBC-250等。,对0.82.4mm直径焊丝的焊接，采用平特性或缓降特性电源，配合等速送丝机构，利用电弧自身调节作用稳定电弧长度。,下降率一般不大于8V/100A,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.4.3 送丝系统 送丝方式的变化主要在于细丝/平特性（等速送丝）焊机上，以适应不同场合的要求。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,用于推丝式送丝的鹅颈式焊枪,（1）送丝方式,a. 推丝式焊枪简单、轻巧，以鹅颈式焊枪多见，实际应用较多；送丝距离有限（通常5M），送细丝效果欠佳。,推丝式送丝机,CO2焊机

15、及其推丝式送丝机、枪,8.4CO2焊的设备及焊接材料,b. 拉丝式焊枪复杂、较重，以手枪式焊枪多见，薄板结构使用较多；适于送细丝/远距离送丝。,CO2焊机及其拉丝式焊枪,拉丝式焊枪（其小型送丝机构做在焊枪内）,焊丝盘,送丝电机,送丝机构,8.4CO2焊的设备及焊接材料,还有一种“线式送丝”：多级串联的行星式送丝即为线式送丝，可远距离稳定地送细的软焊丝（如0.8mm的铝焊丝）,推拉式送丝焊枪（手工焊接用）,c. 推拉丝式焊枪结构复杂，适用于远距离送（细、软）丝，多用于机器人焊接和铝的熔化极气体保护焊。,点击看推拉式送丝1、2,8.4CO2焊的设备及焊接材料,（2）送丝机构（送丝机） 由送丝电机、

16、减速装置、送丝滚轮和压紧机构等组成；CO2焊专用焊机的送丝机采用单主动送丝即可。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,送丝机多为独立式，也有与电源做为一体者。有专业厂家专门生产配套的送丝机，接口兼容或以德国宾采尔（BINZEL）焊枪为标准。,电源、送丝机分体之CO2焊机,电源、送丝机一体之CO2焊机,注意：两机使用的都是鹅颈式焊枪（推丝枪）,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.4.4 焊枪半自动焊枪推丝式焊枪拉丝式焊枪以上为常见的通用焊枪，用量很大，有专业厂家配套生产，以德国宾采尔（BINZEL）焊枪为事实上的行业标准。推拉式焊枪送不同材质的焊丝，要用不同的送丝套管（如送钢焊丝用钢质套管即可，而送

17、铝焊丝通常要用特氟隆套管）。自动焊枪多见于专用焊机上。,把半自动焊枪夹于焊接小车上进行自动焊，现在生产中应用十分广泛。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,易损件喷嘴形式圆柱形（常用）圆锥形（用于深坡口或窄间隙内）材料铜镀铬（多见）陶瓷（易碎，少用）导电嘴 纯铜或铜合金做以上易损件是事实上的“标准件”，使用时应注意：不同品牌的焊枪，其易损件的尺寸不同，往往无法替代；有专业厂家专门生产焊枪易损件，同一种易损件可能有不同品牌的选择（其寿命、价格不一）； 喷嘴端部与导电嘴端部的距离会影响焊丝伸出长度，从而影响到电弧的稳定性和焊接质量此点初学者往往容易忽略。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.4.5 供

18、气系统由气瓶（铝白色）、预热器、减压流量计、气管和电磁气阀组成，必要时可加装干燥器。通常将预热器、减压器、流量计做为一体，叫CO2减压流量计（通常属于焊机的标准随机配备）。名牌产品如美国捷锐（）。不同气体的减压流量计按规定不能互换使用。,CO2减压流量计,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.4.6 典型CO2焊设备（ CO2焊专用焊机）（1）北京“时代” 逆变焊机，节能节材；可靠性尚可，价格相对便宜，售后服务较好。,（2）唐山“松下” 晶闸管焊机，但精细表现出色且可靠性极高；售后服务较好，价格较贵但性价比高，,（3）美国林肯 普通CO2焊机总体性能不错，但无价格优势。值得推介者为其STT（表面

19、张力过渡） CO2焊机：飞溅极小、成形极佳，但价格极贵。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,除以上之外， 通用CO2焊机国内的品牌多如牛毛，但普遍市场占有率低。除价格较低外，其它方面往往乏善可陈。,欧洲国家一般不做CO2焊专用焊机，而是MIG/MAG（CO2）一体，所以其送丝机通常为双主动送丝。 如果焊机标可MIG/MAG/CO2焊，但却是单主动送丝，其效果有限（目前国产焊机这种情况比较多见）。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.4.7 CO2焊的保护气体（1）气体的性质无色、无味，比空气重0.5倍，升华凝华，压缩才能液化，高温下会分解。（2）气体的使用 铝白色

20、标准钢瓶装（40L/25kg），允许使用的最高环境温度40；压力表指示乃瓶内CO2饱和蒸气压（与液态多少无关） 指针下降即应换气！ 使用气瓶时应遵守有关的安全规程。,（3）主要杂质 水(减压器中预热装置乃防止水分冻结堵塞管路) 去除水分的办法：倒置排水；正置后使用前再预排气；使用干燥器；瓶内气压低至1MPa即停止使用。 焊接用CO2应符合HG/T2537-1993焊接用二氧化碳的要求，其纯度标准为合格品99.5、一等品99.7、优等品99.9（V/V）。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.4.8 焊丝（1）对焊丝化学成分的要求（P.215） 焊丝必须含有足够数量的Mn、Si等脱氧元素； 焊丝

21、的含碳量低于0.1%； 保证焊缝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,（2）焊丝牌号和化学成分 根据最新的国家标准，焊丝用型号表示，已不再用牌号表示！,a. 实芯焊丝(solid wire)GB/T8110-1987二氧化碳气体保护焊用钢焊丝采用的是牌号表示法，如H08Mn2SiA。GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝采用的是型号表示法，如ER50-6。焊丝的直径系列有（0.5）、（0.6）、0.8、1.0、1.2、（1.4）、1.6、2.0、2.5、（3.0）、3.2mm，表面通常镀铜以防生锈（最新的技术使焊丝已取消镀铜，改为涂层，效果更

22、好，如锦泰焊丝）。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,b. 药芯焊丝(flux-cored wire)GB/T10045-1988碳钢药芯焊丝采用型号表示法，如EF035042GB/T17493-1998低合金钢药芯焊丝采用型号表示法，如E601T1-B3注意：同是药芯焊丝，碳钢药芯焊丝和低合金钢药芯焊丝型号表示的规则不同。实芯焊丝的国内品牌较多，药芯焊丝的国内品牌不多。无论是实芯焊丝或药芯焊丝，目前进口的质量比较好，品种比较齐全，尤其是药芯焊丝。国内品牌中综合性能好、质量比较过硬的是锦泰系列焊丝。 药芯焊丝的焊接近年发展很快，应密切关注。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,（3）焊丝的选用 实芯

23、焊丝的选用比较简单，其选用原则与埋弧焊的相似，对于结构钢，主要按等强原则选用，必要时考虑化学成分。 对于药芯焊丝，情况比较复杂，将在“药芯焊丝CO2焊”一节中再具体讨论。,8.4CO2焊的设备及焊接材料,8.5CO2焊的飞溅及控制,8.5.1 焊接飞溅的概念及原因分析（1）概念 焊接飞溅：焊接过程中，部分焊丝熔化金属（也包括少量的熔池金属）飞到熔池以外的地方，这种现象称为“焊接飞溅”。 飞溅率：表示焊接飞溅量的大小，定义为飞溅损失的金属与熔化焊丝重量的比值。 ,飞溅率 =,飞溅损失,熔化焊丝重量,100%,8.5CO2焊的飞溅及控制,（2）测量方法 称重法：收集飞溅颗粒 测量焊丝损失系数（s）

24、 100% ay为熔敷系数，单位时间、单位电流所熔敷到焊缝中的焊丝金属重量； am为熔化系数，单位时间、单位电流所熔化焊丝金属的重量。,s =,am, ay,am,（3）飞溅的危害 影响焊缝成形； 影响电弧稳定性； 飞溅金属堵塞喷嘴，影响保护气流的保护效果； 增加焊缝清理工作； 增加焊丝的损耗。,8.5CO2焊的飞溅及控制,8.5CO2焊的飞溅及控制,（4）飞溅理论 电爆炸理论：前苏联学者乒丘克； 气动冲击理论：前苏联学者阿古洛夫。（5）产生原因 两个方面： 冶金因素 力学因素,8.5.2 减少飞溅的措施（1）焊接材料方面 原因：焊材中的C和保护气体中的O生成CO，熔滴中被氧化后的FeO和熔滴

25、中的C生成CO，受热膨胀爆炸，从而形成飞溅。 措施： 焊丝成分控制，限制含C量，添加适当脱氧成分（Si、Mn等）； 保护气体中添加Ar气。,8.5CO2焊的飞溅及控制,（2） 工艺和规范方面 措施： 正确选择焊接电流，匹配合适的电压，尽可能避免排斥过渡形式； 焊枪倾角不超过20度，焊枪垂直时飞溅最小； 限制焊丝干伸长； 送丝速度均匀； 电源直流反接。,8.5CO2焊的飞溅及控制,（3）电源方面 措施： 设置回路电感，调节di/dt（焊接电流上升速度）和Imax（短路峰值电流），控制引起飞溅的能量。,能在微秒级内产生过渡和改变电流 专门针对半自动焊接（焊接速度、送丝速度和伸出长度都在变化）而设计

26、 电源可以适应不同的保护气体，包括100CO2、CO2与Ar甚至He的混合气体 主要优点： 显著地减少飞溅 易于焊接（伸出长度变化时电弧仍保持稳定、允许更大的焊枪角度变化） 更低的电弧辐射和更少的焊接烟尘、降低薄板焊接时的热输入,8.5.3 控制焊接飞溅的成果： 美国林肯公司专利 STT焊接电源（Surface Tension Transfer，表面张力过渡），,8.5CO2焊的飞溅及控制,上图为无STT和有STT在立焊和平焊时的焊接飞溅对比下图为无STT和有STT焊接时焊缝的外观对比,8.5CO2焊的飞溅及控制,稳定燃弧段(T0T1)：短路前的电流，稳定在50-100A之间； 短路形成段(T

27、1T2)：在刚短路时，弧压感测器给出“电弧短路”的信号，基本电流在约0.75毫秒内迅速降低至10A；,8.5CO2焊的飞溅及控制,颈缩阶段(T2T3) ：紧接着成滴时间阶段，以双波上升的形式对短路的焊丝施加一大电流，通过产生的电磁收缩力加速熔化金属向熔池过渡。注意：在此阶段，焊丝与工件之间的电压不为零，这是由于铁在1550的熔点时的高电阻率导致的；,8.5CO2焊的飞溅及控制,表面张力下熔滴过渡段(T3T4)：这一计算包含在掐断阶段内。当计算结果表明达到特定的电压上升速度时，意味着熔滴分离即将发生，电流在若干个微妙内降低到50A（注意这一事件在熔滴分离前发生，T4表明熔滴分离已发生，但电流较低

28、）；,8.5CO2焊的飞溅及控制,重新燃弧段（ T4T5 ） 燃弧中期阶段(T5T6)：这一事件紧接着焊丝从熔池分离之后，它是焊丝快速 “回熔”的大电流阶段（在这一阶段焊丝熔化末端的几何形状很不规则）稳定燃弧阶段(T6T7)：这一阶段是电流从等离子流冲击降低到基本电流的周期。,8.5CO2焊的飞溅及控制,8.6CO2焊接工艺,CO2气体保护焊一般多用于碳钢、普低钢的焊接，用药芯焊丝也可以焊一些高合金钢。CO2气体保护焊工艺的一般原则坡口的选择：可参照GB/T985-1988气焊、焊条电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸选择。 CO2电弧的穿透能力较强，与MMA相比，可坡口角度稍小、钝边稍

29、大。 CO2焊的焊丝较细，所以间隙应小些（尤自动焊）。焊前清理： CO2的氧化性强，所以抗锈能力强。除非要求特别严格，否则坡口上的少量黄锈如不作清理，一般不会引起气孔，也不会导致焊缝严重增氢。但为保险起见，仍然要求焊前对焊件进行严格清理。 平焊一般多采用左焊法、立焊可采用下向焊：成形较好，但熔深较浅。,8.6.1（细丝）短路过渡CO2焊工艺 实际生产中应用最多的是细丝（1.6 mm ）/短路过渡CO2焊，其工艺要点工艺参数：焊接电流 I、焊接电压 U、焊丝直径 、（焊接速度 v ）、气体流量 L/min、（焊丝伸出长度）l一般考虑板厚、层数、位置等因素确定焊丝直径（打底推荐使用 0.8 mm）

30、，再确定合适的焊接电流，然后匹配以最佳的焊接电压。,8.6CO2焊接工艺,焊接电压与焊接电流的最佳匹配范围较窄，通常只有约1V。对于0.8、1.0mm的焊丝，有一个简捷的寻找I/U最佳匹配的办法：以100A/20V为基准进行参数调节（可以通过观察电弧的行为、焊丝的熔化、铁水的铺展、收弧时熔滴球的大小等现象，听电弧的声音等来辅助判断参数是否合适）。焊丝伸出长度l 10，气体流量一般取915L/min。自动焊还要考虑焊接速度是否合适。,8.6CO2焊接工艺,焊接电流与送丝速度的关系,焊接速度与焊缝成形的关系1焊缝厚度 2熔深 3焊缝宽度（焊丝直径1.6mm，焊接电流450A，电 弧电压38V，CO

31、2流量20L/min）,细丝短路过渡CO2焊工艺参数的确定也可参考下列的图表。,8.6CO2焊接工艺,焊接电压与焊缝成形的关系1焊缝厚度 2熔深 3焊缝宽度（ 焊丝直径1.6mm，焊接电流450A，焊接速度70cm/min，CO2流量20L/min）,焊接电流与焊缝成形的关系1焊缝厚度 2熔深 3焊缝宽度,8.6CO2焊接工艺,8.6CO2焊接工艺,不同直径焊丝焊接12mm钢板时的焊接电流和电弧电压范围短路过渡 粗滴过渡 焊丝直径,8.6CO2焊接工艺,合适的电弧电压与焊接电流范围,8.6CO2焊接工艺,8.6.2（粗丝）细滴过渡CO2焊工艺 粗丝（1.6 mm ）/滴状过渡CO2焊工艺要点：

32、工艺参数：I、U、v、L/min、（l）、送丝速度 大规范：大电流、高电压、大气体流量更适合于平位置的填充、盖面焊，飞溅较大，建议在CO2中加入少量Ar。,请参阅JB/T9186-1999二氧化碳气体保护焊工艺规程,8.6CO2焊接工艺,8.7.1 药芯焊丝CO2焊 药芯焊丝CO2焊，就是用药芯焊丝为电极、用CO2作为外加保护气的熔化极电弧焊。 药芯焊丝把焊药（或金属粉）包在钢带中做成的焊丝（焊条是把焊药包覆在焊芯的外面）,药芯焊丝分自保护用（烟尘大、机械性能较低）、埋弧焊用（多用于高合金钢及堆焊）和气保护用（使用广泛）；按保护气成分，又可分为CO2焊用（用量最大，用于焊结构钢）以及MIG、M

33、AG、TIG焊用（即使被焊金属相同，不同的保护气体其药芯焊丝原则上也不能相互代用）。,8.7CO2焊的其它方法,按药粉类型分： 有渣型 焊后有较多的熔渣，但易于调整焊缝化学成分：酸性（ 焊接工艺性能较好、焊缝含氢量达碱性焊条水准）（如金红石型和药芯焊丝CO2焊用的钛型）碱性（焊缝含氢量超低，但工艺性能稍差）（如药芯焊丝自保护焊多用的高氟弱碱渣系） 无渣型金属粉芯型：焊后熔渣较少（多层焊层间可不清渣），焊接效率更高，但有些性能不如熔渣型。多用于埋弧焊、自动焊或机器人焊接以及高速CO2焊）。,8.7CO2焊的其它方法,焊药或金属粉,药芯焊丝的各种截面形状,按截面形状分：O形（2.0mm/有缝或无缝

34、，无缝者可镀铜）、复杂截面形。直径：从0.8mm到6.0mm,用的最多的是1.0mm。3.0mm以上的粗丝多用于堆焊。,8.7CO2焊的其它方法,药芯焊丝的型号：我国已进入国家标准的药芯焊丝计有：碳钢药芯焊丝：GB/T10045-2001碳钢药芯焊丝，如E501T-1ML等。低合金钢药芯焊丝： GB/T17493-1998低合金钢药芯焊丝，如E601T1-B3等。 不锈钢药芯焊丝： GB/T17853-1999不锈钢药芯焊丝，如E308MoT1-3等。注：以上焊丝并非都用于CO2焊，有的型号是自保护焊丝，有的可用于埋弧焊。,8.7CO2焊的其它方法,有关药芯焊丝焊接的概况几个概念：flux-c

35、ored electrode（管状焊条） flux-cored wire（药芯焊丝） core wire（焊芯） flux-cored solder wire（药芯钎料丝） flux cored arc welding (FCAW)（药芯焊丝电弧焊）GB/T5185-1985金属焊接与钎接方法在图样上的表示代号规定： 114药芯焊丝电弧焊（药芯焊丝自保护电弧焊 Self-shielded tubular-cored arc welding） 136非惰性气体药芯焊丝电弧焊（活性气体保护电弧焊 Tubular cored metal arc welding with active gas shi

36、eld; flux cored arc welding /USA）FCAW主要用于焊接碳钢、不锈钢、低合金钢和高合金钢。,8.7CO2焊的其它方法,药芯焊丝CO2焊的优点：1、高熔敷率；2、可全位置焊；3、焊缝平滑；4、药芯成分可以调整以适应不同的需要；5、用便宜气体（如100%CO2）仍获好的焊接效果；6、能耗低、综合成本低。,低碳钢焊丝在不同电流下的熔敷速度（kg/h）注：rutile CE-金红石焊条SW-实芯焊丝,8.7CO2焊的其它方法,同样直径的焊丝，由于药芯焊丝的导电截面比实芯焊丝的小，所以它的熔敷效率比实芯焊丝的还要高。另外，由于有焊药，可通过调整焊药的成分，使药芯焊丝焊接的适

37、应性、灵活性更好。,8.7CO2焊的其它方法,药芯焊丝CO2焊的缺点：1、焊丝制造复杂/价贵；2、焊丝易受潮，保管复杂。,由于药芯焊丝有其无法替代的独特优点，近年发展迅速，在各种大型工程特别是合金钢焊接结构野外施工，如西气东输中得到广泛应用。 近年来，我国药芯焊丝的消耗量增长很快，国产药芯焊丝的品牌也很多，但以“大路货”较多，较有名的有：锦泰（广泰、天泰、瑞泰）、三英、大西洋、瑞达、金太阳、金桥、大桥、铁锚等，但每年还要进口大量药芯焊丝，主要是一些高档次、专用的焊丝，主要有神钢（日本）、现代（韩国）、林肯（美国）等。,几种焊接方法的成本比较,8.7CO2焊的其它方法,药芯焊丝焊接对焊接设备的要

38、求对电源的要求使用实芯焊丝的设备完全可以使用药芯焊丝，但最好同时具备以下功能：1、极性转换：不同渣系要用不同的极性，而自保护焊多用直流正接，需要转换极性；2、电源外特性微调：以适应不同的焊药成分的要求；3、电弧挺度调节：以调节熔滴过渡形态（CO2焊也可得到喷射过渡），减少飞溅、改善全位置焊性能。,8.7CO2焊的其它方法,对送丝的要求 加粉系数较小的药芯焊丝可用实芯焊丝送丝机； 加粉系数较大的药芯焊丝，应用药芯焊丝专用送丝机（双主动送丝送丝轮开形槽；送1.4mm以上焊丝槽内压花）。,8.7CO2焊的其它方法,药芯焊丝CO2焊特点 优点：生产效率更高；气渣联合保护，效果更好；成形好、飞溅小 扩展

39、了CO2焊的应用范围（可焊高合金钢、可野外现场作业）。 缺点：焊丝易受潮且价高焊接烟雾大对送丝机构要求高打底/全位置焊的能力不如实芯焊丝。,8.7CO2焊的其它方法,药芯焊丝的选用药芯焊丝的种类、型号很多，性能、特点和用途各不相同，而且即使焊接同一种金属，由于施工条件（如板厚、坡口形式和尺寸、焊接位置、焊后热处理等）等不同，适用的焊丝也会有所变化。因此，焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部的质量要求、焊接施工条件以及成本等因素进行综合考虑。其大致原则如下：对强度用钢，按“等强原则”选用，对特殊用钢（如耐热钢等）则侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致或相近；除非对接头的力学性能有特别的要求，一般

40、很少选用碱性焊丝，因其工艺性能差，而且一般的酸性焊丝其焊缝含氢量已很低（达到碱性焊条的水平），而工艺性能却要好得多。即使同一型号的焊丝，由于不同厂家的焊药成分不同，其工艺等性能会有较明显的差别，应注意参考生产厂家的介绍或向其咨询。 在以上基础上，再考虑选用经济性好的品牌。,8.7CO2焊的其它方法,提示：药芯焊丝CO2焊由于焊药使电弧的行为发生变化，所以它的工艺参数和焊接操作与实芯焊丝CO2焊有较大的差别。,药芯焊丝CO2焊的焊接工艺参数的内容与实芯焊丝的基本相同，但应注意由于焊药的存在，具体参数及它们之间的匹配与实芯焊丝CO2焊的有所不同。如药芯焊丝CO2焊的熔滴过渡不再是单一的短路过渡，还

41、可以是细滴过渡甚至是喷射过渡，其焊接工艺受焊药成分的影响比较大。,8.7CO2焊的其它方法,焊接工艺及参数焊接工艺参数与实芯焊丝CO2焊基本相同，焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律亦然。电流的适用范围较宽但电压的适用范围较窄，且同种焊丝由于不同厂家的具体焊药成分的差异，实际适用电流、电压会有较大差别，所以，焊接工艺参数的选择具有一定的不确定性，厂家提供的产品使用说明书是正确选择焊接电流、电压的重要依据之一！药芯焊丝穿透能力强，可用较小的坡口角度（比焊条、实芯焊丝的小1020）和较大的钝边，但对坡口的加工要求稍高。左、右焊法均可用。,8.7CO2焊的其它方法,左图是药芯焊丝各种位置焊接的焊接电流范围，可供参考。1平焊 2向上立焊 3向下立焊 4横角焊 5横焊 6仰焊,8.7CO2焊的其它方法,8.7.2 CO2点焊（略）,8.7.3 CO2气电立焊 气电立焊是采用熔化极气体保护电弧焊的方法，对厚板结构不开坡口，只留较小的间隙，在立焊位置进行焊接的一种焊接工艺。它的生产效率高，特别适合于大型罐体如石油储罐的焊接。 气电立焊需要采用焊缝强迫成形装置（水冷滑块），同时要妥善解决好坡口内两侧良好熔合良好、焊枪的可靠冷却等难题。气电立焊通常采用专门设计的焊接专机进行。,8.7CO2焊的其它方法,Thank You !,