二氧化碳气体保护焊(上篇)ppt课件.ppt

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1、,张明录,二氧化碳气体保护焊,（上篇）,焊接设备,气孔.飞溅,溶滴过渡,三,焊接材料,为焊接提供电流、电压并具有适合该焊接方法所要求的输出特性的设备。,3,一.概述,第一节 焊接设备,焊接电源:,CO2气体保护焊的电源均为直流电源，要求电源具有平硬外特性曲线。 焊接电源有整流电源和逆变式整流电源两大类。,1. 焊接电源分类、应用：,逆变式整流电源,晶闸管整流电源,硅整流电源,整流电源,一.焊接电源,第一节 焊接设备, 送丝系统：（送丝软管和焊枪）。 供气系统： 包括CO2气瓶或集中供气系统、气体预热器、干燥器、减压阀、流量计和电磁气阀等。 控制和调节系统： 冷却系统： 空冷、水冷 （ 水冷系统

2、，焊接电流超过600A使用）。,焊接电源包括：,一.焊接电源,第一节 焊接设备,电弧电压无级可调，焊接参数可达到最佳匹配，网路电压自动补偿、焊接过程稳定，可实现一元化调节。与抽头式硅整流焊机相比，性价比高。适用质量要求较高的焊接工程。,（1）晶闸管整流 CO2焊机,一.焊接电源,第一节 焊接设备,比晶闸管焊机更优异。反应速度更快，除了获得更平稳的电弧外，还可按焊接工艺特殊要求，对短路电流波形和脉冲电流波形进行逻辑程序控制，利用软件控制功能对焊接参数实行更广泛的一元化控制。,（2）逆变式整流 CO2焊机,一.焊接电源,第一节 焊接设备,NB-350型半自动焊机外部接线图,一.焊接电源,第一节 焊

3、接设备,特点是：结构简单，灵活方便，可用较大直径的焊丝（0.8-1.6mm），对软管质量要求高，软管长度短，推丝式焊枪的操作范围限制在24m以内。,（3）CO2半自动送丝方式,1）推丝式,一.焊接电源,第一节 焊接设备,焊丝直径0.8mm。送丝电动机、减速器、送丝滚轮和小型焊丝盘都装在焊枪上，结构紧凑，但比较笨重，焊枪的操作范围大。,2）拉丝式,一.焊接电源,第一节 焊接设备,送丝系统的原理： 将焊丝按一定的速度连续不断地送至焊接电弧区，并在电弧热的作用下，熔化并作为填充金属而形成焊缝。 送丝系统包括： 送丝机（电动机、减速机、校直机） 送丝软管 焊丝盘等,11,二.送丝系统,第一节 焊接设备

4、,（1）送丝机,12,二.送丝系统,第一节 焊接设备,双轮单驱动,四轮双驱动,（2）送丝轮,按焊丝直径选择相应规格送丝轮和压丝槽，在压丝槽同侧印有相应规格： 0.8 、1.0 、1.2 、1.6等数字。,13,二.送丝系统,第一节 焊接设备,二.送丝系统,第一节 焊接设备,U型槽：送丝轮和焊丝面接触，送丝力量大，对焊丝的损伤最小，适合各种实芯和药芯焊丝。V型槽：送丝轮和焊丝点接触，压力小时送丝力量不够，易打滑，压力大时，会引起焊丝变型。,压丝槽的形式：,保证送丝轮槽与导套帽的同心度，否则将增加送丝阻力或刮伤焊丝，从而引起送丝不稳。,2）送丝轮的安装,每个送丝轮适用两种直径的焊丝,送丝轮槽大小要

5、与焊丝直径保持一致,正确按装丝径标号应朝向外侧。,二.送丝系统,第一节 焊接设备,3）焊枪插座总成（出口嘴、导丝嘴、导套帽）安装,1.2,1.2,二.送丝系统,第一节 焊接设备,1.5mm,1.2,二.送丝系统,第一节 焊接设备,1）抬起加压臂,将焊丝由导向管插入导套帽 2-3cm。,2）加压臂复位,手动送丝，焊丝经过导丝嘴送入焊枪。,焊丝安装,压臂,压臂,加压手柄,导向管,加压手柄,焊枪的作用是导电、导丝、导气。把焊丝送入焊接熔池，同时将保护气体引向焊枪端部的保护嘴并喷射出去，实现对焊接区进行气体保护。,三.焊枪,第一节 焊接设备,送丝软管是焊丝从送丝机到导电嘴之间的通道，担负着向焊枪输送焊

6、丝的任务。,（1）送丝软管,三.焊枪,第一节 焊接设备,具有一定的抗拉强度,推送焊丝或受力时尽可能不拉长，具有较好的柔性，以便于焊工的灵活操作。,三.焊枪,第一节 焊接设备,送丝软管的要求：,1.使用性能：2.送丝性能：3.密封性能：4.足够弹性:5.适应焊丝:,要求内壁光滑、内径适宜，送丝 阻力小,保证匀速送丝。,用于一线式电缆时,为防止保护气体往回泄露,热塑管和密封圈应具有良好的密封效果。,应能承受较大的弯曲,而不产生永久的变形。,内径应与焊丝直径匹配，过大过小均会影响稳定送丝。,3）送丝软管的定期清理,送丝软管中焊丝切粉及污物过多会严重影响送丝的稳定性，使焊接不能顺利进行，送丝软管必须定

7、期清理。清理时可在干净、平整的平面上将软管逐段摔打（注意不要损坏热塑管），使软管内的焊丝切粉及污物松动，然后用干燥的压缩空气进行清除。,三.焊枪,第一节 焊接设备,22,1）送丝软管的使用要求,软管出现硬弯、拉长不能使用,软管长度不够，热塑管或密封圈损坏不能使用,三.焊枪,第一节 焊接设备,23,送丝软管的安装,三.焊枪,第一节 焊接设备,推入软管不要过快、造成软管折弯，继续推动送丝管，直至O形密封胶圈完全推进去。,导电咀是直接向焊丝传递电流的零件,导电咀内孔与焊丝接触而导电, 导电咀外表面与喷嘴内壁之间流过保护气体。,4.导电嘴,三.焊枪,第一节 焊接设备,25,1）导电嘴型号,三.焊枪,第

8、一节 焊接设备,M6*45-0.8， M6*45-1.2、 M6*40-1.2、 M6*20-1.2。常用的有0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.2mm，1.4mm，1.6mm，2.0mm。,导电咀剖视图,导电嘴必须拧紧！否则导电差，电弧不稳。有时因接触不良而断弧，导致焊接中断。,导电咀,导电咀接头,导电嘴始终与焊丝滑动接触导电，当导电嘴内孔磨损成椭圆孔时，焊丝摆动，导电性能差，电弧不稳。,2）导电嘴安装与更换,三.焊枪,第一节 焊接设备,5.保护嘴,三.焊枪,第一节 焊接设备,保护嘴一般是紫铜材料，跟据内部含不含绝缘套可分为一体和分体。一般常用规格有：150A，180A，350A，500

9、A等。,三.焊枪,第一节 焊接设备,焊枪零部件的安装与更换,弯管（镇定管）,弯管（镇定管）,连杆,导电嘴,保护嘴,连杆,绝缘座,导电嘴,气筛,保护嘴,QTB-180A（200A）,QTB-350A.（500A）,（1）焊枪总成与送丝机的连接,三.焊枪,第一节 焊接设备,四.供气系统,第一节 焊接设备,减压器：（预热干燥器、流量计）使气瓶内的液态CO2通过减压器后变为质量符合要求，具有一定流量的气态CO2。,（1）减压器,四.供气系统,第一节 焊接设备,（2）流量计,安装好的流量计要与地面垂直，否则指示流量的浮动球就不能正确工作，所指示的流量也不准确。,四.供气系统,第一节 焊接设备,控制系统的

10、作用是：在焊接过程中对供电、供气、送丝等系统实现按程序控制。,CO2气体保护焊的控制程序,五.控制系统,第一节 焊接设备,工件的点固，短焊缝焊接，应设置在收弧 无 的状态下焊接。,1）收弧 无：,五.控制系统,第一节 焊接设备,1.收弧 无 有 功能,大电流，长焊缝焊接结束时可变为小电流收弧。先设置在收弧 有 的状态下，然后再分别设定收弧电压、收弧电流。,五.控制系统,第一节 焊接设备,2）收弧 有：,快速更换焊丝：按下手动送丝按钮，送丝电机转动，将焊丝输送到焊枪。此时焊机无空载电压输出，焊丝不带电。,3）手动送丝功能,五.控制系统,第一节 焊接设备,按住手动送丝按钮，调节焊接电流旋钮可改变手

11、动送丝速度。,调节电压旋钮预设电弧电压，此时数字电压表显示电弧电压的预设值。,（6）电弧电压预设,五.控制系统,第一节 焊接设备,空载时显示电压的给定值，（焊接电源的输出电压 ）焊接时显示实际焊接的电弧电压值。,（7）焊接电流预设,空载时显示送丝速度的相对值。焊接时显示实际焊接电流值，送丝速度是分米/分钟（dm/min）。,五.控制系统,第一节 焊接设备,调节电流旋钮预设焊接电流，此时数字电流表显示焊接电流的预设值。（实际是送丝速度）,不同焊丝直径、电流、电压、焊缝空间位置及不同的操作者都会对电弧力有不同的要求。电弧推力越小，电弧软，飞溅小，适于小电流焊接（I150A）。,（8）电弧推力调节,

12、五.控制系统,第一节 焊接设备,电弧推力越大，电弧挺直度好，但飞溅大，适于大电流焊接（I150A）。,供电电源容量不足将引起焊机输出焊接电压、电流的变化。每台焊机应单独配置一个开关！电源线连接紧固，装好输入端子防护罩！必须安装接地线。,六.焊接电源对供电系统的要求,第一节 焊接设备,焊机应尽量安装在湿度小、灰尘少、风速较弱的场所。,焊接电源对环境的要求,一.焊接电源,第一节 焊接设备,空间小或封闭的作业场所应采取除尘措施。,有强烈气流时应采取防风措施。,焊接用的CO2是将钢瓶装的液态CO2经气化后变成气态CO2。液态和气态分别占钢瓶容积的80和20。 CO2从液态转变至气态的沸点很低（-78）

13、，常温下极易汽化。1kg液态CO2可气化成509L气态CO2 。,43,液态CO2,气态CO2,一.概述,第二节 焊接材料,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。气体纯度应大于99.5，含水量不超过0.05。,44,一.气体,第二节 焊接材料,二.焊丝,第二节 焊接材料,CO2焊使用的焊丝既是填充材料又是电极，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 药芯焊丝,焊丝 （ER50-6）直径有： 0.5、0.8、1.0、1.2、1.65.0mm。 焊丝表面有镀铜和不镀铜两种，镀铜

14、可防止焊丝生锈，有利于焊丝的存放和改善其导电性。,（1）实芯焊丝,二.焊丝,第二节 焊接材料,实芯焊丝的型号、特征及适用范围,二.焊丝,第二节 焊接材料,药芯焊丝型号有： EF015020、 EF035005、EF04 5020等，用于重要的低碳钢及500MPa级低合金钢的焊接。,48,（2）药芯焊丝,二.焊丝,第二节 焊接材料,（3）H08Mn2SiA的牌号（ER50-6）化学成分,二.焊丝,第二节 焊接材料,（4）ER50-6 的焊缝金属机械性能,50,二.焊丝,第二节 焊接材料,（5）常用碳钢和低合金钢CO2焊丝选用表,51,在电弧热作用下，焊丝或焊条端头的金属熔化并形成熔滴，在各种力的

15、作用下，通过电弧空间向熔池过渡的过程，称为熔滴过渡。,一.概述,第三节 熔滴过渡,研究熔滴过渡的意义,研究熔滴过渡是为了控制熔滴过渡，从而得到稳定的焊接过程。尤其在气体保护焊时，熔滴不受熔渣的拘束，在力的作用下，易造成飞溅而破坏电弧的稳定性。,二.熔滴过渡的定义,第三节 熔滴过渡, 短路过渡 （细丝0.51.2mm） 滴状过渡 （粗丝1.65.0mm）,三.熔滴过渡的形式,第三节 熔滴过渡,（1）短路过渡,小电流、低电压。熔滴长大受到空间限制而与母材短路，在表面张力及小桥爆破力作用下脱离焊丝。,短路过渡频率高，电弧稳定，飞溅小，焊缝成形好，电弧电压低，焊接电流较小，焊接热输入低，适宜于薄板及全

16、位置焊缝的焊接。,二.熔滴过渡的形式,第三节 熔滴过渡,CO2保护焊在采用粗焊丝、电弧电压和焊接电流较高时，会出现滴状过渡。,细滴过渡 （射滴过渡 ）,粗滴过渡,滴状过渡,电弧长度较长，熔滴可自由长大，直至下落力大于表面张力时，脱离焊丝落入熔池。,56,（2）滴状过渡,二.熔滴过渡的形式,第三节 熔滴过渡,电流、电压比短路过渡稍高，电流大于300A，溶滴较大且不规则，过渡频率较低，易形成偏离焊丝轴线方向的过渡。,57,2）粗滴过渡,二.熔滴过渡的形式,第三节 熔滴过渡,57,非轴线方向过渡,这种大颗粒非轴向过渡是电弧不稳定，飞溅大，成型差。,58,2）细滴过渡,二.熔滴过渡的形式,第三节 熔滴

17、过渡,焊接电流、电弧电压进一步增大，焊接电流在 400A以上。过渡频率也随之增加，熔滴细化，飞溅相对较少，电弧较稳定，焊缝成形好。,细滴过度,CO2焊接时，熔池表面没有熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用，因此，结晶较快，容易在焊缝中产生气孔。,3.氮气孔,2. 氢气孔,1.一氧化碳气孔,气孔类型,59,一.概述,第四节 气孔,当焊丝中脱氧元素不足，使大量的FeO不能还原而溶于金属中，所生成的CO气体若来不及逸出，就会在焊缝中形成气孔。 焊丝中要有足够的脱氧元素Mn和Si，并严格限制焊丝中的含C量，就可以减小产生CO气孔的可能性。 CO2焊时，只要焊丝选择适当，产生CO气孔的可能性不大。,60,1

18、.一氧化碳气孔,第四节 气孔,氢的来源主要是焊丝、焊件表面的铁锈、水分和油污及CO2气体中含有的水分。如果熔池中溶入大量的氢，就可能形成氢气孔。 为防止产生氢气孔，应尽量减少氢的来源，焊前要清除焊丝和焊件表面的杂质，此外，由于CO2气体氧化性很强，可减弱氢的不利影响，所以CO2焊接时形成氢气孔的可能性较小。,61,2.氢气孔,第四节 气孔,CO2焊最常见的是氮气孔，而氮气主要来自于空气。焊接速度过快、气流量又太小、喷嘴堵塞、气体不纯，空气中的氮就会大量溶入熔池内。当熔池结晶凝固时，若氮气来不及从熔池中逸出，便形成气孔（氮气孔）。加强对CO2气流的保护效果，这是防止CO2焊缝中产生气孔的重要途径

19、。,62,3.氮气孔,第四节 气孔,熔焊过程中，熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象称为飞溅。不同成分的焊丝，熔滴过渡形式，都具有不同的飞溅率。飞溅产生的同时也会引起电弧的不稳定。,63,一.概述,第五节 飞溅,在大电流的作用下，熔池温度高，液态金属在其作用下似乎要沸腾，呈许多细小颗粒往外飞溅，熔池中发出“兹兹”的响声，有如沸腾的水，形成许多小泡泡直往外冒。当电流过小时，熔滴过渡频率减小，熔滴尺寸随焊接电流的减小而增大，此时焊缝成形恶化，飞溅加大。,1. 焊接电流引起的飞溅,第五节 飞溅,电弧电压过小，会产生顶丝、跳丝、这时熔滴呈颗粒状过渡、大小不均，液态金属流动性很差，熔池粘稠、熔滴在熔池中

20、总是跳个不停，产生“啪啪啪”的响声，电弧不稳，熔池得不到均匀的焊丝给进。熔合不良，一些液态金属受其影响飞出熔池形成大颗粒飞溅。,65,2. 电弧电压引起的飞溅（1）,第五节 飞溅,电弧电压过大时，熔滴悬挂在焊丝端部呈3.54mm绿豆大的颗粒状，始终偏离焊丝朝一方歪斜，而且在熔池的表面可以很清晰地看见有一股吹动力量在排挤熔滴的过渡，致使熔滴过渡非常困难，有的甚至直接飞离熔池，飞溅不仅多而且受力大，颗粒也较大。,2. 电弧电压引起的飞溅（2）,第五节 飞溅,焊接速度过慢、熔池的焊缝金属会因高温停留时间长而超前，如涨水一样，往外流，形成焊瘤及瘤挂，比飞溅问题还严重。另外, 还会因熔池温度过高，使氧化

21、生成的CO气体急剧膨胀，最终突破液态熔滴和熔池表面的约束形成爆破，从而形成大量的细颗粒飞溅。,3. 焊接速度引起的飞溅（1）,第五节 飞溅,焊接速度过快、焊丝脱离熔池先行，整个焊接过程被破坏，熔化金属送给不足，熔池内熔合不好，电弧不稳，导致顶丝、跳丝, 熔池中的金属受到熔滴过渡的作用力很不均匀，而使金属熔滴与熔池金属相互撞击，部分金属熔滴因此飞离熔池，形成飞溅。,68,3. 焊接速度引起的飞溅（2）,第五节 飞溅,焊丝伸出长度过短，促进熔滴过渡的力与阻碍熔滴过渡的力产生极大的对抗，同时作用在熔滴上致使熔滴过渡困难，导致焊花四溅，不仅溅污焊件表面，还因喷嘴过低，飞溅物粘附在喷嘴上易损坏导电喷嘴，

22、扰乱焊丝的正常送给而影响送丝速度。,4. 焊丝伸出长度引起的飞溅（1）,第五节 飞溅,焊丝伸出长度过长，焊丝与母材接触的瞬间会产生大量的电阻热，焊丝在电弧还没有引燃之前就爆断，电弧无法引燃，就这样焊丝不断地送出，又不断地爆断，直致电弧引燃，声音似放爆竹“噼噼啪啪”, 飞溅多、颗粒大。,70,4. 焊丝伸出长度引起的飞溅（2）,第五节 飞溅,71,焊丝直径大、熔滴颗粒大、飞溅大。,焊丝直径小、熔滴颗粒小、飞溅小。,电流超过350A ，将产生细颗粒过渡，这时飞溅减小.,5. 熔滴过度引起的飞溅,第五节 飞溅,正接时，由于正离子飞向焊丝末端，正离子撞击焊丝熔滴的力，大于反接时电子撞击熔滴的力，造成熔

23、滴过渡困难，并引起大量飞溅使焊缝成形恶化。,72,正接飞溅大、反接飞溅小,6. 极点压力引起的飞溅,第五节 飞溅,正离子,电子,右焊法飞溅明显增加 焊丝运行呈后拉式，熔池是被焊丝牵着走向待焊金属，焊丝始终先行于熔池走在前面，这种运行方式使得焊缝金属刚刚熔化形成熔池，焊丝又继续前行，焊丝就像桨划水一样将液态划出熔池，形成大量大颗粒金属滴往外飞溅，还伴有“噼里啪啦”地响声，如同放爆竹。 右焊法飞溅情况如同电弧电压的影响。,73,7. 焊接方向引起的飞溅,第五节 飞溅,焊枪与焊缝的夹角过小时，母材金属在电弧热作用下刚刚开始熔化就被焊丝送进的惯性给铲出熔池，飞溅特别多，大小不均，密密麻麻地铺在焊缝边缘

24、。而当角度过大时，一是保护套会挡住熔池视线，影响运条的稳定，熔滴的过渡也就失稳。二是焊丝牵着熔池先行，形成与右焊法一样飞溅。,74,8. 焊枪角度引起的飞溅,第五节 飞溅,电缆线的搭接非常重要，离工件太远，接触又不牢固时，电阻增大，会产生顶丝、跳丝，焊接不能正常进行。,75,同短路过渡的飞溅情形一样,9. 焊接回路引起的飞溅（地线）,第五节 飞溅,多层多道焊：焊丝表面的镀铜、焊缝两侧的油污、铁锈、氧化皮等在电弧热的作用下，被氧化分解形成一种似熔渣样的非金属物质，薄薄的小面积地覆盖在焊缝金属的表面。焊接下一道焊缝时, 这层熔渣总是阻碍焊丝的运行。,这些都是接触不良问题的症结,10. 焊缝清理不当引起的飞溅（1）,第五节 飞溅,点焊渣未清除：焊丝过渡至此受焊渣阻隔（因导电不及时），而断弧，也出现顶丝、跳丝、熔池的形成也因此受阻, 部分金属熔滴在焊点阻力与熔滴过渡的作用下被挤出熔池，形成飞溅。,10. 焊缝清理不当引起的飞溅（2）,第五节 飞溅,焊接电流过大时，送丝速度就快（CO2气保焊是等速送丝）熔池较深而稍宽，液态金属在熔池中像水一样。在操作时，很难掌握，手（焊枪）只要轻轻一晃动，液态金属就会被顺势带出，像流水一样流出熔池形成大片焊瘤及瘤挂。,78,一. 概述,第六节 焊瘤,谢谢,