CO2焊接技能培训讲义.ppt
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1、CO2气体保护焊教程 潘宁,前言,焊接质量五要素,人优秀的操作者 机一流的焊接设备 料合格的焊接材料 法严密的焊接规范 环良好的施焊环境,CO2保护焊行业现状,CO2焊接技能培训内容,2.CO2焊主要规范参数,1.焊接基本知识,3.CO2焊机的特长与功能,4.焊机的正确使用与维护,6.常见故障与焊接缺陷,5.焊接操作,7.CO2焊技能的快速掌握,1.1 CO2焊分类,熔化焊接,电弧焊气焊铝热焊电渣焊电子束焊激光焊,熔化极非熔化极,手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧焊,电弧焊:以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极:焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极:电极(钨极)不熔化。
2、MIG焊:金属极(熔化极)惰性气体保护焊 TIG焊:钨极(非熔化极)惰性气体保护焊 MAG焊:金属极(熔化极)活性气体保护焊 CO2焊:二氧化碳气体保护焊(MAG焊),名 词 解 释,气体保护焊的定义:用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊,简称气体保护焊。常用的保护气体:二氧化碳气(CO2)、氩气(A r)、氦气(He)及它们的混合气体:A r+CO2、Ar+O2、Ar+CO2+O2 CO2+A r+He、。,气体保护电弧焊,焊接效果,溶深大熔深是手弧焊的三倍,坡口加工小。,溶敷效率高手弧焊焊条熔敷效率是60%以下CO2焊焊丝熔敷效率是90%以上,引弧性能好能量集
3、中,引弧容易,连续送丝电弧不中断。,焊接质量好对铁锈不敏感,焊缝含氢量低,抗裂性能好,受热变形小,,焊接范围广可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊,焊接速度快单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍,与手工焊比:抗风能力差,设备较复杂。,C02气保焊的特点,对CO2焊认识的误区,1、会焊条电弧焊就会CO2焊。2、CO2焊飞溅较大,焊接接头质量比焊条电弧焊要低。3、CO2焊生产效率比焊条电弧焊也高不了多少,成本也不一定低。4、CO2焊抗风性能差,不适合现场施工。,CO2焊的质量,CO2焊缝热影响区小,焊接变形小CO2焊缝成形好,表面及内部缺陷少,探伤合格率高于焊条电弧焊全位置药芯焊丝CO2焊,合格率
4、可达99.04%,同样角焊缝能增加焊接强度,CO2焊接,手弧焊,CO2焊接溶深大,因而焊脚厚度大,结合部强度更高,实际焊脚厚度a大,实际焊脚厚度a小,a,a,减少焊缝连接点和夹渣缺陷,焊渣多,焊渣覆盖 焊缝焊条短,焊缝接头 多,弧坑缺陷多溶深浅,CO2焊接,手工电弧焊,焊渣少焊丝长,可连续 焊接溶深大,容易发生融合不良及夹渣等缺陷,不易发生焊接缺陷,CO2焊的低成本,焊缝截面积减少36-54%,节省填充金属量降低耗电量65.4%设备台班费较焊条电弧焊降低67-80%,可降低成本20-40%减少人工费、工时费,降低成本10-16%节省辅助工时、辅料消耗及矫正变形费用综合五项:CO2焊能使焊接总成
5、本降低39.6-78.7%;平均降低59%,熔深大、可节约焊接材料,手弧焊熔深浅,所以需要开大坡口(60),CO2焊接熔深大,可减小坡口角度(45-50),CO2焊接时可大幅度地降低熔着金属量即焊丝使用量减少、可降低成本。,溶深大 减少必要熔着金属量,CO2焊接在双面焊接时能更加显著地节省材料从成本上更有利,CO2焊接,手弧焊,溶深大 可减少开坡口加工量,溶深浅需要开大坡口,不需要开坡口的I形对接焊接时一层焊接范围更广,最大板厚,最小板厚,板厚0.8mm,焊丝0.8mm,65A,板厚7mm,焊丝1.6mm,450A,通过开坡口和多层多道焊能进行厚板的焊接,CO2焊的高效率,熔化速度和熔化系数高
6、,比焊条大1-3倍坡口截面比焊条减小50%,熔敷金属量减少1/2辅助时间是焊条电弧焊的50%三项合计:CO2焊的工效与焊条电弧焊相比提高倍数2.02-3.88倍,溶着速度快、效率高,CO2焊接的溶着速度比手弧焊快3倍可在短时间内完成焊接,以短交货期接受订货一定时间内的焊接工作量增加从而工时成本降低,竞争力增强,电弧时间率高、进一步提高效率,电弧时间率高的理由,CO2焊丝可连续供给不需要去渣作业不需要更换手工焊条的麻烦连续焊接,需要修整连接处少,电弧时间率高,从而一定时间内的焊接工作量可比 手工焊增加 以短时间完成焊接,可以短交货期接受订货 进而工时费用方面成本降低,竞争力增强,电弧时间率:在作
7、业时间内,实际发生电弧时间所占的比例,CO2焊丝库存品种少,焊丝库存种类少的理由,用一种焊丝可用于软钢、高张力钢 及一般铸钢的焊接 可实现包括低氢系列焊条在内的 各种焊条所从事的工作,用一种焊丝可实现从薄板到厚板的 焊接用一种焊丝即可实现相当于手工焊 各种直径焊条的焊接,减少焊接材料库存,减少库存资金占用节约部分可用于资金周转,CO2焊的优点众多,优秀的焊接品质,溶深大,溶着速度快,电弧时间率高,适用范围广,提高产品的品质、可靠性,节约焊接材料、降低成本,减少材料浪费、降低成本,缩短交货期、降低人工费降低成本,削减焊接材料库存.减少资金占用,溶着效率高,CO2焊是优质、高效、低成本的焊接方法。
8、CO2焊的缺点可通过提高技术水平和改进焊接设备加以解决。,推广普及CO2焊接,CO2焊适用范围广,可焊厚度0.5mm-100mm容易实现自动焊和全位置焊有关资料介绍CO2焊接熔敷金属量占焊接总熔敷量由8%提高到15%,可获得经济效益5.65亿元,2.CO2焊主要规范参数,2.7 极性,2.6 气体,2.4 干伸长度,2.2 焊接电压,2.3 焊接速度,2.1 焊接电流,2.5 焊丝,焊接电流:根据焊接条件(板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数)选定相应的焊接电流。CO2焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配,既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力
9、一致,以保证电弧长度的稳定。,焊接电流,0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 m/min,A500400300200100,焊接电流和送丝速度的关系,同一焊丝,电流越大送丝速度越快。电流相同,丝越细送丝速度越快。,熔滴过渡的形式,焊接电压既电弧电压:提供焊接能量。电弧电压越高,焊丝熔化速度就越快,焊接电流也就越大,焊接能量越大。电弧电压等于焊机输出电压减去焊接回路的损耗电压,可用下列公式表示:U电弧=U输出 U损如果焊机安装符合安装要求的话,损耗电压主要指电缆加长所带来的电压损失,如您的焊接电缆需要加长,调节焊机输出电压时可参考下表:,焊接电压,根据焊接条件选定相应板厚
10、的焊接电流,然后根据下列公式计算焊接电压:300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+20 2)伏 举例1:选定焊接电流200A,则焊接电压计算如下:焊接电压=(0.04 200+16 1.5)伏=(8+16 1.5)伏=(24 1.5)伏 举例2:选定焊接电流400A,则焊接电压计算如下:焊接电压=(0.04 400+20 2)伏=(16+20 2)伏=(36 2)伏,焊接电压的设定,电压偏高时:弧长变长,飞溅颗粒变大,易产生气孔.焊道变宽,熔深和余高变小.电压偏低时:焊丝插向母材,飞溅增加,焊道变窄,熔深和余高大.,啪嗒!啪嗒!,嘭!嘭!嘭!,母材,母材,焊接电压对焊接效果的影响,在焊接电
11、压和焊接电流一定的情况下:焊接速度的选择决定了单位长度焊缝所吸收的热能量(既:焊接线能量).焊接线能量 Q=I*U/t(J/mm)I:焊接电流(A)U:电弧电压(V)t:焊接速度(mm/sec)半自动:焊接速度为0.1-0.6m/min 自动焊:焊接速度可高达2.5m/min以上 焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。,焊接速度,小于300A时:L=(10-15)倍焊丝直径.大于300A时:L=(10-15)倍焊丝直径+5mm,干伸长度,定义:焊丝从导电咀到工件的距离.,导电咀L工件,举例:直径1.2mm焊丝可用电流120-350A,电流小时乘10倍的焊丝直径,电流大时乘15倍的焊丝直径。
12、,焊接过程中,保持焊丝干伸长度不变是保 证焊接过程稳定性的重要因素之一。过长时:气体保护效果不好,易产生气孔,引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大,熔深变浅,成形变坏.过短时:看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大,熔深变深,焊丝易与导电咀粘连.,干伸长度热量电弧热量,干伸长度为什麽要求严格,热量=干伸长度热量+电弧热量,干伸长度,导电咀,喷嘴,板厚20mm,干伸长度,导电咀,喷嘴,板厚20mm,厚板V型坡口或角焊缝焊接时,干伸长度若受影响,修改喷嘴长度,确保干伸长度符合焊接要求。,焊 丝,因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,所以CO2焊时
13、为了防止气孔,减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能,必须采用含有S i、M n等脱氧元素的焊丝。CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极,所以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焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种:,实芯焊丝的型号、特征及适用范围,常用的实芯焊丝型号:H 0 8 M n 2 S i A H:焊接用钢,08:含碳量0.08%,M n 2:2%的氧化锰,S i:1%的氧化硅,A:含硫、磷量小于0.03%,无A则0.04%。为了提高导电性能及防止焊丝表面生锈,一般在焊丝表面采用镀铜工艺,要求镀层均匀,附着力强,总含铜量不得大于0.35%,A).常
14、用 实 芯 焊 丝,不同焊丝直径使用电流范围,使用焊丝的注意事项,外观检查:焊丝平排密绕,直径均匀,表面光亮,焊丝盘无破损。性能检查:化学成分不合格,严重影响焊接质量,必须采用优质 焊丝。焊接电流:必须在焊丝许用电流范围之内。电流过大将引起溶 池翻腾和焊缝成形恶化。电流过小能量集中性变差,引弧困难,飞溅变大,溶深浅,焊缝成形不好。丝径选用:在焊丝直径允许电流范围内,尽可能选用细焊丝,以提高焊丝溶化速度、提高引弧成功率,减少飞溅,增加溶深,改善焊缝成形,提高焊接质量。,焊丝融化速度和焊接电流的关系,药芯焊丝:使用药芯焊丝焊接时,通常用CO2或CO2+A r气体作为保护气体,与实芯焊丝的区别主要在
15、于焊丝内部装有焊剂混合物。焊接时在电弧热作用下熔化状态的焊剂材料、焊丝金属、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用,同时形成一层较薄的液态溶渣包覆溶滴并覆盖溶池,对溶化金属形成又一层保护,实质上这种焊接方法是一种气渣联合保护的方法,它综合了手工电弧焊和CO2气体保护焊的优点。,B)药 芯 焊 丝,药芯焊丝,调整焊剂成分可适应各种钢材,及对焊缝的质量要求,气相和渣相双重保护抗气孔能力强于实芯电弧焊,熔化速度快溶敷效率高,生产率比手工焊高35倍,电弧稳定焊缝成形美观,飞溅小,适合全位置焊接,药芯焊丝的特点,药芯焊丝是由08A冷轧薄钢带光亮退火后经轧机纵向折迭加粉拉拔而成,其横截面有“O”形、“T”
16、形、梅花形等多种形状。示意图如下:,“O”形,梅花形,“T”形,药芯焊丝的焊剂成分和焊条的药皮类似,含有稳弧剂、脱氧剂、造渣剂、和铁合金等,起着造渣保护溶池,掺合金,稳弧等作用。药芯焊丝按焊剂成分可分为二氧化钛型和碱性型两种。直径有1.2,1.6,2.0,2.4,3.2 mm。主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。药芯焊丝因钢性较差,丝体较软,所以对送丝机构要求严格,既要降低送丝压力,又要保证匀速送丝。,药芯焊丝的结构及使用中的注意事项,作用:隔离空气并作为电弧的介质。纯度:纯度要求大于 99.5%,含水量小于0.05%。性质:无色,无味,无毒,是空气密度的1.5倍,比水轻。存储:瓶装液态,每瓶内可
17、装入(25-30)Kg液态CO2。加热:气化过程中大量吸收热量,因此流量计必须加热。容量:每公斤液态CO2可释放509升气体,一瓶液态二氧化 碳可释放15000升左右气体,约可使用10-16小时。流量:小于350A焊机:气体流量为15-20升/分 大于350A焊机:气体流量为20-25升/分 提纯:静置30分钟,倒置放水分,正置放杂气,重复两次。,CO2 气 体,2.6 氩 气(A r),作用:隔离空气并作为电弧的介质。纯度:纯度应为99.99%。否则产生气孔,夹渣,焊接质量变差。性质:1.无色、无味、单原子气体,重量是空气的1.4倍,气体保护效果好。2.惰性气体,常温下不与其他物质产生化学反
18、应,高温下不分解。3.高温下氩气离解为正离子和电子,其中正离子体积和质量较大,对阴极冲 击力很强,具有强烈的阴极破碎作用。4.焊接时拉长电弧,其弧压改变不大,电弧不易熄灭,电弧稳定性较好。5.无脱氧或去氢作用,因此对工件、焊丝、钨极的除油、去锈、去水要求 严格。存储:瓶装气态,瓶内压力为150个大气压。容量:气瓶容量为7m3 时约为6000 7000升气体。流量:,气瓶,气瓶,液态CO2,液态CO2,水,水,气态CO2,气态CO2,放水,放杂气,CO2气体提纯,反极性特点:电弧稳定,焊接过程平稳,飞溅小。正极性特点:熔深较浅,余高较大,飞溅很大,成形不好,焊丝 熔化速度快(约为反极性的1.6倍
19、),只在堆焊时才 采用。,极 性,工件,焊枪,直流反极性接法,KR500,A,V,+,工件,焊枪,直流正极性接法,KR500,A,V,+,CO2焊、MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。,一元化调节:旋转焊接电流旋钮时焊接电压自动跟随变化。二元化调节:焊接时,焊接电压和焊接电流旋钮分别调节。线路板上SW10开关向上为一元化调节,向下为二元化调节。一元化调节适合自动焊或初学者,熟练焊工宜使用二元化。一元化调节时焊接电压旋钮应置于中间位置,左右旋转可对电压进行微调,必要时时可改变线路板中VR8的位置。,3.3.9 一元化/二元化调节功能,回烧时间VR5,电流检测CN9,输入频率SW12,SW
20、4 气体予流,有无,低 高,60Hz 50Hz,SW6,切换,SW8,一元电压调节,气阀(1A),个别,有 无,SW11 FTT,VR8,SW10,收弧,一元,简易一元个别切换,FU3,附加初期条件的收弧,短 长,印刷线路板,3.3.10 收弧“无”“有”和“初期予置”功能,适用于工件的点固,短焊缝焊接等场合。在收弧“无”方式下焊接首先将焊机前面板上收弧开关置于“无”的位置,然后设定焊接电压、焊接电流旋钮。(焊枪开关用TS表示),A,t,焊接电流,按TS,提前送气,滞后停气,松TS,慢送丝,引弧成功,收弧“无”:,送丝电机 电源,V,A,异常 电源,焊丝直径,收弧电流 收弧电压,收弧,有无,药
21、芯实芯,焊丝,气体,电源,检查焊接,开,关,A,大电流焊接结束时可变为小电流以填满弧坑。选择收弧“有”方式焊接须将焊机前面板上收弧开关置于“有”的位置,然后分别设定焊接电压、电流以及焊机前面板上的收弧电压、电流旋钮。,(收弧电流=(0.6-0.7)焊接电流),A,t,焊接电流,按TS,再松TS,松TS,收弧电流,再按TS,收弧“有”,送丝电机 电源,V,A,异常 电源,焊丝直径,收弧电流 收弧电压,收弧,有无,药芯实芯,焊丝,气体,电源,检查焊接,开,关,A,解决焊接起始端和尾端的焊接缺陷。引弧时防止烧穿工件,焊接结束时填满弧坑。选择收弧“初期予置”方式焊接须将焊机前面板上收弧开关置于“有”的
22、位置,然后转换线路板上的插头SW8到SW6。焊接前分别设定焊接电压、电流以及焊机前面板上的收弧电压、电流旋钮并进行试焊。其工作过程如下图所示:,A,t,收弧初期予置,焊接电流,收弧电流,停止焊接,收弧电流,再按开关收弧电流,按开关收弧电流,再按开关收弧电流,按开关焊接电流,按开关焊接电流,收弧“无”收弧“有”收弧“初期予置”,松开关焊接电流,松开关停止焊接,再松开关停止焊接,再松开关停止焊接,焊枪开关的操作要领,准备焊接,松开关焊接电流,准备焊接,准备焊接,3.3.11 丝径转换功能,各种规格的KR系列焊机能使用不同直径的焊丝,焊接电流相同时,不同的丝径对应不同的送丝速度。当丝径选定后,必须将
23、焊机前面板上的焊丝直径开关置于相应的位置。KR200、350焊机(0.8,1.0,1.2)KR500焊机(1.2,1.4,1.6),送丝电机 电源,V,异常 电源,焊丝直径,收弧电流 收弧电压,收弧,有无,药芯实芯,焊丝,气体,电源,检查焊接,开,关,A,.,.,.,.,.,.,.,.,.,焊机前面板,3.3.12 药芯/实芯焊丝选择功能,各种规格的KR系列焊机能使用药芯和实芯两种焊丝,焊接电流相同时,两种焊丝对应不同的送丝速度。当使用药芯焊丝时,必须将焊机前面板上的焊丝开关置于药芯的位置。KR200、350焊机可使用直径1.2mm的焊丝KR500焊机可使用直径1.2,1.4,1.6 mm的焊
24、丝,送丝电机 电源,V,异常 电源,焊丝直径,收弧电流 收弧电压,收弧,有无,药芯实芯,焊丝,气体,电源,检查焊接,开,关,A,.,.,.,.,.,.,.,.,.,焊机前面板,3.3.13 手动送丝功能,用于快速、安全地安装、更换焊丝。电源开关闭合,并将焊丝在送丝机上装好,按动送丝机上遥控盒的手动送丝按钮,送丝电机转动,将焊丝输送到焊枪。可通过调整焊接电流旋钮控制送丝速度,此时焊机无空载电压输出,焊丝不带电。在开始和焊丝通过焊枪时应降低速度,防止焊丝冲出太多。在手动送丝时应注意将焊枪电缆伸直以减小送丝阻力。,60,100,200,300,400,500,A,V,电 流 调 整,电 压 调 整,
25、手动送丝,16,20,25,30,35,40,45,按住手动送丝按钮,调节焊接电流旋钮可改变手动送丝速度。,3.3.14 回烧时间调节功能,为防止焊丝在焊接结束的瞬间和熔池粘连。焊枪开关关断后仍保持短时间的低电压输出,使电弧继续燃烧(0.1-0.2S),因已停止送丝,可避免焊丝的粘连。改变线路板中VR5的位置可改变回烧时间。例:焊枪电缆加长,回烧时间也加长。,回烧时间VR5,电流检测CN9,输入频率SW12,SW4 气体予流,有无,低 高,60Hz 50Hz,SW6,切换,SW8,一元电压调节,气阀(1A),个别,有 无,SW11 FTT,VR8,SW10,收弧,一元,简易一元个别切换,FU3
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