第五章CO2焊.ppt

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1、第四章CO2气体保护电弧焊,虹秀沁馏菜效袜叮哺郑航冤邹臆看良饰游撩砧品冬艘壮禄剁冶墅雁迢徐民第五章 CO2焊第五章 CO2焊,本章重点：CO2电弧的行为；焊接材料及焊接冶金；实芯焊丝短路过渡CO2焊；药芯焊丝CO2焊；学习建议：必须充分理解和掌握 CO2电弧的行为及其与它焊 接方法差异，这是能够准确理解CO2焊应用的前 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，应给予较多的关注和重视。,及佛腮兰纹捷涉手斜瘪梧挝梁诚董狄即帐肝谋束者薛透嗓垮苹曹棱懒吟窜第五章 CO2焊第五章 CO2焊,第一节 CO2 焊的特点及应用,二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为焊接保护气的一种

2、熔化极气体保护电弧焊方法。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，是由 MIG焊发展而来,为何要用CO2作为焊接保护气？焊条药皮燃烧中放出气体含有较多的 CO2；工业生产中 产生大量的 CO2 副产品，可以廉价利用。电弧产热密度较高，可提高焊接效率。,耙婪相氢汲垄峨劳梯丢侧廖续射剩臻谓疮村岭怂赁剔肖欢繁膳狭厨鲤斌焙第五章 CO2焊第五章 CO2焊,一、CO2 焊的特点1、优点 焊接生产率高：比 SMAW 高24倍；焊接成本低：是 SMAW 或 SAW 的4050%焊接变形小：特别适用于薄板焊接；焊接质量高：对铁锈不敏感，焊缝含氢量低；适用范围广：全位置操作性好，打底/填充

3、/盖面、厚/薄板均宜 操作简便：比 SMAW 容易操作，便于实现（robot）自 动焊；绿色环保：CO2来自可再生资源；,喉饺械娇黍奉桐赡棚耶推郑导币脖兼薪溃炭辽栓册掣钥玻校昌则丫谎讽刮第五章 CO2焊第五章 CO2焊,CO2焊的熔敷速度,踌揩瑟湖滥附已臆喇东硅壬厚葛捶隔锋枚孙达纹贴榴仗墒艾掐房氟验尤野第五章 CO2焊第五章 CO2焊,2、缺点 电弧燃烧不够平稳，飞溅较大；（这一点已逐步得到解决）不能焊接有色金属，也不适宜焊接高合金钢；焊接过程中产生较大的烟尘，恶化环境；3、应用 材料：黑色金属低碳钢、合金结构钢；厚度：厚薄均可，尤其对310mm厚板件有优势；位置：全位置；结构：车辆、船舶、工

4、程机械、普通钢构、容器等；,独喘拜兆崩撅策着早膏躬疾票辩卓绽庞汐晚窿娜撤闪阂稚爷覆咋谤起炔氢第五章 CO2焊第五章 CO2焊,盘吧粟蚀咳赁交蒸裤楼炯暑坑非摈贵炎弟固墒沮赊鸥胖颗滴匠蹈喜悲粮短第五章 CO2焊第五章 CO2焊,第二节 CO2 焊设备,以半自动CO2焊设备为例：一、设备的组成,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。,蹲戌到树玻绥省划摆鞭祥袍卖薛廖矮帘名陵哩痛揽哪入郁俄感势背桓仑秘第五章 CO2焊第五章 CO2焊,1、焊接电源：使用直流电源（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）

5、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。,姚释蕊滚熏廊亩禹硅陇上美糊畴尘撇些咎述缠酱披任争弹阮胖得抢港嗡幸第五章 CO2焊第五章 CO2焊,2、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。,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。,推丝式送丝机,爸嘉睦痰幅载敬川互对匠御末远帽犬添贱超涸而珊迁别车秩砾侯事浊牢汀第五章 CO2焊第五章 CO2焊,

6、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（送丝机构做在焊枪内）,焊丝盘,送丝电机,送丝机构,巾兵德栽谗杖芹抗起秃诱承冈邢安繁术衰饰愿模鹏掌国状坚沉娟陀特迫聂第五章 CO2焊第五章 CO2焊,梦漳坊花宵骆岔尹括卤浅玲澎敷缓隐潮鸥当婉州容菠雏沾斑搽突补雅城闲第五章 CO2焊第五章 CO2焊,还有一种多级串联的行星式送丝，即“线式送丝”，可远距离稳定地送细的软焊丝。,推拉式送丝焊枪（手工焊接用）,c）推拉丝式焊枪结构复杂，适用于远距离送细丝，多用于机器人焊接.,奸以园鞍羡酒欺救抱倒复烷莆讳碉滇粉猪赶征鸽呻岂亥滓柯酵犀

7、豹灼踊谤第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（2）送丝机 由送丝电机、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多采用单主动送丝。,贫壬尤毒搜躺找完杯声体煞铸永怂肤竣磕倚插凹耽意昆巧勤畜酗敲敏蓬榷第五章 CO2焊第五章 CO2焊,送丝机多为独立式，也有与电源合为一体的。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,嚏外挚权瘴勿安旗捡撵已晨鹏极尉霜倪冻视综榷唾切卧昨烩凿俺嗜鼎跋价第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（3）焊枪 半自动焊枪多为推丝式，独立送丝机通过导管向焊枪送丝，焊枪轻巧

8、，操作方便。,自动焊枪多为拉丝式，送焊丝机构与焊枪、行走机构集为一体。这种焊枪多用于专用焊机上。将半自动焊枪固定于行走小车上进行自动焊，现在生产中应用十分广泛。易损件喷嘴：材质为铜镀铬，陶瓷（易碎，少用）；导电嘴：材质为纯铜或铜合金；易损件大多是通用的“标 准件”，可在在市场上选购。,冕根试冈档比气糕付拓灵戒扬为难冰吾俭示渴斤脯撩偏约忿粕匿较达潍壁第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（4）供气系统 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，称为CO2减压流量计。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,东

9、鼠煽宾一黑频惶贿傅计坷坟虐酚识馅湛锑米辜虾孵董皋篇燥魂叹摔萧叹第五章 CO2焊第五章 CO2焊,第三节 CO2 焊的冶金特性,1、CO2的氧化性 在电弧高温下，CO2要分解，表现出很强的氧化性。CO2 CO+O+Me=MeO+CO Me=MeO,一、CO2气体的氧化性与合金元素的氧化,龋轩蝴唾粉郑谦都疗衷子贱及乔兹下俏十扯曳喳曰夜汾灯绕瞻饯恬泉纠孺第五章 CO2焊第五章 CO2焊,CO2、CO、O在高温下可直接与 Fe、Mn、Si、C 等发生氧化反应，反应发生在熔池金属周围未溶化区域或凝固的焊缝表面上，发生在熔滴形成及过渡过程中、发生在熔池中。反应生成物大多成为熔渣浮在熔池表面，只有部分FeO

10、 溶入液态金属中，并又可能与 C 发生反应：此反应会导致气孔和飞溅。,2、合金元素的氧化（烧损）,浚佳芋施即俄皑频孕显秒戳儒踌关靠哑掩辩嫂伍选矮缠柯摘昆纲欲影象毅第五章 CO2焊第五章 CO2焊,在CO2电弧中，就焊丝中的合金成分而言，Ni、Cr、Mo的过渡系数最高，被烧损的量最少；Si、Mn 的过渡系数较低；AI、Ti、Nb 的过渡系数更低，烧损最多；C元素过渡率随焊丝中的 C含量多少而增减。,叙鬃郭矾意香斋叫石吏始躁贩台椅剪援繁凳耸冯逛盒赎善蜜蔓惨沾窿躬寂第五章 CO2焊第五章 CO2焊,1、脱氧剂及熔池脱氧 对脱氧剂的要求：a）与O的亲和力较大，生成物不是气体，以免气孔；b）生成物的熔点

11、低、密度较小，且不溶于液态金属；c）剩余的可作为焊缝的合金元素；常用的脱氧剂有：Al、Ti、Si、Mn 等，将它们加入到焊丝中作为脱氧元素，可有效去除熔池中的 FeO。Al 的脱氧能力最强，能抑制 CO 的生成；Ti 的作用除脱氧外，还能细化晶粒；Si、Mn 的作用除脱氧外，还是重要的合金元素，而且 两者要联合使用。否则，单一使用时，生成物 SiO2 的熔点高、颗粒小，易成为夹渣。生成物 MnO 的 密度大、不易浮出，也会成为夹渣；,二、CO2气体焊的脱氧与焊缝的合金化,旷响辕痉曼舔渤泥区了纵龙赤锅般辅灭悸恬椅备段撼洛髓澜蜀夸蔑谭允圭第五章 CO2焊第五章 CO2焊,熔池中脱氧生成物状态与Si

12、、Mn含量的关系,诬看盈咒阐梨涅挑感垢祸儡纶郁弟曝比疼泄矣锈光赁赣殿鼻更埋哥秃骇巧第五章 CO2焊第五章 CO2焊,2、合金元素 为了防止气孔、减少飞溅以及降低焊缝裂纹的倾向性，CO2焊丝中的含C量一般都限制在0.15以下，加上在电弧中受到的烧损和蒸发，焊缝的含C量往往低于母材，焊缝强度难以保证。因此在焊接低碳钢和一般低合金钢时，要依靠脱氧后剩留在焊缝中的Si、Mn等合金元素弥补C的损失，使焊缝强度得以保证。CO2焊丝中 Si、Mn的质量分数需要有较高的数值。根据试验，Si的质量分数在1左右，经过在电弧中的烧损、蒸发和在熔池中的脱氧后，还可在焊缝中剩下约0.40.5；而Mn的质量分数一般应为1

13、2。在焊接高强度钢时，还应适当加入Cr、Mo、V 等作为焊缝的合金元素，以保证焊缝的强度。,匡泰俯铲殊霖输缝懒尉前骏烛困淖烘错假斋讥惟托膨废霹吟脊逊逻德恕困第五章 CO2焊第五章 CO2焊,1、气孔原因 产生气孔的因素：气体直接侵入熔池而溶于其中；脱氧产物之一 CO;熔池受到气体冷却、凝固速度快；2、气孔性质（1）N2 气孔 N2的来源：空气侵入熔池（是主要的）；CO2气体中含有少量N2（一般少于1，是次要的）焊接过程中CO2气流量不足或受到侧向风吹致气流不稳，是N2侵入引发气孔的主要原因。对策：合理选用焊嘴和调节气流量；短弧操作；避免侧向风吹；,三、CO2气体焊的气孔问题及对策,零灭蕾壹便菩

14、荔末述淖汤榴爪祷做剧枢差苛锄沧淤汤炎单岁灭惊慧衣仑鸡第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（2）H2 气孔 H2 来源：焊丝工件表面的水锈、油污受热分解产生；CO2气体中含有的少量水汽分解产生；对策：清理焊丝、工件上的严重水锈、油污；减少CO2气体中水汽进入电弧区；应当指出：CO2电弧的H2氧化性在抑制气孔方面是有相当作 用的；此外在电弧高温中，H是以离子形态溶入金 属中的，直流反接时，熔池为阴极，它发射大量的 电子，使熔池表面的H离子又复合成原子，因而可 减少进入熔池的。因此对于轻度水锈、油污一般不 必清理。（3）CO 气孔 CO的来源：CO2 CO+O；Fe+C Fe+CO；对策：限制焊丝中的

15、 C 含量；在焊丝中加入足够的脱氧元素，脱去FeO；,巾焰锈司阎漠令遁怪跌蛔侯见砰缅梦猴呼末问侥主酱侍露呆聊祥脾鲤而血第五章 CO2焊第五章 CO2焊,1、焊接条件 细丝（0.81.6mm）、小电流、低电压，是薄壁件、全位置焊接中普遍应用的。,第四节 CO2 焊的熔滴过渡,一、短路过渡,尝淤乒弹锈酋衫毛绩几荣濒参轿索蝗篷芽渐哟雏虫象档偶浓蓉猛铸譬辙麦第五章 CO2焊第五章 CO2焊,a）电弧电压,2、影响因素,短路过渡时，过渡熔滴越小，短路频率越高，焊缝波纹越细密，焊接过程越稳定。短路频率常常作为衡量短路过渡过程稳定性的标志。,蜡娟茂瞎藩掇募嘲将峙砍销久玖渺菏么驾穆棠暮右溜粥优晚台枚救拉鲜纹第

16、五章 CO2焊第五章 CO2焊,滩乔蚂偏双谗僵谦卓筷导谚僳耍栏唉更酣馒枣俗级印奋吨诲弃鄙巾田丛倘第五章 CO2焊第五章 CO2焊,b）电源特性 平外特性电源为基本要求，还要求电源具有优良的动特性。c）送丝速度,唁毒兹数恐荧己挠类莲菜颓酞华重千奈算瘦怂顽拉改冤芋态宗侥足求对膘第五章 CO2焊第五章 CO2焊,颗粒过渡是熔滴以较小的尺寸自由飞落进人熔池。对于一定直径的焊丝，在电流增大到一定数值并配以适当的电弧电压时就会出现这种情况，还可将其分为中丝细颗粒过渡和粗丝潜弧喷射过渡两种形式。1、细颗粒过渡 细颗粒过渡是1.63.0mm中等直径焊丝C02电弧焊熔滴的主要过渡形式。这是因为中丝短路过渡的参数

17、区间很窄，难以实现稳定的焊接；另外，比较容易在较大的电流下实现稳定的细颗粒过渡，能够用大电流在平焊位置焊接较厚工件，不但熔敷系数很大，而且熔深也很大，是一种高生产率的焊接方式。这种过渡方式在电压较高时会出现“熔滴被排斥”现象，排斥缘于斑点压力和金属蒸汽的反作用力。只有在电压较低、电流增大至进入“深潜弧状态”时，才能实现平稳的“细颗粒过渡“。,二、颗粒过渡,阻阮庆议座拷辟噶凡辅姨绸悼枉鳖徊疼灯唯末谤叠氦侥殴她晋昭嚏斯躇桶第五章 CO2焊第五章 CO2焊,“深潜弧状态”为细颗 粒过渡的平稳过程,细颗粒过渡 的参数区间,础搪行圣淋丛棕俞隶茵坠霉震蛙辅拳郁刁伙修远鉴盐龄眨咖蓑令氖傈危崖第五章 CO2焊

18、第五章 CO2焊,潜弧喷射过渡是粗丝（3.05.0mm)焊中出现并被采用的一种熔滴过渡形式。由于采用了更大的焊接电流，为避免排斥过渡的出现，所以电弧电压也不是很高。粗丝潜弧与中丝潜弧的差别在于粗丝潜弧焊需要有较高的焊接速度，此时焊丝的前端紧挨着熔池前部表面壁熔化并呈尖形，以一种熔滴流的形式脱落，即以喷射过渡的形式到达熔池，几乎不产生飞溅。在焊接速度较小时，虽然焊丝端头潜入熔池凹坑中，但仍有排斥过渡的特征。,2、潜弧喷射过渡,胞湿谩抠勾甄子捞溃滩嗽立两攫里芋窥泽辛给呻淹这样冰奇嫁侍霓什稍菲第五章 CO2焊第五章 CO2焊,粗丝焊的参数区间示例：,I 区，电弧部分潜入熔池凹坑（半潜），颗粒状过渡，

19、焊接过程较稳定，焊缝成形较好，但飞溅稍大；区，焊丝端头与工件表面平齐，电 弧潜入凹坑较深（临界潜弧），焊接过程比 I 区稳 定，飞溅少，焊缝成形较好；区，焊丝端头在工件表面下2mm左右，电弧潜入凹坑很深（深浴状态），熔滴喷射过渡，常伴有瞬时短路；,讥兢视师祥启厅崇氯型喊奇菏警摔花壬扼届幌谎照畴驮砌偷豌诞密未沸胯第五章 CO2焊第五章 CO2焊,1、产生飞溅的原因（1）电弧形态所决定的熔滴过渡阻力较大；（2）工艺条件所决定的熔滴短路、颗粒过渡方式；（3）控制方式所决定的电弧自调节特性；2、主要飞溅形式（1）短路熔滴的过热爆断飞溅；（2）熔滴、熔池中反应气体的爆出飞溅；（3）斑点压力、金属蒸汽反作

20、用力的排斥飞溅；,第五节 CO2 焊的飞溅与对策,一、飞溅的原因及形式,猛患械擂悼疯浮晌隧情姬觉虎库抱缄当槽乃吐莽称哪晕坠拿遮虑疵瓣唁颧第五章 CO2焊第五章 CO2焊,湖猩独表纤岭拔夯盈吴豢啸眶稻志兹弦泵俐怪喜镜祝撤也恐妄削烽补稿姨第五章 CO2焊第五章 CO2焊,漫拔脉吁圆冤肿绷硝灵涨添瞳盾正晶锦汀壁销嘉收斥舟啼戮哗纽徊土透著第五章 CO2焊第五章 CO2焊,二、减少飞溅的措施,1、焊接材料方面（1）尽量限制焊丝材质中的 C 含量（通常不大于 15）；（2）采用 CO2+Ar 混合保护气体；2、工艺参数方面（1）正确选择焊接电流，匹配合适的电压，能避免排斥过 渡形式（通常在小电流短路过渡区

21、的飞溅量小，大电流细颗粒 过渡区的飞溅也较小，而在细丝中等参数区产生的飞溅量较大）；（2）尽量减小焊枪倾角（不超过20。），焊枪垂直时飞溅最小；（3）限制焊丝干伸长；（4）送丝速度均匀；（5）直流反极性接法；,扒去闸指捕悍做况初涕弃乙踢漠蔓年垄揩误泣己尖降蜡专锁帮魔譬焦念溪第五章 CO2焊第五章 CO2焊,3、电源方面 稳定的短路过渡过程中，短路小桥应形成在焊丝端头与液柱之间，这需要有一个转变时间。如果短路电流上升过快、短路峰值电流过大，都会使液柱在没有形成合适位置的颈缩小桥或者没有明显产生颈缩时就出现爆断，飞溅量明显增加。通过调节回路电感使短路过渡焊接中的电流上升速率didt和短路峰值电流I

22、max有一个合适的数值，是第一代CO2焊电源减少短路过渡飞溅的一项重要措施。这就是所谓电源动特性的改善,涛锡腔兜藉录莎废郝睹贺诬木七呕猛麓嘴律倾胀腔镜疗燥爱噬勋汰鹿拖甩第五章 CO2焊第五章 CO2焊,4、控制方法方面（1）DAC 控制 此方法称为“动态电弧控制”或“电流波形控制”。控制要点如下：a）在熔滴短路的瞬间，采取了降低电流的方式，使熔滴短路 更为切实，防止不可靠短路产生飞溅；b）在短路后电流上升期，对电流采取分段斜率上升方式，可 以使短路液柱的过渡更为平滑，并控制了短路电流峰值。c）在电弧重新引燃的瞬间（通过短路电压预测出电弧即将重 燃的时刻），为稳定熔池和免受大电流的冲击也对电流

23、采取了急速下降的措施，减少再引燃时的飞溅；d）在电弧正常燃烧期，根据熔滴的成长情况对焊接电流进行 最佳值控制。,酗围绚急聪滤彤亭对源磨细踞田沂甫腻透挣厢兰鸽权籍裸烦界狸毙水纪监第五章 CO2焊第五章 CO2焊,磺闸牢彻味写选燃局堪埂惕贱甘份诀仔牡导望腮莲沾栅忧乡钞梁瞬烫贿铂第五章 CO2焊第五章 CO2焊,音咕们锭亚平期些鞍齐亿扬撤批枪所涌功棕磐恒葬乾抬聚芦春汗才父页秘第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（2）STT 控制 此方法称为“表面张力过渡（surface Tension Transfer）控制法”，是20世纪90年代初期由美国林肯（Lincoln）电气公司开发的一种MIGMAG焊熔滴过

24、渡控制技术。它能在微秒级时间内调控电流，是专门针对半自动焊接（焊接速度、送丝速度和伸出长度都会波动）而设计的焊接电源控制技术。当今，采用细直径实心焊丝、短路过渡方式的CO2气体保护焊广泛应用在薄板与全位置焊接领域，这缘于它具有热输入功率低、熔池体积小易于成形控制等优点。然而飞溅大是其最突出的弊端。此外在野外高压管线焊接施工中，根部焊道是要求最苛刻的焊道，对焊工的操作技能要求最高，同时还要追求高的焊接效率。因此STT 技术显示出了巨大的应用价值和市场前景。,挖练跨磁权虐坍狐磐躯兄掩颤百兰去缚贮颂粟魔茫桐器捣唐纫席晤非窝挚第五章 CO2焊第五章 CO2焊,与传统的焊接工艺相比，STT技术具有以下优

25、点：（1）热输入减少，可以减少根部焊缝的焊接变形以及热影 响区的面积；（2）同传统的MIGMAG焊方法相比，飞溅减少90，烟 尘减少5070，焊缝及其周围比较干净；（3）对焊工技能的要求降低，焊缝正反面成形均匀一致，边缘熔合得更好。甚至可以进行0.6mm薄板的仰焊；（4）降低对焊缝装配误差的要求，如对3mm的板材，间隙 可以放宽至12mm；（5）在焊接薄板和根部打底焊中，可以取代TIG焊，从而提 高生产效率。,刺甚痕卸劫郭请认谭渊撼战梁铬铰斡勋炮啦丝块际旗斯闪署娩棍睦隆励誉第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（1）STT控制的原理及要点 STT过渡是一种类似于短路过渡或短弧过渡的新的过渡方式。原

26、理：基于电弧中熔滴过渡的物理过程，在整个熔滴过渡 过程中，根据电弧瞬时热量的变化实时调整电流波 形，防止“熔滴小桥”中的能量积聚。技术要点：a）将熔滴的过渡周期分为数个阶段，精确控制 着每个阶段的电流，其响应时间达到微妙级；b）焊接电流的调控与送丝速度无关；,厌惩骸秤刨讼蚁哇迄湖锁箔役厂提运涌润痰佰弓霍版雹丘廖术减甥溶裕旭第五章 CO2焊第五章 CO2焊,STT的理论电流、电压波形,孤格逃迭勒悠祥婴缉一而蜘迫洼节啮训菱欢话冀这擦睫跪酿肇咕凯唤衔呻第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（1）燃弧阶段T0T1 该阶段电流熔化焊丝，在焊丝末端形成一个球状熔滴并控制熔滴直径，以防止熔滴直径太小时电弧不稳定

27、，太大时产生飞溅，同时电流维持电弧继续燃烧；（2）过渡阶段T1T2 随着熔滴的长大和焊丝的推进，熔滴接触到熔池，开始了过渡阶段。这时电源使焊接电流在一个很短的时间内下降到一个较低值，熔滴靠重力和表面张力的吸引从焊丝向熔池过渡，形成液体小桥。（3）压缩阶段T2T3 形成小桥后，熔滴开始向熔池铺展。这时，电源使电流按一定斜率上升到较大值，这个大电流产生一个向内的轴向压力加在小桥上，使小桥产生缩颈；,僧茵傻团既拭嘴缴呢锑够棋笑诬巳满仰敷普持帕彭震并气扑纤土乾敝芦梭第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（4）断裂阶段T3T4 缩颈减小了电流通过的截面，增大了小桥电阻，电源随时检测反映电阻变化的电压变化率。

28、小桥断裂时存在一个临界变化率，一旦电源检测到这一变化率，它将在数微秒内将电流拉至一个较小值。表面张力吸引断裂后的熔滴进入熔池，实现无飞溅过渡。这时，焊丝从熔池中脱离出来；（5）再燃弧阶段T4T7 焊丝脱离焙池后，电流上升到一个较大值以实现快速可靠再燃弧。同时，这个大电流产生的等离子流力一方面推动刚脱离焊丝端部的熔滴快速进入熔池，并压迫熔池下凹，以获得必要的弧长和必要的燃弧时间，从而保证焊丝端部得到要求的熔滴尺寸，另一方面保证必要的熔深和良好的熔合。然后，电流逐渐下降到基值电流，进入下一个燃弧周期。,咒脓仕寅漠呆捂宣足宠摇杜讹簧难词瘦汛件惊操辙今邱缉沏摈苞飘灶妒窿第五章 CO2焊第五章 CO2焊

29、,基本电流(T0T1)：短路前的电流，稳定在50-100A之间；成滴时间(T1T2)：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；“掐断”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的收 缩，从而产生缩颈。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；,烁仍域月哲驼砂喘迁买喝晓般硅扰痰忌烽聪靛炸皮惰禾淹憋弃呛论疟券驮第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（断路）电压上升速度计算(T3T5)：这一计算包含在掐断阶段内。当计算结果表明

30、达到特定的电压上升速度时，意味着熔滴分离即将发生，电流在若干个微秒内降低到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）；冲击电弧阶段(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）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。,饼浦匠艇嗅嘴赘暗博捞尺追脂集正卷十狮祥剑此狈绕江川光膊棠谆瘸迂殿第五章 CO2焊第五章 CO2焊,STT和有STT在立焊和平焊时的焊接飞溅对比,无STT和有STT焊接时焊缝的外观对比,砸勾卓皑真詹溢迅陵援襟事痒枷蛀搓舰篡摩孟蔓禹扒冷匣皖官弗

31、音睛毙谍第五章 CO2焊第五章 CO2焊,（2）STT控制的焊接设备 在STT技术的设备方面，美国林肯电气公司相继开发了一系列用于MIGMAG焊的STT焊接电源。关键控制技术：a）通过连续比较实际测得的电压值同程序预先设定值以 及前一个周期的电压值，实时地改变焊接参数；b）电源内部有一个被称为“dvdt detector”的电路，来识 别短路过汉的结束时间；c）焊接电源既不是恒流特性，也不是恒压特性，其送丝 速度和焊接电流是独立控制的；,班公迂伞奎毯残步荷瓷涨厘甚杀秤折耳赊韧皱林鸡告应迟棋健壁盒漫胀择第五章 CO2焊第五章 CO2焊,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

32、以焊一些高合金钢。1、坡口型式尺寸 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SMAW相比，坡口角度可稍小、钝边稍大。CO2焊的焊丝较细，所以间隙应小些（尤其对于自动焊）。,第六节 CO2 焊工艺,一、焊前准备,融甫裤委耗期象烤社抓牙疥王男惹堰评事抓酝米定差诉茫皇岗瞎喝轿泛篷第五章 CO2焊第五章 CO2焊,牵洼矫悍琅票樟抖奶瞪浊瞥票句评寺拌烬阵欺肩闸愉铀淆皆亮陌乱嘲霸狮第五章 CO2焊第五章 CO2焊,2、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可不作清理，一般不会引起气孔，也

33、不会导致焊缝严重增氢。但对于重要结构，仍然要求焊前对焊件进行适当清理。3、定位焊 定位焊是为了保证接头精度、防止错边及焊接缺陷。CO2焊的变形比较大，尤其在中等以下厚度板件的长焊缝焊接中，必须进行可靠的定位焊。,报倡移碎屡茁陈孽柏惩执话寓楷包消商爱砷封噪葫班镊自桌渴语哮格罢涡第五章 CO2焊第五章 CO2焊,二、焊接操作,1、基本操作 要点包括：操作姿势、起焊引弧、焊枪角度和指向、收弧及弧坑处理等；,滩挡庄卉有捶谜拣货兆赚锗贡湃锨乳豺笺沏纶蹄束够琐付荧醛匙和枕神盐第五章 CO2焊第五章 CO2焊,2、施焊位置内容包括：平焊、横焊、立焊（向下、向上）、打底焊、环缝焊；一般尽量避免仰焊。,永囤嘿鹤

34、量雍摸聋蜜钢畔洱襄联诬嘴冶濒揣授志始割春褒饥珊制恫岩栋徐第五章 CO2焊第五章 CO2焊,实际生产中应用最多的是细丝（1.6 mm）、短路过渡CO2焊。其工艺参数及选定要点如下：工艺参数：焊接电流I、焊接电压U、焊丝直径、气体流量L/min、（焊接速度v）、（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），再确定合适的焊接电流，然后匹配以最佳的焊接电压。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、

35、熔池的形状、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l10，气体流量一般取915L/min。自动焊还要考虑焊接速度是否合适。,三、焊接参数的选定,鹏蔡袱截蜒坪豆条葛白雌蛮婆痴躺旱本疟畏了算柔毖场躺涣胡铜连灶贞移第五章 CO2焊第五章 CO2焊,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，CO2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。,掩莲垄赋配散胜肠座贺雅寥帝恋辱抑颈凉效董非掖趴苦沃茨尝运叮诛渠情第五章 CO2焊第五章 CO2焊

36、,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,割消袜隧药衰臂北昂醉蹭显桨南极痕使仰借袱簇缎烘兹商诺盆盼倍勺恫逆第五章 CO2焊第五章 CO2焊,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,真流烘讣躇够躇桂蜗扬仅碎绘光侍推默分儿社祷谣瞳望天溃鳃希侧捎醚哨第五章 CO2焊第五章 CO2焊,合适的电弧电压与焊接电流范围,谍墨哮吸办啦阮域茹辅蔷吃萝揽孵疫歪飘煽晒鸭腑稼姻寐蛆做宽扎拾氖溪第五章 CO2焊第五

37、章 CO2焊,一、CO2电弧点焊（塞焊、铆焊）利用CO2电弧穿透力强的优点进行定位点焊（也称塞焊或电铆焊）。普通CO2焊机有的带有点焊功能，或作轻微改造后即可用作点焊。,第七节 特种 CO2 焊工艺,技术要点：在焊枪前端的喷嘴上 设置有气体排泄孔，利用喷嘴对两块叠合 在一起的被焊件从单 面压紧；准确的点焊过程时间 控制；空载电压要高一些，保证频繁引弧的成 功；,饯拷终疑重鹊畜销砂抽贱焚篙跳弓岭抿瞻离继吊拨舒萍吏誉长门央辰痒奉第五章 CO2焊第五章 CO2焊,药芯焊丝 CO2焊是用药芯焊丝为电极、用CO2作为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。药粉成分主要是铁粉

38、、TiO2、SiO2、BaF2、FeMn、FeSi、AI、Mg等，在焊接中起到脱氧、稳弧、形成熔渣、添加合金、产生气体的作用。,按使用情况可分为：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）和气保护焊用（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、MAG、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）。,二、药芯焊丝CO2电弧焊,1、药芯焊丝分类,限搅懊甸茵奋挝亭磋雕炳逢牲欧岿色原续度炮窝学排敛爽崭咎请抡胎仰亏第五章 CO2焊第五章 CO2焊,其药粉类型可分为：有渣型焊后有较多的熔渣，但易于调整焊缝化学成

39、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）无渣型即金属粉芯型：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；,学筷袭逊产吞偶悔阀茵牵臭搪营弟银成什匠饰然蹲报真闸开歼俄淄踩烘慈第五章 CO2焊第五章 CO2焊,焊药或金属粉,药芯焊丝的各种截面形状,按截面形状可分为：O形（直径2.0mm、有缝或无缝，无缝者可镀铜）；复杂截面形（直径0.8mm6.0mm，用得最多的是 1.0mm，3.0mm以

40、上的粗丝多用于堆焊。）,投慷弘擎燕卒觉惩揩己趾摹唉灯恬泞汗串饲逞议梳弹辽粉憾珍贤兔赋食饼第五章 CO2焊第五章 CO2焊,根据药粉成分可为以下几类：（1）氧化钛系：主要成分是Ti02、SiO2等。特点是焊缝外 观好，焊缝平坦，电弧稳定，熔滴以喷射形式过渡，飞溅极少且飞溅颗粒小。缺点是焊缝抗裂纹性能和冲 击韧性稍差。（2）氧化钙氧化钛系：特点是电弧稳定，熔滴呈颗粒状 过渡，飞溅稍多，也是小颗粒飞溅；焊缝外观成形一 般，烟尘量较多，但焊缝抗裂纹性能和冲击韧性良好，（3）氧化钙系：特点是焊缝抗裂纹性能和冲击韧性都非常 好。但熔滴呈颗粒过渡，飞溅量较多，且是大粒飞溅，焊接烟尘多，电弧稳定性稍差，熔渣量

41、少，以及焊缝成 形较差。（4）金属粉系：特点是电弧稳定性良好，熔滴呈喷射过渡，飞溅极少，也是小颗粒飞溅，焊缝抗裂纹性能和缺口冲 击韧性良好，其他方面一般。,奠帖遮棚眼扇迎胀采帕顾趟菊价獭纱硕则摆倦晶堤卡勉亿骨狂氢澈敲祸答第五章 CO2焊第五章 CO2焊,2、药芯焊丝的焊接特点,（1）改变了CO2焊的电弧气氛和形态（导电性变好），加 强了保护（气体熔渣联合保护），抗气孔能力和抗 侧向风能力较强，还可减少飞溅，美化焊缝成形；（2）药芯成分可以调整，可以通过药芯成分向熔池及焊缝 中过渡合金成分，有利于焊缝合金化，便于焊接不同 的钢材，能够进行碳素钢、低合金高强钢、低温用 钢、高合金钢等材料的焊接；（

42、3）焊接参数区间得以拓展，有更为稳定的焊接过程。熔 深浅一些，但抗裂纹性能较好；,浊踢甫绿插装挤布槽惟蔚叙傻午剥氖战名绢庙蛾竭胰狂附歼担查闰薄汇璃第五章 CO2焊第五章 CO2焊,监曝刽值昭央锑竖骋省搓萄现株瓦懦建混姑知梳埋耿杰荤艳肉芬证朽詹没第五章 CO2焊第五章 CO2焊,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,牢寿酸吧讶杰缉邪畜赛集悔萤豺桑诀求馅澜铣乡喷挎卑呢后盐竞弗速莎想第五章 CO2焊第五章 CO2焊,几种焊接方法的成本比较,采笔汲托橙吩妊汞濒茎舷唱男滥缺戚昼铁粟呀宴稳检梳性奇襄罢靳造厦喻第五章 CO2焊第五章 CO2焊,不利之处

43、：（1）焊接时产生较大的烟尘，恶化环境；（2）焊丝刚性较差甚至不均匀，送丝难度大；（3）药芯易吸湿，外表易锈蚀，使用前药烘烤去水，在焊 丝的保管、管理上增加了麻烦。,冈哈惟崭爹政耶状痒配损祸广轿贤乃胶陆菲倡茎糯敞油禹访跺棵嚎桅褪罗第五章 CO2焊第五章 CO2焊,3、药芯焊丝对焊接设备的要求（1）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：a）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；b）电源外特性微调：以适应不同的焊药成分的要求；c）电弧挺度调节：以调节熔滴过渡形态（也可实现喷射过渡），减少飞溅、改善全位置焊性能。（2）对送丝的要

44、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）。,抚誊熟意寡逞冬汗帕乒芭退泞纶掏务跌姨孰聂悍梆咖陕妓南粳皂己侈礁卒第五章 CO2焊第五章 CO2焊,4、药芯焊丝标准我国已列入国家标准的药芯焊丝有：（1）碳钢药芯焊丝：GB/T10045-2001碳钢药芯焊丝，如E501T-1ML等。（2）低合金钢药芯焊丝：GB/T17493-1998低合金钢药芯焊丝，如E601T1-B3 等。（3）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

45、，有的型号是自保护焊丝，有的可用于埋弧焊。,矣邱谢律宝福踢箱唁痞阮曳彤如摔耐茵崎胳矣抄隋毗燕荡吱酗迹肆掂抒汀第五章 CO2焊第五章 CO2焊,有关药芯焊丝焊接的几个概念：flux-cored 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：药芯焊丝电弧焊（药芯焊丝自保护电弧焊 Self-shielded tubular-cored arc weld

46、ing）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 shield；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。,棋厄常盲眩姿淡替鉴任踩盛庞丑顺夷酷峨悬乾跳闺绎釉膳剧掣窄帛秸遮据第五章 CO2焊第五章 CO2焊,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、

47、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。,顿乘嘱绽较苇夫躲视辜勋画韦瓦桑藩琴裙褪清陇抠秒粘棕云睛啸贱眺饭丝第五章 CO2焊第五章 CO2焊,气电立焊是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，特别适合于重型钢结构、大型石油储罐罐体的焊接。气电立焊属于渣气联合保护（用药芯焊丝）电弧焊，需要采用焊缝强迫成形装置（水冷铜滑块），同时要妥善解决好坡口内两侧可靠熔合、焊枪的可靠冷却等问题，通常采用专门设计的焊接专机进行。,气电立焊的热输入很高（70300KJ/cm），不适合用于600Mpa以上级别高强钢的焊接。,三、CO2气电立焊electrogas(arc)welding,亨厚斯军该磊龟伟促廊谚得蔫脖甲戊腊骏葵饯业止植淳饭腿论料鹏靳烦受第五章 CO2焊第五章 CO2焊,州螺狂体钦绞简昏咕摸洋禽予掖坪锻覆迂柒顾豹偿借俯庭鳞涛俩鳖污淄督第五章 CO2焊第五章 CO2焊,