气体保护焊操作技能讲义.ppt
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1、,CO2气体保护焊操作技能讲义,比特焊接科技(上海)有限公司,焊接三要素,优秀的操作者 一流的焊接设备 合格的焊接材料,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保养,6.常见故障与焊接缺陷,5.焊接操作基础,1.1 焊接方法分类 1.2 熔化焊接的主要特征 1.3 气体保护电弧焊 1.4 C02气体保护电弧焊的工作原理 1.5 C02气体保护焊的特点 1.6 比特CO2系列焊机简介,1.焊接基本知识,1.1 焊接方法分类,熔化焊接压力焊钎焊,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
2、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。CO2焊:二氧化碳气体保护焊(MAGC焊)100 CO2气 MAG焊:金属极(熔化极)活性气体保护焊 体积比:80 Ar气、20 CO2气或 9598 Ar气、25 O2气 MIG焊:金属极(熔化极)惰性气体保护焊 100 Ar气 TIG焊:钨极(非熔化极)惰性气体保护焊 100 Ar气,名 词 解 释,将被连接金属局部熔化,然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力,这种焊接方法叫熔化焊接。熔化焊接需要一个能量集中,热量足够的热源。能量集
3、中性:用金属电极中单位面积所通过的电流大小来表示;电流越大能量集中性越好。,熔 化 焊 接,压力焊接:焊接过程中必须对焊件施加压力,加热或不加热的焊接方法。1.加热:将被焊金属的接触部位加热至塑性状态或局部熔化状态,然后施加一定的压力,使金属原子间相互结合形成焊 接接头。如电阻焊、摩擦焊等。2.不加热:仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力,利用压 力引起的塑性变形,使原子相互接近,从而获得牢固的 压挤接头,如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。钎焊:利用某些熔点低于被连接金属熔点的熔化金属(钎料)在连 接界面上起流散浸润作用,然后冷却形成结合力。,压力焊接和钎焊,1.2 熔化焊接的主要特征,焊接部位必
4、须采取有效的隔离空气保护,使焊接部位不能和空气接触,以免造成焊道的成分和性能不良。,保护方式有三种:气相、渣相、真空,熔化焊接的保护方式,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:CO2+A r、CO2+A r+He、。,1.3 气体保护电弧焊,C02气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条,经送丝轮通过送丝软管送到焊枪,经导电咀导电,在CO2气氛中,与母材之间产生电弧,靠电弧热量进行焊接。CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴,沿焊丝周围喷射 出来,在电弧周围造成
5、局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来,从而保护焊接过程稳定持续地进行,并获得优质的焊缝。,1.4 C02气体保护焊的工作原理,KR500,A,V,焊枪,送丝电机,电磁气阀,遥控盒,气管,流量计,气瓶,工件,六芯电缆,正极电缆,负极电缆,焊接电源,A,配电箱,+,_,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%CO2焊焊丝熔敷效率是90%,引弧性能好能量集中,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
6、一倍,与手工焊比:抗风能力差,设备较复杂。,1.5 C02气保焊的特点,结论:CO2焊比手弧焊能量集中性好十倍以上,焊接成本低三倍。,能量集中性对照表,KR系列:通用型CO2/MAG晶闸管整流焊机,NBS系列:IGBT逆变软开关控制气保/手弧两用焊机,NB系列:IGBT逆变软开关控制CO2/MAG焊机,NBC系列:抽头式CO2气体保护焊机,1.6 上海比特CO 2系列焊机简介,本文以KR系列为例介绍,焊 接 机 器,对应品质 环境 材质变化,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
7、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一致,以保证电弧长度的稳定。,2.1 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。,焊接电压既电弧电压:提供焊接能量。电弧电压越高,焊接能量越大,焊丝熔化速度就越快,焊接电流也就越大。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
8、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:,2.2 焊接电压,根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流,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,焊接电压和
9、焊接电流,焊接电压:提供焊丝熔化能量.电压越高焊丝熔化速度越快.焊接电流:实际上是调送丝速度与熔化速度的平衡结果.,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,按参考公式进行焊前预制 试焊首先确定好电流 根据手感,声音,电弧稳定判断电压高低微调电压,规范调节,在焊接电压和焊接电流一定的情况下:焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量.焊接热量三要素:热量=I 2 R t I 2:焊接电流的平方 R:电弧及干伸长度的等效电阻 t:焊接
10、速度 半自动:焊接速度为30-60cm/min(5-10mm/sec)自动焊:可高达250cm/min(41.5mm/sec)以上 焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。,2.3 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,2.4 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。,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
11、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,焊接电流一定时,干伸长度的增加,会使焊丝熔化速度增加,但电弧电压下降,电流降低,电弧热量减少。热量=干伸长度热量+电弧热量,2.5 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
12、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).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
13、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。,0.8,1.0,1.2,1.6,50Hz,100Hz,150Hz,短路频率,焊接电压,20V,短路频率越高,过渡过程越稳。,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
14、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”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
15、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
16、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分钟后倒置放水,正置放杂气,重复两次。,2.6 CO2 气 体,气瓶,气瓶,液态CO2,液态CO2,水,水,气态CO2,气态CO2,放水,放杂气,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),只在堆焊时才 采用。,2.7 极 性,工件,焊枪,直流反极性接法,KR500,A,V,+
17、,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。,3.CO2焊机的特长与功能,3.1 KR系列焊机特长,3.2 KR焊机自动稳弧性能,3.3 KR系列焊机的主要功能,3.1 KR系列焊机特长,特长,药芯和实心焊丝兼容,独特的制造工艺和技术,技术新,防尘性能好,无遥控盒电缆,自动稳弧性能好,KR系列焊机采用恒压特性 等速送丝控制系统,实现自动稳弧性能。在焊接过程中如弧长加大,会使焊接电流减小、焊丝熔化速度减慢,因送丝速度不变,瞬间既可抵消弧长增加部分,从而维持弧长不变。在焊接过程中如弧长减小,会使焊接电流加大、焊丝熔化速度加快,因送丝速
18、度不变,瞬间既可抵消弧长减少部分,从而维持弧长不变。,焊接条件:焊丝直径1.2mm I=200A U=24V 电弧长度L=10mm,L=15 L=10 L=5,100A 200A 300A,24V,L,3.2 KR焊机自动稳弧性能,I,U,3.3 KR系列焊机的主要功能,3.3.1 缺相保护功能,焊机输入的三相电源缺相时,焊机不能焊接达到保护目的。缺U或W相,焊机无任何动作;缺V相,空载电压下降一半,焊机空载电压数值:KR500最高空载电压为66V。KR350最高空载电压为52V。KR200最高空载电压为34V。,3.3.2 电源电压波动补偿,当电源电压在允许范围10%(342V-418V)之
19、间波动时,焊机具有自动补偿功能,以使焊机输出的焊接电压和焊接电流不发生变化,保证焊接稳定进行。,利用压敏电阻和放电器吸收或泄放输入电源上迭加的杂波以及雷电感应电压,可有效的保护焊机内的电子器件。但机壳必须接地。ZNR1、2、3、6:压敏电阻;G1:放电器。,3.3.3 电源输入瞬间过压保护,UVW,ZNR1,ZNR3,ZNR2,ZNR6,G1,压敏电阻双对数坐标的伏安特性曲线,V,A,104,103,102,U1,10-6,10-4,10-2,1,102,103,104,A1,3.3.4 焊机空载延时节电功能,焊接结束7.5分后不继续焊接,交流接触器触点自动断开,焊接变压器断电。以降低焊接变压
20、器的空载损耗。此时只对焊机中控制变压器供电,维持冷却风扇及印刷线路板工作,以便按动焊枪开关时可继续进行焊接。,3.3.5 引弧慢送丝功能,为了提高引弧成功率,引弧时送丝机慢送丝(3-4米/分)以加大焊丝和工件的接触时间(引弧热量=I 2 R t)。引弧成功后自动转为正常送丝,根据电流的大小送丝速度可在(316米/分)内可调。,3.3.6 双重过热保护功能,焊机超负荷工作会引起机内焊接变压器和晶闸管温度上升,热保护功能将控制焊机停止工作,并在焊机前面板上进行异常显示。,印刷线路板,56,40,Thp1108Thp2,50Hz/60Hz 频率转换,可通过线路板上开关SW12进行转换,出厂时设定在5
21、0Hz。如设定错误,焊机的输出电压将不正常。50Hz档:在380V、50Hz的地域使用时,请设定在50Hz档60Hz档:在380V、60Hz的地域使用时,请设定在60Hz档,回烧时间VR5,电流检测CN9,输入频率SW12,SW4 气体预流,有无,低 高,60Hz 50Hz,SW6,切换,SW8,一元化电压调节,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,保证整个焊接过程都在气体保护下进行,防止焊缝的始、尾端出现气孔。提前送气时间为0.30.6秒,滞后停气时间为0.6秒。提前送气时间可通过线路板上
22、转换插头SW4进行转换。出厂时置于气体预流“无”的位置(提前0.3 秒)。如焊枪电缆加长,可置于气体预流“有”的位置(提前0.6秒)。,3.3.8 提前送气、滞后停气功能,回烧时间VR5,电流检测CN9,输入频率SW12,SW4 气体预流,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,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
23、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,SW4 气体预流,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,收弧:小电流(小于150A)。引弧时防止烧穿工件,焊接结束时填满弧坑。收弧电流=(0.6-0.7)焊接电流,起始端容
24、易引起焊接缺陷,应采用小电流焊接,尾端容易引起焊接缺陷,应采用小电流焊接,送丝电机 电源,V,A,异常 电源,焊丝直径,收弧电流调整 收弧电压调整,收弧,有无,药芯实芯,焊丝,气体,电源,检查焊接,开,关,KR系列焊机前面板示意图,收弧“无”“有”和“初期预置”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,药芯实芯,
25、焊丝,气体,电源,检查焊接,开,关,A,收弧(无)操作基本要领,焊接电流焊接,停止焊接,收弧“无”:适用于工件的点固,短焊缝等场合。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。收弧“无”方式焊接时工作过程如下图所示:(焊枪开关用TS表示),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
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