CO2氣體保護焊的ppt課件.ppt

1、5.1 原理與特點,在焊接薄板時，可選用細焊絲 =1.2mm ，使用較小電流實現(xiàn)熔滴 短路過渡 ，電弧對工件間斷加熱，線能量小，變形小，不需要焊后校正工序，提高工效。,5.1 原理與特點,焊接中厚板時，選擇較粗焊絲 =1.6mm ，使用較大電流實現(xiàn) 細顆粒過渡 ，這時焊絲中的電流密度高達100300A/m ，焊絲熔化速度快，熔敷率高，電弧挺度大，穿透力強，焊接熔深大，可以不開坡口或開小坡口，生產(chǎn)率比焊條電弧焊提高 13 倍。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇,1.6mm的焊絲在電弧中可能出現(xiàn)的熔滴過渡變化區(qū)間,小電流低電壓的短路過渡,固體短路,較高弧壓的短路過渡顆粒過渡混合過渡區(qū),中等電流和高

2、弧壓規(guī)范區(qū)，熔滴呈變化形態(tài)的大塊狀過渡,細顆粒過渡,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇,短路過渡,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇,短路過渡的穩(wěn)定性 短路過渡時，過渡熔滴越小，短路頻率越高，焊縫波紋越細密，焊接過程越穩(wěn)定。在穩(wěn)定的短路過渡情況下，要求盡可能高的短路頻率。短路頻率常常作為衡量短路過渡過程穩(wěn)定性的標志。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡,中絲細顆粒過渡,粗絲潛弧噴射過渡,二氧化碳電弧焊對于某一直徑的焊絲在電流增大到一定數(shù)值并配以適當?shù)碾娀‰妷喝鄣我暂^小的尺寸自由飛落進入熔池，把這種現(xiàn)象稱作c02電弧焊顆粒過渡。 顆粒過渡的特點是電流大而電弧電壓要根據(jù)焊絲直徑選擇。把顆粒過渡

3、分力中絲細顆粒過渡和粗絲潛弧噴射過渡兩種,在粗絲(2-5mm）焊接時根據(jù)規(guī)范的選擇，可以出現(xiàn)一種潛弧噴射過渡，正常使用是在大電流較低電壓和較高焊速下焊接厚板.,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,短路過渡焊接的特點： 短路過渡時，采用細焊絲、熔滴細小而過渡頻率高，飛濺小，焊縫成形美觀； 主要用于焊接薄板及全位置焊接；焊接薄板時，生產(chǎn)率高變形小 焊接操作容易掌握，對焊工技術(shù)水平要求不高；因而短路過渡的二氧化碳焊易于在生產(chǎn)中推廣和應(yīng)用。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,主要的焊接工藝參數(shù)有： 焊絲直徑 焊接電流 電弧電壓 焊接速度 保護氣體流量 焊絲干伸長 電

4、源 極性 焊接回路電感值 等,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊絲直徑 短路過渡焊接采用細焊絲，常用焊絲直徑為06-16mm, 隨著焊絲直徑的增大，飛濺顆粒相應(yīng)增大。 焊絲的熔化速度隨焊接電流的增加而增加,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接電流 焊接電流是重要的焊接參數(shù)，是決定焊縫厚度的主要因素電流大小主要決定于送絲速度。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,電弧電壓 短路過渡的電弧電壓一般在1725v之間。 短路過渡時焊接電流均在200A以下，這時電弧電壓均在較窄的范圍(23v）內(nèi)變動；電弧電壓與焊接電流的關(guān)系可用下式來計算,5.4

5、熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接電流和焊接電壓的匹配 電弧電壓的選擇與焊絲直徑及焊接電流有關(guān)，它們之間存在著協(xié)凋匹配的關(guān)系。細絲的電弧電壓與焊接電流的匹配關(guān)系示于圖。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接電流和焊接電壓的匹配 短路過渡時不同直徑焊絲相應(yīng)選用的焊接電流電弧電壓的數(shù)值范圍見表,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接速度 焊接速度對焊縫成形、接頭的力學(xué)性能及氣孔等缺陷的產(chǎn)生部有影響、在焊接電流和電弧電壓一定的情況下焊接速度加快時，焊縫厚度寬度和余高都減小。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,保護氣體流量 200A

6、以下的薄板焊接時氣體流量為10-15Lmin 在200A以上的厚板焊接時氣體流量為15-25Lmin,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 焊接條件,焊絲 干伸 長短路過渡焊接一般為 815mm ，顆粒過渡焊接為1525mm 。,適宜的焊絲伸出長度與焊絲直徑 有關(guān)，焊絲伸出長度大約等于 焊絲直徑的10倍左右。,在CO2焊接中,為什么DCEN為常用的?,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,電 源 極性DCEN: 常 用 DCEP: 堆 焊和 補 焊,在CO2焊接中,為什么DCEN為常用的電源極性?,在焊絲接正，直流反接,所受到的斑點力小容易形成細小的熔滴，有較大的電磁力和等離子流力，

7、電弧壓力較大。 當焊絲接負時，直流正接,熔滴受到正離子的沖擊，既有較大的斑點力作用在熔滴上，使熔滴長大，不能順利過渡，也不能形成很強的電磁力和等離子流力，因此電弧力小。,電源極性：二氧化碳焊接時一般采用直流反極性，飛濺小電弧穩(wěn)定熔深大成形良好。而且焊縫含氫量低。 堆焊及焊補鑄件時，采用直流正極性較為合適，因為熔化極陰極產(chǎn)熱量比陽極產(chǎn)熱量大，焊絲熔化系數(shù)大，約為反極性的16倍，金屬熔敷率高可以提高生產(chǎn)率，同時工件為正極，產(chǎn)熱量小熔深淺對堆焊有利。,因,果,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接回路電感值 短路過渡焊接時串接電感的作用主要有兩方面： 調(diào)節(jié)短路電流增長速度didt:

8、 調(diào)節(jié)電弧燃燒時間，控制母材熔深；,短路過渡焊接在回路中串聯(lián)電感,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡焊接條件,中絲細顆粒過渡特點 電弧電壓比較高焊接電流比較大，此時電弧是持續(xù)的，不發(fā)生短路熄弧的現(xiàn)象，焊絲的熔化金屬以細滴形式進行過渡，所以電弧穿透力強，母材熔深大。適合于進行中等厚度及大厚度焊件的焊接。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡焊接條件,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 中絲細顆粒過渡焊接條件,焊接參數(shù)的選擇： 電弧電壓與焊接電流： 為了實現(xiàn)滴狀過渡，電弧電壓必須選取在34-45v范圍內(nèi)，焊接電流：則根據(jù)焊絲直徑來選擇，對應(yīng)于不同的焊絲直徑實現(xiàn)細滴過渡的焊接電電流：下限

9、是不同的。表中列出了幾種常用焊絲直徑的電流下限值：,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 中絲細顆粒過渡焊接條件,焊接速度 細滴過渡的二氧化碳焊接速度較高，焊接速度為40-60m/h. 保護氣體流量 應(yīng)選用較大的氣體流量來保證焊接區(qū)的保護效果、保護氣流量通常比短路的二氧化碳焊高1-2倍。常用的氣流量范圍為2550L/min。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 粗絲潛弧噴射過渡焊接條件,粗絲焊接的研究較少，目前二氧化碳焊接的仍然以細絲短路過渡焊接及中絲顆粒過渡焊接為主。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡焊接條件,CO2 電弧焊熔滴顆粒過渡 并沒 有 嚴格 的 劃分 區(qū)間主 要是 通 過焊接

10、電流與電弧電壓的 搭配 ，使焊接能有一 個 比較穩(wěn)定的過 程 。,熔滴顆粒過渡規(guī)范區(qū)間,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡焊接條件,焊接電壓對母材熔化形態(tài)的影響,焊接電流對母材熔化形態(tài)的影響,5.5 焊接飛濺和防止,飛濺產(chǎn)生的原固 氣體爆炸引起的飛濺。熔滴過渡時，由于熔滴中的一氧化鐵與c反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化鐵氣體，在電弧高溫下急劇膨脹，使熔滴爆破而引起金屬飛濺 由電弧斑點壓力而引起的飛濺。二氧化碳氣體高溫分解吸收大量電弧熱量，對電弧的冷卻作用較強使電弧電場強度提高電弧收縮，弧柱面積減小，增大了電弧的斑點壓力，熔滴在斑點壓力的作用下十分不穩(wěn)定，形成飛濺，用直流正接法時，熔滴受斑點壓力大飛濺也

11、大。 短路過渡時由于液態(tài)小橋爆斷引起的飛濺。當熔滴與熔池接觸時，由熔滴把焊絲與熔池連接起來，形成液體小橋。隨著短路電流的增加，使液體小橋金屬迅速的加熱，最后導(dǎo)致小橋金屬發(fā)生汽化爆炸，引起飛濺 當焊接參數(shù)選擇不當時，區(qū)會引起飛濺,5.5 焊接飛濺和防止,飛濺率：用來表示焊接飛濺量的大小。定義為：飛濺損失的金屬與熔化焊絲重量的比值。,5.5 焊接飛濺的防止措施工藝,正確選擇焊接工藝和參數(shù) 焊接電流和電弧電壓,5.5焊接飛濺的防止措施工藝,正確選擇焊接工藝和參數(shù) 限制焊絲干伸長 一般焊絲伸出長度越長，飛濺率越高。所以在保證不堵塞噴嘴的情況下應(yīng)盡可能縮短焊絲伸出長度。 焊槍角度。焊槍垂直時飛濺量最少傾

12、斜角度越大，飛濺越多：焊槍前傾或后傾最好不超過20。,5.5 焊 飛濺的防止措施工藝,細滴過渡時在二氧化碳中加入Ar氣 在二氧化碳氣體中加入Ar氣，改變了純二氧化碳氣體的物理性質(zhì)隨著Ar氣比例增大，飛濺逐漸減少見圖4-11。由圖中可見，飛濺損失變化最顯著的是細滴直徑大于o8mm的飛濺對直徑小于o8mm的細滴飛濺影響不大。,5.5焊接飛濺的防止措施材料,采用低飛濺率焊絲 超低碳焊絲能夠減少由二氧化碳氣體引起的飛濺。 藥芯焊絲通常藥芯焊絲二氧化碳焊的飛濺率約為實芯焊絲的1/3。 活化處理焊絲 在焊絲的表面涂有極薄的活化涂料如CS2CO3與K2CO3的混合物，采用直流正極性焊接。,5.5焊接飛濺的防

13、止措施電源,短路過渡時限制金屬液橋爆斷能量 短路過渡二氧化碳焊按時，當熔滴與熔池接觸形成短路后，如果短路電流的增長速度過決，使液橋金屬迅速地加熱，造成了熱量的聚集，將導(dǎo)致金屬液橋爆裂而產(chǎn)生飛濺，因此必須設(shè)法使短路液橋的金屬過渡趨于平緩，具體的方法主要是：在焊接回路中串接附加電感。,5.7 二氧化碳電弧焊實際P158-161,基本操作 焊接起弧 焊槍角度和焊絲的瞄準位置 弧坑處理 應(yīng)用操作 橫向焊接 立向焊接 打底焊接 環(huán)縫焊接 坡口準備與接頭形狀 坡口加工 母材清理 定位焊接 接頭的坡口形式,實踐性質(zhì)作業(yè)：,20mm或5mm厚的16Mn鋼，使用H08Mn2Si焊絲進行CO2氣體保護焊接。接頭形

14、式是對接。焊絲直徑的選擇，請給出參考的焊接工藝參數(shù)，通過自己的分析推測熔滴的過渡形式。如何進行焊前的坡口準備與接頭形狀？然后完成CO2氣體保護焊接的基本操作的描述。 參考： 焊接手冊和教材,手工焊實例,中厚板的板板對接，V形坡口，平焊，單面焊雙面成形 1 試件尺寸及要求 （1）試件材料牌號 16Mn （Q235） （2）試件尺寸 300 x200 x14 （3）坡口尺寸 鈍邊lmm，見圖5.3-23。 （4）焊接位置 平焊 （5）焊接要求 單面焊雙面成形 （6）焊接材料 E5015（E4315） （7）焊機 ZX5400或ZX7400,圖5.3-23 試件及坡口尺寸,2 試件裝配,（l）清除坡

15、口面及坡口正反兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油、銹、水分及其他污物，至露出金屬光澤。 （2）裝配 裝配間隙 始端為3mm，終端為4mm。 定位焊 采用與焊接試板相同牌號焊條進行并在試件反面兩端點固焊，點固焊長度為10mm15mm。 預(yù)置反變形量3或4 錯邊量 1.4mm,3 焊接工藝參數(shù) 見表,4 操作要點及注意事項,基本操作 定位焊 焊接起弧 焊槍角度和焊絲的瞄準位置 弧坑處理 應(yīng)用操作 打底焊接 填充焊 蓋面焊,5：焊接過程熔滴過渡分析,推測每次焊接過程中熔滴的過渡形式 打底焊接 填充焊 蓋面焊,5.6 送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng),送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng) 二氧化碳焊接的焊接電源 回顧弧焊電源知識 二氧化碳焊接的等速送絲調(diào)節(jié)

16、系統(tǒng) 二氧化碳焊的焊接電源與送絲方式的匹配 二氧化碳焊的送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點,1：送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng),送絲方式：等速和變速 送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)在焊接過程中起到如下作用：當某種原因使電弧長度發(fā)生變化時，通過對焊絲送進速度或焊絲熔化速度的調(diào)整使電弧恢復(fù)到原有長度或一個新的平衡長度，從而保證焊接過程的穩(wěn)定。,2：二氧化碳焊接的焊接電源,二氧化碳電弧的靜特性是上升的 一般采用直流電源且反極性連接 電源 平特性電源 下降特型電源,3：回顧弧焊電源知識：,電弧長度縮短，電弧靜特性曲線下移 電源的外特性,3：回顧弧焊電源知識：,非熔化極,熔化極,穩(wěn)定工作點,4：二氧化碳焊的等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng) 穩(wěn)定工作點,電弧的穩(wěn)定工作點應(yīng)在自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線與電源外特性曲線的交點上，電弧靜特性曲線通過該點，即電弧長度對應(yīng)于該點的電壓值。 系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)作用 焊接處于動態(tài)平衡,4：二氧化碳焊的等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng),等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)是焊接過程中，焊絲等速送進，利用焊接電源外特性的自身控制作用來