1、CO2气体保护焊 -非熔化极气体保护焊张学孔2013.11 熟悉熟悉CO2气体保护焊的基本原理和冶金特点；气体保护焊的基本原理和冶金特点；了解了解CO2气体保护焊的特点、分类及应用；气体保护焊的特点、分类及应用；熟悉熟悉CO2气体保护焊的焊接设备和焊接材料，能正确气体保护焊的焊接设备和焊接材料，能正确使用使用CO2气体保护焊设备、工具并完成基本维护；气体保护焊设备、工具并完成基本维护；掌握掌握CO2气体保护焊平敷焊操作要领；气体保护焊平敷焊操作要领；掌握掌握CO2气体保护焊技术操作及安全注意事项；气体保护焊技术操作及安全注意事项；熟悉熟悉CO2气体保护焊的主要工艺参数及选择原则；气体保护焊的主
2、要工艺参数及选择原则；了解了解CO2气体保护焊的焊接缺陷及防治措施；气体保护焊的焊接缺陷及防治措施；教学教学目的目的1345672一、一、CO2气体保护焊的气体保护焊的基本原理和冶金特点基本原理和冶金特点二、二、CO2气体保护焊的技术操作和气体保护焊的技术操作和安全安全注意事项注意事项三、三、CO2气体保护焊的主要气体保护焊的主要工艺参数工艺参数及其选择原则及其选择原则。四、四、CO2气体保护焊工艺参数的选择气体保护焊工艺参数的选择五、五、CO2气体保护焊焊接缺陷的产生原因及防治措施气体保护焊焊接缺陷的产生原因及防治措施教学重点教学重点难点难点n 一、基本原理一、基本原理n C02气体保护电弧
3、焊是使用焊丝来代替气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条焊条,经送丝轮通过送丝软管送到焊枪经送丝轮通过送丝软管送到焊枪,经导电咀导电经导电咀导电,在在CO2气氛中气氛中,与母材之与母材之间产生电弧间产生电弧,靠电弧热量进行焊接。靠电弧热量进行焊接。n CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在焊丝周围喷射出来，在电弧电弧周围造成局周围造成局部的部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机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。持续地进行，并获得优质的焊缝。n 示意图如下：示意图如下
4、：二、特点二、特点与与应用应用 1、优点、优点 生产效率生产效率高高（是焊条电弧焊（是焊条电弧焊 的的14倍），倍），焊接质量焊接质量好好（对铁锈不敏感，对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小。热变形小。一次探伤合格率远高一次探伤合格率远高于焊条电弧焊），于焊条电弧焊），焊接成本焊接成本低低（仅为焊条电弧焊、（仅为焊条电弧焊、埋弧焊的埋弧焊的40%），），适用范围适用范围广广（可适用低碳钢高可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊强度钢普通铸钢全方位焊），），操作性能操作性能好好（明弧焊接，焊接（明弧焊接，焊接过程易监控），过程易监控），易实现机械化和易实现
5、机械化和自动化自动化（计算（计算机控制焊接机器人操作的机控制焊接机器人操作的 自动化自动化焊接中，焊接中，CO2 气体保护焊的应用气体保护焊的应用占很大比重）占很大比重）2 2、缺点、缺点 金属飞溅金属飞溅大大，设备复杂；，设备复杂；不能在有不能在有风风之处施焊（风使之处施焊（风使CO2 气罩倾斜和变形），气罩倾斜和变形），不能焊接不能焊接易氧化易氧化的有色金属（如的有色金属（如铝、铜、钛等），铝、铜、钛等），焊工劳动条件较焊工劳动条件较差差（产生（产生CO2、CO等有害气体和烟尘，电弧紫外等有害气体和烟尘，电弧紫外线辐射较强）。线辐射较强）。3、应用、应用主要用于低碳钢和强度等级不高的主要用
6、于低碳钢和强度等级不高的低合金结构钢低合金结构钢焊接，在压力容器、焊接，在压力容器、钢结构、汽车、船舶、集装箱、管钢结构、汽车、船舶、集装箱、管道、电站设备等行业中应用越来越道、电站设备等行业中应用越来越广。广。n 三三、焊接设备及材料、焊接设备及材料n 3-1、焊机、焊机n 逆变式弧焊电源也成弧焊逆变器，逆变式弧焊电源也成弧焊逆变器，与弧焊变压器、弧焊整流器等传与弧焊变压器、弧焊整流器等传统的弧焊电源相比，具有如下有统的弧焊电源相比，具有如下有点：点：（1）高效节能）高效节能 效率可达效率可达80%90%空载耗损小，比传统空载耗损小，比传统弧焊电源节电弧焊电源节电1/3以上；以上；（2）体积
7、小、重量轻）体积小、重量轻 整机体积只有整机体积只有传统电源的传统电源的1/3左右（左右（3040kg）n 焊机面板焊机面板n 3-2、送丝机送丝机焊丝的安装1.将焊丝装将焊丝装 到送到送丝机盘轴上丝机盘轴上,并用并用扳手螺钉将挡块扳手螺钉将挡块固定。固定。2.抬起加压臂抬起加压臂,将将焊丝插入焊丝插入SUS导导套帽套帽 23cm。1.21.61.2加压手柄焊丝(1.2)压臂SUS导套帽送丝轮导向管压上手柄以后，压上手柄以后，用手动送丝将焊用手动送丝将焊丝通过送丝软管丝通过送丝软管送至导电咀（喷送至导电咀（喷咀）咀）n 3-4焊枪焊枪n 用于传到电流，导送焊丝和用于传到电流，导送焊丝和CO2保
8、护气体。主要零件有喷咀和导电咀。保护气体。主要零件有喷咀和导电咀。n 按其形式分为鹅颈式与手枪式；按送丝方式分为推丝式与拉丝式；按冷按其形式分为鹅颈式与手枪式；按送丝方式分为推丝式与拉丝式；按冷却方式分为空冷式与水冷式却方式分为空冷式与水冷式n 3.3送丝软管送丝软管 送丝软管担负着从送丝机向焊枪输送焊丝的任务，对焊接稳送丝软管担负着从送丝机向焊枪输送焊丝的任务，对焊接稳定性有着极大的影响。因此送丝软管应满足如下要求：定性有着极大的影响。因此送丝软管应满足如下要求：1.使用性能使用性能:具有一定的抗拉强度具有一定的抗拉强度,推送焊丝或受力时尽可能不拉长推送焊丝或受力时尽可能不拉长 具有较好的柔
9、性，以便于焊工的灵活操作。具有较好的柔性，以便于焊工的灵活操作。2.送丝性能送丝性能:送丝阻力小送丝阻力小,保证匀速送丝保证匀速送丝,要求内壁光滑、内径适宜。要求内壁光滑、内径适宜。3.密封性能密封性能:用于一线式电缆时用于一线式电缆时,为防止保护气体往回泄露为防止保护气体往回泄露,热塑管热塑管 和密封圈应具有良好的密封效果和密封圈应具有良好的密封效果。4.足够弹性足够弹性:应能承受较大的弯曲应能承受较大的弯曲,而不产生永久的变形。而不产生永久的变形。5.适应焊丝适应焊丝:内径应与焊丝直径匹配内径应与焊丝直径匹配,过大过小均会影响稳定送丝。过大过小均会影响稳定送丝。6.软管易被污染或损坏，需定
10、期清理和更换。软管易被污染或损坏，需定期清理和更换。导导 电电 咀咀 导电咀是直接向焊丝传递电流的零件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内孔与焊丝接触而导电,导导电咀外表面与喷嘴内壁之间流过保护气体电咀外表面与喷嘴内壁之间流过保护气体。使用时导电咀的规格必须与焊丝直径保持一致，既导电咀内径不能过大使用时导电咀的规格必须与焊丝直径保持一致，既导电咀内径不能过大或过小，过大导电不好，过小则送丝阻力增加，均会造成焊接过程不稳定，或过小，过大导电不好，过小则送丝阻力增加，均会造成焊接过程不稳定，严重影响焊接质量。严重影响焊接质量。导电咀孔径与焊丝直径的关系导电咀孔径与焊
11、丝直径的关系焊丝直径焊丝直径 d(mm)0.81.0 1.41.6导电咀孔径导电咀孔径(mm)d+0.1 d+(0.2 0.3)d+(0.2 0.3)n 导电咀的安装于更换导电咀的安装于更换喷嘴、喷嘴接头与气筛喷嘴、喷嘴接头与气筛n 焊枪使用时的注意事项焊枪使用时的注意事项n 1.焊枪必须和指定的送丝机、焊接电源配套使用。焊枪必须和指定的送丝机、焊接电源配套使用。n 2.易损件及需更换的部件应选用纯正部品。易损件及需更换的部件应选用纯正部品。n 3.焊接时要注意焊枪的额定负载持续率。焊接时要注意焊枪的额定负载持续率。n 4.焊枪必须注意不得挤压、砸碰、强力拉拽，焊接结束时应放置焊枪必须注意不得
12、挤压、砸碰、强力拉拽，焊接结束时应放置n 在安全的位置。在安全的位置。n 5.焊枪的各连接处必须紧固，每次焊接前均应进行检查。焊枪的各连接处必须紧固，每次焊接前均应进行检查。n 6.送丝管的规格，长短应符合要求，并定期进行清理。送丝管的规格，长短应符合要求，并定期进行清理。n 7.导电咀与所用焊丝的规格必须一致，磨损后应及时更换。导电咀与所用焊丝的规格必须一致，磨损后应及时更换。n 8.喷嘴、喷嘴接头、气筛必须完好、齐备，并保持良好的清洁、喷嘴、喷嘴接头、气筛必须完好、齐备，并保持良好的清洁、n 绝缘状态。绝缘状态。n 9.焊接时一线制电缆的弯曲半径不得小于焊接时一线制电缆的弯曲半径不得小于3
13、00mm。n 10.使用防堵剂，喷嘴、气筛和导电咀的飞溅物要及时清理。使用防堵剂，喷嘴、气筛和导电咀的飞溅物要及时清理。n 3-5、焊接材料、焊接材料n 3-5.1焊丝焊丝n 因因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化碳是一种氧化性气体，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，必须采用含有性能，必须采用含有S i、M n等脱氧元素的焊丝。等脱氧元素的焊丝。n CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所
14、以焊丝既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。导电性能和工艺性能。n 按焊丝形态分类按焊丝形态分类 实心焊丝；牌号实心焊丝；牌号H08A 药芯焊丝药芯焊丝（气渣联合保护）牌号（气渣联合保护）牌号HYD047、-057n 按所用焊丝直径分类按所用焊丝直径分类 细丝（直径细丝（直径1.6mm）；粗丝（直径粗丝（直径1.6mm）。注：焊丝牌号尾部标有注：焊丝牌号尾部标有“A”“E”时，表示该焊丝分别时，表示该焊丝分别为为高级优质或特级优质。高级优质或特级优质。焊丝表面镀铜的目
15、的是防锈焊丝表面镀铜的目的是防锈和导电！和导电！n 3-5.2、气体气体 作用：隔离空气并作为电弧的介质。作用：隔离空气并作为电弧的介质。纯度：纯度要求纯度：纯度要求大于大于 99.5%99.5%，含水量小于，含水量小于0.05%0.05%。性质：无色，无味，无毒，是空气密度的性质：无色，无味，无毒，是空气密度的1.51.5倍，比水轻。倍，比水轻。存储：瓶装存储：瓶装液态液态，每瓶内可装入，每瓶内可装入(25-30)(25-30)KgKg液态液态COCO2 2。加热：气化过程中大量吸收热量，因此流量计必须加热。加热：气化过程中大量吸收热量，因此流量计必须加热。容量：每公斤液态容量：每公斤液态C
16、OCO2 2可释放可释放509509升气体，一瓶液态二氧化升气体，一瓶液态二氧化 碳可释放碳可释放1500015000升左右气体，约可使用升左右气体，约可使用10-1610-16小时。小时。流量：流量：细丝：气体流量为细丝：气体流量为8-158-15升升/分分 粗丝：气体流量为粗丝：气体流量为15-2515-25升升/分分 提纯：静置提纯：静置3030分钟后倒置放水，正置放杂气，重复两次。分钟后倒置放水，正置放杂气，重复两次。n CO2气瓶气瓶:n 材质材质-铝；铝；n 颜色颜色-白色；白色；n 液化液化CO2-黑色字样黑色字样四、焊接工艺参数四、焊接工艺参数 1、焊接焊接电流电流2、焊接焊接
17、电压电压 3、焊丝伸焊丝伸出长度出长度4、气体气体流量流量5、极性极性n 4.1焊接电流焊接电流:根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、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。材质等参数）选定相应的焊接电流。CO2焊机调电流实际焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此上是在调整送丝速度。因此CO2焊机的焊接电流必须与焊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。的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。n 4.2焊接电压焊接电压既电弧电压既电弧电压:提
18、供焊接能量。提供焊接能量。n 电弧电压越高，焊接能量越大，焊丝熔化速度就越快，焊电弧电压越高，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，可用下列公式表示：路的损耗电压，可用下列公式表示：U电弧电弧=U输出输出 U损损n 如果焊机安装符合安装要求的话，损耗电压主要指电缆加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长所带来的电压损失n 焊接压焊接压:提供焊丝熔化能量提供焊丝熔化能量.电压越高焊丝熔化速度越快电压越高焊丝熔化速度越快.n 焊接电流焊接电流:实际上是调送
19、丝速度与熔化速度的平衡结果实际上是调送丝速度与熔化速度的平衡结果.焊接电压对焊接效果的影响：焊接电压对焊接效果的影响：1）电压偏高时）电压偏高时:弧长变长弧长变长,飞溅颗粒变大飞溅颗粒变大,易产生气孔易产生气孔.焊道变宽焊道变宽,熔深和余高变小熔深和余高变小.2）电压偏低时）电压偏低时:焊丝插向母材焊丝插向母材,飞溅增加飞溅增加,焊道变窄，熔深和余高大焊道变窄，熔深和余高大.n 4.3、焊丝伸出长度、焊丝伸出长度n 定义定义:焊丝从导电咀到工件的距离焊丝从导电咀到工件的距离n 焊丝伸出长度取决于焊丝直径，一焊丝伸出长度取决于焊丝直径，一 般为焊丝直径的般为焊丝直径的10倍，且不超过倍，且不超过
20、 15mm。n 焊接过程中，保持焊丝干伸长度不焊接过程中，保持焊丝干伸长度不 变是保变是保 证焊接过程稳定性的重要因证焊接过程稳定性的重要因 素之一素之一。n 4.4 气体流量气体流量n 焊接前调整、设定气体流量用。焊接前调整、设定气体流量用。n 首先连接好供气系统，打开气瓶阀门，闭合焊机电源开关，首先连接好供气系统，打开气瓶阀门，闭合焊机电源开关，将焊机前面板上气体开关置于将焊机前面板上气体开关置于“检查检查”位置，此时送丝机位置，此时送丝机上电磁气阀打开，即可通过流量计上的流量调节旋钮设定上电磁气阀打开，即可通过流量计上的流量调节旋钮设定气体流量。设定完毕或焊接时此开关应置于焊接位置。气体流量。设定完毕或焊接时此开关应置于焊接位置。n 细丝：气体流量为细丝：气体流量为8-15升升/分分n 粗丝：气体流量为粗丝：气体流量为15-25升升/分分n 4.5、电源极性、电源极性n 反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。n 正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝焊丝 熔化速度快（约为反极性的熔化速度快（约为反极性的1.6倍），只在堆焊时才倍），只在堆焊时才采用。采用。n 有无收弧或有无收弧或2步步4步步n 五、操作基础五、操作基础
