1、1.熔化极惰性气体保护焊2.CO2气体保护焊3.熔化极活性混合气体保护焊 熔化极气体保护焊 1BG本章知识导读主要内容 熔化极惰性气体保护焊、CO2气体保护焊熔化极活性混合气体保护焊重点、难点提示 熔化极惰性气体保护焊、CO2气体保护焊熔化极活性混合气体保护焊2BG任务任务3-1熔化极惰性气体保护焊熔化极惰性气体保护焊1.MIG焊的原理、分类、特点和应用焊的原理、分类、特点和应用（1）原理）原理熔化极气体保护焊采用可熔化的焊丝与焊件之间的电弧熔化极气体保护焊采用可熔化的焊丝与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体
2、，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用的有害作用。相关知识（2）分类）分类3BG（3）特点）特点（4）应用）应用4BG熔化极气体保护焊的设备有半自熔化极气体保护焊的设备有半自动焊机和自动焊机两类。在实际生产动焊机和自动焊机两类。在实际生产中，半自动焊机使用较多。焊机主要中，半自动焊机使用较多。焊机主要由焊接电源、送丝系统、焊枪及行走由焊接电源、送丝系统、焊枪及行走机构（自动焊）、供气及水冷系统和机构（自动焊）、供气及水冷系统和控制系统控制系统5个部分组成。个部分组成。实际生产中有实际生产中有CO2专用焊机，但专用焊机
3、，但一般不做专用于一般不做专用于MIG焊的焊机，焊的焊机，而而是是MIG/MAG/CO2焊通用，统称熔焊通用，统称熔化极气体保护焊设备。化极气体保护焊设备。2.熔化极气体保护焊设备熔化极气体保护焊设备5BG（1）焊接电源）焊接电源 熔化极气体保护焊电源与熔化极气体保护焊电源与SAWSAW电源及电源及CO2CO2焊电源相似，细丝焊电源相似，细丝通常用平特性电源配等速送丝系统，粗丝通常用陡降外特性电源配通常用平特性电源配等速送丝系统，粗丝通常用陡降外特性电源配变速送丝系统。变速送丝系统。（2）送丝机构）送丝机构与与CO2CO2焊的送丝机构相似，有推丝式、拉丝式和推拉式。焊的送丝机构相似，有推丝式、
4、拉丝式和推拉式。但由于但由于MIGMIG焊较多地用于有色金属，尤其是铝合金的焊接，焊较多地用于有色金属，尤其是铝合金的焊接，所以其推丝式送丝机构应是双主动送丝（所以其推丝式送丝机构应是双主动送丝（CO2CO2专用焊机的送丝机专用焊机的送丝机构可以用单主动送丝）。构可以用单主动送丝）。（3）焊枪）焊枪 与与CO2CO2焊使用的焊枪通用。焊使用的焊枪通用。6BG（4）供气及水冷系统）供气及水冷系统7BG（5）控制系统）控制系统功能：动作程序控制、各种功功能：动作程序控制、各种功能控制能控制 现在已逐步在逆变焊机上采用现在已逐步在逆变焊机上采用以数字处理器（以数字处理器（DSP）为核心元件）为核心元
5、件的数字化控制，使焊机的功能大大的数字化控制，使焊机的功能大大扩展、控制精度大大提高，甚至在扩展、控制精度大大提高，甚至在焊机上嵌入了焊接专家系统，而电焊机上嵌入了焊接专家系统，而电路却得到简化，即发展到路却得到简化，即发展到“靠软件靠软件控制焊接控制焊接”的水平。典型的如奥地的水平。典型的如奥地利利Fronius全数字化焊机。全数字化焊机。专家系统今后将成为熔化极气体专家系统今后将成为熔化极气体保护焊设备的标准配置。保护焊设备的标准配置。8BG3.MIG焊的特点焊的特点 MIG焊采用惰性气体作为保护气体，与其他熔化极气焊采用惰性气体作为保护气体，与其他熔化极气体保护焊相比。体保护焊相比。9B
6、G4.熔滴过渡的特点熔滴过渡的特点MIG焊可以采用的熔滴过渡形式：短路过渡、喷射过焊可以采用的熔滴过渡形式：短路过渡、喷射过渡、脉冲射流过渡。渡、脉冲射流过渡。在实际生产中，在实际生产中，MIG焊多用来焊接铝合金，这使它对熔滴焊多用来焊接铝合金，这使它对熔滴过渡方式的使用受到一定的限制。过渡方式的使用受到一定的限制。对于短路过渡，由于其处于小参数区间，而（尤其大厚度）对于短路过渡，由于其处于小参数区间，而（尤其大厚度）铝合金的导热很快，所以较少采用短路过渡。铝合金的导热很快，所以较少采用短路过渡。对于喷射过渡，由于其冲力大，而铝合金密度低，所以对于喷射过渡，由于其冲力大，而铝合金密度低，所以打
7、底、盖面的效果均欠佳，用于填充焊尚可，但仍不易全位置打底、盖面的效果均欠佳，用于填充焊尚可，但仍不易全位置焊。焊。脉冲射流过渡的焊接效果较好，厚薄板、打底脉冲射流过渡的焊接效果较好，厚薄板、打底/填充填充/盖面、盖面、全位置焊均可，但要有带脉冲功能的焊机（普通焊机不可）。全位置焊均可，但要有带脉冲功能的焊机（普通焊机不可）。10BG5.MIG焊的焊接材料焊的焊接材料MIG焊的焊接材料主要包括保护气体和焊丝。焊的焊接材料主要包括保护气体和焊丝。（1）保护气体）保护气体MIG焊使用的焊丝成分通常应与母材的成分相近，它焊使用的焊丝成分通常应与母材的成分相近，它应具有良好的焊接工艺性能，并能提供良好的
8、接头性能。应具有良好的焊接工艺性能，并能提供良好的接头性能。MIG焊常用焊常用保护气体有保护气体有（2）焊丝）焊丝需要指出的是，现在对于铝、铜（合金）的焊接，已需要指出的是，现在对于铝、铜（合金）的焊接，已不再单纯限于用惰性气体，正越来越多地采用微量活性的不再单纯限于用惰性气体，正越来越多地采用微量活性的混合气体，即铝、铜（合金）的焊接也正在由混合气体，即铝、铜（合金）的焊接也正在由MIG向向MAG焊发展。焊发展。11BG工作过程1.准备工作准备工作12BG2.焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择 MIG焊的焊接参数有：焊的焊接参数有：（1）焊丝直径：）焊丝直径：应根据焊件的厚度、焊接层次及位
9、置、接缝间隙大小、所应根据焊件的厚度、焊接层次及位置、接缝间隙大小、所选熔滴过渡形式等因素来综合考虑确定。选熔滴过渡形式等因素来综合考虑确定。细焊丝通常多用于短路过渡的薄板细焊丝通常多用于短路过渡的薄板/全位置焊，粗丝多用于全位置焊，粗丝多用于喷射过渡的中厚板的平位置填充、盖面焊。喷射过渡的中厚板的平位置填充、盖面焊。13BG下面是下面是1.2mm的铝焊丝的铝焊丝MIG对接焊对接焊0.8mm铝板的照片。铝板的照片。焊缝截面焊缝截面焊缝正面焊缝正面焊缝背面（实芯焊丝焊接，背面无保护焊缝背面（实芯焊丝焊接，背面无保护14BG（2）焊接电流）焊接电流应根据焊件的厚度、焊接层次及位置、焊丝直径大小、应
10、根据焊件的厚度、焊接层次及位置、焊丝直径大小、所需熔滴过渡形式等因素来综合考虑确定。所需熔滴过渡形式等因素来综合考虑确定。焊丝直径一定时，可以通过改变电流的大小来获得不同焊丝直径一定时，可以通过改变电流的大小来获得不同的熔滴过渡形式。的熔滴过渡形式。铝合金铝合金MIG焊时各种熔滴过渡的参数区间可参考下图。焊时各种熔滴过渡的参数区间可参考下图。注意图中电流是连续电流，而脉冲喷射过渡的电流是指它的注意图中电流是连续电流，而脉冲喷射过渡的电流是指它的平均电流。平均电流。（3）电弧电压）电弧电压短路过渡的电弧电压较低，喷射过渡的电弧短路过渡的电弧电压较低，喷射过渡的电弧电压相对较高。电压相对较高。MI
11、G焊时的焊时的IU关系可参考右图关系可参考右图（板（板A1-Mg2.5%，焊丝，焊丝A1-Mg3.5%）。）。15BG（4）焊接速度）焊接速度焊接速度要与焊接电流相匹配，尤其是自动焊时更应如此。焊接速度要与焊接电流相匹配，尤其是自动焊时更应如此。铝合金焊接一般用较快的焊接速度，半自动焊常在铝合金焊接一般用较快的焊接速度，半自动焊常在560m/h之间，之间，自动焊约在自动焊约在25150m/h之间。之间。铝合金对接条件下各种焊接位置的铝合金对接条件下各种焊接位置的IV关系可参考下图关系可参考下图。（5）MIG焊所需的气体流量焊所需的气体流量比比TIG焊的要大，通常在焊的要大，通常在3060L/m
12、in，喷嘴孔径也相应地应，喷嘴孔径也相应地应有所增加，有时甚至要用双层喷有所增加，有时甚至要用双层喷嘴、双层气流保护。嘴、双层气流保护。同时要注意焊丝的伸出长度对同时要注意焊丝的伸出长度对保护效果、电弧稳定性和焊缝成保护效果、电弧稳定性和焊缝成形的影响。形的影响。16BG1.CO2焊的特点焊的特点优点：优点：缺点：缺点：任务任务3-2 CO2气体保护焊气体保护焊相关知识17BG2.CO2焊的冶金特性焊的冶金特性（1）合金元素的氧化）合金元素的氧化作为焊接保护气体，作为焊接保护气体，CO2表现出很强的氧化性表现出很强的氧化性 CO2 CO +O +M=MO+CO M=MO结果：合金元素烧损；结果
13、：合金元素烧损；可能造成气孔、飞溅和夹渣。可能造成气孔、飞溅和夹渣。解决之道：冶金脱氧解决之道：冶金脱氧对脱氧剂的要求（能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用）对脱氧剂的要求（能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用）Mn-Si联合脱氧联合脱氧CO2焊专用焊丝焊专用焊丝H08Mn2Si&H08Mn2SiA(GB8110-87)脱氧剩下的脱氧剩下的Mn、Si用于补充碳和合金元素的损失用于补充碳和合金元素的损失（2）CO2焊的气孔焊的气孔18BG（3）CO2焊的飞溅焊的飞溅19BG3.CO2焊的焊接材料焊的焊接材料（1）CO2气体气体气体的性质气体的性质无色、无味比空气重无色、无味比空气重0.5倍压缩才
14、能液化倍压缩才能液化 高温下会分解高温下会分解灰色标准钢瓶装（灰色标准钢瓶装（40L/25kg），允许使用的最高环境温度），允许使用的最高环境温度40；压；压力表指示瓶内力表指示瓶内CO2饱和蒸气压（与液态多少无关）指针下降即应换气！饱和蒸气压（与液态多少无关）指针下降即应换气！提高气体纯度的措施提高气体纯度的措施主要杂质：水主要杂质：水(减压器中预热装置乃防止水分冻结堵塞管路减压器中预热装置乃防止水分冻结堵塞管路)去除水分的办法：去除水分的办法：a.倒置排水倒置排水 b.正置后使用前再预排气正置后使用前再预排气c.使用干燥器（现已少见）使用干燥器（现已少见）d.瓶内气压低至瓶内气压低至1MP
15、a即停止使用即停止使用（2）焊丝）焊丝 对焊丝的要求对焊丝的要求 焊丝牌号和化学成分焊丝牌号和化学成分 H08Mn2Si20BG CO2气体保护焊一般多用于碳钢、普低钢的焊接。气体保护焊一般多用于碳钢、普低钢的焊接。CO2气体保护焊工艺的一般原则气体保护焊工艺的一般原则坡口的选择：坡口的选择：CO2电弧的穿透能力较强，可坡口角度稍小、电弧的穿透能力较强，可坡口角度稍小、钝边稍大。钝边稍大。CO2焊的焊丝较细，所以间隙应小些（尤自动焊的焊丝较细，所以间隙应小些（尤自动焊）。焊）。焊前清理：焊前清理：CO2的氧化性强，所以抗锈能力强。除非要的氧化性强，所以抗锈能力强。除非要求特别严格，否则坡口上的
16、少量黄锈如不作清理，一般不会引求特别严格，否则坡口上的少量黄锈如不作清理，一般不会引起气孔，也不会导致焊缝严重增氢。但为保险起见，仍然要求起气孔，也不会导致焊缝严重增氢。但为保险起见，仍然要求焊前对焊件进行严格清理。焊前对焊件进行严格清理。平焊一般多采用左焊法、立焊可采用下向焊：平焊一般多采用左焊法、立焊可采用下向焊：成形较好，成形较好，但熔深较浅但熔深较浅。工作过程21BG实际生产中应用最多的是细丝（实际生产中应用最多的是细丝（1.6 mm）/短路过渡短路过渡CO2焊，其焊，其工艺要点工艺要点工艺参数：焊接电流、焊接电压、焊丝直径、焊接速度工艺参数：焊接电流、焊接电压、焊丝直径、焊接速度、气
17、体流量、气体流量、焊丝伸出长度、电感值焊丝伸出长度、电感值一般考虑板厚、层数、位置等因素确定焊丝直径，再确定合适的焊接一般考虑板厚、层数、位置等因素确定焊丝直径，再确定合适的焊接电流，然后匹配以最佳的焊接电压。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。对于0.8、1.0mm的焊丝，有一个简捷的寻找焊接电流的焊丝，有一个简捷的寻找焊接电流/焊接电压最佳匹配的办焊接电压最佳匹配的办法：以法：以100A/20V为基准进行参数调节（可以通过观察电弧的行为、焊丝为基准进行参数调节（可以通过观察电弧的行为、焊
18、丝的熔化、铁水的铺展、收弧时熔滴球的大小等现象，听电弧的声音等来辅的熔化、铁水的铺展、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）。助判断参数是否合适）。焊丝伸出长度焊丝伸出长度10焊丝直径焊丝直径，气体流量一般取，气体流量一般取1015L/min。自动焊还要考虑焊接速度是否合适。自动焊还要考虑焊接速度是否合适。短路过渡短路过渡CO2焊工艺焊工艺22BG细丝短路过渡细丝短路过渡CO2焊工艺参数的确定也可参考下列的图表。焊工艺参数的确定也可参考下列的图表。焊接速度与焊缝成形的关系焊接速度与焊缝成形的关系1焊缝厚度焊缝厚度 2熔深熔深 3焊缝宽焊缝宽度（焊丝直径度（焊丝直径1.
19、6mm，焊接电流，焊接电流450A，电，电 弧电压弧电压38V，CO2流量流量20L/min）焊接电流与送丝速度的关系焊接电流与送丝速度的关系23BG焊接电压与焊缝成形的关系焊接电压与焊缝成形的关系1焊缝厚度焊缝厚度 2熔深熔深 3焊缝宽度焊缝宽度（焊丝直径焊丝直径1.6mm，焊接电流，焊接电流450A，焊接速度焊接速度70cm/min，CO2流量流量20L/min）焊接电流与焊缝成形的关系焊接电流与焊缝成形的关系1焊缝厚度焊缝厚度 2熔深熔深 3焊缝宽度焊缝宽度24BG合适的电弧电压与焊接电流范围合适的电弧电压与焊接电流范围焊丝直径（焊丝直径（mm）短路过渡短路过渡颗粒状过渡颗粒状过渡焊接电
20、流（焊接电流（A）电弧电压（电弧电压（V）焊接电流（焊接电流（A）电弧电压（电弧电压（V）0.5306016180.6307017190.85010018211.07012018221.290150192316040025381.6140200202420050026402.020060027402.530070028423.0500800324425BG任务任务3-3熔化极惰性气体保护焊熔化极惰性气体保护焊1.MAG焊的特点焊的特点 MAG焊可以采用短路过渡、射流过渡和脉冲射流过渡焊可以采用短路过渡、射流过渡和脉冲射流过渡等形式，可用于平焊、立焊、横焊和仰焊以及全位置焊，适等形式，可用于平焊
21、、立焊、横焊和仰焊以及全位置焊，适于焊接碳钢、合金钢和不锈钢等钢铁材料。于焊接碳钢、合金钢和不锈钢等钢铁材料。2.常用活性混合气体及其适用范围常用活性混合气体及其适用范围 相关知识26BG1药芯焊丝气体保护焊药芯焊丝气体保护焊（1）特点）特点采用气渣联合保护，电弧稳定，飞溅少且颗粒细，容采用气渣联合保护，电弧稳定，飞溅少且颗粒细，容易清理；熔池表面覆有熔渣，焊缝成形美观。易清理；熔池表面覆有熔渣，焊缝成形美观。焊丝熔敷速度快，熔敷效率为焊丝熔敷速度快，熔敷效率为8590，生产率，生产率为焊条电弧焊的为焊条电弧焊的35倍。倍。焊接各种钢材的适应性强，通过调整焊剂的成分与比焊接各种钢材的适应性强，
22、通过调整焊剂的成分与比例，可提供所要求的焊缝金属化学成分。例，可提供所要求的焊缝金属化学成分。焊丝制造过程复杂。焊丝制造过程复杂。送丝较困难，需要特殊的送丝机构。送丝较困难，需要特殊的送丝机构。焊丝外表容易锈蚀，其内部粉剂易吸潮。焊丝外表容易锈蚀，其内部粉剂易吸潮。拓展与延伸拓展与延伸27BG2.脉冲熔化极惰性气体保护焊脉冲熔化极惰性气体保护焊 （1）脉冲熔化极惰性气体保护焊的特点）脉冲熔化极惰性气体保护焊的特点 具有较宽的焊接参数调节范围具有较宽的焊接参数调节范围 可以精确控制电弧的能量可以精确控制电弧的能量 适于焊接薄板和全位置焊适于焊接薄板和全位置焊 脉冲熔化极惰性气体保护焊电流波脉冲熔
23、化极惰性气体保护焊电流波形及熔滴过渡示意图形及熔滴过渡示意图Ip脉冲电流；脉冲电流；Ib基值电流；基值电流；tp脉冲电流持续时间；脉冲电流持续时间；tb基值电流时间；基值电流时间；Ia平均电流；平均电流；Ic射流过渡临界电流射流过渡临界电流28BG3.窄间隙熔化极活性气体保护焊窄间隙熔化极活性气体保护焊（1）特点）特点不开坡口，减少了填充金属量，焊不开坡口，减少了填充金属量，焊后又不清渣，故可节省时间和材料，提高后又不清渣，故可节省时间和材料，提高焊接生产率。焊接生产率。焊缝热输入较低，热影响区小，焊焊缝热输入较低，热影响区小，焊接应力和工件变形都小，裂纹倾向小，焊接应力和工件变形都小，裂纹倾向小，焊缝力学性能高。缝力学性能高。可以应用于平焊、立焊、横焊及全可以应用于平焊、立焊、横焊及全位置焊接。位置焊接。熔池和电弧观察比较困难，要求焊熔池和电弧观察比较困难，要求焊枪的位置能方便地进行调整。枪的位置能方便地进行调整。（a）细丝窄间隙焊）细丝窄间隙焊 （b）粗丝窄间隙焊）粗丝窄间隙焊 29BG
