第五章--第四节--CO2气体保护焊工艺参数

第五章CO2气体保护焊第四节CO2气体保护焊的主要工艺参数祝增美CO2气体保护焊工艺原则：•1、坡口的选择。CO2电弧的穿透能力较强，熔深较大，与MMA相比，坡口角度可稍小、钝边稍大。对接间隙应小些。•2、焊前清理。CO2的氧化性强，所以抗锈能力强。对油、锈的敏感程度较小，但同时也不能焊接容易氧化的有色金属。•3、飞溅问题。若工艺参数选择不当，容易引起较大飞溅。且很难用交流电源进行焊接。•4、抗风能力差，给室外作业带来一定困难。••一、焊前准备•焊前准备工作包括坡口设计、坡口加工、清理、焊件装配等。•1．坡口设计•焊缝的坡口形式及尺寸可根据GB/T985.1-2008，并结合具体工况条件确定。•一般工件厚度大于6mm对接时，为确保焊透强度，在板材的对接边缘应开切V型或X型坡口，坡口角度α为60°，钝边p为0～1mm，对接间隙不能超过2mm。•2．坡口加工方法与清理•坡口加工的方法主要有机械加工、气割和碳弧气刨等。CO2焊时对坡口精度的要求比焊条电弧焊高。•点固焊缝之前应将坡口周围20～30mm范围内的油污、铁锈、氧化皮及其他脏物除掉，否则将影响焊接质量。•二、焊接工艺参数及选择•CO2气保焊中，为获得稳定的焊接过程，正常采用短路过渡和细颗粒过渡两种过渡形式。实际生产中应用最多的是细丝（≤1.6mm）/短路过渡CO2焊。•CO2焊的焊接工艺参数较多，主要包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝干伸长度、电流极性、气体流量、焊接回路电感值及焊枪角度等。•1、焊丝直径的选择•短路过渡焊接主要采用细焊丝，焊丝直径为φ0.6～1.6mm。•直径大于1.6mm的焊丝，一般采用细颗粒过渡的焊接。电流相同时，随着焊丝直径的减小，熔深增大。母材厚度焊丝直径≤40.6~1.2＞41.0~1.6表1CO2气体保护焊焊丝直径选用参考表•2．焊接电流的选择•焊接电流是熔化焊丝和工件的主要因素，同时也是决定熔深的最主要因素。焊接电流大小主要取决于送丝速度，送丝速度增加，焊接电流也增加。•主要根据母材厚度、接头形式以及焊丝直径正确选择。••3．电弧电压的选择•电弧电压的大小决定了电弧的长短和熔滴的过渡形式，它对焊缝成形、飞溅、焊接缺陷以及焊缝的力学性能有很大的影响。电弧电压对焊缝成形的影响十分明显，通常电弧电压高时熔深变浅，熔宽明显增加，余高减小，焊缝表面平坦。相反，电弧电压低时，熔深变大，焊缝表面变得窄而高。为获得良好的工艺性能，应该选择最佳的电弧电压值，该值是一个很窄的电压区间，变动范围一般仅为1～2V左右。电弧电压和焊接电流要匹配。电弧电压与焊接电流的关系可用下式来计算：（V）。21604.0IU•短路过渡CO2焊时焊接电流与电弧电压的最佳配合焊接电流/A电弧电压/V平焊立焊和仰焊70～12018～21.518～19130～17019.5～2318～21180～21020～2418～22220～26021～25－•4．焊接速度的选择•选择焊接速度主要根据生产率和焊接质量。焊速过快，保护效果差，同时使冷却速度加大，使焊缝塑性降低，且不利于焊缝成形，易形成咬边缺陷；焊速过慢，则容易产生烧穿和焊道不均匀，且焊缝组织粗大。•因此，应根据生产实践对焊接速度进行正确的选择。通常半自动焊的速度不超过0.5m/min，自动焊的速度不超过1.5m/min。•5．焊丝伸出长度的选择•指焊接中焊丝伸出导电嘴的长度。•焊丝伸出长度说明图1—喷嘴2—导电嘴3—焊丝•随着焊丝伸出长度增加，焊丝上的电阻热增大，使焊丝熔化加快，从提高生产率上看这是有利的。但是，当焊丝伸出长度过大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，飞溅严重，焊接过程不稳定。同时，伸出长度增大后，喷嘴与工件间的距离亦增大，因此气体保护效果变差。•焊丝伸出长度太短，会妨碍观察电弧，影响焊工操作；同时因喷嘴与工件间的距离太短，飞溅金属容易堵塞喷嘴；另外，还会使导电嘴过热而夹住焊丝，甚至烧毁导电嘴。•合适的焊丝伸出长度与焊丝直径有关，大约等于焊丝直径的10倍左右，并随着焊接电流的增加而增加。总的来说，焊丝伸出长度一般都在10～20mm范围之内，很少有超过20mm的。焊丝伸出长度对焊丝熔化速度的影响•6．电流极性的选择•CO2焊主要采用直流反接法。电弧稳定，飞溅小，焊缝成形好。•7．气体流量的选择•二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大。一般二氧化碳气体流量的范围为8～25L／min。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。主要的焊接工艺参数有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、焊丝伸出长度等。（l）焊丝直径短路过渡焊接采用细焊丝，常用焊丝直径为0.8～1.6mm，随着焊丝直径的增大，飞溅颗粒相应增大。因此各种直径焊丝的最大电流要有一定的限制。2、焊接工艺参数的选择短路过渡CO2焊工艺(2)焊接电流焊接电流是重要的工艺参数，是决定焊缝熔深的主要因素。电流大小主要决定于送丝速度。短路过渡CO2焊工艺(3)电弧电压短路过渡的电弧电压一般在17—25V之间。因为短路过渡只有在较低的弧长情况下才能实现，所以电弧电压是一个非常关键的焊接参数，大于29V，不能得到短路过渡。短路过渡CO2焊工艺（4）焊接速度焊接速度对焊缝成形、接头的力学性能及气孔等缺陷的产生都有影响。速度加快-焊缝厚度、焊缝宽度、焊缝余高均减小。过快—咬边、驼峰焊缝过慢—焊道变宽、漫溢通常半自动焊时，熟练焊工的焊接速度为30～60cm／min。短路过渡CO2焊工艺•（5）保护气体流量•气体保护焊时，保护效果不好将发生气孔，甚至使焊缝成形变坏。在正常焊接情况下，保护气体流量与焊接电流有关。200A以下薄板焊接时为10～15L／min，200A以上的厚板焊接时为15～25L／min。侧向风对保护效果影响显著2m/s气孔明显增加。短路过渡CO2焊工艺短路过渡CO2焊工艺6）焊丝伸出长度一般伸出长度为焊丝直径的10倍.（7）电感值控制电流增长速度调节电弧燃烧时间，控制母材熔深。（8）电源极性直流反接-稳定、熔深大、飞溅小。（2）焊接回路电感，电感主要作用：a调节短路电流增长速度di/dt,di/dt过小发生大颗粒飞溅至焊丝大段爆断而使电弧熄灭，di/dt过大则产生大量小颗粒金属飞溅。b调节电弧燃烧时间控制母材熔深。c焊接速度。焊接速度过快会引起焊缝两侧吹边，焊接速度过慢容易发生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。1、特点细滴过渡CO2焊的特点是电弧电压比较高，焊接电流比较大。此时电弧是持续的，不发生短路熄弧的现象。焊丝的熔化金属以细滴形式进行过渡，所以电弧穿透力强，母材熔深大。适合于进行中等厚度及大厚度工件的焊接。细滴过渡CO2焊工艺（1）电弧电压与焊接电流为了实现滴状过渡，电弧电压必须选取在34～45V范围内，焊接电流则根据焊丝直径来选择。在一定焊丝直径下，选用较大的焊接电流，就要匹配较高的电弧电压。(2)焊接速度细滴过渡CO2焊的焊接速度较高。与同样直径焊丝的埋弧焊相比，焊接速度高0.5～1倍。常用的焊速为40～60m／h。(3)保护气流量应选用较大的气体流量来保证焊接区的保护效果。保护气流量通常比短路过渡的CO2焊提高l～2倍。常用的气流量范围为25～50L／min。细滴过渡CO2焊工艺坡口形状：细焊丝短路过渡的CO2焊一般开I形坡口；粗焊丝细滴过渡可以开较小的坡口。开坡口的目的：主要为了熔透，同时要考虑到焊缝成形的形状及熔合比。坡口角度过小易形成指状熔深，在焊缝中心可能产生裂纹。尤其在焊接厚板时，由于拘束应力大，这种倾向很强，必须十分注意。、CO2焊的焊接技术焊前准备坡口加工方法加工坡口的方法主要有机械加工、气割和碳弧气刨等。CO2焊时对坡口加工精度的要求比焊条电弧焊时更高。坡口加工精度对焊接质量影响很大。坡口尺寸偏差能造成未焊透和未填满等缺陷。焊前清理焊缝附近有污物时，会严重影响焊接质量。焊前应将坡口周围10-20mm范围内的油污、油漆、铁锈、氧化皮及其他污物清除干净。为了去除氧化皮、水分和油类，目前工厂常用的方法是用氧乙炔火焰烘烤。焊前准备定位焊为了保证坡口尺寸，防止变形及焊道不规整。通常CO2焊与焊条电弧焊相比要求更坚固的定位焊缝。定位焊缝易生成气孔和夹渣，认真焊接。焊接薄板时定位焊缝应该细而短，长度为3-l0mm，间距为30-50mm。焊接中厚板时定位焊缝长度为15-50mm，间距达100-150mm。若为熔透焊缝时，点固处难以实现反面成形，应从反面进行点固。3.1焊前准备(a)蹲位平焊（b）坐位平焊（c）立位平焊（d）站位立焊（e）站位仰焊正确持枪姿势焊前准备引弧：半自动CO2焊时，通常采用“短路引弧”法。引弧后焊工应迅速调整焊枪位置、焊枪角度，注意保持焊枪到焊件的距离。操作技术引弧与收弧•目前主要应用的方法如下：•1)采用带有电流衰减装置的焊机时，填充弧坑电流一般只为焊接电流的50~60％，易填满弧坑。•2)没有电流衰减装置时，在熔池未凝固之时，应在反复断弧、引弧几次，直至弧坑填满。•3)使用工艺板，把弧坑引到工艺板上，焊完之后去掉它。收弧时不能抬高喷嘴，即使弧坑已填满，电弧已熄灭，也要让焊枪在弧坑处停留几秒钟后才能移开。若收弧时抬高焊枪，则容易因保护不良引起缺陷。操作技术三、布置作业•p135页•5-5•5-6•5-7