CO2气体保护焊焊接工艺

焊接工艺--------CO2气保焊焊接工艺CO2焊工艺过程比较复杂，影响因素较多，在焊接过程中存在着金属飞溅、焊缝成形以及劳动保护等问题，选择好焊接规范参数是保证焊接质量及提高生产率的重要因素。1、焊接规范参数的选择参数有：电弧电压、焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性。1．1、焊接电流根据焊件的厚度、坡口形式、焊丝直径来确定焊接电流。焊接电流的大小、直接关系到焊接过程的稳定性、焊缝成形、焊接质量、焊接生产率。一般情况下，焊丝直径一定时，焊接电流的增加，使焊缝的熔深、熔宽、余高都有所增加，而熔深增加最为明显。当焊接电流太大时，易产生飞溅、焊穿及气孔等缺陷，反之，焊接电流过小时，电弧不能连续燃烧，易产生未焊透或成形不良等。1．2、电弧电压电弧电压它对于电弧的稳定性、焊缝成形、飞溅大小、短路过渡频率及焊缝性能都有很大的影响。电弧电压过低，弧长过短，会引起焊丝插入熔池的现象，使飞溅增大，易引起焊接过程不稳定；电弧电压过高，弧长变大，短路频率很快下降，使熔滴粗大，金属飞溅增加，焊缝氧化性加剧。对使用平特性电源的CO2焊，当所用的焊丝直径为0．8~1．2mm，在短路过渡时，电弧电压可按下述经验公式推算：U=16+0．04I（U=电弧电压；I=焊接电流）1．3、焊接速度焊接速度不仅影响到焊缝的单位线能量，焊缝形状尺寸，而且还关系到接头机械性能、裂纹和气孔等缺陷的产生。特别在焊接高强度钢和合金钢时，为了防止裂纹，保证焊缝的塑性和韧性，更需要选择合适的焊接速度。随着焊接速度的增加，余高、熔宽和熔深相应地减小，焊接速度减小，则余高、熔宽、熔深相应增加。但焊接速度过慢，对薄板易焊穿；对较厚板熔深不但不会增加反而减小，因熔宽过大，熔池变大，电弧产生在熔池上面，电弧热难以到达焊缝根部和两边缘，容易产生熔合不良、满溢等缺陷；焊接速度过快，使焊接区的保护层受到破坏，同时焊缝的冷却速度加快，降低了焊缝的塑性，并使焊缝成形变坏。总之，焊接电流、电弧电压和焊接速度三者要匹配恰当，才能获得良好的焊缝质量和外形。1．4、焊丝伸出长度焊丝伸出长度是指焊丝从导电嘴伸出到焊件除去弧长后的那段距离。一般焊丝中伸出长度是焊丝直径的10倍（5~15毫米范围内）。伸出长度过长，则焊丝电阻热增加，焊接电流变小，降低了熔池热量，容易引起未焊透，同时会使焊丝过热而熔断，造成焊接过程不稳定，飞溅严重，焊缝成形不良以及降低气体的保护效果等；伸出长度过短，则缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，飞溅粘住和堵住喷嘴，影响气体的流通，易出气孔，还会影响焊工对熔池的观察。1．5、气体流量CO2气体流量主要影响保护性能。当焊接电流较大，焊接速度较快，焊丝伸出长度较长以及在室外焊接时，气体流量必须随之加大。一般在10~20升/分之间。流量过小时，气体挺度不够，对熔池的保护作用减弱，而容易产生气孔等缺陷。流量过大时，对熔池的吹力增大，冷却作用加强，但是反而使保护气体紊乱，空气卷入，降低了保护效果。另外，CO2气体过多时，在电弧作用下，分解出来的氧浓度增加，从而加大了熔池的氧化性，降低了焊缝的机械性能，并使焊缝表面失去光泽。1．6、电源极性CO2焊接普遍采用直流反极性，这是因为焊件接负极时的电弧稳定性比接正极时高，而且飞溅也较小（熔滴受到的极点压力小），同时在CO2气体保护下的电弧气氛中，有利于形成较多的阴离子，因此，阴极温度较高，使焊件熔透深度大。正极性时，焊丝接负极，这时焊丝的熔华速度要比接反极性时快1．5~1．6倍，而熔深浅，有利于焊件需进行修补或堆焊工作，并能提高生产率。1．7、导电嘴孔径焊丝通过与导电嘴的摩擦接触传送焊接电流。由于二者不断地摩擦，使导电嘴的孔径磨损扩大。一般导电嘴的孔径比焊丝直径大0．1~0．25毫米。当导电嘴孔径过大时，引起焊丝与导电嘴之间的接触不良，并使焊丝的导向失控，而影响焊接过程的稳定性，造成焊缝成形不良。但当导电嘴孔径过小时，会增大焊丝给送的阻力，造成送丝不均甚至导致焊丝在送丝滚轮与软管进口之间产生卷曲或打结的弊病。2、操作。2．1、焊前准备工作检查焊机的外部接线是否正确和牢固，并检查导电嘴孔和送丝滚轮的规格是否和所用焊丝直径一致。检查送气系统是否正常。清除焊丝和焊件表面及坡口内侧的铁锈、水、污杂物等。按照施工工艺要求调整好规范参数。2．2、平焊根据焊枪的运动方向分右向焊法（图--1）和左向焊法（图--2）。对不开坡口的平对接，用小电流焊接时多采用左向焊法，它的特点：焊接时视线清楚，可以清楚地看到焊缝的间隙，不易焊偏；焊缝的成形系数较大，外形平整美观；但观察熔池比较困难，气体对熔池的保护较差。对开坡口的平对接，用较大电流焊接时多采用右向焊法，它的特点是：熔池可见度及气体保护性好；焊缝余高较高，熔深较深，焊缝成形系数小，焊缝狭而高；焊接时看不清焊道，易焊偏。图---1右向焊法图----2左向焊法2．2．1、平角焊若焊脚尺寸较小的薄板焊接宜采用单道焊，由于焊接速度较快，为了便于掌握和看清焊缝，宜采用左向焊法，焊枪角度向右倾斜70~80°（图—3），焊丝端头对准焊缝的中心部位。图—3图--4若焊接中、厚板，焊脚≤5毫米时，焊枪与垂直板的夹角为40~50°，焊丝端头仍应对准焊缝中心部位。当焊脚＞5毫米时，焊枪与垂直板的夹角应为35~45°，焊丝端头应偏移夹角中心1~2毫米（图—4），并略作横向摆动。单道平角焊的焊脚尺寸最好不要超过8毫米，若太大时，易在垂直板上产生咬口，而在水平板上出现焊瘤，因此，焊脚大于8毫米时，必须采用多道焊，在焊接每道焊缝时，焊枪与垂直板的角度和焊丝端头位置分别见图--5所示的两层三道焊缝的焊枪位置，焊接规范现表--1。图---5多道焊焊枪位置示意图2．2．2、平对接薄板平对接时，宜采用左向焊法，焊枪以直线运走或略作横向摆动，摆动幅度不能太大（2~4毫米），以免产生气孔。中、厚板平对接时，一般开45~50°的V型坡口、留5~8毫米的间隙，采用陶瓷衬垫，单面焊接双面成形。焊枪运走方法以横向摆动（锯齿法）摆动幅度视焊缝宽度而定，摆动速度中间快，两边稍作停留。见图--6所示。图--6表--1角焊焊接规范位置焊脚长(毫米)断面形状焊丝直径(毫米)焊接电流(安)焊接电压(伏)气体流量(升/分)41.2160~18020~2410~1551.2180~22020~2515~2061.2220~24022~2615~2071.2250~29026~3220~2581.2250~29026~3220~2591.2250~29026~3220~25101.2250~29026~3220~25121.2250~29026~3220~2541.2120~15015~2215~2551.2120~15015~2215~2561.2130~17015~2215~2571.2130~17015~2215~2581.2140~19018~2515~2591.2140~19018~2515~25101.2140~19018~2515~25121.2140~19018~2515~2541.2180~23014~2215~2551.2180~23014~2215~2561.2180~23014~2215~2571.2170~22014~2215~2581.2170~22014~2215~2591.2170~22014~2215~25101.2170~22014~2215~25121.2170~22014~2215~25平角焊
立角焊(向上焊)立角焊(向下焊)焊接规范见表--2陶瓷衬垫CO2单面焊打底焊的焊接规范焊丝直径(毫米)焊接电流(安)电弧电压(伏)焊接速度(厘米/分)气体流量(升/分)平焊1.2180~20022~2410~1515立焊1.2120~14022~244~615横焊1.2180~20022~2410~1515为使背面焊缝成形的余高和宽度都能满足要求，焊接速度不能太慢，否则电弧作用在液体金属上面，对坡口边缘的热作用减弱，熔化程度也减小，造成背面焊缝成形的余高和宽度都太小。在板厚一定的情况下，间隙越小要求的焊接速度越快。但如果焊接速度过快，焊丝易触到衬垫造成熄弧现象。因此，在实际生产过程中，当遇到坡口间隙大小不一时，要随时调整焊接速度，间隙较大时适当减慢速度，而间隙较小时适当加快，使电弧斑点始终保持在熔池的前半部分，尽可能使背面焊缝成形宽度和余高保持均匀。第一层打底时宜采用左向焊法，这种既能看清坡口间隙，以保证背面焊缝的外形整齐；又能利用电弧对焊件的预热作用，使背面焊缝宽度增大。运丝手法有直线往复运动和横向摆动两种。按坡口间隙大小而定，间隙较小时用直线往复运丝；间隙较大时用横向摆动运丝。但摆动的幅度不能过大。而且在两边缘处要给以适当的停顿，以确保背面焊缝的成形。第一层打底焊时的焊接规范见表--2。常见的缺陷主要是气孔和夹渣。气孔主要产生在打底焊层上，原因有：1、坡口内的锈、水分、油漆未清理干净等。2、衬垫受潮。3、焊接过程中气体保护不良。防止气孔的主要措施有：1、坡口内及两侧边缘用砂轮打磨，潮湿时可用火焰洪干。2、衬垫妥善保管，以防受潮。3、注意焊接过程中的气体流量，气体压力下降时（低于0．1MPa）及时调换气瓶。4、焊接时做好防风措施。夹渣主要产生在中间层，原因主要有：打底层焊道电弧电压过高，使焊缝中间凸起，使后续焊缝易产生夹渣。防止方法有：1、采用适当焊接规范，使焊缝表面平整。2、按坡口的宽度布置合适的焊道，较宽时用多道焊，使横向摆动幅度不致于过大。3、横向摆动操作时，在两边缘位置作适当的停留，以增加边缘的热量。2．3、立焊2．3．1、立焊时按焊枪运动方向分立向上行焊法和立向下行焊法。目前我司多采用立向向上行焊法。使用立向上行焊法，由于铁水的重力作用，所以熔深大，但焊缝高而窄，成形不良，同时效率低，一般用于较厚焊件的焊接。立向上行对接焊，焊枪与焊件的夹角见图--7，焊枪运动方法见图--8，其中a、b用于第一层打底焊，c、d用于二层以后的多层焊。横向摆动时两端亦稍作停留，中央部位应加快摆动。多层焊时，焊枪的角度见图--9所示。图--7图--8图--9立向上行角焊，其操作方法与手工焊相似。根据焊脚尺寸大小，焊枪可作左右摆动（见图--10），焊枪与焊件的夹角见图--11所示。图---10图--112．4、焊缝的连接和收弧焊缝连接时，为避免脱节或凸起现象，要在弧坑前方10~20毫米处引弧，见图--12所示中①点，电弧引燃后快速移向弧坑中心点②，再向③的方向开始焊接。窄焊焊缝的连接按图--12a的运动方法进行；宽焊缝连接要按图--12b的运动方向进行。图--12收弧时，速度过快易在弧坑处产生裂缝和气孔，因此，必须使大量的熔滴金属填满弧坑，并在熔池未凝固前保持良好的气体保护作用。通常采用间断送丝电弧点焊或采用焊接电流自动衰减装置。2．5、常见的缺陷、产生原因及其解决措施常见的缺陷、产生原因及解决措施见表---3表--3常见的缺陷、产生原因及解决措施缺陷种类产生的主要原因解决的措施气孔1、焊件或焊丝有油、锈和水分。2、气体保护不良（流量低、分熔堵塞、场地有风、纯度不够、喷嘴口径太小。3、电弧电压太高。1、坡口进行打磨、去油、烘干，焊丝表面清洗。2、清除喷嘴内的飞溅等堵物。增加CO2气体流量，当风速＞2米/分时采取防风措施。CO2气体倒水或加装干燥器。焊嘴品径选用适当（焊接电流＜口径（㎜）×20。3、降低电压。飞溅严重1、电流电压配合不当。2、焊丝和焊件表面清洗不良。1、选择合适的规范，电感量适中。2、注意焊丝和焊件表面的清洗。咬边1、电弧电压过高。2、焊接速度太快。3、烛枪位置不当。1、降低电弧电压。2、降低焊接速度。3、纠正焊枪位置。夹渣及未熔合1、熔深不够。2、焊接速度过快或过慢（电弧在熔池液体金属上产生）。3、运条不当。1、增加焊接电流。2、焊接速度与焊接电流配合恰当。3、边缘要有足够的停顿时间。弧坑裂缝收弧时突然熄弧收弧时不要突然熄灭，或利用弧坑处理装置。2009/9/12