CO2气体保护焊

模块二CO2气体保护焊任务1认识CO2气体保护焊及其电源任务2平敷焊任务3T形接头平角焊任务4V形坡口板对接平焊任务5V形坡口板对接立焊任务6V形坡口板对接横焊任务7水平固定管焊任务8垂直固定管焊任务9V形坡口板对接仰焊模块二CO2气体保护焊1.了解CO2气体保护焊的基本原理及分类。2.熟悉CO2气体保护焊的焊接设备及工具。任务1认识CO2气体保护焊及其电源模块二CO2气体保护焊参观焊接生产车间，观察CO2气体保护焊生产过程。模块二CO2气体保护焊一、气体保护焊概述1.气体保护焊的原理气体保护焊直接依靠从喷嘴中连续送出的气流，在电弧周围形成局部的气体保护层，使电极端部、熔滴和熔池金属处于保护气罩内，使其与空气隔绝，从而保证焊接过程稳定，并获得质量优良的焊缝。模块二CO2气体保护焊2.保护气体的种类和选择保护气体有惰性气体、还原性气体、氧化性气体和混合气体数种。惰性气体——有氩气和氦气，其中以氩气使用最为普遍。氦气常与氩气混合使用，单独使用较少。还原性气体——有氮气和氢气。氮气可专用于铜及铜合金的焊接。氢气主要用于氢原子焊。另外，氮气、氢气也常和其他气体混合使用。氧化性气体——有二氧化碳。目前，二氧化碳气体主要应用于碳素钢及低合金钢的焊接。混合气体——是在一种保护气体中加入一定比例的另外一种气体，可以提高电弧稳定性和改善焊接效果。现在采用混合气体保护的方法也很普遍。模块二CO2气体保护焊被焊材料保护气体混合比(％)化学性质焊接方式铝及铝合金Ar—惰性熔化极和钨极Ar+HeHe：10铜及铜合金Ar—惰性熔化极和钨极Ar+N2N2：20还原性熔化极N2—不锈钢Ar—惰性钨极Ar+O2O2：1～2氧化性熔化极Ar+O2+CO2O2：2；CO2：5常用保护气体的选择模块二CO2气体保护焊被焊材料保护气体混合比(％)化学性质焊接方式碳钢及低合金钢CO2—氧化性熔化极Ar+CO2CO2：10～15CO2+O2O2：10～15钛及钛合金Ar—惰性熔化极和钨极Ar+HeHe：25镍基合金Ar—惰性熔化极和钨极Ar+HeHe：15Ar+N2N2：6还原性钨极常用保护气体的选择模块二CO2气体保护焊3.气体保护焊的分类（1）根据所用的电极材料分类非熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊1-电弧2-喷嘴3-钨丝4-焊丝模块二CO2气体保护焊（2）根据焊接保护气体的种类分类CO2气体保护焊、氩弧焊、氦弧焊及混合气体保护焊。（3）根据操作方式分类手工气体保护焊、半自动气体保护焊和自动气体保护焊。模块二CO2气体保护焊二、CO2气体保护焊的基本原理及分类1.CO2气体保护焊的基本原理焊接电源的两输出端分别接在焊炬10和焊件2上。焊丝盘由送丝机构8带动，盘状焊丝经送丝软管9与导电嘴11不断向电弧区域送给焊丝。同时，CO2气体以一定压力和流量送入焊炬，通过喷嘴4后，形成一股保护气流，使熔池和电弧与空气隔绝。CO2气体保护焊焊接过程模块二CO2气体保护焊2.CO2气体保护焊的分类按所用焊丝直径分为：细丝（0.5～1.2mm）和粗丝（1.6～5.0mm）。按操作方式分为：CO2半自动焊和CO2自动焊。模块二CO2气体保护焊三、CO2气体保护焊设备CO2气体保护焊设备包括半自动焊设备和自动焊设备，目前，常用的是半自动CO2焊设备，其主要由焊接电源1（焊机）、送丝机构2及焊炬3、CO2供气系统4、减压调节阀5等部分组成。半自动CO2焊设备1-焊机2-送丝机构3-焊炬4-气瓶5-减压调节器模块二CO2气体保护焊气体保护焊机型号的含义第1位字母第2位字母第3位字母数字字母含义字母含义字母含义额定焊接电流/AN熔化极气体保护焊B半自动焊CCO2保护焊Z自动焊C螺柱焊省略氩气或混合气保护焊D点焊U堆焊M氩气或混合气保护脉冲焊G切割模块二CO2气体保护焊CO2气体保护焊机a)NBC-200焊机b)NBC-300焊机a)b)1.焊接电源（焊机）模块二CO2气体保护焊2.送丝机构及焊炬（1）送丝机构由送丝机构、送丝软管、焊丝盘三部分组成。模块二CO2气体保护焊CO2半自动焊送丝方式a）推丝式b）拉丝式c）推拉式1-焊丝盘2-焊丝3-焊炬4-焊件5-送丝滚轮6-减速器7-电动机模块二CO2气体保护焊（2）焊炬按送丝方式可分为推丝式、拉丝式和推拉式三种。拉丝式推丝式推拉式模块二CO2气体保护焊3.焊炬中的易损件（1）喷嘴（保护嘴）（2）导电嘴（3）导丝管喷嘴导电嘴模块二CO2气体保护焊4.CO2供气系统CO2焊的供气系统由气瓶1、预热器2、干燥器3、减压器4、流量计5和电磁气阀6组成由送丝机构、送丝软管、焊丝盘三部分组成。供气系统示意图1-CO2气瓶2-预热器3-干燥器4-减压器5-流量计6-电磁气阀模块二CO2气体保护焊供气系统系统的各部件名称及功能模块二CO2气体保护焊CO2减压流量调节器模块二CO2气体保护焊5.控制系统控制系统的作用是对供气、送丝和供电等系统实现控制。自动焊时，还可控制焊接小车或焊件运转等。CO2半自动焊控制过程方框图模块二CO2气体保护焊1．熟悉CO2气体保护半自动焊机的使用方法。2．掌握CO2平敷焊的操作技术。任务2平敷焊模块二CO2气体保护焊完成图示的平敷焊训练。模块二CO2气体保护焊一、CO2气体保护焊的特点由于CO2气体保护焊采用的是具有氧化性的CO2活性气体做保护气体，因此CO2气体保护焊在冶金反应方面与一般气体保护电弧焊有所不同。模块二CO2气体保护焊保护气罩1-焊件2-被排开的的空气3-形成气罩的气流4-焊丝5-焊炬喷嘴CO2气体保护焊时，CO2气体从焊炬的喷嘴喷出，在焊接区域形成一个严实的保护气罩。模块二CO2气体保护焊2Fe+O2===2FeOSi+O2===SiO22Mn+O2===2MnO2C+O2===CO2氧化反应即发生于熔滴过渡过程中，也发生在熔池内，铁、锰、硅氧化生成FeO、MnO、SiO2成为熔渣浮出，使合金元素大量氧化烧损，焊缝金属力学性能降低。在常温下，CO2气体的化学性能呈中性。在电弧的高温下，CO2气体被分解成一氧化碳和氧。原子状态的氧呈很强的氧化性，与熔池和熔滴的金属发生氧化反应如下：模块二CO2气体保护焊1.焊丝直径焊丝直径通常根据焊接厚度、施焊位置等选择，具体见表。二、CO2气体保护焊的焊接参数焊丝直径/mm熔滴过渡形式焊件厚度/mm焊缝位置0.5～0.8短路过渡1.0～2.5全位置颗粒过渡2.5～4．0水平位置1.0～1.2短路过渡2.0～8.0全位置颗粒过渡2.0～12水平位置1.6短路过渡3.0～12水平、立、横、仰≥1.6颗粒过渡6水平模块二CO2气体保护焊2.焊接电流焊接电流应根据焊件厚度、焊丝直径、施焊位置及熔滴过渡形式等确定。焊丝直接与焊接电流的关系见表。焊丝直径/mm焊接电流/A颗粒过渡（30～45V）短路过渡（16～22V）0.8150～25060～1601.2200～300100～1751.6350～500100～1802.4500～700150～200模块二CO2气体保护焊焊接电流对焊缝成形的影响焊接电流对焊缝成形的影响如图所示。模块二CO2气体保护焊3.电弧电压为保证焊接过程的稳定性和良好的焊缝成形，电弧电压必须与焊接电流配合适当。短路时电弧电压与焊接电流的关系如图所示。模块二CO2气体保护焊4.焊接速度在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下，焊接速度增加，容易产生咬边未熔合等焊接缺陷，而且使气体保护效果变差，还会出现气孔；但焊接速度过慢，生产效率降低，焊接变形增大。一般CO2半自动焊的焊接速度为30～60cm/min。模块二CO2气体保护焊5.焊丝伸出长度焊丝伸出长度（也称干伸长）是指从导电嘴到焊丝端部的距离，一般约等于焊丝直径的10倍，且不超过15mm。焊丝伸出长度对焊缝成形的影响模块二CO2气体保护焊6.气体流量气体流量过小则电弧不稳，焊缝表面易被氧化成深褐色，并有密集气孔；气体流量过大，会产生涡流，焊缝表面呈浅褐色，也会出现气孔。CO2气体流量与焊接电流、焊丝伸出长度、焊接速度等均有关系。通常细丝焊接时，气体流量为5～15L/min；粗丝焊接时，均为20～30L/min。模块二CO2气体保护焊7.电源极性与回路电感为了减小飞溅，保持焊接电弧的稳定，一般应选用直流反接。不同焊丝直径对应电感值见表。焊丝直径/mm焊接电流/mm电弧电压/mm电感值/mH0.8100180.01～0.081.2130190.10～0.161.6150200.30～0.70模块二CO2气体保护焊8.焊炬倾斜角当焊炬倾斜角小于10°时，不论是前倾还是后倾，对焊接过程及焊缝成形都没有影响。焊炬倾斜角对焊缝成形的影响模块二CO2气体保护焊9.装配间隙和坡口尺寸一般对于12mm以下的焊件不开坡口也可焊透，对于必须开坡口的焊件，一般坡口角度可由焊条电弧焊的60°左右减为30°～40°，钝边可相应增大2～3mm，根部间隙可相应减少1～2mm。模块二CO2气体保护焊CO2气体保护焊焊接过程中，电弧燃烧的稳定性和焊缝成形的好坏取决于熔滴过渡形式。熔滴过渡形式有短路过渡、滴状过渡和潜弧射滴过渡三种。1.短路过渡在采用细焊丝小电流，特别是较低电弧电压的情况下，可获得短路过渡。在生产中多用于薄板及全位置焊缝的焊接。二、CO2气体保护焊的熔滴过渡模块二CO2气体保护焊2.滴状过渡在较粗焊丝（＞φ1.6mm）、较大焊接电流和较高电弧电压焊接时，会出现颗粒状熔滴的滴状过渡。在实际生产中不宜采用。非轴线方向的颗粒过渡模块二CO2气体保护焊3.潜弧射滴过渡潜弧射滴过渡是介于上述两种过渡形式之间的过渡形式，此时的焊接电流和电弧电压比短路过渡大，比细颗粒滴状过渡小。在生产中有时应用于厚板的水平位置焊接。潜弧射滴过渡示意图模块二CO2气体保护焊1.焊机NBC—300型CO2气体保护半自动焊机。2.焊件300mm×120mm×10mm的Q235钢板。在钢板长度方向每隔30mm用粉笔话划一条线，作为焊接时的运丝轨迹线。3.焊丝H08Mn2SiA(ER50—3)，直径为1.0mm。4.CO2气瓶——纯度≥99.5%。一、焊前准备模块二CO2气体保护焊以NBC—300型CO2气体保护半自动焊机为例，如图所示。二、焊机外部接线模块二CO2气体保护焊三、焊接参数焊道层次焊丝直径/mm焊接电流/A电弧电压/V焊丝伸出长度/mm气体流量/L/min电源极性表面焊缝1.0120～13017～1810～158～10反极性模块二CO2气体保护焊1.焊接开机1．焊接之前焊丝、焊件表面清理不干净；CO2气体纯度不符合要求，焊丝内含锰、硅元素不足，焊炬摆动过大扰乱了气体保护效果等原因均会产生气孔。因此，要做好焊前清理工作，CO2气体做提纯处理，选择合适的焊丝，缩短焊丝伸出长度，平稳、小幅度摆动操作。2．焊丝伸出长度太长，导电嘴磨损，电弧摆动，焊接速度过快或过慢，操作不熟练，焊丝运行不稳等，均会促使焊缝成形受到影响。四、焊接操作过程模块二CO2气体保护焊2.直线平覆焊CO2气体保护焊与焊条电弧焊引弧方法稍有不同，不采用划擦引弧法，主要采用直击引弧法，且引弧时不必抬起焊炬。引弧前剪去超长焊丝准备引弧模块二CO2气体保护焊引弧过程模块二CO2气体保护焊焊缝连接时接头好坏会直接影响焊缝质量，其接头方法如图所示。宽焊缝接头方法窄焊缝接头方法模块二CO2气体保护焊起始端运丝法对焊缝成形的影响a）长弧预热起焊的直线焊接b）长弧预热起焊的摆动焊接c）短弧起焊的直线焊接模块二CO2气体保护焊3.摆动平覆焊摆动平敷焊仍然用左向焊法。横向运丝角度和起始焊的运丝要领与直线焊接相同。摆动方法摆动形式适用范围直线形运丝法焊接薄板或中厚板打底层焊道小锯齿形摆动法焊接较小坡口或中厚板打底层焊道锯齿形摆动法焊接厚板多层堆焊斜圆圈形摆动法横角焊缝的焊接双圆圈形摆动法较大坡口的焊接直线往复运丝法薄板根部有间隙的焊接反月牙形摆动法焊接间隙较大的焊件或从上向下立焊模块二CO2气体保护焊4.结束焊接1）松开焊炬扳机，焊机停止送丝，电弧熄灭，滞后2～3s断气，操作结束。2）关闭气源、预热器开关和控制电