第八章 CO2气体保护电弧焊(2)

熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8.5CO2气体保护电弧焊用焊接材料8.5.1CO2气体CO2是略有气味的无色气体，易溶于水（其水溶液稍有酸味），密度为空气的1.5倍，沸点为-78℃。在不加压力下冷却时气体将直接变成固体（称为干冰），提高温度，固态CO2又直接变成气体。CO2气体中主要的有害杂质是水分和氮气。熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8.5.2焊丝CO2焊对焊丝化学成分的要求（1）焊丝必须含有足够数量的Mn、Si等脱氧元素，以减少焊缝金属中的含氧量和防止产生气孔．（2）焊丝的含碳量要低，通常要求含C＜0.11％，这样可减少气孔与飞溅。（3）应保证焊缝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering表8-6CO2气体保护电弧焊常用焊丝的牌号、化学成分及用途焊丝牌号合金元素%用途CSiMnCrMoTiAlNiVSPH10MnSi≤0.140.60~0.900.80~1.10≤0.20———≤0.30—≤0.030≤0.040焊接低碳钢和低合金钢H08MnSi≤0.100.70~1.01.0~1.3≤0.20———≤0.30—≤0.030≤0.010H08MnSiA≤0.100.60~0.851.4~1.7≤0.20———≤0.25—≤0.030≤0.035H08Mn2SiA≤0.110.65~0.951.80~2.10≤0.20———≤0.30—≤0.030≤0.030H04MnSiAlTiA≤0.040.40~0.801.40~1.80——0.35~0.650.20~0.40——≤0.025≤0.025焊接高强度合金钢H08Mn2MoA0.06~0.11≤0.251.60~1.90≤0.200.50~0.70————≤0.030≤0.030H08Mn2MoVA0.06~0.11≤0.251.60~1.90≤0.200.50~0.70≤0.15——0.06~0.12≤0.030≤0.030H10MnSiMo≤0.140.70~1.100.90~1.20≤0.200.15~0.25——≤0.30—≤0.030≤0.040H10MnSiMoTiA0.18~0.120.40~0.701.00~1.30≤0.200.20~0.400.05~0.15—≤0.30—≤0.030≤0.030H10Mn2MoVA0.08~0.13≤0.401.70~2.00≤0.200.60~0.80≤0.15—≤0.300.06~0.12≤0.030≤0.030熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering表8-7焊丝表面清洁程度对焊缝金属含氢量的影响焊丝代号焊丝直径（mm）焊缝金属中的平均含氢量（ml/100g）未进行加热的焊丝电阻加热过的焊丝11.62.7~7.31.011.23.50.510.86.31.021.64.00.931.61.21.141.61.11.051.61.60.961.62.01.1熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8.6飞溅问题与控制措施CO2气体保护焊时，容易产生飞溅，这是由CO2气体的性质所决定的。产生的途径：1．由冶金反应引起的飞溅2．由斑点压力引起的飞溅3．熔滴短路时引起的飞溅4．非轴向熔滴过渡造成的飞溅5．焊接参数选择不当引起的飞溅熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8.7CO2气体保护电弧焊工艺CO2焊是一种经济、实用的焊接方法。为了获得高的生产率和优质的接头，除应选择合适的设备外，还必须采用正确的焊接工艺，也就是说，必须做好焊前准备，正确地选择焊接参数和采用正确的操作技术。熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8.7.1焊前准备坡口设计坡口加工清理焊件装配熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering图8-21水平角焊缝的熔深a)焊条电弧焊b)CO2焊熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering表8-8不同板厚焊脚尺寸板厚(mm)焊接方法焊角(mm)6CO2焊5焊条电弧焊69CO2焊6焊条电弧焊712CO2焊7.5焊条电弧焊8.516CO2焊10焊条电弧焊11熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8.7.2焊接参数选择CO2焊的焊接参数较多，主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、电流极性、焊接回路电感值和气体流量等。熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering1．焊丝直径的选择图8-22焊丝直径φ对熔深H的影响1-焊接电流300A、电弧电压30V、焊接速度30m/h2-焊接电流400A、电弧电压35V、焊接速度30m/h熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering表8-9焊丝直径的选择焊丝直径(mm)熔滴过渡形式板厚(mm)焊接位置0.8短路1.5~2.3全位置细颗粒2.5~4水平1.0~1.2短路2~8全位置细颗粒2~12水平1.6短路3~12立、横、仰≥1.3细颗粒﹥6水平熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering2．焊接电流的选择表8-10焊接电流的选择焊丝直径(mm)焊接电流(A)细颗粒过渡（电弧电压30~45V）短路过渡（电弧电压16~22V）0.8150~25060~1601.2200~300100~1751.6350~500120~1802.4600~750150~200熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering3．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。电弧电压对焊接过程和对金属与气体间的冶金反应的影响比焊接电流大，且随着焊丝直径的减小，电弧电压影响的程度增大。熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering表8-11常用焊接电流及电弧电压的适用范围焊丝直径（mm）短路过渡滴状过渡焊接电流（A）电弧电压（V）焊接电流（A）电弧电压（V）0.640~7017~190.860~10018~191.080~12018~211.2100~15019~23160~40025~351.6140~20020~24200~50026~402.0200~60027~402.5300~70028~423.0500~80032~44熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering4．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，熔敷金属在电弧下堆积，电弧热和电弧力受阻碍，焊道不均匀，且焊缝组织粗大。实际生产中，焊速一般不超过0.5m/min。熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering5．焊丝伸出长度的选择表8-12焊丝伸出长度的选择焊丝直径（mm）H08Mn2SiH06Cr09Ni9Ti0.86~125~91.07~136~111.28~157~12熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering6．电流极性的选择表8-13电流极性的应用范围及特点电流极性应用范围特点直流反接短路过渡及颗粒过渡的普通焊接，一般材料的焊接飞溅小，电弧稳定，焊缝成形好，熔深大，焊缝金属含氢量低直流正接高速焊接、堆焊、铸铁补焊焊丝熔化速率高，熔深浅，熔宽及余高较大熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering7．焊接回路电感值的选择焊接回路电感主要用于调节电流的动特性，以获得合适的短路电流增长速度di/dt，从而减少飞溅；并调节短路频率和燃烧时间，以控制电弧热量和熔透深度。焊丝直径（mm）焊接电流（A）电流电压（V）电感（mH）短路电流增长速度（KA/s）0.8100180.01~0.0850~1501.2130190.02~0.5040~1301.6160200.30~0.7020~75表8-14焊接回路电感值的选择熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8．气体流量的选择CO2气体流量的大小主要是根据对焊接区域的保护效果来决定。表8-15CO2气体流量选择焊接方法细丝CO2焊粗丝CO2焊粗丝大电流CO2焊CO2流量（L/min）5~1515~2535~50熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8.7.3鳍片管的CO2气体保护半自动焊工艺实例图8-23鳍片管接头形式熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering图8-24鳍片管焊接夹具熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering表8-20鳍片管CO2焊焊接参数焊丝直径(mm)焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(m/h)气体压力(MPa)φ1.0220~2303023~250.15φ1.2290~30030330.2熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering8.8CO2气体保护电弧焊其它方法8.8.1药性焊丝CO2气体保护电弧焊药芯焊丝CO2焊是一种采用CO2气体和焊剂联合保护的焊接方法。焊接时，在利用CO2气体保护的同时，焊丝的药芯（焊剂）受热熔化，在焊缝表面上形成一层薄薄的熔渣，也起到保护作用熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering图8-25药芯焊丝CO2气体保护电弧焊示意图1-导电嘴2-药芯焊丝3-气体喷嘴4-CO2气体5-电弧6-熔池7-熔渣8-焊缝金属熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering工艺特点：（1）熔敷效率高（2）保护效果好（3）调整合金成分方便（4）可以选用直流电或交流电焊接，焊接电源采用平特性或陡降特性均可。熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronicsEngineering药芯焊丝结构图8-26药芯焊丝的截面形状熔焊工艺及设备第八章CO2气体保护电弧焊南昌大学机电工程学院SchoolofMechatronic