焊接方法與設備 電子教案

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1、第四章 二氧化碳氣體保護焊 課前分析： 1.教學內容及時間分派 第一節(jié) 二氧化碳焊的原理和特點 2學時 第二節(jié) 二氧化碳焊設備 2學時 第三節(jié) 二氧化碳焊冶金特點 2學時 第四節(jié) 二氧化碳焊工藝 4學時 第五節(jié) 二氧化碳焊其她措施 2學時 2.教學目的 通過對二氧化碳氣體保護焊的學習，使學生掌握二氧化碳氣體保護的焊接措施。 3.教學重難點 重 點：掌握二氧化碳焊的有關基本知識及電流和電壓的匹配。 難

2、 點：CO2焊冶金原理。 4.教學措施 本教學環(huán)節(jié)采用理論、實踐同步進行的措施。通過面對實物講授，學生可以更直觀的學習。 5.板書布置 第一節(jié) 二氧化碳焊的原理和特點 一、原理 CO2氣體保護焊是運用從噴嘴中噴出的CO2氣體隔絕空氣，保護熔池的一種先進的熔化措施。 二、特點 CO2氣體保護焊的長處： ⑴生產(chǎn)效率高 ①CO2氣體保護焊采用的電流密度大。 CO2氣體保護焊采用密度一般為100~300A/mm2，焊絲熔化速度快，母材熔深大。 ②氣體保護焊焊接過程中產(chǎn)生的熔渣少，多層焊時，層間不必清渣。由于焊絲伸出10~20，焊接可達性好

3、，因此坡口可合適開小，減少了焊絲的用量。 ③CO2氣體保護焊采用整盤焊絲，焊接過程中不必換焊絲，提高了生產(chǎn)效率。如電焊條的生產(chǎn)效率就低。 ⑵對油銹不敏感 由于CO2在焊接過程中，CO2氣體分解，氧化性強，對工件上的油、銹不敏感，只要工件上沒有明顯的黃銹，不必清理。當焊接氣孔多時，我們有時到氣站增長CO2含量。 ⑶焊接變形小 CO2氣體保護焊電流密度高，電弧集中、CO2氣體對工件有冷卻作用，受熱面小，焊后變形小。特別合用于薄板的焊接。 ⑷采用明弧 CO2氣體保護焊電弧可見性好，容易對準焊縫、觀測并控制熔池。 ⑸操作以便

4、CO2氣體保護焊采用自動送絲，不必如焊條同樣用手工送絲，焊接平穩(wěn)。 ⑹成本低 缺陷 ⑴飛濺大 CO2氣體保護焊焊后清理麻煩，在規(guī)范合理的狀況下，產(chǎn)生的飛濺不是太多。因此焊前調節(jié)合理的焊接規(guī)范是非常重要的。合理的焊接規(guī)范的評估： ①飛濺少 ②電弧的聲音均勻、悅耳 ⑶送絲均勻、平穩(wěn) ⑷焊縫均勻、紋路清晰 ⑵弧光強 焊接時要多加防護 ⑶抗風力弱 由于氣體抗風能力不強，焊接時需采用必要的防風措施 ⑷不靈活 由于焊槍和送絲軟管較重，在小范疇內操作不靈活，特別是水冷焊槍 第二節(jié) 二氧化碳焊設備 CO

5、2氣體保護焊設備涉及：供氣系統(tǒng)、焊接電源、送絲機構、焊槍。 一、供氣系統(tǒng) 1、減壓閥 將氣瓶中的高壓CO2氣體的壓力減少。 2、流量計 用來調節(jié)和測量氣體流量 3、預熱器 避免瓶口結冰阻礙CO2氣體的流出 二、焊接電源 三、送絲機構 涉及機架、送絲電機、焊絲矯直輪、壓緊輪和送絲輪等，尚有裝卡焊絲盤、電纜及焊槍機構。 1、對送絲機構的規(guī)定： ⑴送絲速度均勻穩(wěn)定 ⑵調節(jié)以便 ⑶構造牢固、輕巧 2、送絲方式 ⑴推絲式送絲 這種送絲形式就是我們所用的焊槍形式。焊槍與送絲機構是分開的，焊絲經(jīng)一段送

6、絲軟管送到焊槍中。這種焊槍的構造簡樸，輕便，但焊絲通過軟管時受到的阻力大，因而軟管長度受到限制，一般只能在離送絲機3~5m。 ⑵拉絲式送絲 送絲機構與焊槍合為一體，無軟管，送絲阻力小，速度均勻穩(wěn)定。但復雜，重量大。 ⑶推拉式送絲 這種送絲構造是上述兩種機構的組合。如我公司使用的箱內自動焊機構。運用這種機構我公司解決了箱內焊實現(xiàn)自動焊的也許。 3、送絲輪 4、焊槍 ⑴拉絲式焊槍 這種焊槍送絲均勻穩(wěn)定，只能使用φ0.5~φ0.8焊絲的焊接。 ⑵推絲式焊槍 這種焊槍構造簡樸，操作靈活，但焊絲通過軟管時受到較大的阻力，能使用φ1.0以上的焊絲焊接。因此我們在用φ0.8焊

7、絲焊接時，焊絲容易受阻。在實際生產(chǎn)過程中，一方面使用0.8的送絲輪，并且壓輪不適宜太緊，送絲軟管常常清理。 我們常用的焊槍是鵝頸式焊槍。焊接電流小時采用自然冷卻，焊接電流較大時采用水冷式。因此我們生產(chǎn)過程中，電流大時，焊槍發(fā)熱，氣流受阻，容易產(chǎn)氣憤孔。 ⑴噴嘴 噴嘴內孔的直徑為16~22mm,不不不小于12mm，為節(jié)省保護氣體，便函于觀測熔池，噴嘴直徑不適宜太大。 噴嘴以圓柱形較好，也可做成上大下小的圓錐形。焊前噴嘴內外表面上噴一層防飛濺噴劑，或刷一層硅油，便于清除粘附在噴嘴上的飛濺并延長噴嘴的使用壽命。 ⑵焊絲嘴 就是我們常稱的導電嘴，為保證導電性良好，減小送絲阻力，導電嘴

8、直徑不適宜太小，也不適宜太大。太小時，送絲阻力大，送絲不平穩(wěn)。太大時，送絲端部擺動太大，導致焊縫不直，彎曲。一般焊絲嘴直徑比焊絲直徑大0.2mm左右。 ⑶分流器 可使氣體從噴嘴中均勻噴出，改良保護效果。分流器又稱絕緣套，能起到絕緣作用。如果不用分流器，焊接時，有飛濺進入鵝頸，使內、外導電，這樣槍套就會帶電，這時當槍套與工件相接觸時，焊絲就會自動在導電嘴處被粘住，不能正常焊接。在這種情下，只有槍套與工件不接觸時，才干正常焊接。 ⑷導管電纜 導管電纜的外面為橡膠絕緣管，內有彈簧軟管（也有是硬塑作為軟管）、紫銅導電電纜、保護氣管和控制線，常用的標長度是3m ，也可用6m 長的導管電纜。

9、 ⑸送絲軟管 焊絲導向的作用。 第三節(jié) 二氧化碳焊冶金特點 焊接材料重要涉及焊接氣體和焊絲。 一、焊接氣體 1、焊接用保護氣體CO2純度不小于99.5%，H2O不不小于0.005%。 2、瓶裝CO2氣體鋼瓶主體噴成銀白色，用黑色標明“二氧化碳”字樣。 3、我公司重要使用的是Ar（70~80%）+CO2（30~20%）混合氣 4、保護氣流量15~25L/min為合適。如果氣流量太小，將產(chǎn)氣憤孔。我公司使用的是管道供氣，在現(xiàn)場焊接過程中，從氣包出來的輸送氣管不易太長，太長會使用氣體受阻，壓力減少，氣流量下降，從而導致產(chǎn)氣憤孔。 二、焊接材料

10、 焊絲分為實心焊絲和藥心焊絲。常用實心焊絲為H08Mn2SiA。 三、電弧的極性 CO2氣體保護焊采用直流反接，采用反接時電弧穩(wěn)定。飛濺少，熔深大。 四、過渡形式 CO2氣體保護焊熔滴過渡形式可分為三種：（也有分四種） 1、短路過渡 當電流很小時，電弧電壓很低，焊接時不斷發(fā)生短路，此時電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫成形良好。廣泛應用于薄板和空間位置的焊接。 ⑴單面焊雙面成形只有在小規(guī)范條件下才干形成，規(guī)范大時，電弧對熔池的沖擊力強，容易焊穿，不能形成單面焊雙面成形。 ⑵CO2氣體保護焊和手工電焊條同樣，只有在小規(guī)范狀況下才干形成。也就是說只有在短路過渡狀況下，才干形成單面焊

11、雙面成形。 ⑶拼板自動焊也是單面焊雙面成形，也只有在短路過渡條件下才干單面焊雙面成形。 ⑷短路過渡時，熔滴越小，過渡越快，焊接越穩(wěn)定。為了焊接過程的穩(wěn)定，要選擇最合適的電弧電壓，對于直徑為φ0.8 ~φ1.2mm的焊絲，該值為20V左右。調節(jié)到一種合理的焊接規(guī)范時，可以聽到均勻的“滋滋”的聲音，且焊縫成形良好，滲入均勻，紋路清晰。 顆粒過渡（分為大顆粒過渡、小顆粒過渡、噴射過渡） 電流較大，電壓較高時，會產(chǎn)生顆粒過渡。 半短路過渡 在兩者之間就為顆粒過渡。 第四節(jié) 二氧化碳焊工藝 第一部分 焊接工藝參數(shù)的選擇 合理的選擇焊接規(guī)范參數(shù)是保證焊接質量，提高效率的重

12、要條件。 CO2氣體保護焊的工藝參數(shù)重要涉及：焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長度、氣體流量、電源極性、焊槍傾角、噴嘴高度等。 一、焊絲直徑 焊絲直徑越粗，容許使用的焊接電流就越大。φ1.0和φ1.2的焊接電流就不同,后者電流比前者大。 二、焊接電流 焊接電流根據(jù)工件厚度、材質、焊絲直徑、施焊位置來決定焊接電流。 我們所用的焊機合用于細絲的焊接，而不合用于粗絲的焊接。（不小于3.2的為粗絲） 這種焊機的特點：送絲速度變化時，電弧電壓幾乎不變化，只是焊接電流發(fā)生變化。 送絲速度越大，焊接電流越大。 焊接電流過大，容易引起焊穿、咬邊等，且工

13、件的變形大，焊接過程中飛濺大；電流過小，容易產(chǎn)生未熔合、未焊透，焊縫成形不良。一般在保證焊透、成形良好的狀況下，盡量采用大電流，以提高生產(chǎn)效率。 三、電弧電壓 和電流同樣，電壓也是一種非常重要的焊接參數(shù)。 當送絲速度不變時，調節(jié)電源特性，此時電流幾乎不變，弧長發(fā)生變化，電弧電壓也發(fā)生變化。 為保證焊接成形，電弧電壓和焊接電流是相配使用的。當電壓擬定了，電流的范疇擬定了（也就是說送絲速度擬定了）。 電弧電壓小時，焊接電流也??；電弧電壓大時，焊接電流也相應大。立焊、仰焊時，電弧電壓、焊接電流應低于平焊時的電弧電壓、焊接電流。 電弧電壓和我們所看到的電壓表上的電壓是不同的。電弧電壓是指

14、引電嘴與工件間測得的電壓。而焊接電壓則是電焊機上電壓表顯示的電壓，它是電弧電壓與焊機和工件間連接的電纜線上的電壓降之和。很明顯焊接電壓比電弧電壓高。因此完全限制電壓大小，是不合理的。規(guī)定焊接規(guī)范只是一種范疇。當電纜的電阻大時，那么電壓降就越大，也就是說要得到相似的焊接效果，我們只有是加大焊接電壓，從而保證電弧電壓達到焊接規(guī)定。特別我們在焊自動焊時，電纜比較長，電壓就要相對加大。 四|、焊接速度 焊接速度在焊接過程中起一種非常重要的作用。 焊接時，電弧將熔化的金屬吹開，在電弧作用下成形一種凹坑，隨后將熔化的焊絲金屬填充進去，如果焊接速度過快，這個凹坑不能完全被填滿，將產(chǎn)生咬邊，或下陷等缺

15、陷。在焊絲直徑、焊接電流增長時，熔寬和熔深都減少。也會由于氣保護不好，產(chǎn)氣憤孔。過慢時，焊道不均勻、未熔合、未焊透，還會增長焊接變形。 五、焊絲伸出長度 焊絲伸出長度是指從導電嘴端部到工件的距離（伸出長度為焊絲直徑的10~12倍），保持焊絲伸出長度不變是保證焊接過程穩(wěn)定的基本條件之一。 當送絲速度不變時，若焊絲伸出長度增長，因預熱作用強，焊絲熔化快，電弧電壓高，使焊接電流減小，熔滴與熔池溫度減少，將導致熱量不量局限性，容易引起未焊透、未熔合等缺陷。相反，當焊絲伸出長度減小時，將使熔滴與熔池溫度提高，鐵水流失。 我們在焊接門板橫縫自動焊時，為什么把焊槍盡量抬高，也就是把焊絲伸出長度加大

16、的因素。這時熔滴與熔池溫度減少，對門橫梁的沖擊力也減小，從減小了門板焊穿的也許。 六、電流極性 CO2氣體保護焊基本上都采用直流反接，工件接陰極，焊絲接正極。焊接過程穩(wěn)定、飛濺小、熔深大。 七、氣體流量 CO2氣體流量一般為10~25L/min。流量過大或過小都會影響保護效果。 八、焊槍的傾角 當焊槍傾角不不小于10°時，不管是向前傾還是向后傾，對焊縫成形響影響不大。過大時將增長熔寬減小熔深，還會增長飛濺。 當焊槍與工件成形后傾時，焊縫窄，熔深較大，焊縫成形不好；焊槍與工件成前傾時，焊縫寬，余高小，熔深小。（拉著焊） 向左焊時，（左焊法）焊槍采用前傾，不僅可以得到較

17、好的焊縫，并且可以清晰的看到熔池，但容易咬邊（推著焊）。在生產(chǎn)過程中，焊自動焊時（用分體式氣管）當左焊有咬邊時，可采用右焊法。（以氣吹方向來分） 九、噴嘴到工件的距離 噴嘴到工件的距離一般在10~20mm之間。太近，不容易觀測熔池；太遠，容易跳絲、焊絲容易彎曲，導致焊縫彎曲。 第二部分 操作技術 一、運弧方式 直線運弧 用于大規(guī)范焊接（電壓不小于24V） 劃圈運弧 用于小規(guī)范焊接（電壓不不小于24V） 二、定位焊（點焊） 由于CO2氣體保護焊明熱量較大，規(guī)定定位焊有足夠的強度。一般定位焊

18、都不磨去，保存在焊縫中，焊接過程中不能所有熔去，因此CO2定位焊時，規(guī)定熔合良好、余高不能太高、不能有缺陷。 第五節(jié) 二氧化碳焊其她措施 焊接構造中一般都存在焊接缺陷，缺陷的存在將影響焊接接頭的質量，而接頭的質量又直接影響到焊接構造（件）的安全使用和美觀，對焊接缺陷進行分析，找出缺陷產(chǎn)生的因素，從而在材料、工藝、構造、設備等方面采用有效措施以避免缺陷的產(chǎn)生，事實上焊接缺陷的產(chǎn)生過程是十分復雜的，既有冶金因素，又有應力和變形作用。 焊接構造中要獲得無缺陷的焊接接頭，在技術上是相稱困難的，也是不經(jīng)濟的，為了滿足焊接構造（件）的使用規(guī)定，應把缺陷限制在一定的范疇內，使其對焊接構造的運營不致產(chǎn)生

19、危害，我們把在焊接接頭中產(chǎn)生的不符合原則規(guī)定的缺陷稱為焊接缺陷。 焊接缺陷有多種，我們重要簡介集裝箱生產(chǎn)中常用的CO2氣體保護焊和手工電弧焊的缺陷。 裂紋 焊接裂紋是指金屬在焊接應力及其他致脆因素共同作用下焊接接頭局部地區(qū)金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙 由于在集裝箱生產(chǎn)過程中此類狀況很少遇到，因此不作簡介 氣孔 焊接時溶池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留在焊縫隙中所形成的空穴，氣孔有時以單個浮現(xiàn)，有時以成堆形式匯集在局部區(qū)域，其形狀有球形，有蟲形。 氣孔產(chǎn)生的因素： 材料因素： （1）熔渣的氧化性增大時，由CO2引起氣孔的傾向增長，當熔渣還原性增大時，則氫氣孔

20、的傾向增長 (2)焊件或焊件材料不清潔（銹、油和水分），焊前要進行清理 (3)與焊條、焊劑的成分及保護氣體的氣有關 (4）焊條偏心，藥皮脫落 構造因素：仰焊、橫焊易產(chǎn)氣憤孔 工藝因素： （1）當電弧功率不變，焊接速度增大時，增長了產(chǎn)氣憤孔的傾向 （2）電弧電壓太高（電弧太長） （3）焊條、焊劑在使用前未進行烘干 （4）使用交流電源容易產(chǎn)氣憤孔 （5）氣保護焊時，氣體流量不合適，偏小或偏大 其她因素 （1）有風 （2）噴嘴被飛濺堵塞 （3）焊槍角度過大 （4）軟管內孔堵塞 3、固體夾雜 夾渣是焊后殘留在焊縫隙中的溶渣，重要發(fā)生在坡口邊沿和每層焊道之間非圓

21、滑過渡部位，在焊道形狀發(fā)生突變或存在深溝的部位 材料因素： ⑴焊條和焊劑的脫氧、脫硫效果不好 ⑵渣的流動性差 ⑶在原材料的雜質中含硫量較高及硫的偏析限度較大 構造因素： 立焊、仰焊易產(chǎn)生夾渣 工藝因素： ⑴電流大小不合適，熔池攪動不夠 ⑵焊條藥皮成塊脫落 ⑶多層焊時層間清渣不夠 ⑷操作不當 未熔合 未熔合是在焊縫隙金屬和母材之間或焊道金屬與焊道金屬之間未完全熔化結合的部分稱未熔合，常出目前坡口側壁，多層焊的層間及焊縫隙的根部 工藝因素 ⑴焊接電流小或焊速快 ⑵坡口或焊道有氧化皮，熔渣及氧化物等高熔點物質 ⑶操作不當 4、未焊透 焊接時，母材金屬之間應當熔合

22、而未焊上的部分稱為未焊透，出目前單面焊坡口根部及雙面焊的坡口鈍邊 1、材料因素是焊條偏心 2、構造因素：坡口角度太小，鈍邊太厚、間隙太小。 3、工藝因素： ⑴電流太大或焊速太快 ⑵焊條角度不對或運條措施不當 ⑶電弧太長或電弧偏吹 5、形狀缺陷 ⑴咬邊： 由于焊接參數(shù)選擇不當，或者操作工藝不對的，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷稱為咬邊。 1、構造因素：立焊、仰焊時易產(chǎn)生咬邊。 2、工藝因素：⒈焊接電流過大或焊速太慢。 ⒉在立焊、橫焊時電弧太長。 ⒊焊條角度和擺動不對的或運條不當。 ⑵焊瘤：

23、 焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫金屬以外未能熔化的母材上所形成的金屬瘤稱為焊瘤。 1、構造因素坡口太小。 2、工藝因素： 焊接時規(guī)范不當，電壓過低、焊速不合適。 焊條角度不對或電極未能對準焊縫。 運條不對的。 ⑶、燒穿和下塌 焊接過程中，熔化金屬從坡口背面流出，形成穿孔的缺陷叫燒穿。 穿過單層焊縫根部，或在多層焊焊接接頭中穿過前道熔敷金屬塌落的過量焊縫金屬稱為下塌。 構造因素 坡口間隙過大。 薄板或管子的焊接易發(fā)生燒穿和下塌 。 2、工藝因素 電流太大，焊速太慢。 墊板托力局限性。 ⑷、錯邊和角變形 由于兩個焊件沒有對正而導致的中心線平行偏差

24、稱為錯邊。 當兩個焊件沒有對正而導致它們的表面不平行或預定的角度稱為角變形。 錯邊的因素：（1）裝配不對的。 （2）焊接夾具質量不高。 角變形： 1、構造因素 角變形限度與坡口形狀有關（V型坡口不小于X坡口） 角變形限度與板厚有關，板厚為中檔時角變形最大，厚板和薄板角變形最小。 2、工藝因素 焊接順序對角變形有影響。 在一定范疇內，線能量增長角變形增長。 反變形量未能控制好。 焊接夾具質量不高。 ⑸、焊接尺寸、形狀不合規(guī)定 焊縫尺寸缺陷指焊縫尺寸不符合原則規(guī)定。 焊縫形狀缺陷是指焊縫外觀質量粗糙、魚鱗波高下、寬窄發(fā)生突變、焊縫與母材非

25、圓滑過渡等。 1、材料因素： 熔渣的熔點和粘度太高或太低都會導致焊縫尺寸、形狀不符合規(guī)定。 熔渣的表面張力較大不能較好地覆蓋焊縫表面從而使焊紋粗，焊縫高、表面不光滑。 2、構造因素是坡口不合適或裝配不均勻。 3、工藝因素 焊接規(guī)范不合適 焊條角度或運條手法不當。 6、其他缺陷 ⑴電弧擦傷 在焊縫坡口外部引弧時產(chǎn)生于金屬表面上的局部損傷。 ⑵飛濺 在焊接過程中，熔化的金屬顆粒和熔渣向周邊飛散的現(xiàn)象 電弧擦傷重要是工藝因素： 焊工隨旨在坡口外引弧。 接地不良或電氣接線不好。 飛濺：1、材料因素 熔渣粘度過大 焊條偏心。

26、 2、工藝因素 焊接電流增大飛濺增大 電弧過長時飛濺增大。 堿性焊條的極性不合性。 交流電源比直流電源飛濺大。 焊機動特性、外特性配合不佳時飛濺大。 焊條藥皮水分過多時飛濺大。 電流、電壓配合不合適時。 由以上的分析可知，控制焊接規(guī)范對減少焊接缺陷很重要，在集裝箱焊接中，CO2（混合氣）焊常用的焊接規(guī)范推薦如下： 焊絲直徑 電弧電壓 電弧電壓 電弧電壓 自動焊 1.0 25-30V 220-280A 800-1200MM/MIN 手工焊 1.0 23-28V 180-260A 自動

27、焊 1.2 26-32V 220-300A 800-1200MM/MIN 第五章 熔化極惰性氣體保護焊 課前分析： 1.教學內容及時間分派 第一節(jié) MIG焊特點和應用 2學時 第二節(jié) MIG焊設備 2學時 第三節(jié) MIG焊工藝 2學時 第四節(jié) MIG焊其她措施 2學時 2.教學目的 通過對熔化極惰性氣體保護焊的學習，使學生掌握熔化極惰性氣體保護的焊接措施。 3.教學重難點 重點：掌握熔化

28、極惰性氣體保護焊的有關基本知識及電流和電壓的匹配。 難點：熔化極惰性氣體保護焊冶金原理。 4.教學措施 本教學環(huán)節(jié)采用理論、實踐同步進行的措施。通過面對實物講授，學生可以更直觀的學習。 5.板書布置 第一節(jié) MIG焊特點和應用 一 原理 和TIG焊不同，MIG（MAG）焊是用采用可熔化的焊絲作電極，以持續(xù)送進的焊絲與被焊工件之間燃燒的電弧作為熱源來熔化焊絲和母材金屬。在焊接過程中，保護氣體——氬氣通過焊槍噴嘴持續(xù)輸送到焊接區(qū)，使電弧、熔池及其附近的母材金屬免受周邊空氣的有害作用。焊絲不斷熔化并以熔滴形式過渡到熔池中，與熔化的母材金屬熔合、冷凝后形成焊縫金屬。 二 特點 ⑴

29、和TIG焊同樣，它幾乎可以焊接所有的金屬，特別適合于焊接鋁及鋁合金、銅及銅合金以及不銹鋼等材料。焊接過程中幾乎沒有氧化燒損，只有少量的蒸發(fā)損失，冶金過程比較簡樸。 ⑵勞動生產(chǎn)率高。 ⑶MIG焊可直流反接，焊接鋁、鎂等金屬時有良好的陰極霧化作用，可有效清除氧化膜，提高了接頭的焊接質量。 ⑷不采用鎢極，成本比TIG焊低。 ⑸有也許取代TIG焊。 ⑹MIG焊焊接鋁及鋁合金時，可以采用亞射流熔滴過渡方式提高焊接接頭的質量。 ⑺由于氬為惰性氣體，不與任何物質發(fā)生化學反映，因此對焊絲及母材表面的油污、鐵銹等較為敏感，容易產(chǎn)氣憤孔，焊前必須仔細清理焊絲和工件。 第二節(jié) MIG焊設備 熔化

30、極氣體保護焊設備重要由下部分構成： 焊接電源及控制裝置 送絲裝置 焊槍 氣體流量調節(jié)器 連接電纜和軟管 其中，控制裝置和焊接電源一般是做成一體的。 1、焊接電源 有關焊接電源的內容將在下面多種焊接措施中分別簡介。 2、送絲裝置 送絲裝置由下列部分構成: 焊絲送進電機 保護氣體開關電磁閥 送絲滾輪 焊絲供應裝置是專門向焊槍供應焊絲的，在機器人焊接中重要采用推絲式單滾輪送絲方式。即在焊絲繞線架一側設立傳送焊絲滾輪，然后通過導管向焊槍傳送焊絲。 在鋁合金的MIG焊接中，由于焊絲比較柔軟，因此在開始焊接時或焊接過程中焊絲在滾輪處會發(fā)生扭曲現(xiàn)象,為了克服這一難點,采

31、用了多種措施。 焊槍 熔化極氣體保護電弧焊焊槍大體有空冷式和水冷式兩種形式，空冷式焊槍一般用于中小焊接電流，水冷式焊槍用于大電流焊接。 MIG焊槍與CO2/MAG焊槍形狀相似，但有如下的差別： 1.為了無端障地傳送比較柔軟的鋁焊絲，有專用鋁焊接MIG焊槍。 2.為了順利地傳送如不銹鋼、鎳合金、高強度鋼等硬質材質的焊絲，有專用焊接合金的MIG焊槍。 總之，相應不同的使用目的和不同用途，其焊槍的構造也不同。圖2.2給出了幾種焊槍的照片。 3.4氣體流量調節(jié)器 氣體流量調節(jié)器安裝在氣瓶出口處，設定焊接時所必須的氣體流量，氣體流量調節(jié)器涉及用以減少氣瓶內高壓的“壓力調節(jié)器”和讀取氣

32、體流量的“流量計”等。 小型CO2氣體流量調節(jié)器中，由于氣路不會結冰，因此使用非加熱式氣體流量調節(jié)器，而在大型CO2氣體流量調節(jié)器中，由于能把氣瓶內高壓減壓至0.2Mpa(約2kgf/cm2)，氣體的迅速膨脹帶走熱量導致氣路結冰，因此在CO2氣體流量調節(jié)器中要附上加熱裝置。 第三節(jié) MIG焊工藝 一、熔滴過渡 熔滴過渡是指在電弧熱作用下，焊絲或焊條端部的熔化金屬形成熔滴，受到多種力的作用從焊絲端部脫離并過渡到熔池的全過程。它和焊接過程穩(wěn)定性、焊縫成形、飛濺大小等有直接的關系。 1、影響熔滴過渡的力 焊絲端部熔化金屬形成的熔滴受到多種力的作用，多種力對熔滴過渡的影響是不同的。 重

33、力 平焊位置，重力方向和熔滴過渡的方向相似，增進過渡；仰焊位置，阻礙熔滴過渡。 表面張力 表面張力是在焊絲端頭上保持熔滴的重要作用力，F(xiàn)σ=2πRσ（σ表面張力系數(shù)），焊絲越細，熔滴越容易過渡。 電磁力 導體自身磁場合產(chǎn)生的力稱為電磁力，它的軸向分力總是由小截面指向大截面。熔化極電弧焊，電流通過焊絲—熔滴—電極斑點，導體的截面是變化的，電磁力的方向也在變化。同步，斑點處電流密度很高，將使金屬強烈的蒸發(fā)，也會對熔滴金屬表面產(chǎn)生很大的反作用力。電磁力對熔滴過渡的影響決定于電弧形態(tài)。 等離子流力 在電磁力的收縮作用下，電弧等離子體在電弧軸線方向產(chǎn)生的流體靜壓力，其大小與弧柱截面積成反比

34、，即從焊絲末端向熔池表面逐漸減小，它是增進熔滴過渡的。 斑點壓力 2、熔滴過渡的形式 用熔化焊絲進行氣體保護焊時，金屬的過渡以三種方式進行：噴射過渡、滴狀過渡和短路過渡（圖3-28）。 圖3-16 熔滴過渡形式 a）短路過渡； b）滴狀過渡； c）射流過渡 （1）短路過渡 形成條件：U較低，I較小 形成因素： 細絲氣體保護焊（φ0.8-0.6mm）時，在小電流、低電壓狀況下，焊絲端部在電弧熱作用下形成熔滴，由于弧長短，熔滴還沒有完全長大就接觸到了熔池（圖3-16a），導致電路短路并產(chǎn)生熄弧，然后在重力、表面張力、電磁力等多種力的作用下，熔滴離開焊絲，使電路

35、短路中斷，電弧重新引燃。隨焊絲繼續(xù)送進和熔化，不斷反復上面的過程，就能實現(xiàn)穩(wěn)定的短路過渡。 焊接特點： 熔滴過渡頻率高，電弧穩(wěn)定，飛濺少、熔深淺、焊縫成形美觀，適合于薄件的全位置焊接。 ②滴狀過渡 形成條件：U較高，I較小 形成因素： U較高→弧長長→不易短路；I較小→弧柱和熔滴間的斑點面積小→表面張力、電磁力、斑點壓力都是阻力，等離子流力又小，因此熔滴過渡重要靠重力。隨熔滴長大，重力加大，只有當大到一定限度后，它才會克服表面張力等阻礙熔滴過渡的力形成大滴過渡。 焊接特點： 電弧不穩(wěn)定，熔深淺，飛濺多，焊縫表面粗糙。此外，它重要是靠熔滴的重力作用實現(xiàn)過渡，因此只適合于平焊位置。

36、滴狀過渡形式一般很少采用。 ③射流過渡 形成條件：U較高，I較大，直流反接，氬氣或富氬混合氣作保護氣 形成因素： 采用直流反接的狀況下，如果焊絲中流過的電流不小于焊絲的臨界電流（焊絲由滴狀過渡轉變?yōu)樯淞鬟^渡的電流），并且采用長弧焊時，就會浮現(xiàn)射流過渡。這是由于電流很大，熔滴和弧柱之間斑點的面積增大，使電磁力的軸向分力急劇增大，且成為增進熔滴過渡的力，此時增進過渡的等離子流力也增大，同步采用反接又減小了阻礙熔滴過渡的斑點壓力，因此熔滴在直徑等于或不不小于焊絲直徑時就可以從焊絲末端沿焊絲軸向迅速通過電弧空間進入熔池。射流過渡存在一種臨界電流值。 射流過渡必須合用氬氣或氬氧混合氣體作保護氣

37、，由于氬促使焊絲的熔化端產(chǎn)生收縮效應，成果在焊接過程中只容許很小的熔滴形成和過渡。 焊接特點： 熔滴很小，過渡頻率高，電弧穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成形好。此外，由于電流大，粗焊絲易于熔化，因而可得到深的焊縫熔深，因此射流過渡適合于焊接厚大尺寸的金屬。射流過渡不適合于焊接薄板，由于它會引起燒穿。由于金屬過渡是由比重力強的軸向力產(chǎn)生的，因此射流過渡熔滴軸向性好，對于非平焊位置的焊接是有效的，適合于全位置焊接。 3、MIG焊的熔滴過渡特點 采用MIG焊焊接鋁和鋁合金時，由于鋁容易氧化，所覺得保證保護效果，焊接時弧長不能太長，因而我們就不能采用電流大、弧長長的射流過渡方式。如果選擇的電流不小于臨界電

38、流，而弧長控制在射流過渡和短路過渡之間，就會形成亞射流過渡。 過渡特性： 與短路過渡相似，但短路過渡是先短路后縮頸，亞射流過渡是先縮頸后短路。 形成條件： I較大（與射流過渡時的相近或相等），U較低（但略高于短路時的電壓）。 形成因素： I較高、U比短路時高→熔滴縮頸→（U不高）短路→已經(jīng)縮頸，短路迅速中斷→重新引弧 焊接特點： 電弧穩(wěn)定，飛濺小，成形美觀，熔池保護效果好，陰極破碎能力強，廣泛用于焊接鋁和鋁合金。 第四節(jié) MIG焊其她措施 一般MIG焊是以射流過渡為重要的金屬過渡形式。但焊接電流必須不小于臨界電流才干產(chǎn)生射流過渡，因此限制了 MIG 焊的應用范疇，例如很

39、難進行薄板、空間位置焊縫和熱敏性強的材料的焊接。熔化極脈沖氫弧焊就是適應此需要在一般 MIG 焊的基本上發(fā)展起來的。它是將脈沖電流周期性地疊加在維弧電流上。維弧電流與脈沖電流的平均值低于射流過渡的臨界電流。維弧電流的作用是維持電弧燃燒，并使焊絲端部部分熔化。脈沖電流的作用是給熔滴施加一較大的力促使其過渡。熔化極脈沖氫弧焊時，它具有如下特點： （1）具有較寬的電流調節(jié)范疇。采用脈沖電流后，可在平均電流不不小于臨界電流的條件下獲得射流過渡。因此對同始終徑的焊絲，隨著脈沖頻率的變化，能在幾十至幾百安培的電流范疇內穩(wěn)定地進行焊接。焊接薄板時，比短路過渡熔透狀況好；比TIG焊生產(chǎn)率高且變形小。用熔化極

40、脈沖氫弧焊焊接薄板的最大長處是可用粗焊絲。這將使送絲容易（特別對柔軟的鋁及鋁合金焊絲更明顯）、容易對中、有助于減小氣孔傾向。 （2）容易實現(xiàn)全位置焊接。由于采用脈沖電流后使總的平均電流較小，因而熔池體積??；同步熔滴過渡和熔池的加熱是間歇的，因此金屬不易流淌而利于進行全位置焊接。 （3）可焊接熱敏感性強的材料。由于脈沖電流既可使母材得到較大的熔深又因總的平均電流較小，使焊縫及 HAZ 金屬過熱限度小，即有效地控制了線能量，因而接頭具有良好的韌性并減小了裂紋的傾向。脈沖電弧尚有加強熔池攪拌的作用，有利消除氣孔。熔化極脈沖氫弧焊現(xiàn)已越來越多的用于厚板，特別是高強度鋼的厚板窄間隙焊接。

41、 第六章 鎢極氬弧焊 課前分析： 1.教學內容及時間分派 第一節(jié) 鎢極氬弧焊的原理和特點 2學時 第二節(jié) 鎢極氬弧焊的電流種類和極性 2學時 第三節(jié) TIG焊設備 2學時 第四節(jié) TIG焊工藝 2學時 2.教學目的 掌握TIG焊的構成及設備； 熟悉TIG焊焊接工藝參數(shù)選擇。 3.教學重難點 重 點：TIG焊接設備 難 點：TIG參數(shù)選擇 4.教學措施 本教學環(huán)節(jié)采用理論、實踐同步進行的措施。通過面對實物講授，學生可以更直

42、觀的學習。 5.板書布置 第一節(jié) 鎢極氬弧焊的原理和特點 一、概述： 1、鎢極氬弧焊就是以氬氣作為保護氣體，鎢極作為不熔化極，借助鎢電極與焊件之間產(chǎn)生的電弧，加熱熔化母材（同步添加焊絲也被熔化）實現(xiàn)焊接的措施。氬氣用于保護焊縫金屬和鎢電極熔池，在電弧加熱區(qū)域不被空氣氧化。 ?2、一般氬弧焊的長處： ???? (1)? 能焊接除熔點非常低的鋁錫外的絕大多數(shù)的金屬和合金。 ???? (2) ?交流氬弧焊能焊接化學性質比較活潑和易形成氧化膜的鋁及鋁鎂合金。 ???? (3)? 焊接時無焊渣、無飛濺。 ???? (4)? 能進行全方位焊接，用脈沖氬弧焊可減小熱輸入，合適焊0.1mm不

43、銹鋼 ???? (5)? 電弧溫度高、熱輸入小、速度快、熱影響面小、焊接變形小。 ?(6)? 填充金屬和添加量不受焊接電流的影響。 ? 3、氬弧焊合用焊接范疇 合用于碳鋼、合金鋼、不銹鋼、難熔金屬鋁及鋁鎂合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金，以及超薄板0.1mm，同步能進行全方位焊接，特別對復雜焊件難以接近部位等等。 第二節(jié) 鎢極氬弧焊設備 一、焊機構造 1、氬弧焊機的型號（見圖表）、編制措施、文字闡明。 2、焊機的部件（焊機、焊槍、氣、水、電）、地線及地線鉗、鎢極。 3、焊機的連接措施（以WSM系列為例） ??? (1) 焊機的一次進線，根據(jù)焊機的額定輸入容量配制配

44、電箱，空氣開關的大小，一次線的截面。 ??? (2) 焊機的輸出電壓計算措施：U=10+0.04I ??? (3) 焊機極性，一般接法：工件接正為正極性接法；工件接負為負極性接法。鎢極氬弧焊一定要直流正極性接法：焊槍接負，工件接正。 ??? (4) 水源接法、氬氣接法 二、焊槍的構成（水冷式、氣冷式）： ?? 手把、連接件、電極夾頭、噴嘴、氣管、水管、電纜線、導線。 ?三、氬氣的作用、流量大小與焊接關系、調節(jié)措施。 1、 氬氣屬于惰性氣體，不易和其他金屬材料、氣體發(fā)生反映。并且由于氣流有冷卻作用，焊縫熱影響區(qū)小，焊件變形小。是鎢極氬弧焊最抱負的保護氣體。 2、 氬氣重要是對熔池

45、進行有效的保護，在焊接過程中避免空氣對熔池侵蝕而引起氧化，同步對焊縫區(qū)域進行有效隔離空氣，使焊縫區(qū)域得到保護，提高焊接性能。 3、 調節(jié)措施是根據(jù)被焊金屬材料及電流大小，焊接措施來決定的：電流越大，保護氣越大。。活潑元素材料，保護氣要加強加大流量。具體見下表： 板厚?? (mm) 電流大?。ˋ） 氣體流量 不銹鋼 鋁 銅 鈦 0.3～0.5 10～40 4 6 6 6 0.5～1.0 20～40 4 6 6 6 1.0～2.0 40～70 4～6 8～10 8～10 6～8 2.0～3.0 80～130 8～10 10～12 10～

46、12 8～10 3.0～4.0 120～170 10～12 10～15 10～15 10～12 >4.0 160～200 10～14 2～18 12～18 12～14 氬氣太小，保護效果差，被焊金屬有嚴重氧化現(xiàn)象。氬氣太大，由于氣流量大而產(chǎn)生紊流，使空氣被紊流氣卷入溶池，產(chǎn)生溶池保護效果差，焊縫金屬被氧化現(xiàn)象。因此流量一定要根據(jù)板厚、電流大小、焊縫位置、接頭型式來定。具體以焊縫保護效果來決定，以被焊金屬不浮現(xiàn)氧化為原則。 四、鎢極 1、 鎢極是高熔點材料，熔點為3400℃，在高溫時有強烈的電子發(fā)射能力，并且鎢極有很大的電流載流能力。鎢極載流能力見下表： 電極

47、 直流正接法時 φ1.0 20～80A φ1.6 50～160A φ2.0 100～200A φ3.0 200～300A φ4.0 300～400A φ5.0 420～520A φ6.0 450～550A 2、 鎢極表面要光滑，端部要有一定磨尖 ，同心度要好，這樣焊接時高頻引弧好、電弧穩(wěn)定性好，溶深深，溶池能保持一定，焊縫成形好，焊接質量好。 3、 如果鎢極表面燒壞或表面有污染物、裂紋、縮孔等缺陷時，這樣焊接時高頻引弧困難，電弧不穩(wěn)定，電弧有漂移現(xiàn)象，熔池分散，表面擴大，熔深淺，焊縫成形差，焊接質量差。 4、鎢極直徑大小是根據(jù)材料厚度、材料性質、電流大小、接頭

48、形式來決定，見下表： 板厚（mm） 鎢極直徑（mm） 焊接電流(A) 0.5 φ1.0 35～40 0.8 φ1.0 35～50 1.0 φ1.6 40～70 1.5 φ1.6 50～85 2.0 φ2.0～2.5 50～130 3.0 φ2.5～3.0 120～150 五、焊絲 ??? 焊絲選擇要根據(jù)被焊材料來決定，一般以母材的成分性質相似為準。焊接重要構造時，由于高溫要燒損合金元素，因此選擇焊絲一定要高于母材料，把焊絲熔入熔池來補充合金元素燒損。 鎢極氬弧焊，一種措施可以不添絲自熔，熔化被焊母材；另一種要添加焊絲，電極熔化金屬，同步焊絲熔入熔池，冷卻后形成焊縫。 不銹鋼焊接時，焊絲與板厚和電流大小關系見下表： 板厚 (mm) 電流(A) 焊絲直徑(mm) 0.5 30～50 φ1.0 0.8 30～50 φ1.0 1.0 35～60 φ1.6 1.5 45～80 φ1.6 2.0 75～120 φ2.0 3.0 110～140 φ2.0 隨著板厚增長、電流增大、焊絲直徑增粗。