保護(hù)焊CO2氣體精華課件

1、CO2氣體保護(hù)焊第1節(jié) 焊接特點(diǎn)及應(yīng)用 CO2焊接技術(shù)發(fā)展史CO2焊接技術(shù)發(fā)展與金屬結(jié)構(gòu)制造狀況密不可分。50年代初期，CO2氣保焊技術(shù)一經(jīng)開(kāi)發(fā)，就應(yīng)用于金屬結(jié)構(gòu)制造，并伴隨著焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)水平的不斷提高，逐漸成為金屬結(jié)構(gòu)焊接的主要方法。其高效、優(yōu)質(zhì)、自動(dòng)化的技術(shù)特點(diǎn)，具有良好應(yīng)用條件，并且極大地推動(dòng)了金屬結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在焊接技術(shù)發(fā)展史上書(shū)寫了輝煌的一頁(yè)目前在美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家及地區(qū)采用焊接金屬結(jié)構(gòu)件比例日趨增大，其中CO2氣保焊消耗的焊接金屬材料重量約占全部焊接材料總重量的50%75%經(jīng)過(guò)多年努力，我國(guó)CO2氣保焊技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)中的推廣應(yīng)用，取得了長(zhǎng)足進(jìn)

2、步，并可以總結(jié)為三個(gè)階段：探索階段、起步階段、發(fā)展階段。 第1節(jié) 焊接特點(diǎn)及應(yīng)用探索階段是從60年代到80年代中期，國(guó)內(nèi)高校、研究單位及一些廠礦企業(yè)對(duì)CO2焊接技術(shù)外于研究、開(kāi)發(fā)、收集、整理國(guó)外焊接技術(shù)，在這一時(shí)期CO2氣保焊技術(shù)沒(méi)有形成大批量金屬結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)能力及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模。大多數(shù)企業(yè)技術(shù)人員不熟悉或根本不了解CO2氣保焊技術(shù)及其主要特點(diǎn)。起步階段是從80年代中期到90年代初的時(shí)間里，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)焊接技術(shù)和裝備，對(duì)大型骨干機(jī)械企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造。大型金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)采用引進(jìn)技術(shù)，與西方國(guó)家跨國(guó)公司合作制造大型金屬結(jié)構(gòu)，并成批購(gòu)買國(guó)外CO2氣保焊設(shè)備、焊接材料等器材，進(jìn)行焊工培訓(xùn)，推動(dòng)了C

3、O2氣保焊技術(shù)的應(yīng)用，焊接工作者由此認(rèn)識(shí)到CO2氣保焊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f(shuō)是在借助國(guó)外成熟技術(shù)和生產(chǎn)工藝，形成了我國(guó)大型金屬結(jié)構(gòu)企業(yè)的CO2氣保焊技術(shù)的生產(chǎn)能力，從而大大改變了金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)的裝備水平、制造能力，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，改變了傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝，引起了焊接技術(shù)的革命，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)CO2氣保焊設(shè)備、焊接材料、輔件等領(lǐng)域技術(shù)研究和推廣應(yīng)用工作的發(fā)展。 第1節(jié) 焊接特點(diǎn)及應(yīng)用發(fā)展階段是從90年代初至今的近十年時(shí)間，自1992年中國(guó)焊接協(xié)會(huì)和中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接分會(huì)聯(lián)合舉辦“全國(guó)CO2氣保焊技術(shù)推廣應(yīng)用交流會(huì)”以來(lái)，CO2氣保焊技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)中應(yīng)用、推廣工作蓬勃發(fā)展。表現(xiàn)在CO

4、2氣保焊技術(shù)開(kāi)發(fā)能力增強(qiáng)，應(yīng)用工作從大型機(jī)械企業(yè)推廣到中、小型企業(yè)，而大型機(jī)械企業(yè)的CO2氣保焊應(yīng)用也從一些合作產(chǎn)品的生產(chǎn)，推廣到各種金屬焊接結(jié)構(gòu)、CO2氣保焊設(shè)備、焊接材料及配套輔件，基本實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)供給。一批服務(wù)于CO2氣保焊技術(shù)的企業(yè)，把握住了CO2氣保焊技術(shù)推廣的市場(chǎng)脈搏，迅速發(fā)展起來(lái)。如：焊接設(shè)備方面的時(shí)代集團(tuán)公司、天津電焊機(jī)廠、江蘇雙良焊接設(shè)備制造公司、唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司等；焊接材料方面的天津電焊條公司、猴王焊材有限公司、上海電焊條有限公司、江蘇江南焊絲廠、北京市焊接材料廠及天津市三英焊業(yè)有限責(zé)任公司、北京寶鋼焊業(yè)有限責(zé)任公司、北京鋼廉焊接材料責(zé)任有限公司和嘉興東方焊業(yè)有限公

5、司等；焊接氣體方面的普萊克斯氣體有限公司、BOC氣體公司等。展現(xiàn)了我國(guó)CO2氣保焊技術(shù)推廣應(yīng)用取得豐碩成果。 第1節(jié) 焊接特點(diǎn)及應(yīng)用焊接特點(diǎn)保護(hù)效果好由于CO2 氣體密度較大，并且受電弧加熱后體積膨脹也較大，所以在隔離空氣保護(hù)焊接熔池和電弧方面效果良好。生產(chǎn)效率高與焊條手弧焊相比，CO2 電弧的穿透力強(qiáng)熔深大，而且焊絲的熔化率高，熔敷速度快，生產(chǎn)率高。成本低CO2 氣體來(lái)源廣、價(jià)格低，因而焊接成本只有埋弧焊和焊條手弧焊的4050% 左右。節(jié)省能源CO2 電弧焊與焊條手弧焊相比，對(duì)于3mm 厚的低碳鋼板對(duì)接焊縫，每米焊縫消耗的電能，前者為后者的70 左右；對(duì)于25mm 厚的低碳鋼板對(duì)接焊縫，每米

6、焊縫消耗的電能，前者僅為后者的40 。所以是較好的節(jié)能焊接方法。 適應(yīng)范圍廣適用范圍廣，可全位置進(jìn)行焊接。薄板可焊到1mm 左右，最厚幾乎不受限制（采用多層焊）。而且焊接薄板時(shí)，較之氣焊速度快、變形小。焊接質(zhì)量較好抗銹能力較強(qiáng)，焊縫含氫量低，抗裂性好。便于機(jī)械化與自動(dòng)化焊后不需要清渣。又因是明弧，便于監(jiān)視和控制，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化。問(wèn)題金屬飛濺是CO2 焊較為突出的問(wèn)題，目前不論從焊接電源、材料及工藝上采用何種措施，也只能使其飛濺減少，并不能完全消除。焊縫成形有待改善，特別應(yīng)注意減小應(yīng)力集中的可能性。CO2 電弧氣氛具有較強(qiáng)的氧化性，必須采用含有脫氧劑的焊絲等。 第2節(jié) 焊接材

7、料氣體CO2 是一種無(wú)色無(wú)味的氣體；在0 和101.3 kPa 氣壓時(shí)，它的密度為1.9768g/cm3 ，為空氣的1.5 倍；在常溫下很穩(wěn)定，但在高溫下（5000K 左右）幾乎能全部分解。CO2 有三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。氣態(tài)CO2 只有受到壓縮才能變成液態(tài)。當(dāng)不加壓力而冷卻時(shí)，CO2 氣體將直接變成固態(tài)（干冰）。在溫度升高時(shí)，固態(tài)CO2 能直接變成氣體，而不需經(jīng)過(guò)液態(tài)的轉(zhuǎn)變。工業(yè)用CO2 都是液態(tài)存貯，常溫下自己氣化。在0 和101.3kPa 氣壓力下，1kg 液態(tài)CO2 可以氣化成509 L 的氣態(tài)CO2 。 第2節(jié) 焊接材料焊絲必須采用含有硅錳等脫氧劑的焊絲鈦可以減少飛濺損失2%6

8、%鋁可以在0.4%0.8%范圍內(nèi)明顯降低氣孔傾向加熱后的焊絲含氫量顯著下降活化后的焊絲可以細(xì)化熔滴，減少飛濺，改善成形80年代初至80年代中期，我國(guó)針對(duì)當(dāng)時(shí)Q235、16Mn等主要結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)的490MPa級(jí)CO2氣保焊實(shí)心焊絲，在引進(jìn)設(shè)備、引進(jìn)技術(shù)、開(kāi)發(fā)試制的努力中，已實(shí)現(xiàn)部分自給，但是處于供不應(yīng)求，而且藥芯焊絲基本處于開(kāi)發(fā)研制、試生產(chǎn)狀態(tài)。大部分CO2氣保焊焊接材料主要依靠從美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家進(jìn)口。國(guó)產(chǎn)焊接材料與進(jìn)口焊接材料相比在工藝性能、力學(xué)性能方面存在著一定差距。 第2節(jié) 焊接材料焊絲日前我國(guó)CO2氣保焊實(shí)心焊絲已經(jīng)形成一定生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)量和質(zhì)量也有很大提高。針對(duì)Q235、Q345及Q

9、390等結(jié)構(gòu)鋼的CO2氣保焊焊絲，能夠滿足金屬結(jié)構(gòu)制造的要求，使用最多的實(shí)心焊絲主要有ER491（H08Mn2SiA）及ER506等牌號(hào)，規(guī)格主要有1.2mm、1.6mm兩種，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)狀態(tài)處于供大于求狀況，但國(guó)內(nèi)各焊絲生產(chǎn)廠家的質(zhì)量也有較大差別，特別是在焊絲化學(xué)成分穩(wěn)定性、焊絲表面鍍銅質(zhì)量、焊絲剛度等主要參數(shù)方面仍有明顯差異，焊絲質(zhì)量?jī)?yōu)良的廠家有猴王焊絲廠、天津電焊條廠、江南電焊條廠、唐山信大焊絲廠、四川自貢電焊條廠等廠家。600MPa級(jí)實(shí)心焊絲的幾個(gè)生產(chǎn)廠家質(zhì)量比較穩(wěn)定，700MPa級(jí)以上實(shí)心焊絲的生產(chǎn)廠家極少，對(duì)于其它高強(qiáng)度鋼、特殊鋼種焊絲仍主要依賴進(jìn)口。 第2節(jié) 焊接材料焊絲在CO2氣保

10、焊藥芯焊絲生產(chǎn)領(lǐng)域，從北京寶鋼焊業(yè)有限責(zé)任公司引進(jìn)英國(guó)技術(shù)以來(lái)，國(guó)內(nèi)一些單位在引進(jìn)技術(shù)或自我研究開(kāi)發(fā)，也形成一定的生產(chǎn)能力，其中天津三英焊業(yè)有限責(zé)任公司、北京鋼廉焊接材料責(zé)任有限公司、北京寶鋼焊業(yè)有限責(zé)任公司和嘉興東方焊業(yè)有限公司主要生產(chǎn)有縫藥芯焊絲，也部分滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，品種主要有500MPa和600MPa結(jié)構(gòu)鋼藥芯焊絲、不銹鋼藥芯焊絲、堆焊藥芯焊絲等品種，具有較好焊接工藝性能和力學(xué)性能，但仍有待于解決繼續(xù)提高開(kāi)發(fā)能力、提高質(zhì)量、形成系列產(chǎn)品、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、降低生產(chǎn)成本等問(wèn)題。 第4節(jié) 工藝參數(shù)與飛濺控制回路電感的作用調(diào)整短路電流上升速度上升速度過(guò)大，產(chǎn)生細(xì)顆粒飛濺，如上升速度過(guò)小，則產(chǎn)生

11、大顆粒飛濺短路電流上升速度應(yīng)與焊絲直徑相配合：細(xì)絲時(shí)熔化快過(guò)渡周期短要求上升速度快；粗絲相反調(diào)節(jié)電弧燃燒時(shí)間控制母材熔深細(xì)絲時(shí)周期短燃弧時(shí)間短熔深淺加入電感時(shí)上升速度小燃弧時(shí)間長(zhǎng)熔深加大焊接速度焊絲伸出長(zhǎng)度伸出長(zhǎng)度增加時(shí)，焊接電流下降，熔深減少伸出長(zhǎng)度增加，電阻熱加大，熔化速度加快1020mm第4節(jié) 工藝參數(shù)與飛濺控制氣體流量小規(guī)范時(shí)為515L/min；中規(guī)范時(shí)為20L/min；大規(guī)范時(shí)為2550L/min電源極性一般為直流反接因?yàn)榉唇訒r(shí)飛濺小，電弧穩(wěn)定，成形較好。而且反極性時(shí)焊縫金屬含氫量低，并且焊縫熔深大。 堆焊時(shí)為正接因?yàn)殛帢O發(fā)熱量較大，正接時(shí)焊絲熔化約為反接的1.6 倍，金屬熔敷率高，可以提高生產(chǎn)率。此外，工件為正極，熱量較小，熔深淺，有利于保證堆焊金屬的性能。 短路過(guò)渡應(yīng)在不引起燒穿和焊縫成型良好條件下，選擇盡可能大直徑的焊絲和焊接電流；電流及電壓確定后，再調(diào)節(jié)電感第4節(jié) 工藝參數(shù)與飛濺控制顆粒過(guò)渡的焊接工藝參數(shù)電流較大時(shí)配以適當(dāng)電壓