焊接方法與設(shè)備使用

焊接方法與設(shè)備使用第1頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月模塊二二氧化碳氣體保護電弧焊

第2頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一、二氧化碳氣體保護焊原理及特點

1．CO2氣體保護焊原理

CO2氣體保護焊是利用CO2作為保護氣體的一種熔化極氣體保護電弧焊方法，簡稱CO2焊。

第3頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-3CO2氣體保護焊焊接過程示意圖1—熔池2—焊件3—CO2氣體3—噴嘴5—焊絲6—焊接設(shè)備7—焊絲盤

8—送絲機構(gòu)9—軟管10—焊槍11—導(dǎo)電觜12—電弧13—焊縫第4頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2．CO2氣體保護焊的分類

CO2焊按所用的焊絲直徑不同，可為細絲CO2氣體保護焊（焊絲直徑為≤1.2mm）及粗絲CO2氣體保護焊(焊絲直徑為≥1.6mm)。由于細絲CO2焊工藝比較成熟，因此應(yīng)用最廣。

CO2焊按操作方式又可分為CO2半自動焊和CO2自動焊，其主要區(qū)別在于：CO2半自動焊用手工操作焊槍完成電弧熱源移動，而送絲、送氣等同CO2自動焊一樣，由相應(yīng)的機械裝置來完成。CO2半自動焊的機動性較大，適用不規(guī)則或較短的焊縫；CO2自動焊主要用于較長的直線焊縫和環(huán)形焊縫等。第5頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.CO2氣體保護焊的特點（1）CO2焊優(yōu)點1）焊接成本低僅為埋弧焊及焊條電弧焊的30%～50%。2）生產(chǎn)率高生產(chǎn)率比焊條電弧焊高1～4倍。3）焊接質(zhì)量高焊縫含氫量低，抗裂性能好。4）焊接變形和焊接應(yīng)力小焊接應(yīng)力和變形小，特別宜于薄板焊接。5）操作性能好明弧焊，可以看清電弧和熔池情況，便于掌握與調(diào)整，也有利于實現(xiàn)焊接過程的機械化和自動化。6）適用范圍廣不僅適用焊接薄板，還常用于中、厚板的焊接，而且也用于磨損零件的修補堆焊。第6頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）CO2焊的缺點：1）焊縫表面成形較差，飛濺較多。2）不能焊接容易氧化的有色金屬材料。3）難用交流電源焊接及在有風(fēng)的地方施焊。4）弧光較強，所產(chǎn)生的弧光強度及紫外線強度分別是焊條電弧焊的2～3倍和20～40倍，應(yīng)特別重視對操作者的勞動保護。CO2焊是一種值得推廣應(yīng)用的高效焊接方法。第7頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二、CO2焊的冶金特性1.合金元素的氧化與脫氧（1）合金元素氧化

CO2在電弧高溫作用下，易分解為一氧化碳和氧，使電弧氣氛具有很強的氧化。其中CO在焊接條件下不溶于金屬，也不與金屬發(fā)生反應(yīng)，而原子狀態(tài)的氧使鐵及合金元素迅速氧化。結(jié)果使鐵、錳、硅等焊縫有用的合金元素大量氧化燒損，降低力學(xué)性能。同時溶入金屬的FeO與C元素作用產(chǎn)生的CO氣體，一方面使熔滴和熔池金屬發(fā)生爆破，產(chǎn)生大量的飛濺；另一方面結(jié)晶時來不逸出，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔。（2）脫氧第8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

CO2焊通常的脫氧方法是采用具有足夠脫氧元素的焊絲。常用的脫氧元素是錳、硅、鋁、鈦等。對于低碳鋼及低合金鋼的焊接，主要采用錳、硅聯(lián)合脫氧的方法。2.CO2焊的氣孔問題：（1）一氧化碳氣孔當焊絲中脫氧元素不足，使大量的FeO不能還原而溶于金屬中，在熔池結(jié)晶時發(fā)生下列反應(yīng)，生成CO氣孔。

FeO+C→Fe+CO↑

焊絲中含有足夠的脫氧元素Mn和Si，并嚴格限制焊絲中的含C量，就可以減小產(chǎn)生CO氣孔的可能性。CO2焊，產(chǎn)生CO氣孔的可能性不大。（2）氫氣孔氫的來源主要是焊絲、焊件表面的鐵銹、水分和油污及CO2氣體中的水分。由于CO2焊的保護氣體氧化性很強，所以CO2焊時形成氫氣孔的可能性較小。（3）氮氣孔

CO2焊最常發(fā)生的是氮氣孔，而氮主要來自于空氣。所以必須加強CO2氣流的保護效果，這是防止CO2焊的焊縫中產(chǎn)生氣孔的重要途徑。第9頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3．CO2焊的熔滴過渡

CO2焊熔滴過渡有兩種形式：短路過渡和滴狀過渡。（1）短路過渡

CO2焊在采用細焊絲、小電流和低電弧電壓焊接時，可獲得短路過渡。短路過渡，過渡頻率高，電弧非常穩(wěn)定，飛濺小，焊縫成形良好，同時焊接電流較小，焊接熱輸入低，故適宜于薄板及全位置焊縫的焊接第10頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）滴狀過渡

CO2焊采用粗焊絲、較大電流和較高電壓時，會出現(xiàn)滴狀過渡。滴狀過渡有兩種形式：一是大顆粒過渡，電流電壓比短路過渡稍高，電流一般在400A以下。熔滴較大且不規(guī)則，過渡頻率較低，易形成偏離焊絲軸線方向的非軸向過渡，電弧不穩(wěn)定，飛濺很大，成形差，在實際生產(chǎn)中不宜采用。二是細滴過渡，這時焊接電流、電弧電壓進一步增大，焊接電流在400A以上。雖然仍為非軸向過渡，但飛賤相對較少，電弧較穩(wěn)定，焊縫成形較好，故在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。

粗絲CO2焊滴狀過渡，多用于中、厚板的焊接。第11頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月4．CO2焊的飛濺（1）CO2焊飛濺的有害影響1）CO2時，飛濺大，降低焊絲的熔敷系數(shù)，增加焊絲及電能的消耗，降低焊接生產(chǎn)率和增加焊接成本。2）飛濺金屬粘著到導(dǎo)電嘴端面和噴嘴內(nèi)壁上，會使送絲不暢而影響電弧穩(wěn)定性，或者降低保護氣的保護作用。焊后清理，增加了焊接的輔助工時。3）焊接過程中飛濺出的金屬，還容易燒壞焊工的工作服，甚至燙傷皮膚，惡化勞動條件。（2）CO2焊產(chǎn)生飛濺的原因及防止飛濺的措施1）由冶金反應(yīng)引起的飛濺主要由CO氣體造成。采用含有錳硅脫氧元素的焊絲，降低焊絲中的含碳量，可減少這種飛濺。2）由極點壓力產(chǎn)生的飛濺直流反接可減少極點壓力產(chǎn)生的飛濺。3）熔滴短路時引起的飛濺短路過渡過程中，當焊接電源的動特性不好時，則更顯得嚴重。減少這種飛濺的方法，主要是通過調(diào)節(jié)焊接回路中的電感來調(diào)節(jié)短路電流增長速度。4）非軸向顆粒過渡造成的飛濺這種飛濺是在顆粒過渡時由于電弧的斥力作用而產(chǎn)生的。5）焊接工藝參數(shù)選擇不當引起的飛濺必須正確地選擇CO2焊的焊接工藝參數(shù)，才會減少產(chǎn)生這種飛濺的可能性。第12頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月小提示

CO2焊焊接前使用飛濺防粘劑（如型號為S-1，呈水質(zhì)溶液）涂抹在接縫兩測100～150mm范圍內(nèi)；或使用噴嘴防堵劑（如型號為P-3，呈膏狀）涂在噴嘴內(nèi)壁和導(dǎo)電嘴端面，可消除飛濺帶來的不利影響。第13頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月三、二氧化碳焊的焊接材料

CO2焊所用的焊接材料是CO2氣體和焊絲

1.CO2氣體焊接用的CO2一般是將其壓縮成液體貯存于鋼瓶內(nèi)。CO2氣瓶的容量為40L，可裝25Kg的液態(tài)CO2，占容積的80%，滿瓶壓力約為5～7Mpa，氣瓶外表涂鋁白色，并標有黑色“液化二氧化碳”的字樣。當壓力降低到0.98MPa時，CO2氣體中含水量大為增加，不能繼續(xù)使用。焊接用CO2氣體的純度應(yīng)大于99.5%，含水量不超過0.05%。生產(chǎn)中提高CO2氣體純度的措施有：1）倒置排水將CO2氣瓶倒置1～2h，使水分下沉，然后打開閥門放水2～3次，每次放水間隔30min。2）正置放氣更換新氣前，先將CO2氣瓶正立放置2h，打開閥門放氣2～3min，以排出混入瓶內(nèi)的空氣和水分。3）使用干燥劑在CO2氣路中放掉氣瓶上部的氣體，因為，串接幾個過濾式干燥器，用以干燥含水較多的CO2氣體。第14頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2．焊絲（1）對焊絲的要求1）焊絲必須比母材含有較多的Mn和Si等脫氧元素。2）焊絲含C量在0.10%以下，并控制S、P含量。3）焊絲表面鍍銅，鍍銅可防止生銹，有利于保存，并可改善焊絲的導(dǎo)電性及送絲的穩(wěn)定性。（2）焊絲型號及性能GB/T8110－2008《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》規(guī)定了碳鋼、低合金鋼氣體保護電弧焊所用實芯焊絲和填充絲的化學(xué)成分和力學(xué)性能，適用于熔化極氣體保護電弧焊（MIG焊、MAG焊及CO2焊）、TIG焊及等離子弧焊。第15頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月GB/T8110－2008《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》規(guī)定：焊絲型號由三部分組成。ER表示焊絲。ER后面的兩位數(shù)字表示熔敷金屬的最低抗拉強度。短線“-”后面的字母或數(shù)字表示焊絲化學(xué)成分代號，碳鋼焊絲用一位數(shù)字表示，有1、2、3、4、6、7共6個型號；錳鉬鋼焊絲用字母D表示，它們后面數(shù)字表示同一合金系統(tǒng)的不同編號。如還附加其它化學(xué)成份時，直接用元素符號表示，并以短線“-”與前面數(shù)字分開。型號最后加字母L表示含碳量低的焊絲（wc≤0.05％）。目前在我國，CO2焊已得到廣泛應(yīng)用，主要用于碳鋼、低合金鋼的焊接，最常用的焊絲是ER49-1和ER50-6。ER49-1對應(yīng)的牌號為H08Mn2SiA、ER50-6對應(yīng)的牌號為H11Mn2SiA。ER50-6焊絲應(yīng)用更廣。第16頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月四、二氧化碳焊設(shè)備CO2氣體保護焊設(shè)備有半自動焊設(shè)備和自動焊設(shè)備，其中CO2半自動焊在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。CO2自動焊與CO2半自動焊相比僅多了焊車行走機構(gòu)。1．CO2半自動焊焊機組成CO2半自動焊設(shè)備，主要由焊接電源、焊槍及送絲系統(tǒng)、CO2供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。第17頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）焊接電源直流電源，通常選用平外特性的弧焊整流器。有些情況下，也可采用下降率不大（4V/100A左右）的緩降外特性電源。常用的弧焊整流器有抽頭式硅弧焊整流器、晶閘管弧焊整流器及逆變弧焊整流器。第19頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-8焊接電源外特性與電弧自身調(diào)節(jié)作用的關(guān)系

1—平硬特性曲線2—緩降特性曲線3—陡降特性曲線第20頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）送絲系統(tǒng)及焊槍1）送絲系統(tǒng)送絲系統(tǒng)由送絲機（包括電動機、減速器、校直輪和送絲輪）、送絲軟管、焊絲盤等組成。送絲方式主要有拉絲式、推絲式和推拉式三種。如圖3—9。①拉絲式焊絲盤、送絲機構(gòu)與焊槍連接在一起。適用細焊絲（直徑為0.5mm～0.8mm）,操作的活動范圍較大。②推絲式焊絲盤、送絲機構(gòu)與焊槍分離。通常推絲式所用的焊絲直徑宜在0.8mm以上,其焊槍的操作范圍在2m～4m以內(nèi)。目前CO2半自動焊多采用推絲式焊槍。③推拉式具有前兩種送絲方式的優(yōu)點，焊絲送給時以推絲為主，而焊槍內(nèi)的送絲機構(gòu)，起著將焊絲拉直的作用。但焊槍及送絲機構(gòu)較為復(fù)雜。第21頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3—9CO2半自動焊送絲方式

a）推絲式b）拉絲式c）推拉式第22頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2）焊槍焊槍的作用是導(dǎo)電、導(dǎo)絲、導(dǎo)氣。焊槍常需冷卻，冷卻方式有空氣冷卻和用內(nèi)循環(huán)水冷卻兩種。焊槍按送絲方式可分為推絲式焊槍和拉絲式焊槍；按結(jié)構(gòu)可分為鵝頸式焊槍和手槍式焊槍。鵝頸式氣冷焊槍應(yīng)用最廣。第23頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3—12CO2焊供氣系統(tǒng)示意圖

1-氣源2-預(yù)熱器3-高壓干燥器3-氣體減壓閥

5-氣體流量計6-低壓壓干燥器7-氣閥

（3）CO2焊供氣系統(tǒng)CO2焊的供氣系統(tǒng)是由氣源（氣瓶）、預(yù)熱器、減壓器、流量計和氣閥組成，如氣體不純，還需串接高壓和低壓干燥器。第24頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3—13CO2半自動焊的控制程序圖（4）控制系統(tǒng)

CO2焊控制系統(tǒng)的作用是對供氣、送絲和供電系統(tǒng)實現(xiàn)控制。第25頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月五、二氧化碳焊工藝

CO2焊的主要工藝參數(shù)有焊絲直徑、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、回路電感、裝配間隙與坡口尺寸、噴嘴至焊件的距離等。1.焊絲直徑焊絲直徑應(yīng)根據(jù)焊件厚度、焊接空間位置及生產(chǎn)率的要求來選擇。當焊接薄板或中厚板的立、橫、仰焊時，多采用直徑1.6mm以下的焊絲；在平焊位置焊接中厚板時,可以采用直徑1.2mm以上的焊絲。第27頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2．焊接電流焊接電流的大小應(yīng)根據(jù)焊件厚度、焊絲直徑、焊接位置及熔滴過渡形式來確定。焊接電流越大，焊縫厚度、焊縫寬度及余高都相應(yīng)增加。通常直徑0.8mm～1.6mm的焊絲，在短路過渡時,焊接電流在50A～230A內(nèi)選擇。細滴過渡時，焊接電流在250A～500A之間。第28頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電弧電壓短路過渡時，電弧電壓在16～24V范圍內(nèi)。細滴過渡焊接時，直徑為1.2～3.0mm的焊絲，電弧電壓可在25～36V范圍內(nèi)選擇。4.焊接速度焊速增加，焊縫寬度與焊縫厚度減小。焊速過快，保護效果變差，可能出現(xiàn)氣孔，而且還易產(chǎn)生咬邊及未熔合等缺陷；但焊速成過慢，則焊接生產(chǎn)率降低，焊接變形增大。一般CO2半自動焊時的焊接速度在15m/h～40m/h。第29頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月小提示生產(chǎn)中，常用經(jīng)驗公式來確定電弧電壓值：當焊接電流在≤300A時，電弧電壓（V）=0.04×焊接電流（A）+16±1.5；當焊接電流＞300A以上時，電弧電壓（V）=0.04×焊接電流（A）+20±2.0。第30頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月5.焊絲伸出長度焊絲伸出長度取決于焊絲直徑，一般約等于焊絲直徑的10倍，且不超過15mm。6.CO2氣體流量CO2氣體流量應(yīng)根據(jù)焊接電流、焊接速度、焊絲伸出長度及噴嘴直徑等選擇。細絲CO2焊氣體流量約為8L/min～15L/min；粗絲CO2氣體流量約在15L/min～25L/min。7．電源極性與回路電感直流反接。焊接回路的電感值根據(jù)焊絲直徑和電弧電壓來選擇，具體見表3—9。第31頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月小提示在焊接生產(chǎn)中，有時焊接電纜較長，常常將一部分電纜盤繞起來，這相當于在焊接回路中串入了一個附加電感，由于回路電感值的改變，使飛濺等發(fā)生變化。因此焊接過程正常后，電纜盤繞的圈數(shù)就不宜變動。第32頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月8.裝配間隙及坡口尺寸

12mm以下的焊件不開坡口可焊透，一般坡口角度可由焊條電弧焊的60°左右減為30°～40°，鈍邊可相應(yīng)增大2mm～3mm，根部間隙可相應(yīng)減少1mm～2mm。9．噴嘴至焊件的距離噴嘴與焊件間的距離應(yīng)根據(jù)焊接電流來選擇，如圖3—15所示。第33頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3—15噴嘴至焊件的距離與焊接電流的關(guān)系第34頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月10．焊槍傾角前傾，加大熔寬并減少熔深;后傾，焊縫窄，熔深較大，余高較高。通常焊工習(xí)慣用右手持槍，采用左向焊法，采用前傾角（焊件的垂線與焊槍軸線的夾角）10°～15°，不僅能夠清楚地觀察和控制熔池，而且還可得到較好的焊縫成形。第35頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3—16焊槍傾角對焊縫成形的影響第36頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月模塊三熔化極惰性氣體保護電弧焊熔化極惰性氣體保護焊一般是采用氬氣或氬氣和氦氣的混合氣體作為保護進行焊接的。熔化極惰性氣體保護焊通常指的是熔化極氬弧焊。第37頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一、熔化極氬弧焊的原理及特點1．熔化極氬弧焊的原理及特點（1）熔化極氬弧焊的原理熔化極氬弧焊采用焊絲作電極，在氬氣保護下，電弧在焊絲與焊件之間燃燒。焊絲連續(xù)送給并不斷熔化，而熔化的熔滴也不斷向熔池過渡，與液態(tài)的焊件金屬熔合，經(jīng)冷卻凝固后形成焊縫。熔化極氬弧焊按其操作方式有熔化極半自動氬弧和熔化極自動氬弧焊兩種。（2）熔化極氬弧焊的特點

1）焊縫質(zhì)量高惰性氣體作為保護氣體，保護效果好，飛濺極少，能獲得高質(zhì)量的焊縫。

2）焊接范圍很廣幾乎所有的金屬材料都有可以進行焊接，特別適宜焊接化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬和合金。不僅能焊薄板也能焊厚板，特別適用于中等和大厚度焊件的焊接。

3）焊接效率高由于用焊絲作為電極，克服了鎢極氬弧焊鎢極的熔化和燒損的限制，焊接電流可大大提高，焊縫厚度大，焊絲熔敷速度快，所以一次焊接的焊縫厚度顯著增加。采用自動焊或半自動焊，具有較高的焊接生產(chǎn)率。

4）熔化極惰性氣體保護焊的主要缺點無脫氧去氫作用，對焊絲和母材上的油、銹敏感，易產(chǎn)生氣孔等缺陷。采用氬氣或氦氣，焊接成本相對較高。第38頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2．熔化極氬弧焊的熔滴過渡形式采用短路過渡或顆粒狀過渡焊接時，由于飛濺較嚴重，電弧復(fù)燃困難，焊件金屬熔化不良及容易產(chǎn)生焊縫缺陷，所以熔化極氬弧焊一般不采用短路過渡或滴狀過渡形式而多采用噴射過渡的形式。第39頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二熔化極惰性氣體保護焊的設(shè)備及工藝

1．熔化極惰性氣體保護焊的設(shè)備熔化極氬弧焊設(shè)備與CO2焊基本相同，主要是由焊接電源、供氣系統(tǒng)、送絲機構(gòu)、控制系統(tǒng)、半自動焊槍、冷卻系統(tǒng)等部分組成。熔化極自動氬弧焊設(shè)備與半自動焊設(shè)備相比，多了一套行走機構(gòu)，并且通常將送絲機構(gòu)與焊槍安裝在焊接小車或?qū)Ｓ玫暮附訖C頭上，這樣可使送絲機構(gòu)更為簡單可靠。

熔化極半自動氬弧焊機多用細焊絲施焊，所以采用等速送絲式系統(tǒng)配用平外特性電源。熔化極自動氬弧焊機自動調(diào)節(jié)工作原理與埋弧焊基本相同。選用細焊絲時采用等速送絲系統(tǒng)，配用緩降外特性的焊接電源；選用粗焊絲時，采用變速送絲系統(tǒng)，配用陡降外特性的焊接電源。熔化極自動氬弧焊大多采用粗焊絲。

我國定型生產(chǎn)的熔化極半自動氬弧焊機有NBA系列，如NBA1—500型等，熔化極自動氬弧焊機有NZA系列，如NZA—1000型等。第40頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2．熔化極氬焊的焊接工藝

焊接工藝參數(shù)有焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、噴嘴直徑、氬氣流量等。

焊接電流和電弧電壓是獲得噴射過渡形式的關(guān)鍵，只有焊接電流大于臨界電流值，才能獲得噴射過渡，不同材料和不同焊絲直徑的臨界電流見表3—10。第41頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：要獲得穩(wěn)定的噴射過渡，在選定焊接電流后，還要匹配合適的電弧電壓。

熔化極氬弧焊對熔池和電弧區(qū)的保護要求較高，而且電弧功率及熔池體積一般較鎢極氬弧焊大，所以氬氣流量和噴嘴孔徑相應(yīng)增大，通常噴嘴孔徑為20mm左右，氬氣流量約在30～65L/min范圍內(nèi)。熔化極氬弧焊采用直流反接，因為直流反接易實現(xiàn)噴射過渡，飛濺少，并且還可發(fā)揮“陰極破碎”作用。第42頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月小提示

實際生產(chǎn)中有CO2專用焊機，但一般不做專用MIG焊焊機，而是MIG/MAG/CO2焊通用，統(tǒng)稱熔化極氣體保護焊設(shè)備。

第43頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月模塊四熔化極活性氣體保護電弧焊一、熔化極活性氣體保護焊的原理及特點熔化極活性氣體保護焊，是采用在惰性氣體氬（Ar）中加入少量的氧化性氣體（CO2、O2或其混合氣體）的混合氣體作為保護氣體的一種熔化極氣體保護焊方法，簡稱為MAG焊。由于混合氣體中氬氣所占比例大，又常稱為富氬混合氣體保護焊?，F(xiàn)常用氬（Ar）與CO2混合氣體來焊接碳鋼及低合金鋼。特點：1．與純氬氣保護焊相比（1）熔化極活性氣體保護焊的熔池、熔滴溫度比純氬弧焊高，電流密度大，所以熔深大，焊縫厚度大，并且焊絲熔化速度快，熔敷效率高，有利于提高焊接生產(chǎn)率。（2）由于具有一定的氧化性，克服了純氬保護時表面張力大、液態(tài)金屬粘稠、易咬邊及斑點漂移等問題。同時改善了焊縫成形，由純氬的指狀（蘑菇）熔深成形改變?yōu)樯顖@弧狀成形，接頭的力學(xué)性能好。（3）由于加入一定量的較便宜的CO2氣體，降低了焊接成本，但CO2的加入提高了產(chǎn)生噴射過渡的臨界電流，引起熔滴和熔池金屬的氧化及合金元素的燒損。第44頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2．與純CO2氣體保護焊相比（1）由于電弧溫度高，易形成噴射過渡，故電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺減小，熔敷系數(shù)提高，節(jié)省焊接材料，焊接生產(chǎn)率提高。（2）由于大部分氣體為惰性的氬氣，對熔池的保護性能較好，焊縫氣孔產(chǎn)生機率下降，力學(xué)性能有所提高。（3）與純CO2焊相比，焊縫成形好，焊縫平緩，焊波細密、均勻美觀，但經(jīng)濟方面不如CO2焊，成本較CO2焊高。第45頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二、MAG焊常用混合氣體及應(yīng)用1．Ar＋O2Ar＋O2活性混合氣體可用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等高合金鋼及高強鋼的焊接。焊接不銹鋼等高合金鋼及高強鋼時，O2的含量（體積）應(yīng)控制在1～5％；焊接碳鋼、低合金鋼時，O2的含量（體積）可達20％。2．Ar＋CO2Ar與CO2氣體的比例通常為（70%～80%）/（30%～20%）。這種比例既可用于噴射過渡電弧，也可用于短路過渡及脈沖過渡電弧。但在用短路過渡電弧進行垂直焊和仰焊時，Ar和CO2的比例最好是50%/50%，這樣有利于控制熔池?，F(xiàn)在常用的是用80%Ar+20%CO2焊接碳鋼及低合金鋼。3．Ar＋O2＋CO2Ar＋O2＋CO2活性混合氣體可用于焊接低碳鋼、低合金鋼，其焊縫成形、接頭質(zhì)量以及金屬熔滴過渡和電弧穩(wěn)定性都比Ar＋O2、Ar＋CO2強。第46頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月三、MAG焊的設(shè)備及工藝

1．熔化極活性氣體保護焊的設(shè)備熔化極活性氣體保護焊設(shè)備如圖3—17所示。它只是在CO2氣體保護焊設(shè)備系統(tǒng)中加入了氬氣源和氣體混合配比器而已。為了保證焊接時使用的混合氣體組分配比正確、可靠和均勻，必須使用合適的混合氣體配比裝置。對于集中供氣系統(tǒng)，則由整個系統(tǒng)的完善來保證；但對于單臺焊機使用混合氣體作為保護氣體時，則必須使用專門的混合氣體配比器。現(xiàn)在市場上已有瓶裝的Ar、CO2混合氣體供應(yīng)了，使用起來十分方便。第47頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3—17熔化極活性氣體保護焊設(shè)備組成

1—Ar氣瓶2—Co2氣瓶3—干燥器3—送絲小車

5—焊接電源6—混合氣體配比器7—焊槍8、9—減壓流量計第48頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2．熔化極活性氣體保護焊的焊接工藝參數(shù)熔化極活性氣體保護焊的焊接工藝參數(shù)主要有焊絲的選擇、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長度、氣體流量、電源種類極性等。（1）焊絲的選擇熔化極活性氣體保護焊時，由于保護氣體有一定氧化性必須使用含有Si、Mn等脫氧元素的焊絲。焊接低碳、低合金鋼時常選用ER50—3、ER50—6、ER49—1焊絲,其他合金鋼焊絲，詳見GB/T8110－2008《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》標準。半自動焊，常使用1.6mm以下直徑的焊絲。直徑大于2mm的焊絲，一般均采用自動焊。（2）焊接電流焊接電流的大小應(yīng)根據(jù)工件的厚度、坡口形狀、所采用的焊絲直徑以及所需要的熔滴過渡形式來選擇。焊接電流的選擇除參照有關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)外，還可通過工藝評定試驗得到。（3）電弧電壓電弧電壓的高低決定了電弧長短與熔滴的過渡形式。當電流與電弧電壓匹配良好時，電弧穩(wěn)定、飛濺少、聲音柔和，焊縫熔合情況良好。表3—12列舉了富氬混合氣體保護焊平焊操作時的電弧電壓值。第49頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）焊絲伸出長度焊絲伸出長度一般為焊絲直徑的10倍左右。（5）氣體流量流量太小，起不到保護作用；流量太大，由于紊流的產(chǎn)生、保護效果亦不好，而且氣體消耗太大，成本升高。一般對1.2mm以下焊絲半自動焊時，流量為15L/min左右。（6）焊接速度焊速過快，可產(chǎn)生未焊透、熔合情況不佳、焊道太薄，保護效果差，產(chǎn)生氣孔等問題；但焊速太慢則又可能產(chǎn)生焊縫過熱、甚至燒穿、成形不良、生產(chǎn)率太低等。焊接速度應(yīng)綜合考慮板厚、電弧電壓及焊接電流、層次、坡口形狀及大小、熔合情況和施焊位置等因素來確定。（7）電源種類極性為了減小飛濺，一般均采用直流反極性，即焊件接負極，焊槍接正極。第50頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月模塊五藥芯焊絲氣體保護電弧焊保

藥芯焊絲是繼電焊條，實芯焊絲之后廣泛應(yīng)用的又一類焊接材料。使用藥芯焊絲作為填充金屬的各種電弧焊方法稱為藥芯焊絲電弧焊。藥芯焊絲電弧焊根據(jù)外加保護方式不同有藥芯焊絲氣體保護電弧焊，藥芯焊絲埋弧焊及藥芯焊絲自保護焊。藥芯焊絲氣體保護焊又有藥芯焊絲CO2氣體保護焊、藥芯焊絲熔化極惰性氣體保護焊和藥芯焊絲混合氣體保護焊等。其中應(yīng)用最廣的是藥芯焊絲CO2氣體保護焊。第51頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一、藥芯焊絲氣體保護電弧焊的原理及特點

1．藥芯焊絲氣體保護焊的原理

藥芯焊絲氣體保護焊的基本工作原理與普通熔化極氣體保護焊一樣，是以可熔化的藥芯焊絲作為電極及填充材料，在外加氣體如CO2保護下進行焊接的電弧焊方法。與普通熔化極氣體保護焊的主要區(qū)別在于：焊絲內(nèi)部裝有藥粉，焊接時，在電弧熱作用下熔化狀態(tài)的藥芯焊絲、母材金屬和保護氣體相互之間發(fā)生冶金作用，同時形成一層較薄的液態(tài)熔渣包覆熔滴并覆蓋熔池，對熔化金屬形成了又一層的保護。實質(zhì)上是一種氣渣聯(lián)合保護的方法，如圖3—18所示。第52頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3—18藥芯焊絲氣體保護焊示意圖

1—導(dǎo)電嘴23—噴嘴3—藥芯焊絲3—CO2氣體

5—電弧6—熔渣7—焊縫8—熔池第53頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2．藥芯焊絲氣體保護焊的特點（1）采用氣渣聯(lián)合保護，保護效果好，抗氣孔能力強，焊縫成形美觀，電弧穩(wěn)定性好，飛濺少且顆粒細小。（2）焊絲熔敷速度快，熔敷速度明顯高于焊條，并略高于實芯焊絲，熔敷效率和生產(chǎn)率都較高，生產(chǎn)率為焊條電弧焊高3—4倍，經(jīng)濟效益顯著。（3）焊接各種鋼材的適應(yīng)性強，通過調(diào)整藥粉的成分與比例，可焊接和堆焊不同成分的鋼材