CO2氣體保護(hù)焊的ppt課件.ppt

1、5.1 原理與特點(diǎn),在焊接薄板時(shí)，可選用細(xì)焊絲 =1.2mm ，使用較小電流實(shí)現(xiàn)熔滴 短路過渡 ，電弧對(duì)工件間斷加熱，線能量小，變形小，不需要焊后校正工序，提高工效。,5.1 原理與特點(diǎn),焊接中厚板時(shí)，選擇較粗焊絲 =1.6mm ，使用較大電流實(shí)現(xiàn) 細(xì)顆粒過渡 ，這時(shí)焊絲中的電流密度高達(dá)100300A/m ，焊絲熔化速度快，熔敷率高，電弧挺度大，穿透力強(qiáng)，焊接熔深大，可以不開坡口或開小坡口，生產(chǎn)率比焊條電弧焊提高 13 倍。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇,1.6mm的焊絲在電弧中可能出現(xiàn)的熔滴過渡變化區(qū)間,小電流低電壓的短路過渡,固體短路,較高弧壓的短路過渡顆粒過渡混合過渡區(qū),中等電流和高

2、弧壓規(guī)范區(qū)，熔滴呈變化形態(tài)的大塊狀過渡,細(xì)顆粒過渡,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇,短路過渡,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇,短路過渡的穩(wěn)定性 短路過渡時(shí)，過渡熔滴越小，短路頻率越高，焊縫波紋越細(xì)密，焊接過程越穩(wěn)定。在穩(wěn)定的短路過渡情況下，要求盡可能高的短路頻率。短路頻率常常作為衡量短路過渡過程穩(wěn)定性的標(biāo)志。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡,中絲細(xì)顆粒過渡,粗絲潛弧噴射過渡,二氧化碳電弧焊對(duì)于某一直徑的焊絲在電流增大到一定數(shù)值并配以適當(dāng)?shù)碾娀‰妷喝鄣我暂^小的尺寸自由飛落進(jìn)入熔池，把這種現(xiàn)象稱作c02電弧焊顆粒過渡。 顆粒過渡的特點(diǎn)是電流大而電弧電壓要根據(jù)焊絲直徑選擇。把顆粒過渡

3、分力中絲細(xì)顆粒過渡和粗絲潛弧噴射過渡兩種,在粗絲(2-5mm）焊接時(shí)根據(jù)規(guī)范的選擇，可以出現(xiàn)一種潛弧噴射過渡，正常使用是在大電流較低電壓和較高焊速下焊接厚板.,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,短路過渡焊接的特點(diǎn)： 短路過渡時(shí)，采用細(xì)焊絲、熔滴細(xì)小而過渡頻率高，飛濺小，焊縫成形美觀； 主要用于焊接薄板及全位置焊接；焊接薄板時(shí)，生產(chǎn)率高變形小 焊接操作容易掌握，對(duì)焊工技術(shù)水平要求不高；因而短路過渡的二氧化碳焊易于在生產(chǎn)中推廣和應(yīng)用。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,主要的焊接工藝參數(shù)有： 焊絲直徑 焊接電流 電弧電壓 焊接速度 保護(hù)氣體流量 焊絲干伸長(zhǎng) 電

4、源 極性 焊接回路電感值 等,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊絲直徑 短路過渡焊接采用細(xì)焊絲，常用焊絲直徑為06-16mm, 隨著焊絲直徑的增大，飛濺顆粒相應(yīng)增大。 焊絲的熔化速度隨焊接電流的增加而增加,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接電流 焊接電流是重要的焊接參數(shù)，是決定焊縫厚度的主要因素電流大小主要決定于送絲速度。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,電弧電壓 短路過渡的電弧電壓一般在1725v之間。 短路過渡時(shí)焊接電流均在200A以下，這時(shí)電弧電壓均在較窄的范圍(23v）內(nèi)變動(dòng)；電弧電壓與焊接電流的關(guān)系可用下式來(lái)計(jì)算,5.4

5、熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接電流和焊接電壓的匹配 電弧電壓的選擇與焊絲直徑及焊接電流有關(guān)，它們之間存在著協(xié)凋匹配的關(guān)系。細(xì)絲的電弧電壓與焊接電流的匹配關(guān)系示于圖。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接電流和焊接電壓的匹配 短路過渡時(shí)不同直徑焊絲相應(yīng)選用的焊接電流電弧電壓的數(shù)值范圍見表,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接速度 焊接速度對(duì)焊縫成形、接頭的力學(xué)性能及氣孔等缺陷的產(chǎn)生部有影響、在焊接電流和電弧電壓一定的情況下焊接速度加快時(shí)，焊縫厚度寬度和余高都減小。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,保護(hù)氣體流量 200A

6、以下的薄板焊接時(shí)氣體流量為10-15Lmin 在200A以上的厚板焊接時(shí)氣體流量為15-25Lmin,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 焊接條件,焊絲 干伸 長(zhǎng)短路過渡焊接一般為 815mm ，顆粒過渡焊接為1525mm 。,適宜的焊絲伸出長(zhǎng)度與焊絲直徑 有關(guān)，焊絲伸出長(zhǎng)度大約等于 焊絲直徑的10倍左右。,在CO2焊接中,為什么DCEN為常用的?,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,電 源 極性DCEN: 常 用 DCEP: 堆 焊和 補(bǔ) 焊,在CO2焊接中,為什么DCEN為常用的電源極性?,在焊絲接正，直流反接,所受到的斑點(diǎn)力小容易形成細(xì)小的熔滴，有較大的電磁力和等離子流力，

7、電弧壓力較大。 當(dāng)焊絲接負(fù)時(shí)，直流正接,熔滴受到正離子的沖擊，既有較大的斑點(diǎn)力作用在熔滴上，使熔滴長(zhǎng)大，不能順利過渡，也不能形成很強(qiáng)的電磁力和等離子流力，因此電弧力小。,電源極性：二氧化碳焊接時(shí)一般采用直流反極性，飛濺小電弧穩(wěn)定熔深大成形良好。而且焊縫含氫量低。 堆焊及焊補(bǔ)鑄件時(shí)，采用直流正極性較為合適，因?yàn)槿刍瘶O陰極產(chǎn)熱量比陽(yáng)極產(chǎn)熱量大，焊絲熔化系數(shù)大，約為反極性的16倍，金屬熔敷率高可以提高生產(chǎn)率，同時(shí)工件為正極，產(chǎn)熱量小熔深淺對(duì)堆焊有利。,因,果,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 短路過渡焊接條件,焊接回路電感值 短路過渡焊接時(shí)串接電感的作用主要有兩方面： 調(diào)節(jié)短路電流增長(zhǎng)速度didt:

8、 調(diào)節(jié)電弧燃燒時(shí)間，控制母材熔深；,短路過渡焊接在回路中串聯(lián)電感,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡焊接條件,中絲細(xì)顆粒過渡特點(diǎn) 電弧電壓比較高焊接電流比較大，此時(shí)電弧是持續(xù)的，不發(fā)生短路熄弧的現(xiàn)象，焊絲的熔化金屬以細(xì)滴形式進(jìn)行過渡，所以電弧穿透力強(qiáng)，母材熔深大。適合于進(jìn)行中等厚度及大厚度焊件的焊接。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡焊接條件,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 中絲細(xì)顆粒過渡焊接條件,焊接參數(shù)的選擇： 電弧電壓與焊接電流： 為了實(shí)現(xiàn)滴狀過渡，電弧電壓必須選取在34-45v范圍內(nèi)，焊接電流：則根據(jù)焊絲直徑來(lái)選擇，對(duì)應(yīng)于不同的焊絲直徑實(shí)現(xiàn)細(xì)滴過渡的焊接電電流：下限

9、是不同的。表中列出了幾種常用焊絲直徑的電流下限值：,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 中絲細(xì)顆粒過渡焊接條件,焊接速度 細(xì)滴過渡的二氧化碳焊接速度較高，焊接速度為40-60m/h. 保護(hù)氣體流量 應(yīng)選用較大的氣體流量來(lái)保證焊接區(qū)的保護(hù)效果、保護(hù)氣流量通常比短路的二氧化碳焊高1-2倍。常用的氣流量范圍為2550L/min。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 粗絲潛弧噴射過渡焊接條件,粗絲焊接的研究較少，目前二氧化碳焊接的仍然以細(xì)絲短路過渡焊接及中絲顆粒過渡焊接為主。,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡焊接條件,CO2 電弧焊熔滴顆粒過渡 并沒 有 嚴(yán)格 的 劃分 區(qū)間主 要是 通 過焊接

10、電流與電弧電壓的 搭配 ，使焊接能有一 個(gè) 比較穩(wěn)定的過 程 。,熔滴顆粒過渡規(guī)范區(qū)間,5.4 熔滴過渡與焊接條件的選擇 顆粒過渡焊接條件,焊接電壓對(duì)母材熔化形態(tài)的影響,焊接電流對(duì)母材熔化形態(tài)的影響,5.5 焊接飛濺和防止,飛濺產(chǎn)生的原固 氣體爆炸引起的飛濺。熔滴過渡時(shí)，由于熔滴中的一氧化鐵與c反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化鐵氣體，在電弧高溫下急劇膨脹，使熔滴爆破而引起金屬飛濺 由電弧斑點(diǎn)壓力而引起的飛濺。二氧化碳?xì)怏w高溫分解吸收大量電弧熱量，對(duì)電弧的冷卻作用較強(qiáng)使電弧電場(chǎng)強(qiáng)度提高電弧收縮，弧柱面積減小，增大了電弧的斑點(diǎn)壓力，熔滴在斑點(diǎn)壓力的作用下十分不穩(wěn)定，形成飛濺，用直流正接法時(shí)，熔滴受斑點(diǎn)壓力大飛濺也

11、大。 短路過渡時(shí)由于液態(tài)小橋爆斷引起的飛濺。當(dāng)熔滴與熔池接觸時(shí)，由熔滴把焊絲與熔池連接起來(lái)，形成液體小橋。隨著短路電流的增加，使液體小橋金屬迅速的加熱，最后導(dǎo)致小橋金屬發(fā)生汽化爆炸，引起飛濺 當(dāng)焊接參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，區(qū)會(huì)引起飛濺,5.5 焊接飛濺和防止,飛濺率：用來(lái)表示焊接飛濺量的大小。定義為：飛濺損失的金屬與熔化焊絲重量的比值。,5.5 焊接飛濺的防止措施工藝,正確選擇焊接工藝和參數(shù) 焊接電流和電弧電壓,5.5焊接飛濺的防止措施工藝,正確選擇焊接工藝和參數(shù) 限制焊絲干伸長(zhǎng) 一般焊絲伸出長(zhǎng)度越長(zhǎng)，飛濺率越高。所以在保證不堵塞噴嘴的情況下應(yīng)盡可能縮短焊絲伸出長(zhǎng)度。 焊槍角度。焊槍垂直時(shí)飛濺量最少傾

12、斜角度越大，飛濺越多：焊槍前傾或后傾最好不超過20。,5.5 焊 飛濺的防止措施工藝,細(xì)滴過渡時(shí)在二氧化碳中加入Ar氣 在二氧化碳?xì)怏w中加入Ar氣，改變了純二氧化碳?xì)怏w的物理性質(zhì)隨著Ar氣比例增大，飛濺逐漸減少見圖4-11。由圖中可見，飛濺損失變化最顯著的是細(xì)滴直徑大于o8mm的飛濺對(duì)直徑小于o8mm的細(xì)滴飛濺影響不大。,5.5焊接飛濺的防止措施材料,采用低飛濺率焊絲 超低碳焊絲能夠減少由二氧化碳?xì)怏w引起的飛濺。 藥芯焊絲通常藥芯焊絲二氧化碳焊的飛濺率約為實(shí)芯焊絲的1/3。 活化處理焊絲 在焊絲的表面涂有極薄的活化涂料如CS2CO3與K2CO3的混合物，采用直流正極性焊接。,5.5焊接飛濺的防

13、止措施電源,短路過渡時(shí)限制金屬液橋爆斷能量 短路過渡二氧化碳焊按時(shí)，當(dāng)熔滴與熔池接觸形成短路后，如果短路電流的增長(zhǎng)速度過決，使液橋金屬迅速地加熱，造成了熱量的聚集，將導(dǎo)致金屬液橋爆裂而產(chǎn)生飛濺，因此必須設(shè)法使短路液橋的金屬過渡趨于平緩，具體的方法主要是：在焊接回路中串接附加電感。,5.7 二氧化碳電弧焊實(shí)際P158-161,基本操作 焊接起弧 焊槍角度和焊絲的瞄準(zhǔn)位置 弧坑處理 應(yīng)用操作 橫向焊接 立向焊接 打底焊接 環(huán)縫焊接 坡口準(zhǔn)備與接頭形狀 坡口加工 母材清理 定位焊接 接頭的坡口形式,實(shí)踐性質(zhì)作業(yè)：,20mm或5mm厚的16Mn鋼，使用H08Mn2Si焊絲進(jìn)行CO2氣體保護(hù)焊接。接頭形

14、式是對(duì)接。焊絲直徑的選擇，請(qǐng)給出參考的焊接工藝參數(shù)，通過自己的分析推測(cè)熔滴的過渡形式。如何進(jìn)行焊前的坡口準(zhǔn)備與接頭形狀？然后完成CO2氣體保護(hù)焊接的基本操作的描述。 參考： 焊接手冊(cè)和教材,手工焊實(shí)例,中厚板的板板對(duì)接，V形坡口，平焊，單面焊雙面成形 1 試件尺寸及要求 （1）試件材料牌號(hào) 16Mn （Q235） （2）試件尺寸 300 x200 x14 （3）坡口尺寸 鈍邊lmm，見圖5.3-23。 （4）焊接位置 平焊 （5）焊接要求 單面焊雙面成形 （6）焊接材料 E5015（E4315） （7）焊機(jī) ZX5400或ZX7400,圖5.3-23 試件及坡口尺寸,2 試件裝配,（l）清除坡

15、口面及坡口正反兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油、銹、水分及其他污物，至露出金屬光澤。 （2）裝配 裝配間隙 始端為3mm，終端為4mm。 定位焊 采用與焊接試板相同牌號(hào)焊條進(jìn)行并在試件反面兩端點(diǎn)固焊，點(diǎn)固焊長(zhǎng)度為10mm15mm。 預(yù)置反變形量3或4 錯(cuò)邊量 1.4mm,3 焊接工藝參數(shù) 見表,4 操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng),基本操作 定位焊 焊接起弧 焊槍角度和焊絲的瞄準(zhǔn)位置 弧坑處理 應(yīng)用操作 打底焊接 填充焊 蓋面焊,5：焊接過程熔滴過渡分析,推測(cè)每次焊接過程中熔滴的過渡形式 打底焊接 填充焊 蓋面焊,5.6 送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng),送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng) 二氧化碳焊接的焊接電源 回顧弧焊電源知識(shí) 二氧化碳焊接的等速送絲調(diào)節(jié)

16、系統(tǒng) 二氧化碳焊的焊接電源與送絲方式的匹配 二氧化碳焊的送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn),1：送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng),送絲方式：等速和變速 送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)在焊接過程中起到如下作用：當(dāng)某種原因使電弧長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，通過對(duì)焊絲送進(jìn)速度或焊絲熔化速度的調(diào)整使電弧恢復(fù)到原有長(zhǎng)度或一個(gè)新的平衡長(zhǎng)度，從而保證焊接過程的穩(wěn)定。,2：二氧化碳焊接的焊接電源,二氧化碳電弧的靜特性是上升的 一般采用直流電源且反極性連接 電源 平特性電源 下降特型電源,3：回顧弧焊電源知識(shí)：,電弧長(zhǎng)度縮短，電弧靜特性曲線下移 電源的外特性,3：回顧弧焊電源知識(shí)：,非熔化極,熔化極,穩(wěn)定工作點(diǎn),4：二氧化碳焊的等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng) 穩(wěn)定工作點(diǎn),電弧的穩(wěn)定工作點(diǎn)應(yīng)在自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線與電源外特性曲線的交點(diǎn)上，電弧靜特性曲線通過該點(diǎn)，即電弧長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于該點(diǎn)的電壓值。 系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)作用 焊接處于動(dòng)態(tài)平衡,4：二氧化碳焊的等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng),等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)是焊接過程中，焊絲等速送進(jìn)，利用焊接電源外特性的自身控制作用來(lái)