熔化极自动氩弧焊工艺研究与应用

熔化极氩弧焊实验一、试验目的1、了解熔化极氩弧焊机的组成及结构特点；2、了解熔化极氩弧焊机的操作方法及程序控制；3、了解规范参数对焊缝成形的影响。

二、实验装置及实验材料1、熔化极半自动氩弧焊机1台2、氩气（纯度≥99.7％）1瓶3、减压阀、流量计1个4、钢板（10×200×400mm）2块5、焊丝（Φ3～4mm）1盘6、钢板尺1把7、、流量计一个三、实验原理熔化极氩弧焊是以氩气作为保护气体，并以连续送进的焊丝作为电极及填充金属（如图1，又称MIG焊。

由于不存在钨极熔化问题，可以采用高密度电流，因而母材熔深大，填充金属熔敷速度快，焊接厚板时生产率高，变形小。

所以，熔化极氩弧焊适于焊接3mm 以上，25mm以下的中、厚板。

熔化极氩弧焊一般采用直流反接，可以焊接所有金属，尤其是焊接铝、镁及其合金，可以利用阴极雾化作用和阳极（焊丝）产热量大、熔敷率高的特点，提高生产率。

根据电流的大小、电弧电压的高低可以选择熔滴过渡形式有：短路过渡过渡形式、颗粒过渡过渡形式、喷射过渡等多种熔滴过渡形式。

熔化极氩弧焊可以自动或半自动方式进行。

图1 熔化极氩弧焊焊接过程示意图四、实验方法及实验步骤1、了解半自动熔化极氩弧焊机的组成及结构，熟悉焊机的使用及焊接规范的调整方法；2、引弧焊接，分析和观察熔滴过渡情况3、规范参数对焊缝成形的影响（1）调整焊接电压到23～25V，选择表1中的电流进行焊接，注意每次焊接速度要一样，每焊一个焊道，按表中内容记录一次；（2）调整焊接电流到160±10A，选择表2中的电压进行焊接，注意每次焊接速度要一样，每焊一个焊道，按表中内容记录一次。

表1 U＝23～25V 不同焊接电流对焊缝成形的影响五、实验报告要求1、说明熔化极半自动氩弧焊机的结构及各部件的名称；2、说明熔化极半自动氩弧焊的引弧及熄弧方式；3、分析不同焊接规范时，熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式及其对焊缝成形的影响。

氩弧焊的原理及应用引言氩弧焊是一种常用的焊接方法，它利用氩气作为保护气体，并通过电弧产生的高温加热工件进行焊接。

本文将详细介绍氩弧焊的原理和应用领域。

原理氩弧焊的原理是利用氩气作为保护气体，形成一层保护区域，防止氧气和其他杂质与焊接区域发生反应，从而保证焊接质量。

具体步骤如下：1.准备工件：将待焊接的金属工件清洁干净，以去除表面的氧化物和污垢。

2.设置电流和电压：根据工件的材质和厚度，设置合适的电流和电压参数。

3.选择电极材料：根据工件的性质和焊接要求，选择合适的电极材料。

4.配置保护气体：将氩气注入焊接区域，形成一层保护区域。

5.产生电弧：通过电极与工件产生电弧，以产生高温加热工件。

6.操作焊接：将焊丝或焊条送入电弧中，使其熔化并与工件接合。

7.冷却和固化：焊接完成后，等待工件冷却和固化。

应用氩弧焊由于其高质量的焊缝和广泛的适用性，在许多领域得到了广泛的应用。

以下是氩弧焊的一些常见应用领域：1. 金属制造业氩弧焊在金属制造业中具有重要的应用，它可以焊接各种金属，如不锈钢、铁、铝等。

由于氩气的保护作用，可以保证焊缝的质量，使焊接工艺更加稳定。

2. 汽车制造在汽车制造过程中，氩弧焊被广泛用于焊接车身和车架。

由于汽车零部件需要具备高强度和耐腐蚀性，氩弧焊能够提供高质量的焊缝，从而确保汽车的安全和耐久性。

3. 航空航天在航空航天领域，氩弧焊也被广泛应用。

航空器的结构必须经受严苛的环境和重负荷，氩弧焊可提供高强度、高质量和可靠的焊缝，确保航空器在飞行过程中的安全性。

4. 管道焊接氩弧焊在管道焊接中也具有重要的应用。

由于管道工作环境复杂，氩气的保护作用可以减少焊缝中的氧化物和杂质，从而提高焊缝的质量和强度。

5. 能源行业在能源行业，例如核电站和石油化工厂，氩弧焊被广泛用于焊接关键设备和管道。

这些设备需要耐高温和耐腐蚀能力，氩弧焊能够提供高质量和可靠的焊缝，确保设备的稳定运行。

结论综上所述，氩弧焊作为一种常用的焊接方法，具有广泛的应用领域。

氩弧焊枪的熔化极环保公司生产车间中使用的氩弧焊枪的熔化极介绍：氩弧焊枪是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术。

氩弧焊枪由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接不锈钢、铁类五金金属。

氩弧焊枪的焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。

它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是采用保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如以氩气或氦气为保护气时，称为熔化极惰性气体保护电弧焊（在国际上简称为MIG焊）；以惰性气体与氧化性气体（O2,CO2）混合气为保护气体时，或以CO2气体或CO2+O2混合气为保护气时，统称为熔化极活性气体保护电弧焊（在国际上简称为MAG焊）。

从其操作方式看，目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。

快速地拖拉焊塑料焊接的工艺塑料焊接可以根据各自要求选择不同的焊接方法及焊接设备。

塑料焊接分热风焊,对接焊,套焊,挤压焊,摩擦焊,电磁圈焊,超声波焊,激光焊等，其热风焊接是最为方便简单的焊接。

在此主要针对利用LANSITE热风焊枪进行板材或管道焊接工艺的基本方法讲解。

钟摆焊接:通过LANSITE热风焊枪的小幅左右摆动将热风均匀的吹在被焊板材和焊条焊接处，使表面熔熔的焊条本身以垂直角度和焊沟接触并成焊接的前进导向，对焊条使用一定的压力。

拖拉焊接:通过LANSITE热风焊枪和其配套的焊嘴，并将焊条插入在对应的拖焊嘴中，切使出风口与母材保持平行进行快速地拖拉焊接。

拖拉式焊接优于钟摆焊接，因焊接的横截面大，易操作。

焊接前检查母材（被焊工件）和焊条是否被水和油污染，放了很久的还要检查是否氧化，以保证焊接的强度。

熔化极氩弧焊工作原理及特点：焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。

它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是采用保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如Ar 80％＋CO220％的富氩保护气。

通常前者称为MIG，后者称为MAG。

从其操作方式看，目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。

氩弧焊特点1.熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比的特点(1)效率高因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快。

另外，容易引弧。

氩弧焊(2)需加强防护因弧光强烈，烟气大，所以要加强防护。

2.保护气体(1)最常用的惰性气体是氩气。

它是一种无色无味的气体，在空气的含量为0.935％(按体积计算)，氩的沸点为－186℃，介于氧和氦的沸点之间。

氩气是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品。

我国均采用瓶装氩气用于焊接，在室温时，其充装压力为15MPa。

钢瓶涂灰色漆，并标有“氩气”字样。

纯氩的化学成分要求为：Ar≥99.99％；He≤0.01％；O2≤0.0015％；H2≤0.0005％；总碳量≤0.001％；水分≤30mg／m3。

氩气是一种比较理想的保护气体，比空气密度大25％，在平焊时有利于对焊接电弧进行保护，降低了保护气体的消耗。

氩气是一种化学性质非常不活泼的气体，即使在高温下也不和金属发生化学反应，从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。

氩气也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。

氩是一种单原子气体，以原子状态存在，在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。

氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小，向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的进行。

氩气的缺点是电离势较高。

管道全位置熔化极氩弧自动焊施工技术分析摘要：近些年来，我国经济得到了快速发展，对能源的需求日增加，为了满足我国能源的需求，管道运输的重要性逐渐凸显出来。

而在管道运输中，管道焊接质量直接影响着管道运输的安全。

又由于我国人力成本不断的增加，传统的焊接方式已经不能满足管道的焊接需求，急需一种工作效率更高、焊接质量更好的焊接技术。

而管道全位置自动焊技术则能满足现阶段我国对管道焊接的需求。

鉴于此，本文在对管道全位置融化及氩弧自动焊技术特点进行分析的基础上，对其具体施工技术进行了分析，以期为我国管道全位置自动焊技术未来的发展提供参考关键字：管道；全位置焊接；自动焊0前言随着我国社会经济的不断发展，对能源的需求不断增加，管道运输得到了更加广泛的应用，而管道的焊接技术直接影响着管道运输的安全。

目前我国常用的全位置焊接方式主要有自动焊、半自动焊以及电弧焊。

在这三种焊接方式中，自动焊具有工作效率高，焊机质量好，稳定性高的技术优点，使得我国开始大力发展这项焊接技术。

此外，随着我国大厚度管材广泛的使用，以及人力成本的增加，对全位置自动焊技术的需求更加迫切。

1管道全位置熔化极氩弧自动焊的特点管道全位置焊接旋转一周的过程可分为平焊、立向下焊、仰焊、立向上焊，由于管道全位置焊接过程是熔池的位置是一个渐变过程，其所处不同位置的受力情况也是时刻在变化的，其中4个典型位置熔池受力情如图1所示（以TIG无填丝情况为例）。

由图1可知，焊接过程中熔池受到电弧的轴向电弧力F、液态金属的表面张力f在弯曲液面上形成的合力和重力G三种力的共同作用；在电弧轴线与管道中心重合时，只有重力不随焊枪位置的改变而变化。

在平焊位置，重力易造成熔池向下流动，与电弧力联合作用会导致内部余高过高；在仰焊位置，重力使熔池向下脱离焊缝，造成焊缝内凹、成形不均匀，但可以通过电弧力削弱重力的不利影响；立向下焊或立向上焊时熔池有越过电弧沿着坡口而向下流淌的趋势，使焊缝易形成未熔合、焊瘤、成形不均匀等焊接缺陷。

熔化极氩弧焊特点熔化极氩弧焊是一种常见的焊接方法，它采用惰性气体——氩气作为保护气体，使得焊接过程中不会受到空气中的杂质和氧化物的影响。

下面将详细介绍熔化极氩弧焊的特点。

一、基础知识1. 熔化极氩弧焊的定义熔化极氩弧焊是利用电弧加热工件和填充材料，使其熔化并形成焊缝的一种常见的手工电弧焊接方法。

在这个过程中，使用惰性气体——通常是纯度高达99.995%的氩——作为保护气体来防止空气中的杂质和水分进入到熔池中。

2. 熔化极与非熔化极在手工电弧焊接中，有两种类型的电极可供选择：熔化极和非熔化极。

在熔化极电弧焊中，电极本身会在使用过程中被部分或完全融化，并成为填充材料；而在非熔化极电弧焊中，电极不会融化，只是用来产生电弧并传递电流。

3. 熔化极氩弧焊的应用熔化极氩弧焊广泛应用于各种材料的焊接，包括钢铁、铝、镁、钛等。

它可以用于手工焊接、机器人自动化焊接和半自动焊接等多种方式。

二、特点1. 高质量的焊缝由于熔化极氩弧焊采用惰性气体作为保护气体，可以避免空气中的杂质和水分进入到熔池中，从而产生高质量的焊缝。

此外，使用熔化极还能够使得填充材料与工件之间形成更好的结合。

2. 焊接速度快相对于其他手工电弧焊接方法，熔化极氩弧焊具有较快的焊接速度。

这是因为惰性气体可以有效地保护熔池，并且使用熔化极时填充材料可以更快地融化并形成均匀的焊缝。

3. 适用于各种厚度和形状的工件由于熔化极氩弧焊采用的是手工焊接或机器人自动化焊接等方式，因此适用于各种厚度和形状的工件。

此外，由于填充材料可以根据需要进行调整，因此可以实现各种类型的焊接。

4. 焊接过程中产生少量烟雾和毒气虽然熔化极氩弧焊相对于其他电弧焊接方法来说产生的烟雾和毒气较少，但仍然需要注意安全问题。

在使用时应该采取必要的防护措施，如佩戴呼吸器和手套等。

5. 适用于高温环境由于熔化极氩弧焊采用惰性气体作为保护气体，并且使用熔化极时填充材料可以更快地融化并形成均匀的焊缝，因此适用于高温环境下的焊接。

熔化极脉冲氩弧焊焊接工艺方法熔化极脉冲氩弧焊（简称CP-MIG焊）的焊接电流为脉冲电流。

它与一般熔化极氩弧焊的主要区别是利用脉冲弧焊电源代替了一般弧焊电源。

1、CP-MIG焊特点（1）熔化极脉冲氩弧焊具有较宽的电流调节范围。

熔化极脉冲氩弧焊的工作电流范围包括了从短路过渡到射流过渡所有的电流区域，既能焊接厚板，又能焊接薄板。

特别是可以用粗丝焊薄板。

脉冲氩弧焊焊接不同材料时出现射流过渡的最小电流值见下表。

脉冲氩弧焊射流过渡的最小电流值（单位：A）注：表中电流数值为总电流平均值。

由表可以看出熔化极脉冲氩弧焊可在喷射过渡临界电流以下的较小平均电流时，得到相当稳定的焊接过程。

（2）采用脉冲电流可实现对电弧、熔滴过渡和熔池的控制，巨飞溅小，成形良好。

（3）采用脉冲电流有利于实现全位置焊接。

（4）采用脉冲电流可以有效控制热输入，改善接头性能，有助于消除焊接缺陷，提高焊缝质量。

2、熔化极脉冲氩弧焊的应用范围焊接薄板工件可以获得满意的质量，可以实现单面焊双面成形和厚板的根部焊道，可以焊接热敏感性较强的材料，可以进行空间位置焊缝的焊接，可以成功地进行厚板窄间隙的焊接等。

3、熔化极脉冲氩弧焊焊接工艺（1）熔化极脉冲氩弧焊的熔滴过渡熔化极脉冲氩弧焊有三种过渡形式：一个脉冲过渡一滴（一脉一滴）、一个脉冲过渡多滴（一脉多滴）及多个脉冲过渡一滴（多脉一滴）。

熔滴过渡方式主要决定于脉冲电流及脉冲持续时间，如下图所示。

▲熔滴过渡方式与脉冲电流及脉冲持续时间的关系三种过渡方式中，一脉一滴的工艺性能最好，多脉一滴的工艺性能最差。

然而，一脉一滴的工艺范围很窄，焊接过程中难以保证。

因此，目前主要采用的是一脉多滴及一脉一滴的混合方式。

（2）焊接参数的选择脉冲熔化极氩弧焊的主要焊接参数有基值电流Ib、脉冲电流IP、脉冲持续时间tP、脉冲间歇时间tb、脉冲周期T（T=tP+tb）、脉冲频率f（f=1/T）、脉冲幅比RA（RA=IP/Ib）、脉冲宽比率RW=[tP/（tb+tP）]100%及焊接速度ν。

简介熔化极自动氩弧焊机郑剑兴(杭州杭氧股份有限公司)摘要:文章简单介绍了大电流熔化极自动氩弧焊工艺要求以及焊接设备的组成,合理选择弧焊电源及外围设备来满足空分设备发展的需求。

关键词:空分设备;自动氩弧焊;焊接;工艺前言随着冶金、化工工业的快速发展,空分设备的社会需求量也越来越大,空分设备等级也朝着大型、特大型方向发展。

厚铝材在空分设备制造中的应用大大增加,现在铝材最大厚度已达64mm,厚铝材焊接成了空分设备制造中的技术课题。

国外一般采用双丝焊工艺进行厚铝材的焊接,国内焊接工艺人员经过工艺试验后,所掌握的双丝焊工艺还不能满足空分设备的焊接要求。

大电流熔化极自动氩弧焊设备在国内用户比较少,现有国内焊接设备还不能满足大型空分设备的铝材焊接要求。

由于市场上各种不同类型焊接设备较多,因此可以利用不同的特点来改造,达到满足大电流熔化极自动氩弧焊的焊接要求。

1熔化极氩弧焊工艺要求熔化极氩弧焊的焊接原理:焊丝在送丝滚轮的输送下,在焊接区与母材产生电弧,熔化焊丝与母材,形成熔池,并用保护气体使电弧和熔池得到有效的保护。

影响焊缝成形和工艺性能的主要参数:焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

此外,保护气体的选择和流量大小也会影响焊缝的几何形状和焊接质量。

由于铝材在焊接时散热比较快,熔池的放气可能不充分,因此选用单丝5412m m 焊丝工艺,以减小焊丝的表面积,确保熔池放气的充分。

2熔化极自动焊接设备211焊接设备的组成熔化极自动氩弧焊机是以弧焊电源为主体外加一些外围设备构成。

外围设备主要有送丝系统、焊枪及行走系统、控制系统、供气系统和水冷却循环系统组成(如图1所示)。

212弧焊电源的选择对于粗丝M IG 焊,采用变速送丝系统,电流密度较小,一般在40~80A/mm 2之间。

电弧通常工作在静特性曲线的水平段,因此选用陡降(恒流)的外特性电源,特性曲线如图2所示。

根据以上特点,选用了Z PG6-1000型整流电源作为焊接电源,以确保弧焊电源动特性的要求。

MIG焊（熔化极气体保护焊）的原理、特点及应用使用熔化电极的气体保护焊，称为熔化极气体保护焊。

使用熔化电极的惰性气体（A r+H r）保护焊称为熔化极惰性气体保护焊，简称MIG焊，利用A r+O2、A r+CO2或A r+CO2+O2等作保护气体时，称为活性气体保护焊，简称MAG焊。

MIG焊和MAG焊统称为GMAW焊。

1、MIG焊的原理熔化极气体保护焊是以填充焊丝作电极，保护气体从喷嘴中以一定速度流出，将电弧熔化的焊丝、熔池及附近的焊件金属与空气隔开，杜绝其有害作用，以获得性能良好的焊缝。

其焊接原理如下图所示。

▲熔化极氩弧焊示意图1—焊丝盘2—送丝滚轮3—焊丝4—导电嘴5—保护气体喷嘴6—保护气7—熔池8—焊缝金属9—电弧10—母材2、MIG焊的特点（1）优点①由于用填充焊丝作为电极，焊接电流增大，热量集中，利用率高，适用于焊接中厚板。

①焊接铝及其合金时，采用直流反接阴极雾化作用显著，能够改善焊缝质量。

①MIG焊亚射流过渡焊接铝及铝合金时，亚射流电弧的固有自调节作用显著，过程稳定。

①容易实现自动化操作。

熔化极氩弧焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，易于检测及控制，因此容易实现自动化。

目前，世界上绝大多数的弧焊机械手及机械人均采用这种焊接方法。

（2）缺点①对焊丝及工件的油、锈很敏感，焊前必须严格去除。

①惰性气体价格高，焊接成本高。

3、MIG焊的应用范围MIG焊可用于焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热合金、镁及镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金等。

可用于平焊、横焊、立焊及全位置焊接，焊接厚度最小为1mm，最大厚度不受限制。

4、MIG焊熔滴过渡类型及影响因素（1）MIG焊熔滴过渡类型MIG焊焊丝熔滴过渡类型及特点（直流反接）见下表。

MIG焊焊丝熔滴过渡类型及特点（直流反接）另外，还有混合过渡，即同时存在射滴和短路两种过渡形式，通常称为亚射流过渡。

（2）影响MIG焊熔滴过渡的因素影响MIG焊焊接熔滴过渡的因素见下表。

熔化极氩弧焊（GMAW）焊接方法简介熔化极氩弧焊是使用熔化电极的氩气保护电弧焊，简称MIG焊。

1．熔化极氩弧焊的特点熔化极氩弧焊的焊接原理如图1-8所示。

熔化极氩弧焊焊接时，焊丝本身既是电极起导电、燃弧的作用，又连续熔化起填充焊缝的作用。

因为以氩气作为保护气体，因此它不但具有氩弧的特性，还具有以下特点：1）生产效率高熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比，它以焊丝代替非熔化的钨极，所以能够承受较大的焊接电流，电流密度大大提高。

例如，直径1.6mm的钨极，在直流正极性下最大许用电流为150A，若在交流下则还要低，而同样直径（1.6mm）的焊丝，焊接电流常达350A，比前者大许多，因此，电弧功率大、能量集中，熔透能力强，大大提高了焊接生产效率。

2）熔滴过渡形式便于控制熔化极氩弧焊可实现不同的熔滴过渡形式，如短路过渡、射流过渡、亚射流过渡和可控脉冲射流过渡等，所以可焊接的工件厚度范围较宽，能实现各种空间位置或全位置焊接。

3）飞溅少在射流过渡时几乎无飞溅，即使在短路过渡时，飞溅也很少。

由于在氩气体中的低，所以氩弧的阳极斑点容易扩展，气中电弧的电场强度比在CO2并笼罩着熔滴的较大面积，使熔滴受力均匀。

短路过渡时熔滴与熔池接触后，在熔滴与熔池间形成小桥，电磁力和表面张力都促使熔化金属过渡到熔池中，有利于熔滴的短路过渡。

所以熔化极氩弧焊短路过渡焊接时，短路时间短，焊的少。

并且过渡比较规律，短路峰值电流比较小，因而飞溅比CO2图1-8 熔化极氩弧焊示意图1—母材 2—电弧 3—焊丝 4—焊丝盘 5—送丝轮 6—导电嘴7—保护气体喷嘴 8—保护气体 9—熔池 10—焊缝金属2．熔化极氩弧焊的应用熔化极氩弧焊应用初期主要用来焊接铝、镁及其合金，其后由于富氩混合气体的广泛应用，熔化极氩弧焊的应用范围不断扩大，几乎可以焊接所有的金属，如铝、镁、铜、镍及它们的合金以及不锈钢、碳钢、低合金结构钢等材料，尤其是焊接铝、镁及其合金时，采用直流反极性有良好的阴极清理作用，提高了焊接接头的质量。