气体保护焊培训教材(PPT)

8) 焊接弧光较强，特别是大电流焊接时，要注意 对操作人员防弧光辐射保护。
（二） 冶金特点 CO2是一种氧化性气体，在高温时进行分
解，具有强烈的氧化作用 氧化烧损合金元素 气孔 飞溅 1、CO2的氧化性
CO2气体高温分解：
三者同时存在，CO气体在焊接中不熔于
在熔滴过渡或在熔池中的氧化反应：
（1〕直接氧化
[Mn]+(FeO)====(MnO) +[Fe]
[C]+(FeO)====CO +[Fe]
生成的SiO2和MnO成熔渣浮出，其结果是 液体金属中Si和Mn被烧损而减少。一般CO2焊 接时，焊丝中约有w(Mn)=50％和w(Si)=60％被 氧化烧损。
生成的CO在电弧高温下急剧膨胀，使熔滴 爆破而引起金属飞溅
引起金属飞溅的原因： 1〕由冶金反应引起。焊接过程中熔滴和熔池中的碳被氧
化生成CO气体，随着温度升高，CO气体膨胀引起 爆破，产生细颗粒飞溅。 2〕作用在焊丝末端电极斑点上的压力过大。当用直流正 接长弧焊时，焊丝为阴极，受到电极班点压力较大， 焊丝末端易成粗大熔滴和被顶偏而产生非轴向过渡， 从而出现大颗粒飞溅。 3〕由于熔滴过渡不正常而引起。在短路过渡时由于焊接 电源的动特性选择与调节不当而引起金属飞溅。减 小短路电流上升速度或减少短路峰值电流都可以减 少飞溅。一般是在焊接回路内串入较大的不饱和直 流电感即可减少飞溅。 4〕由于焊接工艺参数选择不当而引起。主要是因为电弧 电压升高，电弧变长，易引起焊丝末端熔滴长大， 产生无规则的晃动，而出现飞溅。
利用CO2作保护气体的熔化极气体保护电弧 焊为CO2气体保护焊，简称CO2焊。
它是目前焊接黑色金属材料重要熔焊方法之 一，在许多金属结构的生产中已逐渐取代了焊条 电弧焊和埋弧焊。

（1）按所用的电极材料不同，可分为非熔化极气体保护焊 和熔化极气体保护焊，其中熔化极气体保护焊应用最广。非 熔化极气体保护焊是钨极惰性气体保护焊，如钨极氩弧焊 (TIG)。熔化极气体保护焊又可分为熔化极惰性气体保护焊 （MIG）、熔化极活性气体保护焊（MAG）、CO2气体保护 焊（CO2焊）三种，如图1—1所示。 （2）按照保护气体的种类不同，可分为氩弧焊、氦弧焊、 氮弧焊、氢原子焊、CO2气体保护焊等方法。 （3）按操作方式的不同，可分为手工气体保护焊、半自动 气体保护焊和自动气体保护焊。
氩气比例太大，焊缝流动性变差，焊道打不开，容 易凸起，发黑。 4）焊丝伸出长度。一般焊丝伸出长度越长，飞溅率 越高，焊道发黑。例如，直径1.2㎜焊丝，焊丝伸出
32
长度从20㎜增至30㎜，飞溅率约增加5%。所以在 保证不堵塞喷嘴的情况下，应尽可能缩短焊丝伸出 长度。 5）焊枪角度。焊枪垂直时飞溅量最少，倾斜角度越 大，飞溅越多。因此，焊枪前倾或后倾最好不超过 20° 6）焊接速度。焊接速度与电弧电压和焊接电流之间， 也有一个对应关系，即电流大，焊接速度增加，电 流小，焊接速度减少。如果协调不好，焊速慢，焊 缝高温停滞时间过长，焊道容易发黑，起堆。 7）电流极性。CO2气体保护焊主要是采用直流反接 性，这时焊接过程稳定，飞溅也小，相反，当采用 正极性时，在相同的焊接电流下，焊接速度大为提 高，约为反极性时的1.6倍，且熔深较浅，余高增加， 飞溅大，焊道发黑。
11
12
13
14
焊接工艺性能好， 熔敷速度快，生产率高， 合金系统调整很快， 能耗低， 综合成本低。
15
焊材消耗量=需要金属量÷综合熔敷效率 焊材费用=焊材消耗量×焊材单价 燃弧时间=需要金属量÷熔敷速度 气体费用=气体流量×燃弧时间×气体单价 总作业时间=燃弧时间+其它时间 工资费用=总作业时间×工资单价 电力费用=（焊接电流×电弧电压×燃弧时间×单价）÷60000焊接成本=焊材费用+气

三、焊接设备及材料
3-1、焊机
逆变式弧焊电源也成弧焊逆变器， 与弧焊变压器、弧焊整流器等传 统的弧焊电源相比，具有如下有 点： （1）高效节能 效率可达 80%~90%‘空载耗损小，比传统 弧焊电源节电1/3以上； （2）体积小、重量轻 整机体积只有 传统电源的1/3左右（30~40kg）
8.喷嘴、喷嘴接头、气筛必须完好、齐备，并保持良好的清洁、
绝缘状态。 9.焊接时一线制电缆的弯曲半径不得小于300mm。
10.使用防堵剂，喷嘴、气筛和导电咀的飞溅物要及时清理。
3-5、焊接材料
3-5.1焊丝
因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化碳 和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以 CO2焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械 性能，必须采用含有S i、M n等脱氧元素的焊丝。
用于传到电流，导送焊丝和CO2保护气体。主要零件有喷咀和导电咀。 按其形式分为鹅颈式与手枪式；按送丝方式分为推丝式与拉丝式；按冷 却方式分为空冷式与水冷式
3.3送丝软管
送丝软管担负着从送丝机向焊枪输送焊丝的任务，对焊接稳 定性有着极大的影响。因此送丝软管应满足如下要求： 1.使用性能:具有一定的抗拉强度,推送焊丝或受力时尽可能不拉长 具有较好的柔性，以便于焊工的灵活操作。 2.送丝性能:送丝阻力小,保证匀速送丝,要求内壁光滑、内径适宜。 3.密封性能:用于一线式电缆时,为防止保护气体往回泄露,热塑管 和密封圈应具有良好的密封效果。 4.足够弹性:应能承受较大的弯曲,而不产生永久的变形。 5.适应焊丝:内径应与焊丝直径匹配,过大过小均会影响稳定送丝。 6.软管易被污染或损坏，需定期清理和更换。
示意图如下：
二、特点

（7）气体流量 二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝 伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接 电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的 增加而加大。如果二氧化碳气体流量太大，由于 气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧 损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表 面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝 容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太 小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护 效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。
焊接过程
焊接设备 CO2气体保护焊机是由焊接电源、送丝机构、 行走机构、焊矩、气路系统、和控制系统等 部件组成。 （1）焊接电源：电源种类有交流下垂特性电源， 直流定电压特性电源等,但二氧化碳电弧焊接 一般使用直流定电压.其作用在于即使输出电 流（焊接电流）产生变化,电弧电压也基本上 没有变化. （2）送丝机构：送丝机构的作用是将焊丝按要 求的得速度送至焊接电弧区，以保证焊接的 正常进行。
焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了 使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷， 电弧电压和焊接电流要相互匹配，通过改变送 丝速度来调节焊接电流。飞溅最少时的典型工 艺参数和生产所用的工艺参数范围详见下表.
（5）焊接速度 焊接速度是衡量生产率的主要标志。一般可根据 焊接电流，电弧电压，焊缝截面尺寸等参数来选 择。 随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余高和熔 深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保 护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加 快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形 不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会 明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。

（3）焊枪或焊矩：焊枪是直接施焊得工具起到导电、 导丝、导气的作用。 （4）气路装置：CO2供气装置由CO2气瓶、预热器、 高压干燥器、减压阀、低压干燥器和流量计等部件组 成。 气体选用和基本特性

接速度快、焊接质量好、成本低等优点。由于其采用CO2气体作为保护气，能够有效减 少焊接过程中的氧化和氮化，提高焊缝的机械性能。此外，CO2气体保护焊接设备相对简单，操作方便，适合于 各种金属材料的焊接。
CO2气体保护焊接的应用范围
总结词
了解CO2气体保护焊接在不同领域的应用情况，包括其适用范围和限制条件。
保护气体
介绍常用保护气体的种类 、特性和使用方法，以及 如何根据焊接需求选择合 适的保护气体。
焊接工艺参数
介绍焊接工艺参数的种类 和意义，以及如何根据不 同的焊接需求调整工艺参 数。
焊接设备的日常维护与保养
清洁与保养
介绍如何对焊接设备进行 日常清洁和保养，以延长 设备使用寿命和提高焊接 质量。
安全操作规程
CO2气体保护焊机
介绍CO2气体保护焊机的种类、特点 和使用范围，以及其在焊接过程中的 作用。
送丝机构
焊枪
介绍焊枪的种类、特点和使用方法， 以及如何根据不同的焊接需求选择合 适的焊枪。
介绍送丝机构的结构和工作原理，以 及送丝速度对焊接质量的影响。
焊接材料的选择与使用
01
02
03
焊丝
介绍常用焊丝的种类、规 格和用途，以及如何根据 焊接需求选择合适的焊丝 。
定期维护设备
定期对焊接设备进行维护和检查，确 保设备正常运行，及时排除故障。
焊接过程中的环境保护
控制有害气体排放
使用CO2气体保护焊接可以减少 有害气体的排放，减轻对大气的
污染。
控制噪音和振动
焊接过程中产生的噪音和振动可能 对周围环境和人员造成影响，应采 取措施降低噪音和振动。
废弃物处理
妥善处理焊接过程中产生的废弃物 ，如焊丝、焊渣等，避免对环境造 成污染。

3. CO2气体保护焊接设备 汽车车身修理用的CO2气体保护焊接设备多是半自动的，在 其焊接过程中，设备自动运行，但焊枪需用手来控制。CO2气体 保护焊接设备参见图1-3和图1-5，其基本组成部分如下： (1) 存储CO2气体的钢瓶、减压装置以及输送管道系统，保 护熔池免受污染。 (2) 送丝控制装置，调节送丝速度。 (3) 配备指定规格的成卷的焊丝。 (4) 供焊接用的机内电源装置。 (5) 电缆及接线装置。 (6) 焊枪和电缆，供操作者牵引到不同工位上焊接。 (7) CO2气体保护焊设备供气系统。
图1-9 各种典型的焊接位置
(a)平焊 (b)横焊 (c)立焊 (d)仰焊
1.2 CO2气体保护焊
平焊一般容易进行，焊接速度较快，焊接质量易于保证， 只要不是在汽车上施焊，应尽量采用平焊。
水平焊缝进行横焊时，应使焊炬向上倾斜，以尽可能避免 重力对熔池的影响。
立焊时，可根据具体情况选用上焊法、下焊法或立角焊法。 对于气体保护焊应以上焊法为主，手工电焊则以下焊法为主。 仰焊是最难掌握的，为避免熔化金属脱落引起事故，一定要用 较低的电压、短电弧和小熔池相配合。施焊时，将喷嘴推向工 件，防止焊丝向熔池之外移动。
1.2 CO2气体保护焊
1. CO2气体保护焊的特点 (1)生产率高 CO2电弧焊的穿透力强，熔深大而且焊丝的熔化率高，所以， 熔敷速度、生产率比手工焊高1～3倍。 (2)焊接成本低 CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品，来源广、价格低。因 而，CO2气体保护焊的成本只有埋弧焊和手工焊的40％～50％。 (3)能耗低 CO2电弧焊和药皮焊条手弧焊相比，3 mm厚低碳钢板对接焊 缝，每米焊缝消耗的电能，前者为后者的70％左右。25 mm厚低 碳钢板对接焊缝，每米焊缝消耗的电能，前者仅为后者的40％。 所以，CO2电弧焊也是较好的节能焊接方法。

作 业 活 动
体上；在敲焊渣时应戴防护眼镜。 作业前应对焊接进行检查，焊机一次线、二次线的接线端的防护罩、焊钳和接地钳 的完好状况，以及作业场所周围的易燃物是否清理等。 焊机应以正确的方法接地（或接零），接地（或接零）装置（包括接地钳）应连接 良好，严禁利用厂房金属结构、氧气、乙炔易燃易爆气体等各类管道、轨道等作为
操作人员应当按照国家有关规定，取得焊工特种作业人员证书才能从事焊
管 接作业。
理 临时性动火作业前，按规定办理危险作业审批或动火作业审批的手续；并
线长度不得超过3m。如确需使用较长导线，应在焊机侧3m以内增加一级电源控
制，并将电源线架空敷设，焊机一次线不应在地面拖拽使用，更不应在地面跨
越通道使用。
送丝装置在正常使用条件下能保证在最小电气间隙的情况下不出现电击或其他
危险，并应对运动部件加以防护。结构件或外壳无变形，人体易接近部件应无
设备 要求
可能伤人的锐边、粗糙表面或凸出的部分。 焊丝盘的止动装置应在正常转动、起动和停止期间不会造成松动或焊丝盘脱离 其安装位置的现象。送丝装置应能保证焊钳在任何斜度下均能可靠送丝。
保护气通过送丝装置，在气阀关闭、进气压力为0.5 MPa的情况下，送丝装置应
能正常运行，无泄漏现象。
焊钳绝缘良好，手柄绝缘层完整，焊钳（包括接地钳）与导线应连接可靠；连
接处应保持轻便柔软，使用方便，无过热现象，导体不外露，钳柄屏护良好。
气瓶放置区域应合理，防止气瓶受到剧烈震动和碰撞冲击，气瓶应放置稳固，
设备应保持清洁干燥，使用后应进行清理。送丝机、电源线应盘好后放在指定 位置。
电源线、焊接电缆与焊机连接处的接线柱均应采取安全防护罩或防护板隔离，
以防人员或金属物体与之相接触，并完好可靠；室内使用的焊接电源的最低防

2020/11/4
7第 章 7.4 气 体 保 护 焊
7.4.2
氩弧焊——TIG
一、基本原理
TIG——钨极氩弧焊视频
MIG——非熔化极氩弧焊
2020/11/4
7第 章 7.4 气 体 保 护 焊
7.4.2 TIG——钨极氩弧焊
二、特 点
优点
1、惰性气体与任何金属不起化学反应，熔池金 属不发生冶金变化；
渣保护焊 电弧焊
气体保护焊
手工电弧焊
埋弧焊 熔化极
氩弧
CO2 混合气体
钨极氩弧焊 非熔化极
N2弧焊
2020/11/4
7第 章 7.4 气 体 保 护 焊
7.4.1 气体保护焊分类
气体保护焊
氩弧 熔化极 CO2
混合气体
钨极氩弧焊 章 7.4 气 体 保 护 焊
CO2 CO2气体保护电弧焊 热源 电
弧
2020/11/4
7第 章 7.4 气体保护焊
7.4.3 熔化极气体保护焊
二、焊接电源与极性
MIG 熔化极惰性气体保护电弧焊 MAG 熔化极氧化性气体保护电弧焊 CO2 CO2气体保护电弧焊
① 焊接电源 必须是直流电源 ② 电源极性 均采用直流反接
2020/11/4
7第 章 7.4 气体保护焊
7.4.3 熔化极气体保护焊
三、主要焊接规范参数
MIG 熔化极惰性气体保护电弧焊 MAG 熔化极氧化性气体保护电弧焊 CO2 CO2气体保护电弧焊
① 焊接电流与焊丝直径
② 焊接速度
③ 电弧电压 ④ 焊丝伸出长度
2020/11/4
7第 章 7.4 气体保护焊
7.4.3 熔化极气体保护焊
2、钨极和氩气价格较贵，与其他焊接方法比， 成本较高。只在对焊缝质量要求特别高的场 合下才采用。

能量集中性：用金属电极中单位面积所通过的电 流大小来表示；电流越大能量集中性越好。
压力焊接和钎焊
压力焊接： 焊接过程中必须对焊件施加压力,加热或不加热的焊接方法。 1.加热:将被焊金属的接触部位加热至塑性状态或局部熔化状 态
，然后施加一定的压力，使金属原子间相互结 合形成焊
接接头。如电阻焊 、摩擦焊等。 2 .不加热：仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，利用 压
1.1 焊接方法分类
熔化焊接 压力焊
电弧焊 气焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊
熔化极
钎焊
非熔化极
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
手工焊 CO2焊 埋弧焊 MAG焊 MIG焊
TIG焊 等离子弧焊
熔化焊接
将被连接金属局部熔化，然后冷却结晶 使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力， 这种焊接方法叫熔化焊接。
熔化焊接需要一个能量集中，热量足够的热源。
力引起的塑性变形，使原子相互接近，从而获得 牢固的
压挤接头，如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。
名词解释
电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。 熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。 非熔化极：电极（钨极）不熔化。 MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊 TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊 MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊 CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAG—C焊）
2. 2通风与除尘
MAG焊是以CO2+Ar作为保护气体的电弧焊接方法。在 电弧高温作用下，电弧区中将有许多CO2气体发生分解 ，并生成CO和O。同时在冶金反应中亦会生成少量CO， 强烈的氧化作用还会产生大量烟尘,从安全角度考虑， MAG焊时除应防止触电、弧光照射、飞溅物烫伤外，还 应注意焊接现场的通风换气与除尘。

2、熔化极活性气体保护焊的焊接工艺参数
（1）焊丝的选择 （2）焊接电流
（3）电弧电压
（4）焊丝伸出长度
（5）气体流量
（5）焊接速度
（6）电源种类极性
精选ppt
34
第五节 药芯焊丝气体保护焊
一、药芯焊丝气体保护焊的原理
1、药芯焊丝气体保护焊的原理 2、药芯焊丝气体保护焊的特点
（1）气渣联合保护，焊缝成形美观，飞溅少。
精选ppt
12
4、 CO2焊的飞溅 （1） CO2焊飞溅对焊接造成的有害影响 a 飞溅大，增加焊丝和电能消耗，降低生产
率，增加焊接成本。
b 飞溅金属粘在喷嘴上，送丝不顺畅，电弧 稳定性差，容易产生气体。
c 焊接条件恶劣
精选ppt
13
（2） CO2焊产生飞溅的原因及防止飞溅措施 a 由冶金反应引起的飞溅 b 由斑点压力产生的飞溅 c 熔滴短路时引起的飞溅 d 非轴向过渡引起的飞溅 e 由于焊接工艺参数选择不当引起的飞溅
焊丝表面镀铜
焊丝直径：0.5~5mm
（2）焊丝型号
ER XX-
X
熔敷金属最小抗拉强度 焊丝化学成分代号
精选ppt
16
四、二氧化碳气体保护焊设备 1、 CO2半自动焊设备 （1）焊接电源 电弧静特性曲线为上升，外特性为水平或下 降都满足要求。 （2）送丝机构和焊枪 ①送丝机构 拉丝式：焊丝阻力小，结构复杂，重量大，
调节电弧燃烧时间，控制母材熔深 ⑧电源极性 一般采用直流反接
精选ppt
26
2、细滴过渡CO2焊工艺 ①焊丝直径 1.6mm以上 ②焊接电流 一般为200A以上 ③电弧电压
34~45V ④焊接速度 通常用40~60m/h
精选ppt