焊接工艺培训系列之-CO2气体保护焊
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二氧化碳气体保护焊引言二氧化碳(CO2)气体保护焊是一种常用的焊接过程,用于保护焊接区域免受空气中的氧气、水蒸气和其他杂质的污染,以获得高质量的焊接接头。
本文将介绍二氧化碳气体保护焊的原理、设备和应用。
原理二氧化碳气体保护焊的原理是利用CO2气体对焊接区域形成的保护气氛。
当焊接电弧稳定燃烧时,CO2气体被分解成CO和O2,其中CO起到稳定电弧的作用,而O2与金属熔池中的氧化物反应产生热量和熔剂。
设备二氧化碳气体保护焊所需的主要设备包括焊接电源、焊枪、电缆和气体供应系统。
1.焊接电源:提供适当的电流和电压以维持焊接电弧。
2.焊枪:焊工通过焊枪控制焊接电弧和传递焊丝。
3.电缆:将电流从焊接电源传输到焊枪。
4.气体供应系统:提供二氧化碳气体,并通过软管将其传输到焊枪。
应用二氧化碳气体保护焊广泛应用于各种金属焊接过程中,尤其是在钢结构焊接中。
它具有以下优点:•高焊接速度:CO2气体的热导率高,从而加快了焊接速度。
•良好的焊缝外观:CO2气体保护下,焊缝表面光洁,氧化物和其他污染物得到最小化。
•广泛适用性:适用于各种厚度和类型的金属材料,包括碳钢、不锈钢、铝合金等。
然而,二氧化碳气体保护焊也存在一些限制:•氧化物产生:CO2气体在焊接过程中会产生氧化物,可能导致焊接接头的脆化和气孔。
•通风要求:由于CO2气体是一种有毒气体,使用CO2气体保护焊需要提供适当的通风系统以确保焊工的安全。
•成本:CO2气体相对其他气体来说相对便宜,但仍然需要定期购买和更换。
结论二氧化碳气体保护焊是一种常用的焊接过程,广泛应用于各种金属焊接中。
它通过形成保护气氛,保护焊接区域免受污染,从而产生高质量的焊接接头。
虽然它具有一些局限性,但在适当的条件下,二氧化碳气体保护焊是一种可靠且经济的焊接方法。
CO2气体保护焊CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊的方法,称为CO2焊。
由于CO2是具有氧化性的活性气体,因此除了具备一般气体保护电弧焊的特点外,CO2焊在熔滴过渡、冶金反应等方面与一般气体保护电弧焊有所不同。
1.CO2气体保护焊的工具与材料CO2气体保护焊的工具与材料有CO2气体、焊丝、焊枪。
1)CO2气体:CO2气体保护焊可以采用由专业厂商提供的CO2气体,也可以采用仪器加工厂的副产品CO2气体,但均应满足焊接对气体纯度的要求。
CO2气体的纯度对焊缝金属的致密性和塑性有较大的影响,影响焊缝质量的主要有害杂质是水分的氮气。
焊接时对焊缝质量要求越高,则对CO2气体纯度要求越高;气体纯度高,获得的焊缝金属塑性就越好。
2)焊丝:CO2焊的焊丝设计、制造和使用原则,除最基本的要求外,还对焊丝的化学成分有特殊要求,如焊丝必须含有足够数量的脱氧元素;焊丝的含碳量要低,一般要求小于0.15%;应保证焊缝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。
目前,H08Mn2SiA焊丝是CO2焊中应用最广泛的一种焊丝。
它有较好的工艺性能和力学性能以及抗热裂纹能力,适应于焊接低碳钢和σb≤500MPa的低合金钢。
3)焊枪:CO2焊枪包括半自动枪和自动焊枪两种。
半自动焊枪按冷却方式分为气阀和水准两种,按结构分为手枪式和鹅颈式。
鹅颈式焊枪的结构如图所示,其重心在手握部分,因而操作灵活,使用较文,特别适合于小直径焊丝。
手枪式焊枪其重心不在手握部分,操作时不太灵活,常用于较大直径焊丝,采用内部循环水进行冷却。
自动焊枪的主要作用与半自动焊枪相同。
自动焊枪固定在机关或行走机构上,经常在大电流下使用,除要求其导电部分、导气部分和导丝部分性能良好外,为了适应大电流、长时间使用的需要,喷嘴部分要采用水准装置,这样既可以减少飞溅黏着,又可防止焊枪绝缘部分过热烧坏。
2.CO2气体保护焊的焊接方法1)操作时用身体的某个部分承担焊枪的重量,要求手腕能灵活带动焊枪平衡或转动,软管电缆不要有过大弯曲。
焊接工艺培训之CO2气体保护焊工艺知识一、工艺原理CO2气体保护焊是利用CO2气体作为保护气体,通过电弧加热将焊接材料熔化并形成焊缝的一种焊接工艺。
在焊接过程中,CO2气体能够有效地阻挡空气对焊缝的侵入,保护熔融金属,防止氧化和氮化,从而获得良好的焊接质量。
同时,CO2气体还能够提供稳定的焊接电弧,促进熔融金属的沉积,使焊缝形成均匀、美观。
因此,CO2气体保护焊在焊接工艺中具有重要的地位。
二、设备要求进行CO2气体保护焊需要一定的设备支持,主要包括焊接机、保护气体瓶、焊枪和焊丝等。
其中,焊接机是CO2气体保护焊的核心设备,它能够提供所需的电能和焊接电流,控制焊接过程中的电弧稳定性。
保护气体瓶是用于存储CO2气体的容器,需要通过气管与焊接机连接。
焊枪则是将焊丝送入焊接区域并形成电弧的工具,它需要能够与焊接机进行连接,并能够调节电流、电压等参数。
此外,焊接操作台、电源线、接地线等设备也是进行CO2气体保护焊所必备的。
三、操作规程进行CO2气体保护焊需要按照一定的操作规程来进行,以确保焊接质量和人员安全。
首先,需要对设备进行检查和准备工作,确保设备正常运行。
然后,安装焊接枪和调节焊接电流、电压等参数,选择合适的焊接电流和速度,根据焊接材料的特性和焊接要求来确定。
接下来,进行工件表面的处理,去除油污、氧化物等杂质,保持焊接区域的清洁。
在进行焊接前,需要进行试焊和调试,确定焊接机和焊枪的工作状态。
在进行焊接时,需要注意保持恒定的工作姿势和焊接速度,保证焊接质量。
焊接后,需要进行焊渣清理和焊缝检查,确保焊缝的质量符合要求。
最后,需要对设备进行清洁和维护,关闭气体瓶和断开电源,确保人员的安全。
四、常见问题及解决方法在进行CO2气体保护焊的过程中,可能会遇到一些常见问题,例如焊接缺陷、气体外泄、设备故障等。
对于这些问题,需要及时发现并采取相应的解决方法。
比如,焊接缺陷可以采取适当的工艺参数调整、焊接技术改进等方法来解决;气体外泄可以通过检查气体管路、密封件等来排除故障;设备故障需要及时维修和更换零部件。
CO2气体保护焊技术一、CO2气保焊概述CO2气体保护焊是上世纪五十年代发展起来的一种技术。
自问世以来,CO2气体保护焊焊接技术在国内外焊接领域发展很快,在实际生产中的应用也越来越广泛,并兼有手工电弧焊和埋弧焊的许多优点。
目前在建筑钢结构行业的应用也非常广泛,如用CO2气体保护焊焊接箱型钢、焊接H型钢等。
实践证明CO2气体保护焊是一种比较先进的、效率较高的焊接方法。
1、CO2气保焊的特点CO2气体保护焊是熔化极气体保护焊的一种,全称为“CO2气体保护电弧焊”。
它是采用CO2气体作为保护介质,焊接时,CO2从焊枪喷嘴中喷出,把电弧及熔池与空气机械的隔离开来,避免空气对熔化金属的有害作用,保证焊缝的化学成分及机械性能。
与其他焊接方法相比,CO2气体保护焊具有以下优点:①成本低:CO2气体价廉,而且电能消耗小,故使得焊接成本低于其他焊接方法,约相当于埋弧焊和手工电弧焊的40%左右。
②生产效率高:CO2气体保护焊电弧热量集中,穿透能力强,所以熔深大,这样就减少了焊接层数,加之焊后不用清渣,角立焊时可以从上向下焊,因此提高了生产率。
③质量好:由于焊缝含H量少,抗裂性能好。
④变形小:电弧加热集中,焊接速度快,工件受热面积小,同时由于CO2气流有较强的冷却作用,所以,焊缝的热影响区和焊件的变形小,比较适合薄板的焊接。
⑤抗锈能力强:CO2气体保护焊接时,采用高硅高锰型焊丝,由于焊丝含有较多的Si、Mn脱氧元素,它具有较强的还原和抗锈能力。
⑥操作简便:因为CO2气体保护焊是明弧,焊接时可以观察到电弧和熔池的情况,故操作较容易掌握,不易焊偏,更有利于实现机械化和自动化焊接。
除上述优点外,CO2气体保护焊也存在一些不足之处:a、飞溅较大,并且焊缝表面成型较差,这是主要缺点;b、弧光较强,特别是大电流焊接时,电弧的光热辐射均较强;c、很难用交流电进行焊接,焊接设备比较复杂;d、不能在有风的地方进行焊接,不能焊接容易氧化的有色金属;e、焊接时,CO2气体在高温下分解出的CO对人体有害,严重时,可使人头晕。
二氧化碳气体保焊焊接工艺参数一、介绍焊接是一种常见的金属加工方法,而保护气体对于焊接过程中的保护和稳定起着至关重要的作用。
其中,二氧化碳气体作为一种常用的保护气体,在焊接工艺中得到广泛应用。
本文将着重介绍二氧化碳气体保焊焊接工艺参数的相关内容。
二、二氧化碳气体的特性二氧化碳气体是一种无色、无臭的气体,具有较高的密度和较低的价格,因此被广泛应用于保护气体中。
在焊接过程中,二氧化碳气体可以有效地起到保护熔池和焊接区域的作用,防止氧气的进入,从而减少氧化、气孔和夹杂物的产生,提高焊接质量。
三、二氧化碳气体保焊焊接工艺参数1. 气体流量:二氧化碳气体的流量是影响焊接质量的重要参数之一。
通常情况下,气体流量的大小应根据焊接材料和焊接电流进行调整。
一般来说,焊接电流越大,气体流量也应相应增加,以保证足够的保护。
2. 气体纯度:二氧化碳气体的纯度也是影响焊接质量的重要因素。
纯度较高的二氧化碳气体可以提供更好的保护效果,减少氧化和夹杂物的产生。
因此,在选择二氧化碳气体时,应注意其纯度要求,并选择合适的供应商。
3. 电极极性:在二氧化碳气体保焊焊接中,电极极性的选择也是十分重要的。
通常情况下,正极性焊接可以提供更好的穿透性和焊缝质量,适用于较大厚度的焊接材料。
而负极性焊接则适用于较薄的焊接材料。
4. 焊接电流:焊接电流是影响焊接质量的关键参数之一。
在二氧化碳气体保焊焊接中,焊接电流的大小应根据焊接材料的厚度和类型进行选择。
一般来说,焊接电流过大会导致焊接材料熔化过快,焊缝质量下降;而焊接电流过小则会导致焊缝质量差,焊接速度慢。
5. 焊接速度:焊接速度是指焊接过程中焊枪移动的速度。
在二氧化碳气体保焊焊接中,焊接速度的选择应根据焊接材料的厚度和类型来确定。
一般来说,焊接速度过快会导致焊缝质量下降,焊接速度过慢则会导致焊缝质量差。
四、注意事项在进行二氧化碳气体保焊焊接时,还需注意以下几点:1. 安全操作:焊接过程中应戴上防护面具、手套等个人防护装备,以确保人身安全。
二氧化碳气体保护焊焊接工艺CO2气体保护焊(二保焊)是一种广泛应用的焊接工艺。
在进行CO2气体保护焊之前,需要进行焊前准备工作,包括了解焊接结构件产品图纸及技术要求,熟悉焊接工艺和施焊方法,检查和调整设备等。
同时,需要选择合适的焊接材料,其中CO2气体纯度要求99.5%,含水量不超过0.1%。
对于焊接工艺参数,主要包括焊丝牌号、直径、气体流量、电流、电压、焊接速度、焊丝伸出长度等。
在选择工艺参数时,需要根据焊件厚度进行调整,以确保焊接质量。
焊接速度的选择也需要注意,过高或过低都容易产生缺陷。
最后,进行焊后清理、检查及焊接缺陷的修补,以及焊接质量检验。
在进行CO2气体保护焊时,需要注意安全问题,避免发生意外事故。
同时,需要了解CO2焊机常见故障及焊接出现焊缝缺陷,产生的原因及排除故障,以及常见问题的图例。
气体流量对焊接质量的影响在半自动焊接过程中,气体流量的大小对焊接质量有着重要的影响。
气体流量太大会浪费气体,同时也会增加对焊接熔池的吹力,加强冷却作用,导致焊接熔池冷却过快,易产生气孔。
而气体流量太小则无法提供足够的保护气体,使得对熔池的保护作用减小,同样也会导致气孔的产生。
因此,在半自动焊接中,通常建议气体流量为8~25L/min。
焊丝伸出长度的控制焊丝伸出长度是指焊丝从导电嘴伸出的距离。
适当增加焊丝伸出长度可以提高焊丝电阻热,使焊丝熔化更快,从而提高生产效率。
然而,焊丝伸出长度过长会使焊接过程不稳定,飞溅严重。
而焊丝伸出长度过短,则会导致喷嘴过热,金属飞溅物易粘住或堵塞喷嘴,影响气体流量。
因此,合理的细丝CO2焊的焊丝伸出长度应为焊丝直径的10~20倍,一般约为8~15mm左右。
电源极性的选择在CO2焊接中,为了减少飞溅并保持电弧稳定燃烧,一般采用直流反接。
但在堆焊或铸铁补焊时,则采用直流正接。
操作注意事项在焊接过程中,需要注意以下事项:不得在工艺装备或产品非焊面上引弧;焊接顺序应先焊对接焊缝后焊角焊缝;对于纵横交错的焊缝应先焊所有横焊缝而后焊纵焊缝;定位焊点高度不得大于焊缝高度的2/3;断续焊缝长度公差不超过-5%~10%。
二氧化碳气体保护焊焊接工艺
二氧化碳气体保护焊(CO2焊)是利用电弧加热焊接材料的工艺,采用CO2气体作为保护气体来保护接头区域,从而使焊接过程达到高质量、高效率的焊接工艺。
CO2保护焊的焊接工艺过程包括以下步骤:
1. 清洁焊接件表面,去除表面污物和油脂。
2. 调整焊机参数,包括焊接电压、电流、焊接速度等。
3. 安装CO2气瓶和气流调节器,控制保护气气流速度和流量。
4. 点焊或拖焊时,用电极引导焊接电弧,在保护气体的保护下焊接。
5. 焊接完成后检查焊缝质量,进行后续加工。
CO2保护焊的优点包括:
1. 焊接速度快,生产效率高。
2. 焊接金属性能好,焊接质量稳定。
3. CO2气体价格低廉,易于获取。
4. 焊接过程中无需使用插入物,减少了成本和工作量。
5. 可用于各种金属焊接,尤其是用于焊接碳钢、不锈钢和铝合金。
CO2保护焊的缺点包括:
1. 对于不同材料需要调整焊接参数,技术要求高。
2. 需要进行焊缝后续加工,如打磨、切割。
3. 焊接过程中会产生二氧化碳等有害气体,需要采取适当的安全措施。
总的来说,CO2保护焊是一种成熟的焊接工艺。
它的高效率、高质量和广泛适用性使其成为工业生产中常用的焊接方法之一。
CO2气体保护焊培训资料随着现代工业的发展,焊接技术在制造业中扮演着至关重要的角色。
CO2气体保护焊作为一种常用的焊接方法,不仅具有高效、高质量的特点,还能够适应各种不同材料的焊接需求。
本文将为大家介绍CO2气体保护焊的原理、应用领域以及培训资料。
一、CO2气体保护焊的原理CO2气体保护焊是一种利用CO2气体作为保护气体的焊接方法。
在焊接过程中,通过将CO2气体注入焊接区域,形成一个保护层,防止空气中的氧气和水分进入焊接区域,从而避免氧化和腐蚀的问题。
同时,CO2气体还能够提供足够的热量,使焊接区域达到所需的温度,从而实现焊接。
二、CO2气体保护焊的应用领域CO2气体保护焊广泛应用于各个行业,特别是金属制造业。
它适用于焊接各种金属材料,如碳钢、不锈钢、铝合金等。
在汽车制造、船舶建造、建筑结构、石油化工等领域,CO2气体保护焊都扮演着重要的角色。
它不仅能够提高焊接速度和效率,还能够保证焊接接头的质量和强度。
三、CO2气体保护焊的培训资料CO2气体保护焊的培训资料包括理论知识和实践操作两部分。
在理论知识方面,培训资料应包括CO2气体保护焊的原理、设备和工具的使用、焊接参数的选择等内容。
学员需要了解CO2气体保护焊的基本原理和操作方法,掌握焊接过程中的注意事项和安全措施。
在实践操作方面,培训资料应提供焊接实验的步骤和要求,以及常见焊接缺陷的识别和处理方法。
学员需要通过实际操作来熟悉焊接设备的使用,掌握焊接技术的要领。
同时,培训资料还可以提供一些实际案例和示范视频,帮助学员更好地理解和应用CO2气体保护焊技术。
除了理论知识和实践操作,培训资料还可以包括一些相关的参考书籍、学术论文和行业标准。
这些资料可以帮助学员深入了解CO2气体保护焊的发展历程和应用前景,提高其专业素养和创新能力。
总结起来,CO2气体保护焊作为一种重要的焊接方法,在现代制造业中具有广泛的应用前景。
通过系统的培训资料,学员可以全面了解CO2气体保护焊的原理和应用,掌握焊接技术的要领,提高工作效率和质量。
二氧化碳气体保护焊焊接工艺要点二氧化碳气体保护焊(以下简称CO2焊)是一种常用的金属焊接工艺,主要用于钢材的焊接。
CO2焊具有焊接速度快、熔深大、焊缝质量高等优点,在工业生产中得到广泛应用。
下面将从焊接工艺参数、电弧形成条件、金属焊接、气体保护等方面详细介绍CO2焊的要点。
一、焊接工艺参数1.气体流量:CO2气体流量应根据焊接电流大小和焊件的材料和厚度来确定。
一般情况下,CO2流量为10-20升/分钟。
2.焊接电流和电压:焊接电流可根据焊接材料和焊件的厚度来设定。
当焊接负极电压较低时,焊接质量更好。
3.焊丝速度:CO2焊接时,焊丝供给速度应根据焊接厚度和焊接多道次数来确定,一般来说,当在单道焊接时,焊丝速度为8-12m/分钟;在多道焊接时,应根据实际情况进行适当调整。
二、电弧形成条件1.电弧电流稳定:保持电弧电流稳定是CO2焊接质量的关键,为了保证焊接质量,电弧电流应根据焊接材料和焊缝的宽度来设定,焊接过程中稳定电弧电流的方法是加大电弧电流的调整范围。
2.电弧稳定:为了保证电弧的稳定,要保持电弧长度适中,避免电弧过长或过短,一般来说,焊丝与工件的间隙应保持在2-5mm之间。
三、金属焊接CO2焊对金属的焊接要点如下:1.焊缝准备:在焊接前,要对焊缝进行准备,包括焊缝的清洁和打磨。
焊缝上的油污、氧化物和污垢都会影响焊缝的质量,因此要用刷子和砂纸清洁焊缝表面。
2.金属预热:钢材的预热温度应根据材料的种类和厚度来确定,一般来说,较薄的钢材不需要预热,而较厚的钢材则需要预热到200-300℃。
3.焊接速度:焊接速度应根据焊接材料和厚度来确定,一般来说,焊接速度不宜太快,以保证焊缝质量。
四、气体保护CO2焊的气体保护对焊接质量起到重要作用1.气体流量:CO2气体流量应适中,不能太大也不能太小,以保证焊接质量。
一般来说,CO2流量为10-20升/分钟。
2.气流的方向:气体保护气流应流向焊接区域,以保护焊缝不受空气的污染。
CO2气体保护焊培训资料一、概述CO2气体保护焊是一种常用的金属焊接方法,通过在焊接过程中使用CO2气体作为保护剂,可以有效地防止焊缝中的金属与空气中的氧发生反应,从而保证焊接质量。
本文将介绍CO2气体保护焊的原理、设备、操作步骤以及常见问题和解决方法。
二、原理CO2气体保护焊的原理是利用CO2气体的惰性特性,在焊接过程中形成保护气氛,防止氧气进入焊接区域,从而减少氧化和氮化反应。
CO2气体保护焊可用于焊接各种金属材料,如钢铁、铝合金等。
三、设备CO2气体保护焊需要以下设备:1. CO2气瓶:储存CO2气体,常用的容量有5kg、15kg、50kg等。
2. 焊接机:用于提供电能和控制焊接电流。
3. 焊枪:连接到焊接机的设备,用于传递焊接电流和喷射CO2气体。
4. 气体调节器:用于控制CO2气体的流量和压力。
四、操作步骤CO2气体保护焊的操作步骤如下:1. 准备工作:确保焊接区域干净、无油污和氧化物,清除焊接材料表面的锈蚀。
2. 装配设备:将CO2气瓶连接到气体调节器,然后将气体调节器连接到焊枪。
3. 调节气体流量:根据焊接材料的类型和厚度,调节气体调节器上的流量控制阀,使CO2气体的流量适合焊接需求。
4. 调节焊接电流:根据焊接材料的类型和厚度,调节焊接机上的电流控制器,使焊接电流适合焊接需求。
5. 开始焊接:将焊枪对准焊接区域,按下焊接机的开关,同时喷射CO2气体和提供焊接电流,进行焊接。
6. 控制焊接速度:保持焊接速度均匀,以避免过度或不足焊接。
7. 检查焊缝质量:焊接完成后,检查焊缝的外观和质量,确保焊接无裂纹、气孔等缺陷。
8. 清理工作:清理焊接区域,包括去除焊渣和清理设备。
五、常见问题和解决方法1. 焊接渣滓:可能是由于焊接速度过快或焊接电流过低导致的。
解决方法是调整焊接速度和电流。
2. 气孔:可能是由于焊接区域有水分或油污,或者焊接速度过慢导致的。
解决方法是确保焊接区域干燥、清洁,并调整焊接速度。
第三章CO2气体保护焊第二节CO2气体保护焊CO2气体保护焊实质上也是熔化极气体保护焊的一种,即:MAG (Metal Active Gas)一、CO2保护焊的发展过程上节我们介绍了:光焊条焊接是在空气包围下进行,因此在焊缝中渗入了大量的氧、氮和氢,并且烧损了大部分合金元素,严重影响了焊缝质量.焊缝的机械性能下降.为了提高焊缝质量,我们必须防止或消除空气的有害作用,归结起来,和空气的有害作用进行斗争主要是通过一下两个途径:“防”和“治”“防”就是使焊接区域和空气隔绝,从而保护熔池及熔滴使之不被空气侵入。
保护的方法主要有三种,渣保护、气保护、气渣联合保护。
气渣联合保护—手工焊;渣保护—埋弧焊、电渣焊;气保护—氩弧焊、CO2气体保护焊;“治”就是把已经进入到熔滴及熔灺中的氧及氮等有害元素再拉出来(对熔滴及熔灺进行脱氧及脱氮)。
渣保护-埋弧焊又是在一层较厚的颗粒状焊剂下焊接,由于重力的影响,很难在空间位置焊接。
因而如何能进行空间位置自动焊和半自动焊?气体保护焊-可以在任何空间位置喷出气体,给空间位置的自动和半自动焊带来希望.采用什么样的气体来隔绝空气的侵入?人们想到了氩气,氩弧焊主要应用于易氧化金属(铝、镁及其合金、不锈钢等),氩气成本高,用于普遍应用的低碳钢及低合金钢焊接在经济上是不合算的。
要寻求价廉易得的气体用做保护的气体必须满足下列要求:1、无毒, 如CO有毒不能用;2、价廉易得,如氩、氦价格高;3、不能给焊接质量带来危害或危害可以消除;人们想到用N2、H2、O2,上节我们知道了它们对焊缝质量的影响,焊缝中是不允许它们存在的,但迄今为止,人们对脱N2,脱H2的控制能力还是有限的。
故用它们做保护性气体焊接低碳钢及低合金钢是有困难的。
1926年,有人利用过CO2焊接过低碳钢,焊缝出现气孔严重,焊缝很脆→否定CO2可以做为保护气体。
二次大战前,高强度低合金钢应用日益广泛(坦克、装甲车),为解决这类钢的焊接,发展了碱性低氢型焊条,这类焊条药皮含有大量的碳酸钙。
CaCO3→CaO+CO2↑CO2作为保护性气体,有效地防止了空气进入电弧空间,另CO2是一种氧化性气体,它会氧化金属,带来危害。
1951—1952年,科学家们又受到炼钢中脱氧的理论及实践的启发,又重新利用CO2作为保护气体,进行低碳钢及低合金钢半自动焊及自动焊的研究,试验结果证明,采用一定量的脱氧元素的焊丝(含一定量的Si、Mn),可以清除气孔并获得优质的焊缝金属。
1953年CO2保护焊研究成功报告问世。
开始研究和应用CO2保护焊时,是因沿袭软管半自动埋弧焊习惯,采用直径为1.6—2.mm的焊丝,这时必须使焊接电流大于300安培以上,熔滴成喷射过渡,焊接飞溅才得到一些改善,焊缝成形好,但在空间位置用这样大的电流焊接,熔池体积太大,熔池金属向下滴落或向下流动,焊接操作困难,焊缝成形不良,只能进行平焊,不能进行空间位置的焊接。
要推广CO2保护焊,必须解决第二个问题是使其能适应于各种能量的焊接及减少飞溅,为解决这一工艺问题,科学家对焊接电弧进行了深入的研究,即“熔滴过渡”的规律。
1957年提出了“短路过渡”焊接法,设计了动特性好的电源,采用较细的焊丝直径(Φ0.8—Φ1.6mm),配合使用较低的焊接电压及较小的焊接电流,可以很好地进行空间位置的焊接并使飞溅很小。
二、CO2焊接原理受碱性焊条里CaCO3(造渣剂和造气剂)受热分解的启示。
CaCO3→CaO+CO2科学家想到用CO2气体做为保护性气体半自动C02焊的设备系统如图2-1所示,图2-1 CO2半自动焊设备示意图1-电源2-送丝机3-焊枪4-气瓶5-预热器6-高压干燥器7-减压器8-低压干燥器9-流量计10-软管11-焊丝盒图2-2 CO2半自动化焊机C02焊的焊接过程如图2-3所示。
焊接时使用成盘的焊丝,焊丝经软管和焊枪的导电嘴送出。
电源的两输出端分别接在焊枪和焊件上。
焊丝与焊件接触后产生电弧,在电弧高温作用下金属局部熔化进入熔池中去。
同时,气瓶中送出的C02气体以一定的压力和流量从焊枪的喷嘴中喷出,形成一股保护气流,使熔池和电弧区与空气隔离。
随着焊枪的移动,熔池金属凝固后形成焊缝。
C02焊接的所用的焊丝直径,可分为细丝C02焊(焊丝的直径≤1.2毫米),及粗丝C02焊(焊丝直径≥1.6毫米)。
按操作方法可分为CO2半自动焊和C02自动焊。
他们的共同点是送丝和送气都是自动的,区别是:C02半自动焊是用手工操作完成焊接热源的移动,C02自动焊是由相应的自动化装置来完成的(如机器人、自动角送丝机焊接电源焊枪电缆焊机等).图2-3 CO2保护焊过程示意图三、冶金特点1、CO2的氧化性CO2→CO↑+Oa、与CO2作用Fe+CO2=FeO+CO↑Si+CO2=SiO+CO↑Mn+CO2=MnO+CO↑b、与高温分解的氧原子作用Fe+O=FeOSi+O=SiO2Mn+O=MnO结论:CO2和O2使Fe和其它元素氧化烧损.CO不熔于金属,熔滴中CO在电弧高温下急剧膨胀,使熔滴爆破而引起金属飞溅。
在熔池中的CO若逸不出来,便成为焊缝中的气孔。
c、氧化的结果:有用的合金元素被烧损,造成了焊缝金属力学能降低,产生气孔和金属飞溅。
c、解决的措施:脱氧在焊丝中加入一定量的脱氧剂,(它们是与氧亲和力比Fe大的金元素,如AI、Ti、Si、Mn等),实践证明采用Si-Mn联合脱氧的效果最好,可以焊出高质量的焊缝来。
2FeO+Si=2Fe+ SiO2FeO+ Mn =Fe+ MnO所以只要在焊丝中有足够的脱氧元素Si和Mn,以及限制焊丝中的C的含量就可以有效的防止C0气孔。
,目前国内外广泛采用H08Mn2Si焊丝,Si、Mn即是脱氧剂也是合金剂.H08Mn2SiA \、H08Mn2Si的焊丝成份见表2-1,Q345钢与H08Mn2Si 焊丝焊接化学成分对比和机械性能对比见表2-2和表2-3表2-1 焊丝化学成分表2-2 H08Mn2SiA焊丝与Q345钢焊接后化学对比表2-3Q345钢机械性能表2-5 Q345+H08Mn2SiA焊丝接头机械性能2、气孔在熔池金属内部存在有溶解不了的或过饱和的气体,当这些气体来不及从熔池中逸出时,便随着熔池的凝固,而留在焊缝内便形成气孔。
可能产生的气孔主要有三种:CO、N、H。
CO气孔的产生主要原因是:焊丝中所含的脱氧合金元素不够,使熔池中熔入较多的FeO(按与氧的亲合力来排为:Si、Mn、C),钢中又含有C,它和C发生强烈的还原反应:FeO+C=Fe+CO↑生成了CO气体,来不及逸出,从而形成气孔.只要焊丝中含有足够量的合金元素Si和Mn,并限制焊丝中的碳量,就可以有效地防止CO气孔.产生N气孔的原因:主要是保护不好,空气进入电弧电弧造成的。
如CO2气流量过小或过大,焊丝伸出长度过长、喷嘴阻塞、导电嘴与喷嘴不同心、喷嘴气筛阻塞、外部气流量过大、室外焊接、电弧电压过高等。
产生H气孔的原因:产生H气孔的原因是在高温时熔入了大量的H,在结晶的过程中不能充分排出,而留在焊缝金属中。
H主要来自焊丝、工件表面的油污和铁锈以及CO2气体中的水分,前者易清除和防止,而后者往往是产生H2气孔的主要原因。
因此对CO2气体进行提纯和干燥是必要的。
3)、飞溅问题飞溅的危害:a、增加焊丝及电能的消耗;b、降低焊接生产率和增加焊接成本;c、飞溅粘到导电嘴和喷嘴内壁上,会造成送丝和送气不畅而影响电弧的稳定和降低保护作用;d、恶化焊缝成形;e、粘到焊缝表面上又增加焊后清理工序;引起飞溅的原因:a 焊接过程中熔滴和熔池中的碳被氧化生成CO气体,随温度升高,CO气体膨胀引起爆破,产生细颗粒飞溅。
b、作用在焊丝末端电极斑点上的压力过大,当用正接长弧焊时,焊丝为阴极,受到来阳极的正离子的冲击,阴极斑点上的压力较大,焊丝末端易形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。
c、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,减小短路电流上长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。
d、由于焊接工艺参数选择不当而引起。
主要是电弧电压升高,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。
减少飞溅的措施:a选用合适的焊丝材料或保护气体。
例如选用含碳量低的焊丝,减少焊接过程中产生CO气体,长弧焊时,加入Ar的混合气体保护,使熔滴变细,甚至得到射流过渡,改善过渡特性。
b在短路过渡时,合理选择焊接电源,并匹配合适的可调电感,以便当采用不同直径的焊丝,能得到合适的短路电流增长速度。
c采用直流反接进行焊接。
d采用不同熔滴过渡形式焊接时,要合理地选择焊接工艺参数,以获得最小的飞溅。
四、焊接材料1)保护气体—CO2用于焊接的CO2气体其纯度要求>99.5%,含水量<0.05%。
CO2气无色无毒,易溶于水,密度为空气的1.5倍,沸点为-78℃。
受压后变成无色的液体,当温度低于—11℃时,比水重;当高于—11℃时,比水轻。
在0℃和一个大气压下,一公斤CO2液体可蒸发509升CO2气体。
供焊接用的CO2气体,通常是以液态装于钢瓶中,钢瓶容量40升,可装入25kg的液态CO2。
CO2气瓶外表涂黑色并写有黄色的“CO2”字样。
25kg液态CO2约占钢瓶容积的80%,其余20%的空间充满气态的CO2。
气瓶压力表上所指压力值,即是这部份气体的饱和压力,该压力大小与环境温度有关,室温为20℃时,气体的饱和压力约为:5.72Mpa.(注意该压力不反映液态CO2的贮量,只有当瓶内液态CO2全部气化后,瓶内气体的压力才会随着CO2气体的消耗而逐渐下降。
这时的压力表的读数才反映瓶内气体的储量)。
故正确估算瓶子内CO2的储量是用称钢瓶质量的办法。
一瓶装25kg液化CO2气,若焊接时的流量为20L/min,则可连续使10小时左右.汽车行业CO2焊接暂载率(负责持续率)为10%~30%左右(计算焊装车间CO2汇流排钢瓶数量用到)。
焊装车间CO2汇流排钢瓶数量的计算当市售CO2气体含水量较高时,在现场减少水份的措施是:a、将新灌气瓶倒立静置1~2h,然后开启阀门,把沉积在瓶口部的水排出,可放水2~3次,放水时间为1分钟左右,每次间隔30min,放后将瓶正回来。
b、倒置放水后的气瓶,使用前先打开阀门放掉瓶内上部纯度低的气体。
c、在气路中设置高压干燥器和低压干燥器,进一步减少CO2气体中的水份。
(干燥剂为:硅胶或脱水硫酸铜)。
d、使用瓶装CO2时,注意设置气体预热装置(瓶中高压气体经减压而体积膨胀时,要吸收大量的热,而使气体温度降到零度以下,会引起CO2气中的水份在减压器内结冰而堵塞气路,因此在未减压之前须经过预热)。
见图2-4 CO2汇流排预热装置。