CO2气体保护理论培训讲义.doc

CO2气体保护焊理论培训讲义 概述 什么叫CO2气体保护焊：采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体（CO2气体）来保护电弧、焊丝、熔池及母材金属的一种焊接方法。 优点：1）具有成本低、搞氢气孔能力强、焊缝质量高，可进行全位置焊接。 2）与惰性气体（Ar气）保护焊相比成本低，当采用细丝焊时，电弧稳定性好，焊缝质量高。 3）与电弧焊相比：可以焊薄件，焊接速度快，生产率高，不必清焊渣，同时易于实现自动化（不必换焊条）。 应用范围：根据焊条化学成分不同，可焊接低碳钢、低合金钢、 低合金高强度钢、不锈钢等。 如用H08MnSiA焊丝：可焊普通低碳钢、低合金钢； 用H18CrMnSiA焊丝：可焊高强度钢； 用H1Cr18Ni9Ti焊丝：可焊不锈钢； 分类：CO2气体保护又分为粗丝焊和细丝焊。 ＞1.2粗丝 0.5—1.2为细丝 对焊丝的要求：1、焊丝必须有足够的脱氧元素。 2、焊丝含C量要低＜0.1。 3、应保证焊缝金属有满意的强度和抗裂性。 电弧：分为弧柱、阴极区、阳极区（10-3—10-6cm） CO2气体保护焊的特点 CO2气体保护焊冶金特点 CO2气体在电弧高温（6000℃—8000℃）作用下，发生分解反应，CO2 CO+1/2O2反应后的体积比原先增大了1.5倍，气体体积的增大，有力地排除了大气对焊接区的危害。 CO2是一种气体，它不能溶解于钢中，但有可能形成气孔，由于焊接过程中，熔池是沸腾的，所以一般是易产生气孔。 氧是一种氧化性很强的气体，在高温下，可与熔池中的各种元素发生化学反应，它有利有弊。 不利的一方面： 在高温下，O2与铁进行化合反应［Fe］+1/2O2→［FeO］ 进入熔池中形成夹渣，又与Mn、Si发生化合反应。 Mn+O MnO Si+2O SiO2一方面对这种有利的元素烧损，并形成夹渣，但许多研究表明，如果采用Mn、Si共同脱氧，且Mn、Si的比例合适时，则可得到FeO—MnO—SiO2氧化性溶渣，其熔点比液态金属低得多，流动性好，可在液体金属凝固前浮出表面，而不会产生夹渣。（焊条中加入一定的Mn、Si脱氧） 有利的一面： O2与熔池中的有害杂质如C、S、P发生化合反应。 ［C］+［FeO］→［Fe］+CO↑ ［S］+［FeO］→［Fe］+SO2↑ 2［P］+5［FeO］→5［Fe］+P2O5↑ C、S、P的烧损改善了焊缝金属的抗裂性，使焊缝不易产生裂纹，同时，CO2气体中的水气、焊丝及母材表面吸附的水汽（锈蚀）由于O2的分压增加而受到抑制，而不易分解。（2H2O 2H2+O2），即使分解，又被氧化成H2O或OH，无法进入熔池。即使熔池中进入一定的H，但在熔池的沸腾作用也容易跑出，所以CO2气体保护焊对铁锈和水汽的敏感性很低。 以上讲了为什么要用CO2气体做保护气体。 CO2焊的三种熔滴过渡形式 滴状过渡：在粗丝焊中，熔滴一般呈较粗大的滴状过渡（5—20次/秒），熔滴直径大于焊丝直径，主要依靠熔滴自重而进入熔池，电弧长，过渡轴向性差、飞溅大，工艺过程不稳定，焊缝成形差，一般很少采用。 短路过渡：在细丝CO2焊中，通过焊丝末端连续频繁地与焊接熔池接触，促使熔滴由电极向熔池过渡的过程，叫短路过渡。 在电弧热的作用下，焊丝末端形成熔滴并逐渐长大，当熔滴与工件短路时，电弧熄灭，电流突然增大，而电流所产生的磁场对熔滴的压缩力也突然增大，强迫熔滴向熔池过渡。当熔过渡后，电极末端与熔池之间立即断开，电压立即回升，迅速引燃电弧，又产生熔滴，长大、重复上述过程，形成“短路→断弧→引燃”三阶段连续而均匀的焊接。50—200次/秒 特点：电弧较短，电弧较稳定，飞溅小，薄板广泛采用。 短路过渡时焊接电流和电压波形 潜弧过渡：电弧电压和焊接电流比短路过渡大，电弧在工件表面以下燃烧而形成潜弧。 特点：焊丝端头不与熔池短路，熔滴细小，轴向性很强的射滴过渡，焊接过程较稳定，适合于中、厚板焊接。 3、CO2气体保护焊的主要缺点是焊接过程中产生金属飞溅，飞溅不但会降低焊丝的熔敷系数，增加焊丝成本，而且飞溅金属会粘着导电嘴端面和喷嘴内壁，引起送丝不畅，使电弧燃烧不稳定，降低气体保护作用，使劳动条件恶化。 飞溅产生原因：金属内部的CO气体急剧膨胀而产生剧烈爆炸；短路过渡后电弧重新引燃时产生的对熔池的过大冲击力，使液体金属溅出。 减少飞溅的措施： 工艺方面：采用尽量小的焊丝直径、合适的焊接电流和电压参数匹配、合适的短路电流上升速度以及峰值短路电流。（短路电流上升速度和峰值短路电流可以通过焊接回路串接的电感来调节） 冶金方面：合