第四章二氧化碳气体保护电弧焊..docVIP

第四章 二氧化碳气体保护电弧焊 一、教学目的： 掌握CO2焊的特点及适用范围 了解CO2焊设备 正确认识CO2焊的氧化及脱氧 掌握CO2焊气孔飞溅的产生原因及防止措施 掌握CO2焊气体及焊丝的选用 掌握CO2焊短路过渡细滴过渡的工艺特点 掌握CO2焊的操作技术 了解CO2焊的其他焊接方法 二、教学重点： CO2焊的特点及其操作技术 CO2焊的氧化及脱氧 CO2焊气孔飞溅的产生原因及防止措施 CO2焊的熔滴过渡形式 CO2焊的操作技术 三、教学难点： CO2焊的氧化及脱氧 CO2焊气体及焊丝的选用 CO2焊的操作技术 四、参考学时数： 18学时，其中实训9课时 五、主要教学内容： 第一节 CO2焊的特点及应用 一、CO2焊的实质 CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO2气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中的氧、氮、氢对熔滴和熔池金属有害气体，从而获得优良的机械保护性能。 CO2焊接使用焊丝直径的不同，可分为CO2焊（焊丝直径小于等于1.6mm）和粗丝CO2焊（焊丝直径小于1.6mm）。按操作的方式分类，有可以分为半自动CO2焊和自动CO2焊。 二、CO2焊的特点 1、优点 1）焊接生产率高 2）焊接成本低 3）焊接变形小 4）焊接质量较高 5）使用范围广 6）操作简便 2、缺点 1）飞溅率较大，并且焊接表面成形较差。金属飞溅是CO2焊中较为突出的问题，这是主要缺点。 2）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。 3）抗风能力差，给室外作业带来一定的困难。 4）不能焊接容易氧化的有色金属。 三、CO2焊的应用 CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等有色金属 第二节 CO2焊设备 CO2焊所用的设备有半自动CO2焊设备和自动CO2焊设备两类。 一、CO2焊设备的组成和作用 半自动CO2焊设备由焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统、冷却水循环装置及控制系统等几部分组成。 （一）焊接电源 CO2焊一般采用直流电源且反极性连接。 细焊丝CO2焊的熔滴过滤一般为短路过度过程。宜采用等速送丝式焊机配合平外特性电源。采用平外特性电源优点如下： （1）电弧燃烧稳定； （2）焊接参数调节方便； （3）可避免焊丝回烧。 粗丝CO2焊的熔滴过滤一般为细滴过滤过程。宜采用变速送丝使焊机，配合下降的外特性电源。 （二）送丝系统 根据使用焊丝直径的不同，送丝系统可分为等速送丝式和变速送丝式，通常焊丝直径大于等于3mm时采用变速送丝方式，焊丝直径小于等于2.4mm时采用等速送丝式。 1、送丝方式 半自动气体保护焊机有推丝式，拉丝式，推拉丝式三种基本送丝方式。 2、送丝机构 3、调速器 4、送丝软管 （三）焊枪 1、焊枪的类型 （1）半自动焊枪 （2）自动焊枪 2、焊枪的喷嘴和导电嘴 喷嘴是焊枪上的重要零件，其作用是焊接区域输送保护气体，以防止焊丝端头，电弧和熔池与空气接触。 导电嘴孔径的大小对送丝速度和焊丝伸出长度有很大影响。 （四）供气系统 1、CO2钢瓶 2、预热器 3、干燥器 4、加压器和流量计 5、电磁气阀 第三节 CO2焊的冶金特性和焊接材料 一、合金元素的氧化与脱氧 1、合金元素的氧化 CO2=CO+O 在电弧的高温区域，即电弧空间和接近电弧的焊接熔池中，将发生如下反应： [Fe]+ CO2=(FeO)+CO↑ [Fe]+ O=(FeO)↓ [Si]+2O=(SiO2)↓ [Mn]+O=(MnO)↓ [C]+O=CO↑ 在远离电弧的温度较低的熔池后不，合金元素将进一步氧化，其反应方程式如下： 2(Fe)+[si]=2[Fe]+(SiO2)↓ (FeO)+[Mn]=[Fe]+(MnO)↓ (FeO)+[C]=[Fe]+CO↑ 从上述可见，CO2及其在高温分解出的氧，都具有很强的氧化性. 2、氧化反应的结果 上述氧化反应会使Fe,Si,Mn和C等合金元素烧损。 氧化反应中的反应生成物SiO2 和MnO会结合成硅酸盐。其密度较小，很容易浮出熔池形成熔渣。 FeO一部分成杂质浮于熔池表面；另一部分溶入液态金属中，并一步与熔池及熔滴中的金属元素发生反应。 反应生成的CO气体有两种情况： 其一是在高温时反应生成的CO气体，由于CO气体体积急剧膨胀，在溢出液态金属过程中，往往会引起熔池或熔滴的爆破，发生金属的溅损与飞溅。 其二是在低温反应生成的CO气体，由于液态金属呈现较大的动力粘度和较强的表面张力，产生的CO无法逸出，最终留在焊缝中形成气孔。 合金元素烧损、气孔和飞溅是CO2焊中三个主要的问题。 3、CO2焊的脱氧 在CO2电弧中，溶入液态金属中的FeO是引起气孔、飞溅的主要因素。同时，FeO残留在焊缝金属中将使焊缝金属的含氧量增加而降低力学性能。 冶金上通常采取的措施是在焊丝中（或