机械制图公开课概要.ppt

平泉县职教中心张立春 平泉县职教中心 张丽春  二氧化碳气体保护焊 周官旺 二氧化碳气体保护电弧焊 早在20世纪30年代就有人提出用CO2及水蒸气作为保护气体，但试验结果发现焊缝金属严重氧化，气孔很多，焊接质量得不到保证。因此氩气、氦气等惰性气体保护焊首先应用于焊接生产，解决了当时航空工业中有色金属的焊接问题，气体保护焊的优越性也逐步被人们认识和重视。但是氩气、氦气为稀有气体，价格较贵，应用上受到一定的限制。为此，到20世纪50年代。人们又重新研究CO2气体保护焊，并逐步应用焊接生产。 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，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用，从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是利用专用的焊枪，形成足够的CO2气体保护层，依靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或自半动熔化极气体保护焊接。 CO2焊的原理示意图 1. 焊丝盘 2. 送丝滚轮 3. 焊丝 4. 导电嘴 5. 保护气体喷嘴 6. 保护气体 7. 熔池 8. 焊缝金属 9. 母材 10.电弧 CO2是一种无色无味的气体，在0℃ 101.3kPa气压时，它的密度为1.9768g/L，是空气的1.5倍。因而CO2良好的保护作用，还能有效地防止空气中N2对熔滴及熔池金属的有害作用，这一点是很可贵的，因为金属一旦被氮化，便难以使之脱氮。 CO2常温下很稳定，但在高温下（5000K）左右几乎能全部分解，具有强烈的氧化性，因而是一种氧化性气体。虽然它有强烈的氧化作用，但氧化了的熔化金属可比较容易地脱氧；另一方面较强的氧化性能够抑制焊缝中氢的存在，防止产生氢气孔和裂纹； CO2气体价格低廉，供应充足。 CO2焊按使用焊丝直径的不同，可分为细丝CO2焊（焊丝直径小于1.6mm）和粗丝CO2焊（焊丝直径大于1.6mm）。 按操作的方式分类，又可分为半自动CO2焊和自动CO2焊。 焊接生产率高。由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率较高，以及焊后不需清渣，因此提高了生产率。CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高2-4倍。 焊接成本低。 CO2气体来源广，价格便宜，而且电能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有焊条电弧焊的40％—50％。 焊接变形小。由于电弧加热集中，焊件受热面积小，同时CO2气流有较强的冷却作用，所以焊接变形小，特别适宜于薄板焊接。 焊接质量较高。对铁锈敏感性小，焊缝含氢量少，抗裂性能好。 适用范围广。可实现全位置焊接，并且对于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。 操作简便。焊后不需清渣，且是明弧，便于监控，有利于实现机械化和自动化焊接。 1) 飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。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困难。 4）不能焊接容易氧化的有色金属。 1. CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。 2. 对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间腐蚀性能。所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。 3. CO2焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补以及电铆焊等方面。 目前CO2焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。 表1. CO2电弧焊焊接工艺参数 3.CO2焊的焊接技术 目前主要应用的方法如下： 1)采用带有电流衰减装置的焊机时，填充弧坑电流一般只为焊接电流的50~60％，易填满弧坑。 2)没有电流衰减装置时，在熔池未凝固之时，应在反复断弧、引弧几次，直至弧坑填满。 3)使用工艺板，把弧坑引到工艺板上，焊完之后去掉它。 不同板厚推荐的根部间隙值 2）加垫板的焊接。加垫板的单面焊双面成形比悬空焊接容易控制，而且对焊接参数的要求也不十分严格。垫板材料通常为纯铜板。为防止铜垫板与焊件焊到一起，最好采用水冷铜垫板。 加垫板焊接的典型焊接参数 操作要点 薄板对接焊一般都采用短路过渡，中厚板大都采用细滴过渡。坡口形状可采用I形、Y形、单边V形、U形和X形等。通常CO2焊时的钝边较大而坡口角度较小。 在坡口内焊接时，如果坡口角度较小，熔化金属容易流到电弧前面去，而引起未焊透，所以在焊接根部焊道时，应该采用右焊法和直线式移动。当坡口角度较大时，应采用左焊法和小幅摆动焊接根部焊道。