第6章 气体保护电弧焊.ppt

6.1 气体保护电弧概述 气体保护电弧焊与手工电弧焊、埋弧自动焊一样是利用电弧作为热源的熔化焊。 区别： 手工电弧焊、埋弧自动焊是采取渣—气联合保护的形式；气体保护电弧焊以气体作为保护介质，来有效的保护焊接熔合区，满足焊接接头质量。 6.1.1 气体保护电弧焊的原理 气体保护焊是利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。 分类 气体保护焊通常按照电极是否熔化和保护气体不同分为非熔化极（钨极或钍钨极）气体保护焊和熔化极气体保护焊。 6.1.2 保护气体的特点 气体保护焊依靠保护气体在焊接区形成保护层，保护气体的性质对焊接状态和质量有重要影响。 根据具体情况的不同，气体保护焊可采用不同的气体常用的保护气体有二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氢气及混合气体。 1.氩气（Ar） 是一种无色无味的惰性气体，在空气的含量为0．935％(按体积计算)，沸点为－186℃，介于氧和氦的沸点之间；用于焊接氩气采用瓶装，在室温时，其充装压力为15MPa，钢瓶涂灰色漆，并标有“氩气”字样。 纯氩要求为：Ar≥99．99％；He≤0．01％；O2≤0．0015％；H2≤0．0005％；总碳量≤0．001％；水分≤30mg／m3。氩气是一种较理想的保护气体，比空气密度大25％，平焊时有利于对焊接电弧进行保护，降低了保护气体的消耗。 氩气在高温下不和金属发生化学反应，没有合金元素氧化烧损 氩气不溶于液态的金属，不会引起气孔。氩是单原子气体，以原子状态存在，在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小，向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的进行。 氩气的缺点是电离势较高。 当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，但电弧一旦引燃后就非常稳定。 2.氦气(He) 氦气是惰性气体，在空气中的含量很少，按体积计算只占0．0005％，密度约为氩气的1／10。因而为了获得良好的保护效果，就要加大流量。 用氦气保护时，电弧电压比氩要高得多，氦弧的发热量要比氩弧大得多。因此，氦气保护焊可焊接大厚度工件及导热性好的材料，如铜及铜合金，也用于不锈钢管的高速机械化焊接。但是，氦气提取的成本费用昂贵，因而应用很少。 3.混合气体 在一种气体中加人少量的另外一种或两种气体后，对细化熔滴、减少飞溅、提高电弧稳定性、改变熔深及提高电弧温度等有一定好处。因而，以氩为主的混合气体熔化极气体保护焊应用十分广泛，如Ar 80％＋CO2(5～20)％，Ar 95％＋O2(1～5)％，Ar 80％＋N2 20％，Ar＋H2，Ar＋He，Ar 80％＋CO2 15％＋O2 5％等。 4.CO2气体 CO2是一种无色、无味的气体。在0℃和1atm (101325Pa)下，密度为1．9768g／L，是空气的1.5倍。CO2在常温下很稳定。 焊接用的CO2气是钢瓶的液态CO2汽化形成的。液态CO2是无色液体。其沸点为－78℃，在常温下能迅速汽化，因而从钢瓶放出的是气态的CO2。标准钢瓶容积为40L。经常灌入25kg的液态CO2，占钢瓶容积的80％左右，其余20％的空间则充满了已汽化的CO2。CO2钢瓶为铝白色，字体为黑色。 CO2气体的纯度要大于99．5％，其水分要求小于1～2g／m3，O2小于0．1％。通常，为减少CO2气体中的水分，可将气瓶倒置一段时间，然后正放，拧开气阀将上部水分较多的气体放掉。同时在焊接气路系统中可串联一个干燥器或预热器。 常用保护气体的选择如P84表6-1所示 气体保护焊的优点是： 电弧线性好，对中容易，易实现全位置焊接和自动焊接；电弧热量集中，熔池小，焊接速度快，热影响区较窄，焊件变形小，抗裂能力强，焊缝质量好。 缺点： 不宜在有风的场地施焊，电弧光辐射较强。 6.1.3 气体保护焊分类 根据所用的电极材料不同分为： 不熔化极气体保护焊 熔化极气体保护焊 6.2 二氧化碳气体保护焊 6.2.1二氧化碳气体保护电弧焊概述 二氧化碳气体保护电弧焊简称为CO2气体保护焊或CO2焊，属于熔化极气体保护焊。 它是利用CO2气体保护电弧，使电弧与空气隔离，电弧在焊丝和工件之间燃烧，焊丝自动送进，熔化了的焊丝和母材形成焊缝。 按焊接所用的焊丝直径分为细丝焊（焊丝直径＜1.2mm)及粗丝焊（焊丝直径≥1.6mm） 按操作CO2气保焊分为半自动焊和自动焊两类。 区别： 半自动焊是用手工操作完成焊接热源的移动的，而送丝、送气是由机械化装置完成。 自动焊是用机械化装置来完成焊接热源的移动及送丝、送气。 1.二氧化碳气体保护电弧焊的过程 二氧化碳气体保护电弧焊的过程如图6-2所示 2. 关于CO2焊的气孔问题 正常焊接条件下，