CO2焊接工艺

二氧化碳气体保护焊 1.准备工作 1.1 焊丝 a．焊丝的选择 母材厚度 母材厚度≤4mm 母材厚度≥4mm 焊丝直径 0.5－1.2mm 1.0－1.6mm b．焊丝的质量 焊丝表面必须光滑平整，不应有毛刺、划痕、锈蚀和氧化皮等，也不应有对焊接性能或焊接设备操作性能具有不良影响的杂质。焊丝的镀铜层要均匀牢固，用缠绕法检查镀铜层的结合力时，应不出现鳞与剥落现象。焊丝的挺度应使焊丝均匀连续送进。 1.2 二氧化碳气体 a．纯度 二氧化碳的纯度不应低于99.5﹪（体积法），其含水量不超过0.005﹪（重量法）。 b．使用 焊接前应放出一部分气体，检查其是否潮湿。气瓶中的压力降到1Mpa时，应停止用气。 1.3电焊机 焊接机在使用前应能电检验，其各电气开关、指示灯应灵活、好用。送丝机构尖送丝连续、均匀，并根据要焊的零部件选择适当的焊接电流及电压。 2.工艺流程 2.1工件尽可能平放，各需要焊接的工件应用专用焊接夹具定位。 2.2先点焊成形，经检验点焊成形的零部件符合图纸要求后，再焊接。 2.3尽可能采用平焊。如采用立焊，施焊方向应为自上而下。但修补咬边时，可由下而上。管材结构的立焊可以由上而下，也可以由下而上。 2.4焊接电流应根据工件厚度、焊接位置选择。 2.5根部焊道的最小尺寸应足以防止产生裂纹。 2.6金属过渡方式和焊接速度都应使每道焊缝将附近母材与熔敷金属完全熔合，且不得有溢流，气孔和咬边等现象。 3.焊缝要求 3.1角焊缝：母材厚并小于6.4mm，最大焊缝尺寸为母材厚度；母材厚度大于6.4mm时，应较母材厚度小1.6mm，或按图纸要求。 3.2钻焊：钻焊最小孔径应大于开孔件厚度加8mm。 3.3.对接头焊接：对接头和角接头焊接，根部间隙最大为2－3mm。 3.4对接和角接，焊缝条高不得超过3.3mm，并缓和过渡到母材面的平面。 4.焊缝表面要求 除角接接头外侧焊缝外，焊缝或单个焊道的凸度不得超过该焊缝或焊道实际表面宽度值的7﹪＋1.5mm，同时去除焊渣。 5.检查 5.1焊口的清理 零部件的焊口及附近表面应清理干净，无毛刺、熔渣、油、锈等杂物。 5.2零部件之间的位置 零部件的相对位置和其空间角度应符合图纸及相关的规定。 5.3零部件的材质 焊接前应对零部件材质进行复核检验，以免材质用错及选用相应的焊接工艺。 5.4焊缝质量的检查 焊缝尺寸符合图纸及相应标准规定，焊缝不允许有裂纹、夹渣、气孔和咬边等焊接缺陷，若发现应及时处理。 5.5焊接强度检查：使用万能材料试验机，夹持焊接件两 端进行拉伸，其拉伸强度不低于400MPa。 二氧化碳保护焊接和操作工艺作业指导 二氧化碳气体保护焊用的CO 2气体，大部分为工业副产品，经过压缩成液态装瓶供应。在常温下标准瓶满瓶时，压力为5～7MPa(5 O～7 Okgf／cm2)。低于1 MPa(1 0个表压力)时，不能继续使用。焊接用的C02气体，一般技术标准规定的纯度为9 9％以上，使用时如果发现纯度偏低，应作提纯处理。 二氧化碳气体保护焊进行低碳钢和低合金钢焊接时，为保证焊缝具有较高的机械性能和防止气孔产生，必须采用含锰、硅等脱氧元素的合金钢焊丝，同时还应限制焊丝中的含碳量。其中H08Mn 2SiA使用较多，主要用于低碳钢和低合金钢的焊接；H 04Mn 2SiTiA含碳量很低，而且含有0．2％～0．4％的钛元素，抗气孔能力强，用在对致密性要求高的焊缝上。 二氧化碳气体保护焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等。 (一)电源极性 二氧化碳气体保护焊焊接一般材料时，采用直流反接；在进行高速焊接、堆焊和铸铁补焊时，应采用直流正接。 (二)焊丝直径 二氧化碳气体保护焊的焊丝直径一般可根据表选择。 (三)电弧电压和焊接电流 对于一定直径的焊丝来说，在二氧化碳气体保护焊中，采用较低的电弧电压，较小的焊接电流焊接时，焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。大多数二氧化碳气体保护焊工艺都采用短路过渡焊接。当电弧电压较高、焊接电流较大时，熔滴呈小颗粒飞落称为颗粒过渡。∮1．6或∮2．0mm的焊丝自动焊接中厚板时，常采用这种过渡。∮3mm以上的焊丝应用较少。∮O．6～∮1．2mm的焊丝主要采用短路过渡，随着焊丝直径的增加，飞溅颗粒的数量就相应增加。当采用∮1．6mm的焊丝，仍保持短路过渡时，飞溅就会非常严重。 二氧化碳气体保护焊焊丝直径选用表(mm) 母材厚度 ≤4 >4 焊丝直径 0．5～1．2 1．O～1．6 焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷，电弧电压和焊接电流要相互匹配，通过改变送丝速度来调节焊接电流。飞溅最少时的典型工艺参数和生产所用的工艺参数范围详见表. 二氧化碳气体保护焊工艺参数 焊丝直径 0．8 1．2 1．6 典型工 艺参数 电弧电压(V) 18 19 20 焊接电流(A) 100-110 120-130 140-180 生产上所用 工艺参数 电弧电压(V) 18～24 18～26 20～28 焊接电流(A) 60～160 80～260 160～310 在小电流焊接时，电弧电压过高，金属飞溅将增多；电弧电压太低，则焊丝容易伸人熔池，使电弧不稳。在大电流焊接时，若电弧电压过大，则金属飞溅增多，容易产生气孔；电压太低，则电弧太短，使焊缝成形不良。 (四)气体流量 二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大。一般二氧化碳气体流量的范围为8～2 5I。／min。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。 (五)焊接速度 随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余高和熔深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。 (六)焊丝伸出长度 指焊接时焊丝伸出导电嘴的长度。焊丝伸出长度增加，则使焊丝的电阻值增加，造成焊丝熔化速度加快，当焊丝伸出长度过长时，因焊丝过热而成段熔化，结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气体对熔池的保护作用减弱；反之，当焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增加，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气流的流通。一般，细丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为8～1 4mm；粗丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为1 0～2 0mm。 (七)直流回路电感 在焊接回路中，为使焊接电弧稳定和减少飞溅，一般需串联合适的电感。当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快，会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。再者，盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感，所以一旦焊接过程稳定下来以后，就不要随便改动。 半自动二氧化碳气体保护焊的操作技术与焊条电弧焊相近，而且比焊条电弧焊容易掌握。半自动二氧化碳气体保护焊的操作工艺应注意以下问题： 1．由于平外特性电源的空载电压低，又是光焊丝，所以在引弧时，电弧稳定燃烧点不易建立，焊丝易产生飞溅。又因工件始焊温度低，在引弧处易出现缺陷。一般采用短路引弧法；引弧前要把焊丝端头剪去，因为熔化形成的球形端头在重新引弧时会引起飞溅；引弧时要选好位置，采用倒退引弧法。 ’ 2．收弧过快，易在熔坑处产生裂纹和气孔，收弧的操作要比焊条电弧焊严格。应在熔坑处稍作停留，然后慢慢抬起焊炬，并在接头处使首层焊缝厚重叠2 0～5 0mm。 3．对接平焊和横焊，应使焊炬稍作倾斜，用左向焊法，坡口看得清，不易焊偏。在角焊时左焊法和右焊法都可以采用。 4．立焊和仰焊。立焊有两种焊法，一种是由上向下焊接，速度快，操作方便，焊缝平整美观；但熔深较小，接头强度较差，适用于不作强度要求的焊缝。另一种，由下向上焊接，焊缝熔深较大，加强面高，但外形粗糙。仰焊应采用细焊丝、小电流、低电压、短路过渡，以保持焊接过程的稳定性；C02气体流量要比平、立焊时稍大一些；当熔池温度上升，铁水 有下淌趋势时，焊炬可以前后摆动，以保证焊缝外形平整。 气保焊操作常识 影响焊接的因素多种多样，上一章节内容是我们对A120—400/500内在因素的和总结，对于其外在因素（主要指使用过程），我们结合实际情况并作了很多工艺试验，归纳如下，以供参考。 1. 焊接过程稳定性与规范匹配的关系 1.1 在保证外围系统（送丝、导电）良好的前提下，建议： I<200A时，U=（14+0.05I）±2V I>200A（尤其是有加长线）时，电压略配高些 U=(16+0.05I)±2V ★ 最佳焊接规范的主要特征： a. 焊缝成形好。b. 焊接过程稳定，飞溅小。c. 焊接时听到沙、、、沙的声音。d. 焊接时看到焊机的电流表、电压表的指针稳定，摆动小。 ★ 最佳焊接规范的调整步骤： a. 根据工件厚度，焊缝位置，选择焊丝直径，气体流量，焊接电流。 b. 在试板上试焊，根据选择的焊接电流，细心调整焊接电压和电弧推力，最佳的焊接电压一般在1~2V之间。 c. 根据试板上焊缝成形情况，适当调整焊接电流，焊接电压，气体流量，达到最佳焊接规范。 d. 在工件上正式焊接过程中，应注意焊接回路，接触电阻引起的电压降，及时调整（微调）焊接电压，确保焊接过程稳定（针对工件比较大的情况）。 1.2 规范匹配不良的焊接现象及排除 ① 当焊丝端头始终有滴状金属小球存在，且过渡频率偏低，此情况说明 焊接电压偏高，加大送丝速度（焊接电流）或降低焊接电压以解决。 ② 当干伸长偏短时能正常焊接，稍长就出现顶丝问题。说明焊接电压偏低 ，通过降低送丝速度（焊接电流）或升高焊接电压解决。 ③ 要注意面板上旋钮状态： 一般情况下，我们将推力旋钮按标准刻度向右偏2～3格。电流偏大时, 建议把推力旋钮根据焊接过程的稳定性继续加大些，对于细焊丝Φ0.8、Φ1.0小电流（Φ0.8 I<80A、Φ1.0 I<100A）,电弧推力可适当调小, 这样做对电弧的柔韧性有好处。 ④ 焊丝直径开关 焊丝直径开关一定要选对，要与所使用焊丝直径相符。 2. 焊缝成型与焊接规范的关系 2.1 焊接规范、板厚对成型的影响 ① 一般 I=(20～30)δ,若δ>6mm一般应采用多层或多道、多层焊才能保证良好的成型。 ②电流偏小，易出现焊缝铺展不开，成堆积状，尤其不开坡口的角焊缝。 ③电流太大，易出现焊漏工件的现象。