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熔化极气体保护焊接理论培训.doc

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资源描述

1、1、 什么是熔化极气体保护焊?答:熔化极气体保护焊是以可熔化的金属焊丝作电极,并由气体作保护的电弧焊。其基本原理是利用焊丝和母材间的电弧来熔化焊丝和母材形成熔池,熔化的焊丝作为填充金属进入熔池与熔化的母材融合,冷凝后为焊缝金属。另一方面从喷嘴喷出的气体作为保护气保护熔池和高温熔化的焊丝及焊接区域处于保护范围内。使用惰性气体作为保护气的(如氩、氦等)称为MIG焊。使用非惰性气体作为保护气的(如、CO2+Ar、Ar+O2等)称为MAG焊。2、 什么是药芯焊丝气体保护焊(FCAW)?答:在焊丝内部装有粉状焊剂,通过调整焊剂的各种合金元素的含量,可以达到改善焊接工艺性能、提高焊缝的力学性能和接头的内外

2、质量,并采用气体保护的焊接方法。目前是焊接黑色金属材料的重要焊接方法。3、 CO2气体保护焊的特点及应用答:CO2气体保护焊是利用CO2气体作为保护气体的焊接方法。因CO2具有氧化性,其为MAG焊的一种。其主要特点为,因其电流密度大故熔敷速度高,并且不必更换焊丝和清渣故生产效率高;对油锈不敏感,因CO2气体焊接过程中分解,氧化性强,故对油锈敏感性小,故对焊前清理要求不高;因电流密度大热量集中故变形小;另外其因含氢量低故冷裂倾向小;另外其操作简单和成本较低。缺点是飞溅大、弧光强、不够灵活、对抗风要求高。4、 CO2气体保护焊时采取如何措施降低CO2气体中水分答:1、将新灌气瓶倒置1-2h后,打开

3、阀门,可排出沉积在下面的自由状态的水。 2、更换新气时,先放气2-3min,以排除装瓶时混入的空气和和水分和瓶口垃圾。 3、在气路中设置高压干燥器和低压干燥器,并且预热器接通电源防止冻结。 4、气瓶中的压力降到1Mpa时,停止用气。5、 CO2气体保护焊的焊接设备有几部分组成?答:1、供气系统。由气瓶,减压流量调节器及管道组成,有时还串联高低压干燥器。2、焊接电源。一般电源外特性具有平特性的曲线。3、送丝机构。该机构是送丝的动力,包括机架、送丝电机、焊丝矫正轮、压紧轮和送丝轮等。4、焊枪。按送丝方式不同可分为拉丝式和推丝式焊枪。6、 CO2气体保护焊的常见缺陷及其产生原因?缺陷产生原因气孔1、

4、CO2气体不纯或供气不足;2、焊接时有空气侵入;3、预热器没有作用4、风速过大,保护不完全;5、喷嘴被飞溅物堵塞、不通畅;6、焊接区表面被污物、油、锈、水分未清除;7、电弧过长和喷嘴与工件距离过大;8、焊丝中含硅、锰量不足。咬边1、电弧太长,弧压过高;2、焊接速度过快3、焊接电流太大;4、焊丝摆动不当未焊透1、焊接电流太小,送丝不均匀;2、电弧电压过低或过高;3、焊接束度过快4、坡口角度和间隙过小。夹渣1、母材倾斜(下坡)使焊渣超前;2前一道焊后焊渣未清理干净3、电流过小,速度慢,焊着量多;4、用前进法焊接,开槽内焊渣超前过多。裂纹1、开槽角度太小,在大电流焊接时,产生梨形焊道裂纹。2、多层焊

5、时,第一层焊道过小;3、焊接顺序不当,产生拘束力过强;4、母材含碳量和其它合金量过高;5、焊接区域未清理,含氢量过高。电弧不稳定1、导电嘴松动、或已磨损,或直径过大(与焊丝比)2、焊丝盘转动不均匀,送丝滚轮的沟槽已经磨损,加压滚轮紧固不良,导丝管阻力大;3、焊丝干伸长过大;4、焊接地线接的位置不当;5、焊接电流过小飞溅1、短路过渡时电感量不适当,过大或过小2、焊接电流和电弧电压配合不当3、焊丝和焊件清理不良7、CO2气体保护焊采用的什么焊接极性及原因?答:通常,CO2气体保护焊都采用直流反接。如下图所示。 因为采用直流反极时,电弧稳定,飞溅小,成形较好,熔深大,焊缝中扩散氢含量少。 这是因为如

6、采用直流正极时,氢离子流向温度较高的熔滴向熔池过渡和产生较大的斑点压力和减小电弧力作用而使电弧不稳飞溅增大;另外由于正极性时,焊丝接阴极,由于阴极区电压降大,故焊丝熔化快,熔深浅,堆高大,稀释率小,故正极性适用于堆焊等。8、焊接工艺参数对焊缝成形影响及选择原则。答:a/焊丝直径。电流相同时,熔深将随着焊丝直径的减小而增加;并且电流相同时,焊丝越细则熔敷速度越高。 b/焊接电流。当电源外特性不变时,改变送丝速度,此时的电弧电压几乎不变,焊接电流发生变化,送丝速度越快电流越大。在相同的送丝速度下,随焊丝直径的增加,焊接电流也增大。焊接电流增大焊接熔深显著地增大,熔宽稍有增加。 c/电弧电压。电弧电

7、压和焊接电压是不同的,焊接电压是电焊机上电压表显示的电压,电弧电压是导电嘴与工件间测得的电压。焊接电压是电弧电压与焊机和工件间连接的电缆线上的电压降之和。 电弧电压=焊接电压修正电压(V)修正电压与电缆长度的关系电流(A)电缆长度(m) 电压(V)100200300400500电缆电压降(V)10m11.51.01.52.015m12.52.02.5320m1.53.02.53.0425m24.03.04.05焊接电流200A时,采用38mm2的导线;300A时采用60mm2的导线电弧电压必须与焊接电流配合适当,通常焊接电流小时,电弧电压较低,焊接电流大时,电弧电压较高。一般在焊接打底焊缝或空

8、间位置焊缝时,常采用短路过渡方式,在立焊和仰焊时,电弧电压应略低于平焊位置,以保证短路过渡过程稳定。 d/焊枪的倾角。 当焊丝向前进方向倾斜焊接时,称前倾焊法(右焊法)如下图A所示 当焊丝向前进反方向倾斜焊接时,称后倾焊法(右焊法)如下图B所示 当焊丝轴线与焊缝轴线垂直时,称正直焊法(右焊法)如下图C所示焊接方法熔深焊道形状工艺性熔池保护效果视野适用范围后倾焊浅平不太好好易见坡口焊薄板;中板无坡口两面焊一道;角缝船形位置焊一道前倾焊深凸良好不太好易见焊缝形状中板和厚板带坡口e/焊接速度在焊丝直径、焊接电流、电弧电压不娈的条件下,焊接速度增加时,熔宽与熔深都减小。如焊接速度过高,除产生咬边、未熔

9、合、未熔合等缺陷外,由于保护效果变形,还可能产生气孔。若速度过慢,焊接变形将增大。f/电流极性CO2气体保护焊通常都采用直流反接(反极性);工件接阴极,焊丝接阳极,焊接过程稳定,飞溅小,熔深大。另外由于正极性时,焊丝接阴极,工件接阳极,由于阴极区电压降大,故焊丝熔化快,熔深浅,堆高大,稀释率小,故正极性适用于堆焊等。9、MAG焊接工艺中为什么有加入一定量的活性气体?答:在惰性气体中加入一定量的氧化性气体(又称活性气体)作为保护气体进行熔化极电弧焊的方法称为熔化极氧化性混合气体保护电弧焊,英文简称MAG焊。实用中加入的氧化性气体主要是O2或CO2。在直流反极性条件下,这种氧化性气体能使熔池表面产

10、生轻微的氧化作用,以稳定阴极斑点,改善电子的发射能力和减小电弧飘荡,此外还可降低熔滴的熔池的表面张力,易于稳定的熔滴过渡,改善焊缝成形。在焊接中使用氧化性混合气体的作用如下:1/提高熔滴过渡的稳定性;2/稳定电弧燃烧的稳定性;3/改善焊缝的形状及外观;4/增大电弧的热功率;5/控制焊缝的冶金质量,减少焊接缺陷;6/降低焊接成本。10、等速送丝与变速送丝焊机有何区别?答:熔化极气保焊机和埋弧焊机都可有等速和变速送丝两种控制方式,其主要区别如下1、 送丝原理不同等速送丝是指在电弧引燃后,焊丝送丝速度是恒定的,在引弧前已经设定。其原理是调定好驱动送丝滚轮的直流电机转速,直观上是扭动电流调节旋钮调定焊

11、接电流。变速送丝是指在电弧引燃后,焊丝送丝速度是变化的,是由焊接过程中弧长的瞬息变化而引起的电弧电压的变化,通过电弧电压的反馈售号构成送丝速度的闭环控制系统。弧长变大引起电弧电压升高,反馈信号强,瞬间送丝速度加快使弧长缩小;反之反馈售号弱,瞬间送丝速度减慢使弧长加大。在整个焊接过程中,弧长和送丝速度就是在变化中自动寻找平衡点。2、 所配弧焊电源的外特性不同。等速送丝的弧焊电源一般是近似水平的或“L”形外特性。任何送丝方式均要求弧长稳定,这是焊接过程中稳定的关键,而在实际焊接过程中弧长随机变化是难以避免的(如焊丝溶滴过渡、工件不平、焊缝上的凹凸点),等速送丝控制要求焊丝的熔化速度随弧长的变化而变

12、化,弧长变磊,熔化速度自动减慢使弧长减小;反之熔化速度自动加快使弧长增大,这称为电弧的自适应调节。水平的或“L”形外特性弧焊电源的电弧自适应调节能力较强,有利于实现等速送丝下电弧的稳定。变速送丝焊机的弧焊电源一般是陡降外特性。其弧长的变化可及时由电弧电压信号反馈,使送丝速度随之变化来弥补,则要求在焊接过程中焊丝的熔化速度保持不变,陡降外特性的弧焊电源有利于实现这一点。实际上,焊丝的熔化速度主要是焊接电流决定,因此等速送丝的电弧自适应调节原理是焊接电流随弧长而自动变化,即焊丝熔化速度的自适应调节;变速送丝的熔化速度不变,其原理是焊接电流基本保持恒定,弧长变化对其不产生明显的影响。3、 可使用的焊

13、丝直径不同等速送丝适合于细焊丝,一般为2.5mm,因为细焊丝可强化电弧的自适应调节能力。而粗焊丝(一般为2.5mm),的电弧自适应调节能力很弱,只适合在变速送丝方式使用。目前上焊接生产中,熔化极气保护焊机多采用等速送丝方式,使用的焊丝直径多为1.6mm。而埋弧焊机大多采用变速送丝方式,使用的焊丝直径多为2.5mm。11、熔化极气体保护焊机的常见故障及原因。故障特征可能产生的原因送丝不均匀,甚至不送丝1/送丝驱动电机或其控制电路有问题2/送丝滚轮调节不当或送丝软盘盘绕3/导电嘴与焊丝配合太紧或焊丝刚性不足4/焊丝表面粗糙或镀层脱落,摩擦力太大5/焊嘴被飞溅粘接电弧不稳甚至断弧1/送丝不均匀导或导

14、电嘴磨损严重2/弧焊电源外特性不合适3/焊接参数选择搭配不当大颗粒飞溅严重甚至出现成段焊丝爆断而熄弧1/焊接参数选择搭配不当2/焊矩嘴与工件距离太大,导致焊丝干伸长过大3/弧焊电源动特性不好(短路电流上升速率太小)焊丝回烧,粘丝1/弧焊电源外特性不合适2/焊丝干伸长过大小颗粒飞溅严重1/焊接电流与电压搭配不当2/弧焊电源动特性不好(短路电流上升速率太小)12、CO2气体保护焊一般的操作要领1、 定位焊:装配定位焊时,板愈薄,定位焊缝可短些,间距可密些。2、 平焊:平板的对接焊缝和T形接的角缝在平焊位置进行操作有前倾法和后倾焊法两种,两种比较有下列表中1所示。表1焊接方法熔深焊道形状工艺性熔池保

15、护效果视野适用范围后倾焊浅平不太好好易见坡口焊薄板;中板无坡口两面焊一道;角缝船形位置焊一道前倾焊深凸良好不太好易见焊缝形状中板和厚板带坡口无垫板对接焊缝的根部焊道或打底焊道的运条如下图1所示,作月牙形摆动焊丝,通过间隙时快些,达两侧时,稍作停留(约0.5-1s),使两侧之间形成金属过桥。要使反面成形好,装配精度要求高,工艺参数应控制严格。如焊接工艺参数不合适,焊接速度太小,焊接电流太大,使熔敷系数太大,或焊枪的倾太角太大都会引起未焊透如图5-b、c所示。终焊时填满弧坑和处理方法有如下图2所示几种。图1图2T形接头角焊缝平焊时注意焊丝的角度和位置,若左焊法焊脚尺寸在5mm以下用短路过渡单道焊按

16、图3-a操作,焊脚尺寸在5mm以上用射流过渡按图3-b操作。若焊脚尺寸很大,须多层多道焊,建议按图3-c,先用右焊法,后用左焊法。图3 3、 横焊厚板对接焊缝多层横焊,通常上板开V形坡口。宽坡口时,焊丝作斜向前后摆动,窄坡口时作前后摆动,3mm以下薄板横焊不摆动直线焊。焊丝位置见图4所示,避免图4-a所示。图44、 立焊: 立焊有立向上和立向下两种焊法。一般6mm以下的薄板用立向下焊,厚板用立向上焊。立向下焊时焊缝外观好,但易未焊透,应尽量避免摆动。若电流过大、电弧电压过高,或焊接速度过慢,就会发生图5-a所示缺陷。5、 仰焊仰焊时,一般多采用细焊丝、较小的焊接电流。焊枪可作小幅度的前后往复摆

17、动,注意要适当加大气体的流量。6、 引弧CO2气体保护半自动焊一般采用直流短路引弧,因焊机的空载电压较低,引弧比较困难,经常在引弧时因电阻热成段地爆炸,甚至把焊丝粘在导电嘴上。为避免上述现象发生,要求引弧前把焊丝长度调整好,焊丝端部有粗大球形头时,应剪掉。7、 收弧收弧时要注意填满弧坑和保护好熔池。因此收弧时应在弧坑处稍停一会儿,然后慢慢抬起焊枪,使之在熔池凝固时仍有CO2气体保护,以免产生气孔。若进行环缝焊接时,可采用首尾重迭一段的办法,在多层焊时,注意引弧点错开。13、CO2气体保护焊平板对接焊操作要领(以12mmV形坡口对接平焊)13/1装配及定位焊:装配间隙及定位如下图1所示,试件的反

18、变形如图2所示。13/2焊接工艺参数见下表1焊接层次位置焊丝直径焊丝伸出长度焊接电流(A)电弧电压(V)气体流量(l/min)打底焊填充焊盖面焊1.2mm20-25mm100-125210-230220-25018-2023-2523-2510-1515-2015-2013/3焊接要点13/3/1焊枪角度与焊法:采用左向焊法,多层多道焊接,对接平焊的焊枪角度如图3所示。13/3/2试板位置 焊前先检查装配间隙及反变形是否合适,间隙小的一端放在右侧。13/3/3打底焊 调试好打底焊参数后,在试板右端预焊点左侧20mm处坡口的一侧引弧,待电弧引燃后迅速右移至试板右端头,然后向左开始焊接打底焊道,焊

19、枪沿坡口两侧作小幅度横向摆动,并控制电弧离底边约2-3mm处燃烧,当坡口底部熔孔直径达至3-4mm时转入正常焊接。打底焊时应注意以下事项:首先电弧始终在坡口内作小幅度横向摆动,并在坡口两侧稍微停留,使熔孔直径比间隙大1mm左右,焊接时要仔细观观察熔孔,并根据间隙和熔孔直径的变化调整横向摆动幅度和焊接速度,尽可能在维持熔孔的直径不变,以保证获得宽窄和高低均匀的反面焊缝。其次依靠电弧在坡口两侧的停留时间,保证坡口两侧熔合良好,使打底焊道两侧与坡口结合处稍下凹,焊道表面保持平整,如下图4所示最后打底焊时,要严格控制喷嘴的高度,电弧必须在离坡口底部2-3mm处燃烧,保证打底焊层厚度不超过4mm。填充焊

20、 调试好填充层的工艺参数后,在试板的右端开始填充层,焊枪横向摆动的幅度较打底层稍大,应注意熔池两侧的熔合情况,保证焊道表面平整并稍下凹。焊填充层时要特别注意,除保证焊道表面的平整并稍下凹外,还要掌握焊道厚度,其要求如图5所示,焊接时不允许烧化棱边。盖面焊时 调试好盖面层的工艺参数后,从右端开始焊接,需注意以下事项:首先保持喷嘴高度,特别注意观察熔池边缘,熔池边缘必须超过坡口表面棱边0.5-1.5mm,防止咬边,焊枪的横向摆动幅度比填充焊时稍大,尽量保持焊接速度均匀,使焊缝外形美观。盖面时亦可多道焊接。收弧时要特别注意,一定要填满弧坑并使弧坑尽量短,防止产生弧坑裂纹。14、CO2气体保护焊立板对

21、接焊操作要领(以12mmV形坡口对接立焊)14/1装配及定位焊:装配间隙及定位如图1所示,试件的反变形如图2所示(跟平焊同)。14/2焊接工艺参数见下表2焊接层次位置焊丝直径焊丝伸出长度焊接电流(A)电弧电压(V)气体流量(l/min)打底焊填充焊盖面焊1.2mm15-20mm130-150150-170150-17020-2121-2321-2315-1815-1815-1814/3焊接要点14/3/1焊枪角度与焊法:采用向上立焊,三层三道焊接,对接立焊的焊枪角度如图6所示。14/3/2打底焊调整好打底焊工艺参数后,在试板下端定位焊缝上的引弧,使电弧沿焊缝中心作锯齿形横向摆动,当电弧超过定位

22、焊缝并形成熔孔时,转入正常焊接。注意焊枪的横向摆动的方式必须正确,否则焊肉下坠,成形不好,小间距锯齿形摆动或间距稍大的上凸的月牙形的摆动焊道成形较好,下凹的月牙形摆动,容易焊道表面下坠。如图7所示。焊接过程中要特别注意熔池和熔孔的变化,不能让熔池太大。若焊接过程中断电弧,则应按基本操作手法的要事业接头,先将需接头处打磨成斜面,打磨时要特别注意不能磨掉坡口的下边缘,以免局部间隙太宽。14/3/3填充焊填充自下向上焊接,需不意以下事项:焊前先清除打底焊道和坡口表面的飞溅,并用角向磨光机将局部的凸起的焊道磨平;焊枪横向摆幅比打底时稍大,电弧在坡口两侧稍停留,保证两侧熔合好;填充焊道比试板上表面低约2

23、mm,不允许烧坏坡口的棱边。14/3/4盖面焊清理填充焊道及坡口上的飞溅、熔渣、打磨掉焊道上局部凸起过高部分的焊肉。在试板下端引弧,自下向上焊接、摆幅较填充时大,当熔池两侧超过坡口边缘0.5-1.5mm时,匀速锯齿形上升,焊到顶端收弧,等电弧熄灭,熔池凝固后,才能移支动焊枪,以免局部产生气孔。15、CO2气体保护焊横板对接焊操作要领(以12mmV形坡口对接横焊)15/1装配及定位焊,装配间隙及定位和反变形要求如图8所示15/2焊接工艺参数购见下表焊接层次位置焊丝直径焊丝伸出长度焊接电流(A)电弧电压(V)气体流量(l/min)打底焊填充焊盖面焊1.2mm20-25mm110-120140-15

24、0140-15020-2220-2222-2415-2015/3/1焊枪角度与焊法, 采用左向焊法,三层六道,按1一6顺序焊接,焊道分布如图915/3/2试板位置,焊前控制好试板装配间隙和反变形,将试板垂直固定好,间隙小的一端放在右侧。15/3/4打底焊,调试好打底焊参数,按图9要求保持焊枪角度,从右向左焊接。在试板右端定位焊缝上引燃电弧,以小幅度锯齿形摆动,自右向左焊接,当预焊点左侧形成熔孔后,保持熔孔边缘超过坡口下棱边0.5-1mm较合适,焊接过程中要仔细观察熔池的熔孔,根据间隙调整焊接速度及焊枪摆幅,尽可能地维持熔孔直径不变,焊至左端收弧。图9如果打底焊过程中电弧中断,应先将接头处打磨成斜坡状,在打磨了的焊道最高处引弧,并开始小幅度锯齿形摆动,当接头区前端形成熔孔后,继续焊完打底焊道。焊完打底焊道后先除净飞溅及打底焊道表面的熔渣,然后用角向磨光机将局部凸起的焊道磨平。15/3/5填充焊,焊填充焊道2时,焊枪成0-10俯角,电弧以打底焊道的下缘为中心做横向摆动,保证下坡口熔合好。焊填充焊道3时,焊枪成0-10仰角,电弧以打底焊道上缘为中心,在焊道2和坡口上表面间摆动,保证熔合良好。15/3/6横焊盖面焊,调试好盖面焊参数后,按图10要求焊接盖面焊道。图10

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