1、任務(wù)五 熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法與設(shè)備使用-CO2部分教學(xué)目標(biāo)：了解二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的基本原理、工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍；能合理選用焊絲和控制冶金過程；能合理制定焊接工藝；掌握典型焊接接頭半自動(dòng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊操作技術(shù)；了解二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊的新技術(shù)。教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：1在實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行講練結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)；2利用多媒體課件、仿真等輔助教學(xué)；教學(xué)重點(diǎn)：條電弧焊的原理、工藝特點(diǎn)制定焊條電弧焊工藝；掌握焊條電弧焊操作技術(shù)教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)工藝制定及操作的掌握學(xué)習(xí)單元一 認(rèn)知CO2氣體保護(hù)焊一、CO2焊的實(shí)質(zhì)CO2氣體保護(hù)電弧焊是利用CO2作為保護(hù)氣體的熔化極電弧焊方法。這種方法以CO2氣體作為保護(hù)介質(zhì)，使

2、電弧及熔池與周圍空氣隔離，防止空氣中氧、氮、氫對(duì)熔滴和熔池金屬的有害作用，從而獲得優(yōu)良的機(jī)械保護(hù)性能。二、CO2焊的特點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)1）焊接生產(chǎn)率高。由于焊接電流密度較大，電弧熱量利用率較高，以及焊后不需清渣，因此提高了生產(chǎn)率。CO2焊的生產(chǎn)率比普通的焊條電弧焊高24倍。2）焊接成本低。CO2氣體來源廣，價(jià)格便宜，而且電能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有埋弧焊或焊條電弧焊的4050。3）焊接變形小。由于電弧加熱集中，焊件受熱面積小，同時(shí)CO2氣流有較強(qiáng)的冷卻作用，所以焊接變形小，特別適宜于薄板焊接。4）焊接品質(zhì)較高。對(duì)鐵銹敏感性小，焊縫含氫量少，抗裂性能好。5）適用范圍廣?？蓪?shí)現(xiàn)全位

3、置焊接，并且對(duì)于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。6）操作簡便。焊后不需清渣，且是明弧，便于監(jiān)控，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化焊接。2缺點(diǎn)1）飛濺率較大，并且焊縫表面成形較差。金屬飛濺是CO2焊中較為突出的問題，這是主要缺點(diǎn)。2）很難用交流電源進(jìn)行焊接，焊接設(shè)備比較復(fù)雜。3）抗風(fēng)能力差，給室外作業(yè)帶來一定困難。4）不能焊接容易氧化的有色金屬。CO2焊的缺點(diǎn)可以通過提高技術(shù)水準(zhǔn)和改進(jìn)焊接材料、焊接設(shè)備加以解決，而其優(yōu)點(diǎn)卻是其他焊接方法所不能比的。因此，可以認(rèn)為CO2焊是一種高效率、低成本的節(jié)能焊接方法。三、CO2焊的應(yīng)用CO2焊主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬。對(duì)于不銹鋼，由于焊縫金屬有增碳現(xiàn)象，

4、影響抗晶間腐蝕性能。所以只能用于對(duì)焊縫性能要求不高的不銹鋼焊件。此外，CO2焊還可用于耐磨零件的堆焊、鑄鋼件的焊補(bǔ)以及電鉚焊等方面。目前CO2焊已在汽車制造、機(jī)車和車輛制造、化工機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械等部門得到了廣泛的應(yīng)用。學(xué)習(xí)單元二 CO2焊的冶金特性和焊接材料一、合金元素的氧化與脫氧1合金元素的氧化CO2及其在高溫分解出的氧，都具有很強(qiáng)的氧化性。隨著溫度的提高，氧化性增強(qiáng)。氧化反應(yīng)的程度取決于合金元素在焊接區(qū)的濃度和它們對(duì)氧的親和力。熔滴和熔池金屬中Fe的濃度最大，F(xiàn)e的氧化比較激烈。Si、Mn、C的濃度雖然較低，但它們與氧的親和力比Fe大，所以也很激烈。2氧化反應(yīng)的結(jié)果反應(yīng)生成的CO氣

5、體有兩種情況：其一是在高溫時(shí)反應(yīng)生成的CO氣體，由于CO氣體體積急劇膨脹，在逸出液態(tài)金屬過程中，往往會(huì)引起熔池或熔滴的爆破，發(fā)生金屬的濺損與飛濺。其二是在低溫時(shí)反應(yīng)生成的CO氣體，由于液態(tài)金屬呈現(xiàn)較大的粘度和較強(qiáng)的表面張力，產(chǎn)生的CO無法逸出，最終留在焊縫中形成氣孔。合金元素?zé)龘p、氣孔和飛濺是CO2焊中三個(gè)主要的問題。它們都與CO2電弧的氧化性有關(guān)，因此必須在冶金上采取脫氧措施予以解決。但應(yīng)指出，氣孔、飛濺除和CO2氣體的氧化性有關(guān)外，還和其它因素有關(guān)，這些問題以后還要討論。3CO2焊的脫氧加入到焊絲中的Si和Mn，在焊接過程中一部分直接被氧化和蒸發(fā)，一部分耗于FeO的脫氧，剩余的部分則殘剩留

6、在焊縫中，起焊縫金屬合金化作用，所以焊絲中加入的Si和Mn，需要有足夠的數(shù)量。但是焊絲中Si、Mn的含量過多也不行。Si含量過高會(huì)降低焊縫的抗熱裂紋能力；Mn含量過高會(huì)使焊縫金屬的沖擊值下降。此外，Si和Mn之間的比例還必須適當(dāng)，否則不能很好地結(jié)合成硅酸鹽浮出熔池，而會(huì)有一部分SiO2或者M(jìn)nO夾雜物殘留在焊縫中，使焊縫的塑性和沖擊值下降。根據(jù)試驗(yàn)，焊接低碳鋼和低合金鋼用的焊絲，一般w（Si）為1%左右。經(jīng)過在電弧中和熔池中燒損和脫氧后，還可在焊縫金屬中剩下約0.4%0.5%。焊絲中w (Mn)一般為12左右。二、CO2焊的氣孔及防止CO2焊時(shí)，由于熔池表面沒有熔渣覆蓋，CO2氣流又有冷卻作用

7、，因而熔池凝固比較快。如果焊接材料或焊接工藝處理不當(dāng)，可能會(huì)出現(xiàn)CO氣孔、氮?dú)饪缀蜌鍤饪住?CO氣孔在焊接熔池開始結(jié)晶或結(jié)晶過程中，熔池中的C與FeO反應(yīng)生成的CO氣體來不及逸出，而形成 CO氣孔。這類氣孔通常出現(xiàn)在焊縫的根部或近表面的部位，且多呈針尖狀。2氮?dú)饪自陔娀「邷叵?，熔池金屬?duì)N2有很大的溶解度。但當(dāng)熔池溫度下降時(shí)，N2在液態(tài)金屬中的溶解度便迅速減小，就會(huì)析出大量N2，若未能逸出熔池，便生成N2氣孔。N2氣孔常出現(xiàn)在焊縫近表面的部位，呈蜂窩狀分布，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)以細(xì)小氣孔的形式廣泛分布在焊縫金屬之中。這種細(xì)小氣孔往往在金相檢驗(yàn)中才能被發(fā)現(xiàn)，或者在水壓試驗(yàn)時(shí)被擴(kuò)大成滲透性缺陷而表露出來。3

8、氫氣孔氫氣孔產(chǎn)生的主要原因是，熔池在高溫時(shí)溶入了大量氫氣，在結(jié)晶過程中又不能充分排出，留在焊縫金屬中成為氣孔。三、CO2焊的飛濺及防止1飛濺產(chǎn)生的原因飛濺是CO2焊最主要的缺點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至要影響焊接過程的正常進(jìn)行。產(chǎn)生飛濺的主要原因如下：1）氣體爆炸引起的飛濺。2）由電弧斑點(diǎn)壓力而引起的飛濺。3）短路過渡時(shí)由于液態(tài)小橋爆斷引起的飛濺。4）當(dāng)焊接參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，也會(huì)引起飛濺。2減少金屬飛濺的措施（1）正確選擇焊接參數(shù)1）焊接電流與電弧電壓。2）焊絲伸出長度。3）焊槍角度。四、CO2焊的氣體及焊絲（一）CO2氣體1CO2氣體的性質(zhì)CO2氣體是無色又無味和無毒氣體。在常溫下它的密度為1.98kg/m

9、3，約為空氣的1倍。在常溫時(shí)很穩(wěn)定，但在高溫時(shí)發(fā)生分解，至5000K時(shí)幾乎能全部分解。氣瓶的壓力與環(huán)境溫度有關(guān)，當(dāng)溫度為020時(shí)，瓶中壓力為4.56.8×106Pa (4060大氣壓），當(dāng)環(huán)境溫度在30以上時(shí)，瓶中壓力急劇增加，可達(dá)7.4×106 Pa（73大氣壓）以上。所以氣瓶不得放在火爐、暖氣等熱源附近，也不得放在烈日下爆曬，以防發(fā)生爆炸。2提高CO2氣體純度的措施（1）洗瓶后應(yīng)該用熱空氣吹干 因?yàn)橄雌亢笤阡撈恐型鶜埩糨^多的自由狀態(tài)水。（2）倒置排水 液態(tài)的CO2可溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)約0.05%的水分，另外還有一部分自由態(tài)的水分沉積于鋼瓶的底部。焊接使用前首先應(yīng)去掉自由態(tài)水

10、分?？蓪O2鋼瓶倒立靜置12h，以便使瓶中自由狀態(tài)的水沉積到瓶口部位，然后打開閥門放水23次，每次放水間隔30min，放水結(jié)束后，把鋼瓶恢復(fù)放正。（3）正置放氣 放水處理后，將氣瓶正置2h，打開閥門放氣23min，放掉一些氣瓶上部的氣體，因這部分氣體通常含有較多的空氣和水分，同時(shí)帶走瓶閥中的空氣。（4）使用干燥器 可在焊接供氣的氣路中串接過濾式干燥器。用以干燥含水較多的CO2氣體。（5）使用時(shí)注意瓶中的壓力 在（二）焊絲CO2焊焊絲既是填充金屬又是電極，所以焊絲既要保證一定的化學(xué)成分和力學(xué)性能，又要保證具有良好的導(dǎo)電性和工藝性能。1對(duì)焊絲的要求（1）脫氧劑 （2）C、S、P 焊絲的含碳量要低

11、（3）鍍銅 為防銹及提高導(dǎo)電性，焊絲表面最好鍍銅學(xué)習(xí)單元三 CO2焊工藝在CO2焊中，為了獲得穩(wěn)定的焊接過程，熔滴過渡通常有兩種形式，即短路過渡和細(xì)滴過渡。短路過渡焊接在我國應(yīng)用最為廣泛。一、短路過渡CO2焊工藝1短路過渡焊接的特點(diǎn)短路過渡時(shí)，采用細(xì)焊絲、低電壓和小電流。熔滴細(xì)小而過渡頻率高，電弧非常穩(wěn)定，飛濺小，焊縫成形美觀。主要用于焊接薄板及全位置焊接。焊接薄板時(shí)，生產(chǎn)率高、變形小，焊接操作容易掌握，對(duì)焊工技術(shù)水準(zhǔn)要求不高。因而短路過渡的CO2焊易于在生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。2焊接工藝參數(shù)的選擇主要的焊接工藝參數(shù)有：焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、保護(hù)氣體流量、焊絲伸出長度及電感值等。

12、（1）焊絲直徑 短路過渡焊接采用細(xì)焊絲，常用焊絲直徑為0.61.6mm，隨著焊絲直徑的增大，飛濺顆粒相應(yīng)增大。（2）焊接電流 焊接電流是重要的焊接參數(shù)，是決定焊縫厚度的主要因素。電流大小主要決定于送絲速度， （3）電弧電壓 短路過渡的電弧電壓一般在1725V之間。因?yàn)槎搪愤^渡只有在較低的弧長情況下才能實(shí)現(xiàn)，所以電弧電壓是一個(gè)非常關(guān)鍵的焊接參數(shù)，如果電弧電壓選得過高（如大于29V)，則無論其它參數(shù)如何選擇，都不能得到穩(wěn)定的短路過渡過程。短路過渡時(shí)焊接電流均在200A以下，這時(shí)電弧電壓均在較窄的范圍（23V）內(nèi)變動(dòng)。電弧電壓與焊接電流的關(guān)系可用下式來計(jì)算。U = 0.04I(16士2)(4）焊接速

13、度 焊接速度對(duì)焊縫成形、接頭的力學(xué)性能及氣孔等缺陷的產(chǎn)生都有影響。在焊接電流和電弧電壓一定的情況下，焊接速度加快時(shí)，焊縫厚度（S）、寬度（c）和余高(h)均減小，如圖3-6所示。（5）保護(hù)氣體流量 氣體保護(hù)焊時(shí)，保護(hù)效果不好將發(fā)生氣孔，甚至使焊縫成形變壞。（6）焊絲伸出長度 短路過渡焊接時(shí)采用的焊絲都比較細(xì)，因此焊絲伸出長度對(duì)焊絲熔化速度的影響很大。此外，伸出長度太大，電弧不穩(wěn)，難以操作，同時(shí)飛濺較大，焊縫成形惡化，甚至破壞保護(hù)而產(chǎn)生氣孔。相反，焊絲伸出長度過小時(shí)，會(huì)縮短噴嘴與焊件間的距離，飛濺金屬容易堵塞噴嘴。同時(shí)，還妨礙觀察電弧，影響焊工操作。二、細(xì)滴過渡CO2焊工藝特點(diǎn)1特點(diǎn)細(xì)滴過渡CO

14、2焊的特點(diǎn)是電弧電壓比較高，焊接電流比較大。此時(shí)電弧是持續(xù)的，不發(fā)生短路熄弧的現(xiàn)象。焊絲的熔化金屬以細(xì)滴形式進(jìn)行過渡，所以電弧穿透力強(qiáng)，母材熔深大。適合于進(jìn)行中等厚度及大厚度焊件的焊接。2焊接參數(shù)選擇（1）電弧電壓與焊接電流 為了實(shí)現(xiàn)滴狀過渡，電弧電壓必須選取在3445V范圍內(nèi)。焊接電流則根據(jù)焊絲直徑來選擇。對(duì)應(yīng)于不同的焊絲直徑，實(shí)現(xiàn)細(xì)滴過渡的焊接電流下限是不同的。（2）焊接速度 細(xì)滴過渡CO2焊的焊接速度較高。與同樣直徑焊絲的埋弧焊相比，焊接速度高0.51.0倍。常用的焊速為4060m/h。（3）保護(hù)氣體流量 應(yīng)選用較大的氣體流量來保證焊接區(qū)的保護(hù)效果。保護(hù)氣流量通常比短路過渡的CO2焊提高

15、12倍。常用的氣流量范圍為2550L/min。.三、CO2焊的焊接技術(shù)1焊前準(zhǔn)備CO2焊時(shí)，為了獲得最好的焊接結(jié)果，除選擇好焊接設(shè)備和焊接工藝參數(shù)外，還應(yīng)做好焊前準(zhǔn)備工作。（1）坡口形狀 CO2焊時(shí)推薦使用的坡口形式見表3-6。細(xì)焊絲短路過渡的CO2焊主要焊接薄板或中厚板。一般開形坡口；粗焊絲細(xì)滴過渡的CO2焊主要焊接中厚板及厚板，可以開較小的坡口。開坡口不僅為了熔透，而且要考慮到焊縫成形的形狀及熔合比。（2）坡口加工方法與清理 加工坡口的方法主要有機(jī)械加工、氣割和碳弧氣刨等。（3）定位焊 定位焊是為了保證坡口尺寸，防止由于焊接所引起的變形。通常CO2焊與焊條電弧焊相比要求更堅(jiān)固的定位焊縫。定

16、位焊縫本身易生成氣孔和夾渣，它們是隨后進(jìn)行CO2焊時(shí)產(chǎn)生氣孔和夾渣的主要原因。所以必須認(rèn)真地焊接定位焊縫。焊接薄板時(shí)定位焊縫應(yīng)該細(xì)而短，長度為3l0mm，間距為3050mm。它可以防止變形及焊道不規(guī)整。焊接中厚板時(shí)定位焊縫間距較大，達(dá)100150mm，為增加定位焊的強(qiáng)度，應(yīng)增大定位焊縫長度，一般為1550mm。若為熔透焊縫時(shí)，點(diǎn)固處難以實(shí)現(xiàn)反面成形，應(yīng)從反面進(jìn)行點(diǎn)固。2引弧與收弧（1）引弧工藝 半自動(dòng)CO2焊時(shí)，噴嘴與焊件間的距離不好控制。當(dāng)焊絲以一定速度沖向焊件表面時(shí)，往往把焊槍頂起，結(jié)果使焊槍遠(yuǎn)離焊件，從而破壞了正常保護(hù)。所以，焊工應(yīng)該注意保持焊槍到焊件的距離。半自動(dòng)CO2焊時(shí)習(xí)慣的引弧方

17、式是焊絲端頭與焊接處劃擦的過程中按焊槍按鈕，通常稱為“劃擦引弧”。（2）收弧方法 焊道收尾處往往出現(xiàn)凹陷，它被稱為弧坑。CO2焊比一般焊條電弧焊用的焊接電流大，所以弧坑也大?；】犹幰桩a(chǎn)生火口裂紋及縮孔等缺陷。為此，應(yīng)設(shè)法減小弧坑尺寸。目前主要應(yīng)用的方法如下：1）采用帶有電流衰減裝置的焊機(jī)時(shí)， 2）沒有電流衰減裝置時(shí)， 3）使用工藝板，也就是把弧坑引到工藝板上，焊完之后去掉它。3平焊的焊接技術(shù)（1）單面焊雙面成形技術(shù) 從正面焊接，同時(shí)獲得背面成形的焊道稱為單面焊雙面成形，常用于焊接薄板及厚板的打底焊道。1）懸空焊接。無墊板的單面焊雙面成形焊接時(shí)對(duì)焊工的技術(shù)水準(zhǔn)要求較高，對(duì)坡口精度、裝配質(zhì)量和焊接

18、參數(shù)也提出了嚴(yán)格要求。坡口間隙對(duì)單面焊雙面成形的影響很大。2）加墊板的焊接。加墊板的單面焊雙面成形比懸空焊接容易控制，而且對(duì)焊接參數(shù)的要求也不十分嚴(yán)格。墊板材料通常為純銅板。為防止銅墊板與焊件焊到一起，最好采用水冷銅墊板。加墊板時(shí)單面焊雙面成形的典型焊接參數(shù)見表3-9。（2）對(duì)接焊縫的焊接技術(shù) 薄板對(duì)接焊一般都采用短路過渡，中厚板大都采用細(xì)滴過渡。坡口形狀可采用I形、Y形、單邊V形、U形和X形等。通常CO2焊時(shí)的鈍邊較大而坡口角度較小，最小可達(dá)45°左右。在坡口內(nèi)焊接時(shí)，如果坡口角度較小，熔化金屬容易流到電弧前面去，而引起未焊透，所以在焊接根部焊道時(shí)，應(yīng)該采用右焊法和直線式移動(dòng)。當(dāng)坡

19、口角度較大時(shí)，應(yīng)采用左焊法和小幅擺動(dòng)焊接根部焊道。平焊對(duì)接焊縫的典型焊接參數(shù)見表3-10。學(xué)習(xí)單元四 CO2焊的其他方法一、藥芯焊絲CO2焊藥芯焊絲是將含有穩(wěn)弧劑、造渣劑和合金粉等成分的粉末裹在金屬外皮里面而構(gòu)成的。藥芯焊絲CO2焊的基本原理與普通CO2焊相同。焊接時(shí)，在電弧作用下熔化的藥芯焊絲、母材金屬和保護(hù)氣體相互之間發(fā)生冶金作用，同時(shí)形成一層較薄的液態(tài)熔渣包覆熔滴并覆蓋熔池，對(duì)熔化金屬形成了又一層的保護(hù)。實(shí)質(zhì)上這種焊接方法是一種氣一渣聯(lián)合保護(hù)的方法。1藥芯焊絲CO2焊的特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)1）焊接生產(chǎn)率高。約為焊條電弧焊的35倍，為實(shí)芯焊絲CO2焊的1.52倍。2）飛濺少，焊縫成形美觀。采用氣

20、一渣聯(lián)合保護(hù)，焊接工藝性能好，飛濺率為實(shí)芯焊絲的1/3左右，且飛濺顆粒細(xì)，容易清除。焊縫因有熔渣覆蓋成形美觀。3）焊接適應(yīng)性強(qiáng)。調(diào)整藥芯成分，就可焊接不同鋼種。不僅可以焊接各種結(jié)構(gòu)鋼，也可以焊接不銹鋼等特殊材料。4）抗氣孔能力強(qiáng)。由于焊接熔池受到CO2氣體和熔渣兩方面的保護(hù)，所以抗氣孔能力比實(shí)芯焊絲CO2焊強(qiáng)。（2）缺點(diǎn)1）焊絲制造比較復(fù)雜，成本高。2）焊絲外表容易銹蝕，藥粉容易吸潮，使用前需經(jīng)250300的烘干。3）送絲困難，對(duì)送絲機(jī)構(gòu)要求高。藥芯焊絲與實(shí)芯焊絲相比，其剛性較差，焊絲體較軟。送絲滾輪的壓力不能太大，太大會(huì)使焊絲變形。通常需要用兩對(duì)主動(dòng)送絲滾輪，甚至用三對(duì)送絲滾輪的送絲機(jī)構(gòu)。二

21、、CO2點(diǎn)焊CO2點(diǎn)焊是在CO2氣體保護(hù)下，利用焊絲和焊件間燃燒的高溫電弧熱量，將搭接接頭上板的整個(gè)厚度和下板的局部厚度熔化，形成鉚釘狀的焊點(diǎn)，從而把兩塊鋼板連接起來。也稱為CO2電鉚焊，見圖3-12。1CO2點(diǎn)焊的特點(diǎn)CO2點(diǎn)焊適用于薄板框架結(jié)構(gòu)的焊接。在汽車制造、農(nóng)業(yè)機(jī)械、化工機(jī)械等部門中有著廣泛的應(yīng)用。它與電阻點(diǎn)焊相比有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）不需要特殊的加壓裝置，焊接設(shè)備簡單，電源功率較小，又是一種單面點(diǎn)焊的焊接方法，因此不受焊接場(chǎng)所的限制，使用方便、靈活。2）對(duì)焊件表面質(zhì)量要求不高。3）對(duì)上下板之間的裝配精度要求不嚴(yán)格。4）不受焊點(diǎn)距離和板厚的限制，適用性強(qiáng)。5）焊接品質(zhì)好，焊點(diǎn)強(qiáng)度比電阻點(diǎn)

22、焊高。2CO2點(diǎn)焊接頭形式在進(jìn)行水平位置CO2點(diǎn)焊時(shí)，如果上下板厚度均在lmm以下，為提高抗剪強(qiáng)度，防止燒穿，點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)加墊板。若上板很厚（大于6mm），熔透上板所需的電流又不足時(shí)，可先將上板開一個(gè)錐孔，然后再施焊（即“塞焊”）。仰面位置CO2點(diǎn)焊時(shí)，為防止熔池金屬下落，在焊接參數(shù)上應(yīng)盡量采用大電流、低電壓、短時(shí)間及大的氣體流量。對(duì)于垂直位置CO2點(diǎn)焊，其焊接時(shí)間比仰焊時(shí)要更短。三、CO2氣電立焊氣電立焊是厚板立焊時(shí)，在接頭兩側(cè)使用成形器具（固定式或移動(dòng)式冷卻塊）保持熔池形狀，強(qiáng)制焊縫成形的一種電弧焊，通常加CO2氣體保護(hù)熔池。其優(yōu)點(diǎn)是可不開坡口焊接厚板，生產(chǎn)率高，成本低。MIG與MAG焊部分教

23、學(xué)目標(biāo)：了解氣體保護(hù)焊的原理，了解二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、熔化極氬弧焊及混合氣體保護(hù)電弧焊的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍；能合理選用焊絲和保護(hù)氣體；能合理制定不銹鋼、鋁合金等材料的焊接工藝；掌握不銹鋼、鋁合金等材料的熔化極氬弧焊操作技術(shù)；了解熔化極氣體保護(hù)電弧焊的其他方法。教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：1在實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行講練結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)；2利用多媒體課件、仿真等輔助教學(xué)教學(xué)重點(diǎn)：能合理制定不銹鋼、鋁合金等材料的焊接工藝；掌握不銹鋼、鋁合金等材料的熔化極氬弧焊操作技術(shù)；教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)工藝制定及操作的掌握學(xué)習(xí)單元一 認(rèn)知熔化極惰性氣體保護(hù)焊一、MIG焊的基本原理MIG焊是采用惰性氣體作為保護(hù)氣，使用焊絲作為熔化電極的一種電弧焊方

24、法。這種方法通常用氬氣、氦氣或它們的混合氣體作為保護(hù)氣，連續(xù)送進(jìn)的焊絲既作為電極又作為填充金屬，在焊接過程中焊絲不斷熔化并過渡到熔池中去而形成焊縫。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，特別是在高合金材料和有色金屬及其合金材料的焊接生產(chǎn)中，MIG焊占有很重要的地位。二、MIG焊的特點(diǎn)由于MIG焊通常采用惰性氣體作為保護(hù)氣，與CO2電弧、焊條電弧焊或其它熔化極電弧焊相比，它具有如下一些特點(diǎn)：1焊接質(zhì)量好由于采用惰性氣體作保護(hù)氣體，保護(hù)效果好，焊接過程穩(wěn)定，變形小，飛濺極少或根本無飛濺。焊接鋁及鋁合金時(shí)可采用直流反極性，具有良好的陰極破碎作用。2焊接生產(chǎn)率高由于是用焊絲作電極，可采用大的電流密度焊接，母材熔深大，焊絲

25、熔化速度快，焊接大厚度鋁、銅及其合金時(shí)比鎢極惰性氣體保護(hù)焊的生產(chǎn)率高。與焊條電弧焊相比，能夠連續(xù)送絲，節(jié)省材料加工時(shí)，焊縫不需要清渣，因而生產(chǎn)效率更高。3適用范圍廣由于采用惰性氣體作保護(hù)氣體，不與熔池金屬發(fā)生反應(yīng)，保護(hù)效果好，幾乎所有的金屬材料都可以焊接，因此適用范圍廣。但由于惰性氣體生產(chǎn)成本高，價(jià)格貴。所以目前熔化極惰性氣體保護(hù)焊主要用于有色金屬及其合金，不銹鋼及某些合金鋼的焊接。MIG焊的缺點(diǎn)在于無脫氧去氫作用，因此對(duì)母材及焊絲上的油、銹很敏感，易形成缺陷，所以對(duì)焊接材料表面清理要求特別嚴(yán)格；此外熔化極惰性氣體保護(hù)焊抗風(fēng)能力差，不適于野外焊接；焊接設(shè)備也較復(fù)雜。三、MIG焊的應(yīng)用MIG焊適

26、合于焊接低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼、有色金屬及其合金。低熔點(diǎn)或低沸點(diǎn)金屬材料如鉛、錫、鋅等，不宜采用熔化極惰性氣體保護(hù)焊。目前在中等厚度、大厚度鋁及鋁合金板材的焊接，已廣泛地應(yīng)用熔化極惰性氣體保護(hù)焊。所焊的最薄厚度約為lrnm，大厚度基本不受限制。MIG焊可分為半自動(dòng)和自動(dòng)兩種。自動(dòng)MIG焊適用于較規(guī)則的縱縫、環(huán)縫及水平位置的焊接；半自動(dòng)MIG焊大多用于定位焊、短焊縫、斷續(xù)焊縫以及鋁容器中封頭、管接頭、加強(qiáng)圈等焊件的焊接。學(xué)習(xí)單元二 MIG焊工藝一、熔滴過渡特點(diǎn)MIG焊可采用短路過渡、射流過渡、脈沖射流過渡等熔滴過渡形式，其特點(diǎn)和選擇方法已在第一章中作了介紹。在用MIG焊焊接鋁及鋁合金時(shí)

27、，如果采用射流過渡的形式，因焊接電流大，電弧功率高，對(duì)熔池的沖擊力太大，造成焊縫形狀為“蘑菇”形，容易在焊縫根部產(chǎn)生氣孔和裂紋等缺陷。同時(shí)，由于電弧長度較大，會(huì)降低氣體的保護(hù)效果。為了解決上述問題，在焊接鋁及鋁合金時(shí)，常采用較小的電弧電壓，其熔滴過渡是介于短路過渡和射流過渡之間的一種特殊形式，習(xí)慣上稱之為亞射流過渡。圖4-2是射流過渡和亞射流過渡的比較示意圖。亞射流過渡采用較小的電弧電壓，弧長較短，當(dāng)熔滴長大即將以射流過渡形式脫離焊絲端部時(shí)，即與熔池短路接觸，電弧熄滅，熔滴在電磁力及表面張力的作用下產(chǎn)生頸縮斷開，電弧復(fù)燃完成熔滴過渡。亞射流過渡的特點(diǎn)是：1）短路時(shí)間很短，短路電流對(duì)熔池的沖擊力

28、很小，過程穩(wěn)定，焊縫成形美觀。2）焊接時(shí)，焊絲的熔化系數(shù)隨電弧的縮短而增大，從而使亞射流過渡可采用等速送絲配以恒流外特性電源進(jìn)行焊接，弧長由熔化系數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)自身調(diào)節(jié)。3）由于亞射流過渡時(shí)，電弧電壓、焊接電流基本保持不變，所以焊縫熔寬和熔深比較均勻。同時(shí)，電弧下潛熔池之中，熱利用率高，加速焊絲的熔化，對(duì)熔池的底部加熱也加強(qiáng)了，從而改善了焊縫根部熔化狀態(tài)，有利于提高焊縫的質(zhì)量。4）由于采用的弧長較短，可提高氣體保護(hù)效果，降低焊縫產(chǎn)生氣孔和裂紋的傾向。二、保護(hù)氣體MIG焊常用的保護(hù)氣體有氬氣、氦氣和它們的混合氣體，MAG焊常用的保護(hù)氣體是氬氣與氧氣、二氧化碳組成的混合氣體。下面將它們的特性及其應(yīng)用

29、范圍介紹如下：1氬氣（Ar）氬氣是一種惰性氣體，在高溫下不分解吸熱、不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不溶解于金屬中，其密度比空氣大，不易飄浮散失，而比熱容和熱導(dǎo)率比空氣低，這些性能使氬氣在焊接時(shí)能起到良好的保護(hù)作用，氬氣保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是電弧燃燒非常穩(wěn)定。進(jìn)行熔化極焊接時(shí)焊絲金屬很容易呈穩(wěn)定的軸向射流過渡，飛濺極小。缺點(diǎn)是焊縫易成“指狀”焊縫。2氦氣（He)氦氣也是一種惰性氣體，和氬氣相比，氦氣的電離電壓高，熱導(dǎo)率高，。在實(shí)際的焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，為了適應(yīng)不同金屬材料和焊接工藝的需要，經(jīng)常采用混合氣作為保護(hù)氣體，以彌補(bǔ)用單一氣體作保護(hù)氣體時(shí)在某些性能上的不足。下面介紹幾種常見的混合氣體及其應(yīng)用范圍。3ArHe、ArN2采用ArHe混合氣體具有Ar和He所有的優(yōu)點(diǎn)，有電弧功率大、溫度高、熔深大等特點(diǎn)。可用于焊接導(dǎo)熱性強(qiáng)、厚度大的有色金屬如鋁、鈦、鋯、鎳、銅及其合金。在焊接大厚度鋁及鋁合金時(shí)，可改善焊縫成形、減少氣孔及提高焊接生產(chǎn)率，He所占的比例隨著焊件厚度的增加而增大。在焊接銅及合金時(shí)，He所占