2CO氣體保護焊接(MAG—C焊)工藝簡介21.定義CO2氣體保護焊接是采用純度在99.8%(體積法)以上的CO2氣體作為保護氣體的一種2.發(fā)展動態(tài)二氧化碳氣體保護焊是50年代發(fā)展起來的一種新的焊接技術。半個世紀來，它已發(fā)展成為一種重要的熔焊方法。廣泛應用于汽車工業(yè)，工程機械制造業(yè)，造船業(yè)，機車制造業(yè)，電梯氣體保護焊裝在機器手或機器人上很容易實現(xiàn)數(shù)控焊接，將成為二十一世紀初的主要焊接方要是錳硅合金焊絲，超低碳合金焊絲及藥芯焊絲。焊絲主要規(guī)格有：0.50.80.91.01.21.62.02.53.04.0等。3.特點3.2生產(chǎn)率高，CO2電弧的穿透力強，熔深大而且焊絲的熔化率高，熔敷速度快，其生產(chǎn)率3.6由于是明弧，焊接過程中便于監(jiān)視和控制。24.1CO2氣體4.1.1CO2氣體的性質氣壓為7.48Mpa，因此，CO2氣瓶要防止烈日暴曬或靠近熱源，以免發(fā)生爆炸。24.1.3CO氣體純度對焊接質量的影響2低于99.8%(體積法)，其含水量小于0.005%(重量法)。合氣體一般混合氣體是在Ar氣(無色、無味、密度為1.78kg/m3)中加入20%左右的CO2氣體制成，主要用來焊接重要的低合金鋼強度鋼。心焊絲一般采用限制含碳量(0.1%以下)，硅錳聯(lián)合脫氧。焊絲直徑常用的有：φ0.8mmφ0.9mmφ1.0mmφ1.2mmφ1.6mm，焊絲直徑允許偏差+0.01，①用于焊接低碳鋼低合金鋼的焊絲有：H08MnSiA，H08MnSi，H10MnSi。HCrNiHCrNiHCrNi9Ti，H1Cr18Ni9Nb。芯焊絲實實心焊絲大電流用220~350凸多深好好好60~12090~95250~550凸多深好好好55~18090~95藥芯焊絲焊劑類(用于全位置焊)120~300好接近平坦少好大好30~11085~90200~450好接近平坦好大能好45~14085~90焊絲種類焊絲直徑標準電流范圍(A)作熔渣量脫渣性業(yè)焊縫外觀焊縫形狀性飛濺量熔深全位置焊接焊耐冷裂性能接耐熱裂性能性X射線探傷效熔敷速干伸長度)率熔敷效率(%)金屬類250~500少凸少深大好好好75~18090~95小電流用80~220凸少淺小好15~5095~98注:焊機使用直流恒電壓特性的電源(極性:焊絲正極)O2CO2氣體本身是一種活性氣體，它的保護作用主要是使焊接區(qū)與空氣隔離，防止空氣中的氮氣氮CO2氣體全部分解成CO+O，可使保護氣體增加一倍。同時由于分解吸熱的作用，使電弧因受到冷卻的作用而產(chǎn)生收縮，弧柱面積縮小，所以保護效果非常好。CO電弧焊存在的主要問題及解決措施CO2電弧可以從兩個方面使Fe及其它合金元素氧化。一種是與CO2直接作用:2另一種是和高溫分解出的原子氧作用:第一種反應一般認為是在低于金屬熔點溫度下進行的，在金屬氧化中不占主要地位。合產(chǎn)物MnO、SiO2成為熔渣浮于熔池表面。熔池及熔滴中的合金元素發(fā)生反應使其氧化。系數(shù)最高，燒損最少。Si、Mn的過渡系數(shù)則較低，因為它們中的相當一部分要耗于熔池中在焊縫中6.2氣孔問題2CO電弧焊，由于熔池凝固比較快，容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔?？赡墚a(chǎn)生的氣孔主要有：CO222226.2.1.CO氣孔這個反應在熔池中處于結晶溫度時，進行得比較劇烈，由于這時熔池已開始凝固，CO氣體不易逸出，于是在焊縫中形成氣孔。SiMn2電弧區(qū)的氫主要來自焊絲、工件表面的油污、鐵銹以及CO氣體中所含的水份。2電弧區(qū)的氫主要來自焊絲、工件表面的油污、鐵銹以及CO氣體中所含的水份。其中2CO22鐵銹，另一方面盡可能使用含水分低的CO氣體。226.2.3.N氣孔2222保護氣層失效的因素主要有：CO氣體流量過小，噴嘴被飛濺部分堵塞，噴嘴與工件的距離2226.3.1CO2電弧焊產(chǎn)生飛濺的原因主要有:FeOCO膨脹，使熔滴爆破而引起金屬飛濺;6.3.1.2.溶滴短路過渡后，當電弧再引燃時產(chǎn)生的對熔池的過大沖擊力使液體金屬濺出。6.3.1.3.采用顆粒狀過渡時，飛濺主要是由于熔滴非軸向過渡造成(電流不大時)，或由于熔滴瞬時短路而造成(大電流潛弧時)。流上升速度和峰值短路電流可以通過焊接回路串接的電感來調節(jié)。冶金方面主要是采用合適CO氣體膨脹爆炸而造成的飛濺22CO過渡、短路過渡和射流過渡。22當電弧電壓較高，焊接電流較大時，常出現(xiàn)這種過渡形式CO焊的顆粒狀過渡是非軸向的。222的斑點壓力，迫使熔滴上撓，使熔滴不能軸向過渡，嚴重時電弧不穩(wěn)定，產(chǎn)生飛濺隨著電流的增加(01.2焊絲，電流大于300A時)，斑點面積增加，電弧收縮力由阻力變?yōu)橥屏?，使熔滴細化，過渡頻率也隨之增加，飛濺較小，電弧較穩(wěn)定，焊縫成形較好。顆粒過渡電弧穿透力強，母材熔深大，適于中厚板的焊接。細絲CO2氣體保護焊(Φ小于1.6mm)焊接過程中，因焊絲端部熔滴個非常大，與熔池接觸發(fā)生短路，從而使熔滴過渡到熔池形成焊縫。短路過渡是一個燃弧、短路(息弧)、燃弧的連續(xù)路過渡的頻率由焊接電流、焊接電壓控制，其特征是小電流、低電壓、焊縫熔深大，焊接過程中飛濺較大。短路過渡主要用于細絲227.3．射流過渡當粗絲CO2氣體保護焊或采用混合氣體保護細絲焊，焊接電流大到超過臨界電流值，焊接時，焊絲端部呈針狀，在電磁收縮力、電弧吹力等作用下，熔滴呈霧狀噴入熔池，焊接過程中飛濺很小，焊縫熔深大，成形美觀。射流過渡主要用于中厚板，帶襯板或帶襯墊的水平位置焊接。8.焊接設備2CO氣體保護焊設備主要由焊接電源、供氣系統(tǒng)、送絲系統(tǒng)和焊槍等組成。28.1焊接電源率＜4V/100A)特性，以保護弧長的自身調節(jié)作用。供氣系統(tǒng)由CO2氣瓶、電磁氣閥、氣體流量調節(jié)器、干燥預熱器及送氣管組成。22.2.3送氣管輸送焊接時所需的保護氣體。28.2.4CO焊供氣系統(tǒng)中一個特殊的措施是在供氣系統(tǒng)中加裝干燥器和預熱器。干燥器的作2氣路而對CO2氣體進行加熱。送絲系統(tǒng)的作用是采用機電控制的方式將焊絲盤中的焊絲通過焊槍的導電嘴送入焊接熔池2材的成分，不同材料焊接性能不一樣，所以焊接工藝也不一樣。類和極性等，對改善工藝焊接性都起很大作用。如工作溫度高低、工作介質種類、載荷性質等，都屬于工藝焊接性考慮范圍。6軸)的控制，機器人能拿得起的重(可搬重量)為3~40kg，視機器人的型號而定，此外，在表10.1列了各種型號操作機的規(guī)格型型號可搬重量手臂的動作范圍本體重量V10SV10SV20SmV40S40kgkgSW01S45kg控制器是機器人的頭腦和記憶裝置，所記憶的示教數(shù)據(jù)控制輸入輸出信號和各種接口，動力操操作機控制器OSACOM6800OSACOMCUPER8700OSACOMOSACOM機器人示教盒與控制器相連接進行示教作業(yè)時，通過示教盒用手動操作操作機以輸入自動運行時所需全部軌跡和作業(yè)條件，機器人通過操作這個示教盒能進行包括焊接條件在內(nèi)的全部操作。操作盒是選擇自動運行方式后使用的設備，有緊急停機按鈕和暫停按鈕，伺服上電按鈕等，在使用多臺工作站進行多個作業(yè)的自動運行時增加起動盒，可以預約或取消下一個起動功10.5焊機當原封不動地使用CO2焊接的半自動焊機時，必須有焊機與機器人控制器間的信號交換的中介接口盒。最近，大多數(shù)焊機內(nèi)部安裝有：具有機器人焊接特性的專用接口，關于焊接的接口盒，具體信號的情況在下一章進行說明。2將半自動焊機的一部分加以改進用于機器人上，在進行CO焊接和MAG焊接時，氣體電磁2此必須加以定期的維護。10.7.1機器人焊槍內(nèi)部安裝有防碰傳感器，當焊槍與工作或夾具發(fā)生沖突時使機器人停止行示教作業(yè)，應把氣體噴嘴設計得短一點，和從外部能看見焊絲的導電10.7.3為了使向焊絲供電能夠穩(wěn)定，焊絲導電嘴的孔徑應比半自動焊接的導電嘴的孔徑要。10.7.4根據(jù)使用目的的不同，有時使用水冷式焊槍和風冷焊槍。了能焊接大型工件，增加導軌機構等組合件，如圖2.2所示，這樣能大幅度地提高機器人的控制，機器人使用同步運動控制軟件能進行這種協(xié)調控制。11.機器人CO氣體保護焊接夾具的制造211.1設計機器人夾具時的基本條件11.1.1明確用機器人進行焊接的各種要求①.最終目標是什么?②.對自動化的要求及其規(guī)模?③.提高多少生產(chǎn)效率及其生產(chǎn)節(jié)拍?④.提高質量的關鍵在哪里?工件的精確定位是否可能?11.1.2工件本身的精度是否高?必須使定位誤差小于焊絲直徑的一半。11.1.3工件焊接部位有無定位基準?在參照定位基準的基礎上設置工件。11.1.4機器人是以示教再現(xiàn)方式進行工作時，不能象操作人員那樣根據(jù)不同情況隨機應11.1.5機器人的動作區(qū)域是有限制的，在動作區(qū)域內(nèi)焊槍的角度也有限制，所以存在不能飛濺11.1.7焊接結束后，必須有“取下工件，安裝下一個工件”的工序。危險，設計時必須對安全給予足夠的重視，應參照勞動安全法和勞動安全守則進行設計。11.2在設計機器人夾具前的準備工作11.2.1收集關于工件的信息②.前一道工序的制造工藝。11.2.2了解目前的施工方法②.有什么焊接條件?過去有無相同的加工例子供參考?③.調查類似的工件11.2.4預算規(guī)模有多大?11.3制造夾具時的注意事項11.3.1決定把工件固定，或讓其旋轉，或移動機器人。11.3.3關于夾具的設計用在靠近焊接部位。④.若采用手動夾緊方法要考慮其大小和操作的靈活性，以方便操作人員使用。⑤.要考慮焊接時產(chǎn)生的飛油對夾具的影響，據(jù)此來決定夾具的位置。11.3.4如果同一個工件需要焊接多處，應該統(tǒng)一定位基準。11.3.6夾具所用的零件最好使用市面容易買得到的標準品。11.3.8機器人與工作臺最好共用一個臺基，這樣易于搬運安裝，又不改動機器人與夾具間11.3.9應采取足夠的防止飛濺的措施①.可動部分會附著上飛濺嗎?②.飛濺會影響定位基準嗎?③.飛濺過多，積累起來會影響機器人和夾具的動作嗎?④.周圍環(huán)境有無可燃物品?11.3.10應考慮能方便地對夾具進行維修①.在有定位基準的時候，維修時間要短。件備品。③.定期清掃飛濺等殘渣。夾具的結構越簡單越好用戶最熟悉關于工件的加工方法靈活應用用戶積累的經(jīng)驗來制造夾具22的前提下，盡量選擇小電流，因為當電流太大時，易造成熔池翻滾，不僅飛濺大，成形也非常差。伴隨焊接電流增大而提高，伴隨焊接電流減小而降低，最佳的焊接電壓一般在18~24V之<300A時:焊接電壓=(0.04倍焊接電流+16±1.5)伏>300A時:焊接電壓=(0.04倍焊接電流+20±2)伏焊絲伸出長度是指導電嘴端面至工件的距離。速度加快，易造成成段焊絲熔斷、飛濺嚴重、焊接過程不穩(wěn)定。焊絲伸出長度太短時，容易L焊接速度對焊縫內(nèi)部與外觀的質量都有重要影響。相應降低，造成成形不良。接速度應根據(jù)焊縫內(nèi)部與外觀的質量選擇。n小電流時，氣體流量通常為10~15L／min；大電流時，氣體流量通常為20~25L／min。界空氣卷入焊接區(qū)。12.1氣體流量的參考值(L/min)電流電流130A以下180A250A250A以下氣體流量121518202CO氣體保護焊一般都采用直流反接焊接，因為直流反接時熔深大，飛濺小，電弧穩(wěn)定，焊2縫成形好，且焊縫金屬含氫量最低。圖12.3直流反極性接法12.4直流正極性接法普通碳素結構鋼的焊接參數(shù)如下表：表12.2焊接規(guī)范參考——普通碳素結構鋼的焊接(H08Mn2Si)電電流(A)/電壓(V)干伸長110~120170~180150~160150~160240~250200~21023~2621~2323~2625~2710~15mm10~20mm10~25mm10~30mm焊接規(guī)范參數(shù)焊絲直徑φ0.8mmφ1.0mmφ1.2mmφ1.6mm電流(A)/電壓(V)60~70150~16070~80200~21080~90190~200130~140250~260350~36021~2325~2628~3020~2530~3513.1薄板一般指板厚為0.8~4.0mm的金屬板，焊接此類薄板時的最大特點是：焊接時對這兩點必須特別加以注意，一般來說，使用80A~150A的短路焊接方法，在這個電流區(qū)域中產(chǎn)生的飛濺少(特別是在MAG焊接中)，并能取得漂亮的焊縫外觀，焊接時幾乎都采用窄焊道，不采用擺動焊，如非要采用擺動焊時，頻率要高(3~10HZ)，振幅要小，由于電流較小，產(chǎn)生的飛濺也少，所以焊接過