焊接工程学(第二章)精要.ppt

第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 焊接电流：通常是先根据工件的厚度选择焊丝直径，然后再确定焊接电流。若其它参数不变，焊接电流与送丝速度（或熔化速度）有如下关系： b 工艺参数的选择 图19 碳钢焊丝的焊接电流与送丝速度的关系 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 不同材料和不同直径焊丝的临界电流参考值 材 料 焊丝直径/mm 临界电流/A 低碳钢 0.80 0.90 1.20 1.60 150 165 220 275 不锈钢 0.90 1.20 1.60 170 225 285 铝 0.80 1.20 1.60 95 135 180 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 焊接速度：焊速较小时，单位长度上填充金属的熔敷量增加，熔池体积增大；随着焊速的提高，熔深和熔宽均减小；焊接速度过高，单位长度上电弧传给母材的热量显著降低，母材的熔化速度减慢。 焊丝伸出长度：焊丝的伸出长度越长，焊丝的电阻热越大，熔化速度越快；焊丝的伸出长度过长，会造成熔敷过多的焊缝金属，使焊缝成形不良，电弧不稳定；焊丝伸出长度过短，电弧易烧导电嘴，且金属飞溅易堵塞喷嘴。焊丝的伸出长度一般为13mm左右。 焊丝位置：焊丝轴线相对于焊缝中心线的角度和位置会影响焊道的形状和熔深。焊丝轴线与基准线垂线的夹角称为行走角。 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 图20 焊丝的行走角 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 当其它条件不变，焊丝由垂直位置变为后倾焊法时，熔深增加，而焊道变窄且余高增大，电弧稳定，飞溅小。行走角为25°的后倾焊法常可获得最大的熔深。 图21 焊丝方位对焊缝形状的影响 a、后倾焊 b、焊丝垂直 c、前倾焊 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 气体流量：气体流量过大或过小都会造成紊流。若惰性气体对熔池保护不良，焊缝表面易起皱纹。通常喷嘴孔径为20mm左右，气体流量为30-60L/min。 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 熔化极混合气体保护焊是在惰性气体Ar中加入一 定量的活性气体（如O2、CO2等）作为保护气体的一种 熔化极气体保护电弧焊方法，简称MAG焊。 MAG焊可用于各种位置的焊接，尤其适用于碳钢、 合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接。 四、混合气体保护焊 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 采用活性混合气体作为保护气体的作用 1、提高熔滴过渡的稳定性 3、改善焊缝熔深形状及外观形状 5、控制焊缝的冶金质量，减少焊接缺陷 2、稳定阴极斑点，提高电弧燃烧的稳定性 4、增大电弧的热功率 6、降低焊接成本 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 Ar+O2: Ar中加入O2的活性气体可用于焊接碳钢、不锈钢等高合金和高强钢的焊接 优点是克服了纯Ar保护焊接不锈钢时存在的液体金属粘度大、表面张力大而易产生气孔，焊缝金属润湿性差而易引起咬边，阴极斑点漂移而产生电弧不稳等问题 焊接不锈钢等高合金钢及强度级别较高的高强钢时，O2的体积百分比应在1-5%；用于焊接碳钢和低合金结构钢时，Ar中加入O2的含量可达25% 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 Ar+CO2:常用于焊接低碳钢和低合金钢。常用的体积混合比为80%Ar+20%CO2 既具有Ar弧电弧稳定、飞溅小、容易获得轴向喷射过渡的优点，又具有氧化性；它克服了Ar焊接时表面张力大、液态金属粘稠、阴极斑点易漂移等问题，同时对焊缝蘑菇形熔深有所改善 混合气体中随着CO2含量的增大，氧化性也增大，为获得较高韧性的焊缝金属，应配用含脱氧元素成分较高的焊丝 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 Ar+CO2+O2:用80%Ar+15%CO2+5%O2混合气体（体积比）焊接 低碳钢、低合金钢时，无论焊缝成形、接头质量及金属熔滴过渡和 电弧稳定性方面都比上述两种混合气体要好 图22 用三种不同气体焊接时焊缝剖面形状 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 五、药芯焊丝CO2气体保护焊 由于药芯焊丝在熔化后将形成熔渣保护，故药芯焊丝电弧焊是一种气—渣联合保护形式。 区别：焊丝内部有焊剂混合物，焊接时熔化状态的焊剂材料、焊丝金属、焊件金属和保护气体相互之间发生冶金作用，同时形成一层较薄的液态熔渣包覆熔滴并覆盖熔池，对熔化金属形成保护。 药芯焊丝CO2气体保护焊的基本原理与普通CO2焊一样，是以可熔化的药芯焊丝作为电极（通常接正极），焊件作为另一极。采用CO2或Ar+CO2混合气体作保护气体。 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊 图23 药芯焊丝气体保护焊示意图 1、导电嘴 2、喷嘴 3、药芯焊丝 4、CO2气体 5、电弧 6、熔渣 7、焊缝 8、熔池 第四节 ——熔化极气体保护电弧焊