第四章 CO2气体保护焊.ppt

电弧高温区 一、合金元素的氧化和脱氧 低温区-熔池后部 一、合金元素的氧化和脱氧 氧化反应的结果 Fe、Si、Mn、C、Al、Ti、Ni烧损 反应产物： FeO熔渣及进一步与熔池中的合金元素反应 SiO2和MnO形成熔渣 CO 飞溅（温度高） 气孔（温度低） 合金元素烧损、气孔、和飞溅是CO2焊中三个主要问题。 一、合金元素的氧化和脱氧 一、合金元素的氧化和脱氧 合金过渡系数：接材料中的合金元素过渡到焊缝金属中的数量与其原始含量的百分比。 原理，利用脱氧剂使FeO还原，氧化产物作为熔渣排出，剩余的合金元素强化焊缝。 对脱氧剂的要求： （1）脱氧能力强； （2）起合金化作用 ； （3）其生成物不应引起其它不良的后果 在兼顾经济性的前提下采用还原性强的元素（Al、Ti、Si、Mn） 这四种元素单独脱氧的效果不好。 一、合金元素的氧化和脱氧 Si-Mn联合脱氧，可以焊出高质量的焊缝。目前国内外广泛应用的H08Mn2SiA焊丝，就是采用Si、Mn联合脱氧的。 注意问题： 含量适当 过低—— 达不到脱氧的目的 过高 ——Si-焊缝热裂倾向大；Mn-焊缝冲击值下降 比例合适: Mn/Si=1.5~3 一、合金元素的氧化和脱氧 一、合金元素的氧化和脱氧 二、CO2焊气孔及防止 原因：没有熔渣覆盖并且CO2气流的冷却作用 类别： CO、N2、H2 1.CO气孔： 机理：CO来不及逸出 形态：针尖状 位置：焊缝根部或者近表面 原因：脱氧剂不足、碳含量偏高 防止：增加脱氧剂、减少碳含量、加大热输入 二、CO2焊气孔及防止 2.氮气孔： 机理：溶解度变化 形态：蜂窝状 位置：焊缝近表面 原因：保护气层破坏 保护气不纯 流量小 喷嘴堵塞或者位置不合适 侧向风 二、CO2焊气孔及防止 防止： 提高纯度 调好流量 检查气路 防风措施 固氮元素 Ti Al 3.氢气孔： 机理：离子态的H进入熔池，溶解度变化 形态：圆球形 位置：焊缝中 原因：油污和铁锈，气体中的水分 防止：清除油污和铁锈，排出气体中的水分 二、CO2焊气孔及防止 三、CO2焊飞溅及防止 产生原因： 气体爆炸 斑点压力（气体分解收缩电弧） 小桥爆断 焊接参数选择不当 减少飞溅的措施 正确选择焊接参数 细丝过渡的时候在气体中加入氩气 限制金属小桥爆断能量 选用低飞溅率焊丝 焊接电流与电压 焊丝伸出长度 尽可能缩短焊丝伸出长度越长 焊枪角度 前后倾角不超过20° 正确选择焊接参数 成本问题 性能问题 细丝过渡的时候在气体中加入氩气 原理：设法实现短路液桥的金属过渡趋于稳定 防止方法： 回路中串接附加电感 直径细、过渡频率高-要求大电流增长速度-小电感（设备简单，控制精度一般） 电流切换 电流波形控制法(STT法)、CMT(cool metal transfer) 限制金属小桥爆断能量 超低碳焊丝 药芯焊丝 活化处理焊丝（ CS2CO3、K2CO3 ） 被动-----涂层材料 选用低飞溅率焊丝 能在微秒级内产生过渡和改变电流 专门针对半自动焊接（焊接速度、送丝速度和伸出长度 都在变化）而设计 电源可以适应不同的保护气体，包括100％CO2、CO2与Ar甚至He的混合气体 CO2焊熔滴过渡的必威体育精装版成果：STT（Surface Tension Transfer 表面张力过渡） （美国林肯公司专利／已有商品焊机） CO2焊熔滴过渡的必威体育精装版成果 主要优点： ①显著地减少飞溅 ②易于焊接（伸出长度变化时电弧仍保持稳定、允许更大的焊枪角度变化） ③更低的电弧辐射和更少的焊接烟尘、降低薄板焊接时的热输入 CO2焊熔滴过渡的必威体育精装版成果 上图为无STT和有STT在立焊和平焊时的焊接飞溅对比 下图为无STT和有STT焊接时焊缝的外观对比 无色、无味、无毒 密度为空气的1.5倍 高温分解 状态：三态 四、CO2焊的气体及焊丝 1.CO2气体： 液态CO2高于-11℃时比水轻?常温下气罐中CO2在水的上部 气瓶中80%液态CO2，其余20%为气态CO2 一瓶液态CO2可以气化成为12725L CO2气体 安全问题：温度对压力的影响 四、CO2焊的气体及焊丝 提高CO2纯度的措施： 倒置放水：倒置1-2小时，开阀门2-3次，每次放水间隔30分钟 正置放气：正置2小时，开阀门2-3分钟 使用干燥器 注意气瓶压力：存在液态CO2气瓶压力不变，当只有气态CO2时，随着使用压力将持续下降，并且水分含量将提高，低于10个大气压就不能使用了。 四、CO2焊的气体及焊丝 四、CO2焊的气体及焊丝 作用：导电、合金化 四、CO2焊的气体及焊丝 要求 合适的Si、Mn含量及比例 控制C、S、P的含量 镀铜：防锈、导电 四、CO2焊的气体及焊丝 牌号：H08Mn2Si H08Mn