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§2 CO2气体保护电弧焊 Carbon-dioxide Shielded arc welding 录像 熔化极气体保护焊 (GMAW) 熔化极气体保护焊 (GMAW) 本章将重点介绍CO2气体保护焊和MIG/MAG焊。 按焊丝分为： 按保护气体分为： 内容 一、 CO2气体保护焊的特点、分类、应用 二、冶金特点与气孔 三、 熔滴过渡与飞溅 四、电弧调节 五、焊接设备、焊接材料、焊接工艺参数 一、 特点、分类、应用 CO2气体保护电弧焊的特点 优点： 生产效率高： 焊接成本低： 能耗低： 适用范围广： 对水、油、锈不敏感，焊缝中含[H]少，抗冷裂纹能力高 明弧焊接，便于监测控制，且不用清渣 一、 特点、分类、应用 缺点： 材料的适用范围较窄 焊接过程飞溅大，成形不良 焊接明弧造成弧光辐射，紫外线强烈，抗风能力差 2. CO2气体保护电弧焊的分类 按焊丝粗细分类： 细丝CO2焊 ds≤1.6mm Vf=C 自身调节 粗丝CO2焊 ds 1.6mm Vf≠C 自动调节 按焊丝类型分： 实芯焊丝CO2焊 药芯焊丝CO2焊 按自动化程度分： 半自动CO2焊 适用于焊缝不够规则的场合 自动CO2焊 适用于焊缝长而且规则的场合 1.氧化还原反应 氧化反应： Fe + CO2 → FeO + CO ↑ 不溶于液态金属，不与金属反应 Si + 2CO2 → SiO2 + 2CO ↑ 与CO2的反应不占主导地位， Mn + CO2 → MnO + CO ↑ 与O的反应是主要的 Si + 2O → SiO2 Mn + O → MnO 以复合化合物形式MnO.SiO2，浮出 C + O → CO C烧损，熔滴中造成爆炸，熔池中 造成气孔 Fe + O → FeO 氧化，进入熔池会破坏焊缝的性能 1.氧化还原反应 焊接铝及其合金氧化问题会很严重， 焊接不锈钢可能导致焊缝增碳，对不锈钢的耐腐蚀性能造成影响。 必须通过给焊接材料中添加合适量的脱氧元素脱氧，一般采用Si-Mn联合脱氧。 1.氧化还原反应 还原反应： 2FeO + Si → 2Fe + SiO2 FeO + Mn → MnO FeO + C → Fe + CO 但是发生在熔滴中，生成的CO可能会引起熔滴的急剧膨胀，产生飞溅 发生在熔池中可能形成气孔 2.气孔问题 （1）CO气孔 FeO + C → Fe + CO 在反应中生成CO气体来不及逸出。 解决措施：只要焊丝中含碳量比较低，含有适量的脱氧剂Mn、Si ，可减少焊缝中 FeO，避免发生上述反应，形成气孔，同时防止焊缝氧化。 CO气孔、H2气孔、N 2气孔 2.气孔问题 （2）H2气孔 H 2的主要来源是焊丝、工件表面的油污、锈迹、CO 2气体中的水分，高温时分解 H 2 O → H 2 + O 2 H 2残留在焊缝中形成气孔，CO 2焊由于有强氧化气氛，H 2难以存在 CO 2 + H 2 → OH + CO CO 2焊对油锈不敏感，而且焊缝抗冷裂性能好。 解决措施：除油锈污 控制 气体中的含水量 2.气孔问题 （3）N2气孔 一般认为N2来源于大气或者CO2不纯 采用短弧焊，防止大气侵入电弧中 焊丝中添加固氮元素，如Ti 增加CO2保护气体流量，保证气路畅通和气层的稳定、可靠。 野外焊接增加挡风板 防止措施： 三、 熔滴过渡与飞溅 CO2气体保护焊熔滴过渡类型： 过渡形式 图 焊丝直径 电弧 电压 电流 适用范围 大滴过渡 细丝 1.6 长 30 小电流 飞溅大，不实用 短路过渡 细丝 1.6 短 20-30 小电流 薄板，全位置 排斥过渡 中丝1.6-2.4 长弧 30 300左右，正接 飞溅大，不实用 细颗粒过渡 粗丝1.6-5.0 长弧 34-35 400 中厚板 潜弧射滴过渡 粗丝1.6-5.0 短弧 低电压 430 厚板 STT 短路过渡的一种 打底 1.短路过渡： 福尼斯焊机 熔滴长大 短路、熄弧 颈缩 过渡、燃弧 1.短路过渡： 形成条件：长弧、细丝、小电流。 机理：一般要经历电弧燃烧形成熔滴、熔滴长大并与熔池短路熄弧、液桥颈缩断开熔滴过渡、电弧复燃四个过程。 1.短路过渡： 1.短路过渡： 短路过渡特点： --细丝，短弧，小电流