焊接理论知识

焊接理论知识介绍讲课人：孟凡利单位：临沭县职业中专力士德焊接学员培训内容：1、焊接基础知识2、二氧化碳焊接基础知识3、碳弧气刨基本原理及应用4、焊接与切割操作及安全知识绪论焊接基本知识一、焊接的概念

焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。

二、焊接的分类

根据焊接过程中的特征进行分类的方法，它将焊接方法分为三大类：1、熔焊将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法，称为熔焊（或熔化焊）。

按照热源形式不同，分为：气焊、电弧焊、电渣焊、铝热焊、激光焊、电子束焊等。

2、压焊

焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法，称为压焊。（1）加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，例如：电阻焊、摩擦焊、闪光对焊、气压焊、扩散焊（2）不进行加热，仅在被焊金属的接触面上施加足够大的压力，例如：爆炸焊、冷压焊、超声波焊

3、钎焊采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

根据钎料熔点的不同，又分为火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊等。

金属的焊接方法及分类，如图所示。第一章焊接与切割基础理论知识

第一节

焊接与切割概述一、焊接与切割的基本原理及分类（一）

金属连接1、螺栓联接：可拆性联接。2、铆接：用铆钉和铆枪连接，不可拆的连接3、焊接：通过加热或加压，或两者并用，并且使用或不用填充材料，使工件达到原子间结合的方法。永久性连接（二）

焊接方法的分类1、

熔化焊2、

压力焊3、

钎

焊（三）切割的方法和分类

1、火焰切割（气割、液化石油气切割、氢氧源切割、氧熔剂切割、）

2、电弧切割（等离子弧切割、碳弧气割）3、冷切割（激光切割、水射流切割）

二、学习焊接切割安全技术的必要性焊接安全技术研究的主要内容是防火、防爆、防触电以及在尘毒、磁场、辐射等件下如何保障工人的身心健康实现安全操作。从而保证安全生产，避免发生事故。

确保安全生产。

第二节

金属学及热处理基本知识一、金属晶体结构的一般知识1、

金属与非金属2、

晶体与非晶体典型的金属晶体结构（体心、面心）体心立方晶格面心立方晶格二、合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识

（一）合金的组织

1、

固溶体

2、

化合物3、机械混合物

（二）钢中常见的显微组织

1、铁素体（F）：是少量的碳和其它合金元素固溶于α铁中的固溶体。2、渗碳体(Fe3C):是铁与碳的化合物。3、珠光体(P):是铁素体和渗碳体的机械混合物。4、奥氏体(A):是碳和其它合金元素在γ铁中的固溶体。5、马氏体(M):是碳在α铁中的过饱的固溶体。6、魏氏体(W)：是一种过热组织。铁碳合金组织特征图(a)0.01%C铁素体500×(c).0.77%C珠光体

500×(b)0.45%C铁素体+珠光体

500×d).1.2%C

铁素体+二次渗碳体

500×（三）、铁碳合金平衡状态图

1、钢和铁钢是含碳量低于2.11%的铁碳合金。铸铁是含碳量2.11%～6.67%的铁碳合金。2、Fe-C平衡状态图Fe-C合金平衡相图

3、低碳钢组织变化

P13图1-7三、钢的热处理将金属加热到一定温度，并保持一定时间，然后以一定的冷却速度冷却到室温，这个过程称为热处理。温度时间1、淬火：将钢加热到A1（对过共析钢）或A3(对亚共析)钢以上30～70℃，保温后快速冷却的工艺过程。2、回火：将淬火钢加热到A1以下的任意一个温度，保温一段时间，然后冷却下来的热处理方法。3、正火：将钢加热到A3或Acm以上50～70℃，保温后，在空气中冷却称为正火。4、退火：将钢加热到A3以上或A1左右一定范围的温度，保温一段时间后，随炉缓慢而均匀冷却，称为退火。

第三节常用金属材料的一般知识

一、金属材料的性能（一）

物理化学性能1、密度：物质单位体积所具有的质量。用ρ表示，单位：g／㎝³2、导电性：金属传导电流的能力。3、导热性：金属传导热量的性能。4、热膨胀性：金属受热时体积发生胀大的现象。5、抗氧化性：金属材料在高温时抵抗氧化气氛腐蚀作用的能力。6、耐腐蚀性：金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。（二）

力学性能1、强度：金属材料抵抗变形和断裂的能力。

⑴屈服强度：用σs表示，单位：Mpa

⑵抗拉强度：用σ

b表示，单位：Mpa2、塑性：金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力。（1

)伸长率：（2）断面收缩率：（3)冷弯角：α如：ａ=45°•••3、冲击韧性：金属材料抵抗动载荷或冲击的能力。

L4、硬度：金属材料抵抗表面变形的能力。（HB、HR、HV）（三）

工艺性能1、切削性能2、铸造性能3、焊接性能

主要取决母材、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素。其评定方法：一是直接实验法、二是间接评定法两种对于碳钢和低合金钢淬硬及冷裂倾向的估算用碳当量法：（国际焊接学会推荐）判定方法：当CE<0.4%时，焊接性优良；当CE=0.4%～0.6%时，焊接性较差；当CE>0.6%时，焊接性更差。二、钢材和有色金属的分类、编号及性能

（一）

钢材的分类1、

按化学成分分类（1）

碳素钢①低碳钢（含碳量﹤0.25%）②中碳钢

（含碳量0.25%～0.60%）③高碳钢（含碳量＞0.60%）

（2）合金钢

①普通低合金钢

（总合金元素＜5%）②中合金钢（总合金含量：5%～10%）

③高合金钢

（总合金含量＞10%）2、按用途分类

①结构钢

②工具钢③特殊用途钢3、按品质分类

①普通钢②优质钢③高级优质钢（二）钢材的编号

１、碳素钢的编号①

碳素结构钢(GB700–88)

Q235—A·F②

优质碳素结构钢用两位数字表示平均含碳量的万分之几。如：20、45、50、20R等。２、合金结构钢的编号

数字＋化学元素符号＋数字例如：20MnVB3、不锈钢与耐热钢的编号同２但含义不同1Gr18Ni9Ti（三）

钢材的性能及焊接特点１、

低碳钢的焊接特点①淬火倾向小②焊前一般不需预热③镇静钢杂质很少④如工艺不当可能出现热影响区晶粒长大现象⑤对焊接电源没有特殊要求

2、中碳钢的焊接特点①热影响区容易产生淬硬组织②易产生热裂纹③对气孔敏感性增加3、

高碳钢焊接特点①导热性差，焊缝中易产生裂纹②对淬火更加敏感易产生冷裂纹③晶粒长大快，焊缝变脆④热裂倾向大4、普通低合金钢的焊接特点

①热影响区的淬硬倾向②焊接接头的裂纹（四）、铸铁的分类及焊补特点１、分类：①白口铸铁②灰铸铁③可锻铸铁④球墨铸铁２、焊补特点：①产生白口②产生裂纹

（五）、有色金属及合金的焊接特点１、铝及铝合金⑴分类①纯铝L1、L2、L3、L4、L5、L6。②铝合金ⅰ、形变铝合金ⅱ、铸造铝合金⑵焊接特点：①表面容易氧化②容易产生气孔③

容易产生热裂纹2、

铜及铜合金⑴分类：①纯铜、②黄铜、③青铜⑵焊接特点：

①难熔合及易变形②容易产生热裂纹③容易产生气孔

第四节

焊接工艺基础知识一、焊接接头的种类及接头形式（一）

对接接头（二）

角接接头（三）

T形接头（四）

搭接接头对接角接搭接T型

二、焊缝坡口的基本形式与尺寸（一）

坡口形式（I、V、Y、U、J等）（二）

坡口的几何尺寸（如图1—12）⑴坡口面(2)坡口面角度和坡口角度⑶根部间隙⑷钝边⑸根部半径符号形式(a)坡口形式焊缝形式(a)焊缝形式(b)符号形式(b)返回符号形式坡口形式焊缝形式(b)焊缝形式(a)返回图1-12坡口的几何尺寸

三、焊接位置种类

P32图１—５１、

平焊位置２、

横焊位置３、

立焊位置４、

仰焊位置５、

平角焊位置６、

仰角焊位置四、焊缝形式及形状尺寸（一）焊缝形式按施焊时焊缝在空间所处位置分为։平焊缝、立焊缝、横焊缝、仰焊缝。（二）焊缝的形状尺寸１、焊缝宽度２、余高３、熔深４、焊缝厚度５、焊脚６、焊缝成形糸数７、熔合比

五、焊缝符号表示法（一）

符号根据GB324—88《焊缝符号表示法》的规定(1)基本符号：表示焊缝横截面形状的符号。见表1—4(2)辅助符号：表示焊缝表面形状特征的符号。见表1—5(3)补充符号：补充说明焊缝的某些特征而采用的符号。见表1—7（二）、符号在图纸上的位置

图22-27１、

基本要求２、

箭头线和接头的关系３、

箭头线的位置４、

基准线的位置5、

基本符号相对基准线的位置（１）

焊缝尺寸符号，

见表１-９（２）焊缝尺寸符号及数据标注原则,见图１-28（３）关于尺寸符号的说明（三）

焊缝尺寸符号及其标注位置

六、焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响１、

焊接工艺参数：为保证焊接质量而选定的各项参数(如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等)的总称。２、线能量：熔化焊时，焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量。

（一）焊接电流

返回（二）电弧电压

返回（三）焊接速度

返回（四）其它参数及因素对焊缝形状的影响

１、电极直径和焊丝外伸长度２、电极倾角３、焊件倾角４、坡口形状５、焊剂６、保护气体成分７、母材的化学成分第五节焊接冶金

焊接化学冶金过程是指焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程，这是一个极为复杂的物理化学变化过程。

1、焊条熔化及熔池的形成（1）焊条的熔化电弧焊时用于加热和熔化焊条（或焊丝）的热能有：电阻热、电弧热和化学反应热。

（2）焊条金属熔滴及其过渡特性在电弧热的作用下，焊条端部熔化形成的滴状液态金属称为熔滴。用药皮焊条焊接时，主要有三种过渡形式：短路过渡、颗粒状过渡和附壁过渡。

短路过渡的过程是：在短弧焊时焊条端部的熔滴长大到一定的尺寸就与熔池发生接触，形成短路，于是电弧熄灭。同时在各种力的作用下熔滴过渡到熔池中，电弧重新引燃。如此重复这一过程，形成稳定的短路过渡过程。

颗粒状过渡过程是：当电弧的长度足够长时，焊条端部的熔滴长大到较大的尺寸，然后在各种力的作用下，以颗粒状落入熔池，此时不发生短路，接着进行下一个过渡周期。

附壁过渡是指熔滴沿着焊条端部的药皮套筒壁向熔池过渡的形式。一般讲，碱性焊条在较大的焊接电流范围内主要是短路过渡和大颗粒状过渡。用酸性焊条焊接时为细颗粒状过渡和附壁过渡。

（3）熔池的形成熔焊时在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分叫熔池。图2-1焊接熔池形状示意图

一般情况下，随电流的增加，熔池的最大深度Hmax增大，熔池的最大宽度Cmax相对减小；而随电压的升高，Hmax减小，Cmax增大。

在熔池前部母材不断地熔化，温度较高；熔池的后部，熔池金属不断地凝固，温度逐渐降低。熔池的温度分布图2-2，图中TM为熔化温度。图2-3熔池的温度分布1—熔池中部；2—熔池前部；3—熔池后部熔池中的液态金属始终处于剧烈的运动状态，其运动形式主要有三种。1）液态金属密度差所造成的自由对流运动，由于熔池温度分布不均匀，温度高处金属密度小，而温度低处金属密度大，这样，密度差就促使液态金属由低温区向高温区运动。

2）液态金属表面张力差所引起的强制对流运动，温度高，表面张力则小；反之就大。熔池温度的不均匀分布，必然带来表面张力的不均匀分布，由此将迫使熔池金属发生对流运动。3）热源的各种机械力所产生的搅拌运动，焊条电弧焊时，熔池上的作用力主要有电弧吹力、熔滴下落的冲击力等，它们对熔池液态金属具有强烈的搅拌作用。这三种形式的运动综合作用在一起，构成了熔池液态金属的复杂运动。正是这种运动，使填充金属和熔化的母材均匀混合，获得成分均匀的焊缝金属，同时促进了气体的逸出和非金属夹杂的浮出，提高了焊缝质量。但在液态金属与母材交界处，由于运动受到限制，在这些部位容易造成化学成分的不均匀，产生焊接缺陷。第六节焊接材料焊接材料是焊接时所消耗材料的通称，包括焊条、焊丝、焊剂、气体、熔剂、钎剂及钎料等。焊接材料质量的优劣，不仅直接影响焊接过程的稳定，影响焊缝与接头的质量和性能，同时也影响焊接效率。一、焊条

焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极。1、焊条的组成及作用

a

b图3-1焊条外形示意图

a—焊条的外形；b—低氢焊条的引弧端

1—夹持端；2—药皮；3—焊芯；4—引弧端

L—焊条长度；D—药皮直径；d—焊芯直径（焊条直径）普通焊条的断面形状如图3-1-2a所示。图3-1-2b、c均为特殊的断面形状，3-1-2b是一种双层药皮焊条，主要是为了改善低氢焊条的工艺性能，两层药皮按不同成分配方。3-1-2c的焊芯为一空心管，外面包覆药皮，管子中心填充合金剂或涂料，这种形式多在含有多量合金粉的耐磨堆焊焊条中采用。

a

b

c图3-1-2焊条的断面形状

a—普通焊条；b—双层焊条；c—管状焊条表3-1-1焊条尺寸注：焊条的直径是以焊芯直径来表示的。（1）焊芯

焊接时焊芯的作用：一是传导焊接电流，产生电弧；二是熔化形成焊缝中的填充金属。

焊芯牌号

H

08

Mn2Si

A高级优质钢主要合金元素（含Mn约2%、含Si约1%）含碳量为0.08%焊接用钢丝（2）药皮

①药皮的组成

涂敷在焊芯表面的有效成分称为药皮，也称涂层。药皮是焊条的重要组成部分，也是决定焊接质量的重要因素。一般说来焊条药皮是由矿石、铁合金或纯金属、化工制品和有机物的粉末按一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。焊条药皮的成分及作用：

1、稳弧剂：使焊条容易引弧及在焊接过程中能保持电弧稳定燃烧。2、造渣剂：焊接时能形成具有一定物理化学性能的熔渣，保护焊缝金属不受空气的影响，改善焊缝成形，保证熔融金属的化学成分。

3、造气剂：在电弧高温作用下，能进行分解，放出气体，以保护电弧及熔池，防止周围空气中的氧和氮的侵入。脱氧剂：通过焊接过程中进行的冶金化学反应，降低焊缝金属中的含氧量，提高焊缝性能。与熔融金属中的氧作用，生成熔渣，浮出熔池。合金剂：补偿焊接过程中合金元素的烧损及向焊缝过渡合金元素，保证焊缝金属获得必要的化学成分及性能等。增塑润滑剂：增加药皮粉料在焊条压涂过程的塑性、滑性及流动性，提高焊条的压涂质量，减少偏心度。粘结剂：使药皮粉料在压涂过程中具有一定的粘性，能与焊芯牢固地粘接，并使焊条药皮在烘干后具有一定的强度。

2．焊条药皮的主要作用（1）稳弧作用（2）造气保护作用（3）造渣保护作用（4）脱氧、去硫、去磷作用（5）渗合金作用（6）套筒保护作用

二、焊丝

1、焊丝的分类及特点：

焊接时作为填充金属或同时用来导电的金属丝，称为焊丝。（1）按其适用的焊接方法焊丝分为埋弧焊焊丝、气体保护焊焊丝、电渣焊焊丝、自保护焊焊丝和气焊焊丝等。

（2）被焊金属材料不同可分为碳素结构钢焊丝、低合金钢焊丝、不锈钢焊丝、镍基合金焊丝、铸铁焊丝、有色金属焊丝和特殊合金焊丝等。（3）按制造方法与焊丝的形状分为实芯焊丝和药芯焊丝两大类。其中药芯焊丝又可分为气体保护焊丝和自保护焊丝两种。

目前较常用的是按制造方法和其适用的焊接方法进行分类焊丝分类简明示意惰性气体保护焊（TIG、MIG）活性气体保护焊（MAG）（CO2、CO2＋O2、CO2＋Ar）埋弧焊、电渣焊气体保护焊自保护焊埋弧焊气体保护焊（CO2焊、Ar＋CO2焊）自保护焊实芯焊丝药芯焊丝焊丝

第二章

二氧化碳气体保护焊基础知识

第四章二氧化碳气体保护电弧焊

利用CO2气体作为保护介质，使电弧及熔池与空气隔离，防止空气中的氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用，而获机械保护作用。

本章重点：①CO2电弧的行为②焊接材料③实芯焊丝短路过渡CO2焊④药芯焊丝CO2焊本章难点：①对CO2焊特点的把握；②药芯焊丝CO2焊学习方法建议：①必须充分理解和掌握CO2电弧的行为并与其它焊接方法对比，这是能够准确把握CO2焊的前提和关键；②药芯焊丝CO2焊是CO2焊发展的重要方向之一，近年来增长很快，应给予比课本上所表现出来的分量大得多的关注和重视。③可通过练习制订相应的焊接工艺等实践环节来培养和提高工艺能力和经验。

电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极：电极（钨极）不熔化。MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊

CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAG—C焊）名

词

解

释

气体保护焊的定义：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。常用的保护气体：二氧化碳气（CO2）、氩气（Ar）

、氦气（He）及它们的混合气体:CO2+Ar、CO2+Ar+He、……

。

气体保护电弧焊

C02气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条,经送丝轮通过送丝软管送到焊枪,经导电咀导电,在CO2气氛中,与母材之间产生电弧,靠电弧热量进行焊接。

CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射

出来，在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来，从而保护焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。

C02气体保护电弧焊的工作原理第一节CO2焊的特点及应用一、CO2焊的实质定义：二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为焊接保护气的一种熔化极、气体保护的电弧焊方法。

为何要用CO2作为焊接保护气？氩、氦气等惰性气体既不与金属发生化学反应，也不溶于金属，能起到良好的保护作用，而CO2则是一种氧化气体，特别是在高温作用下具有强烈的氧化性，但CO2气体价格低廉，供应充足。

CO2虽然有强烈的氧化性，但①氧化了的熔化金属比较容易脱氧；②较强的氧化性能够抑制焊缝中氢的存在，防止产生氢气孔和裂纹；③CO2气体良好的保护作用可有效防止空气中N2对熔滴和熔化金属的有害作用（金属氮化后很难脱氮）。二、CO2焊的特点1、优点：⑴焊接生产率高：比焊条电弧焊高2～4倍⑵焊接成本低：是焊条电弧焊的40～50%⑶焊接变形小：尤适于薄板焊接⑷焊接质量高：对铁锈不敏感，焊缝含氢量低⑸适用范围广：全位置焊接能力好，打底/填充/盖面、厚/薄板均宜⑹操作简便：比焊条电弧焊容易操作、适于自动焊（robot）⑺绿色环保：CO2来自可再生资源2、“缺点”：⑴飞溅较大；（这一缺陷目前已经解决）⑵焊接设备较“复杂”；（用今天的眼光看，已不复杂）⑶抗风能力差；（所有气体保护焊的共同缺憾，但药芯焊丝CO2焊无此问题）⑷不能焊接有色金属。CO2焊的熔敷速度三、CO2焊的应用材料：黑色金属——低碳钢、合金结构钢厚度：厚薄均可，尤薄板有优势位置：全位置结构：车辆、船舶、机械、容器等。不锈钢CO2焊接（增碳，抗晶间腐蚀性能降低）影响焊缝质量。第二节CO2焊设备以半自动CO2焊设备为例

一、CO2焊设备的组成和作用组成：焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统、控制系统、有的还有循环水冷系统。（一）焊接电源：直流电源1、平特性电源——用于细丝（短路过渡）焊接，配用等速送丝系统；细焊丝CO2焊的熔滴过渡一般为短路过渡，送丝速度快，宜采用等速送丝式焊机，配合平外特性电源。采用平外特性电源的优点如下：

（1）电弧燃烧稳定电弧自身调节灵敏度较高。（2）焊接参数调节方便可以对焊接电压和焊接电流分别进行调节，通过改变电源的外特性调节电弧电压，改变送丝速度调节焊接电流。两者相互影响不大。（3）可避免焊丝回烧电弧回烧时，随着电弧拉长，电流很快减小，使得电弧未回烧到导电嘴前已熄灭。

CO2焊一般采用直流电源，反极性连接。根据不同直径焊丝的焊接特点，一般细焊丝采用等速送丝式焊机，配合平特性电源。粗焊丝采用变速送丝式焊机，配合下降特性电源。

2、下降特性电源——用于粗丝焊接，配用变速送丝系统；粗丝CO2焊的熔滴过渡一般是细滴过渡。宜采用变速送丝式焊机，配合下降的外特性电源。焊接参数的调节，往往因为电源外特性的陡降程度不同，需进行二至三次调节。反复调节最后达到要求的焊接参数。

3、对动特性的要求

电源动特性是衡量焊接电源在电弧负载发生变化时，供电参数（电流及电压）的动态响应品质。细丝短路过渡焊机对动特性有特别的要求，即对短路电流上升速度、短路电流峰值、电弧电压恢复速度三个指标有一定的要求，目的是保证短路过渡过程可靠的同时又控制飞溅。老式焊机通常通过改变接入回路电感来调节。粗焊丝细滴过渡时，焊接电流变化比较小，对焊接电源的动特性要求不高。细焊丝短路过渡时，焊接电流发生较大变化，对焊接电源的动特性有较高的要求：①合适的短路电流增长速度；②适当的短路电流峰值；③电弧电压恢复速度。这三方面，不同焊丝，不同焊接参数，有不同要求。因此，要求电源设备能兼顾这三方面的适应能力。（二）送丝系统送丝方式的变化主要在于细丝/平特性（等速送丝）焊机上，以适应不同场合的要求。用于推丝式送丝的鹅颈式焊枪1、送丝方式⑴推丝式——焊枪简单、轻巧，以鹅颈式焊枪多见，实际应用较多；送丝距离有限（通常≤5M），送细丝效果欠佳。推丝式送丝机CO2焊机及其推丝式送丝机、枪⑵拉丝式——焊枪复杂、较重，以手枪式焊枪多见，薄板结构使用较多；适于送细丝/远距离送丝。CO2焊机及其拉丝式焊枪拉丝式焊枪（其小型送丝机构做在焊枪内）焊丝盘送丝电机送丝机构

还有一种“线式送丝”：多级串联的行星式送丝即为线式送丝，可远距离稳定地送细的软焊丝（如0.8mm的铝焊丝）推拉式送丝焊枪（手工焊接用）⑶推拉丝式——焊枪结构复杂，适用于远距离送（细、软）丝，多用于机器人焊接和铝的熔化极气体保护焊。2、送丝机构（送丝机）由送丝电机、减速装置、送丝滚轮和压紧机构等组成；CO2焊专用焊机的送丝机采用单主动送丝即可。单主动式送丝机构双主动式送丝机构压紧轮主动轮

KRⅡ500AV送

丝

机

的

连

接焊枪电磁气阀气

管流量计六芯送丝电缆正极电缆焊接电源送丝轮的错误应用压紧轮焊丝送丝轮压紧轮焊丝送丝轮污物焊丝送丝轮送丝轮槽径大于焊丝直径，送丝推力不足。送丝轮槽径小于焊丝直径，推力不足，焊丝受损。送丝轮槽中污物过多同样引起推力不足。正确1.21.61.2焊丝的安装加压手柄压臂SUS导套帽送丝轮焊丝(1.2)导向管1.将焊丝装到送丝机盘轴上,并用扳手螺钉将挡块固定。2.抬起加压臂,将焊丝插入SUS导套帽

2~3cm。1.21.61.2焊

丝

的

安

装3.加压臂复位,并用加压手柄

紧固,旋转加压手柄到所用

焊丝直径刻度的上方。4.用焊接电流调节旋钮控制

手动送丝速度,将焊丝送出

焊枪导电咀1~2cm后放开

手动送丝按纽。焊丝加压刻度CC导嘴（连接并紧固焊枪）压臂加压手柄1.21.61.6YW-50KB1型送丝装置焊丝的安装YW-50KB1型送丝装置焊丝的安装过程与YW-20、35KB1

型相同，但因YW-50KB1型送丝装置适用的焊丝直径较粗，为减小送丝阻力，增加了一套校直机构。固定校直轮固定校直轮可调校直轮校正手轮：调整校正力度瓣状螺母：校正手轮调整好后用其进行锁定。制动轴

太松，焊丝松脱制动轴太紧

；送丝电机过载，送丝不均匀，焊丝粘在导电嘴上导套帽压力太大：焊丝变形，送丝困难，导套帽或导电嘴磨损快。压力太小：送丝不均压轮导套帽送丝轮导套帽孔太大或送丝轮与导套帽距离过大；焊丝容易打弯，松丝不畅。导套帽孔太小；摩擦阻力大，送丝受阻。送丝机多为独立式，也有与电源做为一体者。有专业厂家专门生产配套的送丝机，接口兼容或以德国宾采尔（BINZEL）焊枪为标准。

3.调速器一般采用改变送丝电动机电枢电压的方法，实现无级调速。

4.送丝软管是导送丝的通道，要求内壁光滑、内径均匀；对焊丝摩擦小，具有良好的刚性和弹性。电源、送丝机分体之CO2焊机电源、送丝机一体之CO2焊机注意：两机使用的都是鹅颈式焊枪（推丝枪）

2.焊枪的种类

⑴半自动焊枪推丝式焊枪有两种：一种是鹅颈式焊枪，见图4-4；另一种是手枪式焊枪，见图4-5。这些焊枪特点是结构简单、操作灵活，但焊丝输送阻力大，多用于直径大于1mm以上焊丝的焊接。焊枪一般采用自冷式。拉丝式焊枪如图4-6，特点：一般是手枪式；送丝均匀稳定；引入焊枪的管线少，焊接电缆较细，操作灵活。由于送丝机构（微电机、减速器、送丝滚轮和焊丝盘）都安装在枪体上，所以焊枪笨重，结构比较复杂。用于0.5～0.8mm的细焊丝。

推拉式焊枪送不同材质的焊丝，要用不同的送丝套管（如送钢焊丝用钢质套管即可，而送铝焊丝通常要用特氟隆套管）。⑵自动焊枪多见于专用焊机上。把半自动焊枪夹于焊接小车上进行自动焊，现在生产中应用十分广泛。（三）焊枪1.对焊枪的要求1）送丝均匀、导电可靠和气体保护良好。2）结构简单、经久耐用和维修方便。3）使用性能良好

3.焊枪的喷嘴和导电嘴

喷嘴（重要零件）：向焊接区域输送保护气体，防止焊丝端头、电弧和熔池与空气接触。喷嘴多为圆形，喷嘴内孔直径与焊接电流有关，通常为12～24mm。

导电嘴：要求导电性好，耐磨和熔点高，一般用纯铜和陶瓷材料制作，为增加耐磨性也可选用铬鋯铜。导电嘴的孔径大小对送丝速度和焊丝伸出长度有很大影响。

喷嘴和导电嘴都是易损件，需经常更换，应便于更换。并且应结构简单，制造方便和成本低。①喷嘴形式——圆柱形（常用）圆锥形（用于深坡口或窄间隙内）材料——铜镀铬（多见）陶瓷（易碎，少用）②导电嘴——纯铜或铜合金做以上易损件是事实上的“标准件”，使用时应注意：①不同品牌的焊枪，其易损件的尺寸不同，往往无法替代；②有专业厂家专门生产焊枪易损件，同一种易损件可能有不同品牌的选择（其寿命、价格不一）；③喷嘴端部与导电嘴端部的距离会影响焊丝伸出长度，从而影响到电弧的稳定性和焊接质量——此点初学者往往容易忽略。

（四）供气系统由气瓶（铝白色）、预热器、减压／流量计、气管和电磁气阀组成，必要时可加装干燥器。通常将预热器、减压器、流量计做为一体，叫CO2减压流量计（通常属于焊机的随机配备）。不同气体的减压流量计按规定不能互换使用。1.CO2钢瓶漆成银灰色，瓶中气压为49～68MPa。2.预热器一般用电阻加热，36V交流供电，功率100～150W。3.干燥器干燥剂如硅胶、脱水硫酸铜和无水氯化钙。去掉气体中的水分。4.减压器和流量计有通用件。5.电磁阀装在气路上，利用电磁信号控制的气体开关，用来接通和切断保护气体。

流量计气压表减压及预热装置开关CO2减压流量计二、典型CO2焊设备（CO2焊专用焊机）1、北京“时代”逆变焊机，节能节材；可靠性尚可，价格相对便宜，售后服务较好。2、唐山“松下”晶闸管焊机，但精细表现出色且可靠性极高；售后服务较好，价格较贵但性价比高，3、美国林肯普通CO2焊机总体性能不错，但无价格优势。值得推介者为其STT（表面张力过渡）CO2焊机：飞溅极小、成形极佳，但价格极贵。除以上之外，通用CO2焊机国内的品牌多如牛毛，但普遍市场占有率低。除价格较低外，其它方面往往乏善可陈。欧洲国家一般不做CO2焊专用焊机，而是MIG/MAG（CO2）一体，所以其送丝机通常为双主动送丝。如果焊机标可MIG/MAG/CO2焊，但却是单主动送丝，其效果有限（目前国产焊机这种情况比较多见）。第三节CO2焊的冶金特性和焊接材料

一、合金元素的氧化与脱氧

作为焊接保护气体，CO2表现出很强的氧化性

CO2→

CO+O++Mn=MnO+CO↑Mn=MnO电弧空间同时存在CO2、CO和O三种成分。CO不与金属发生反应，它对焊接质量危害不大。CO2和O能与铁和其它合金元素发生氧化反应。在电弧的高温区域反应生成FeO、SiO2和MnO。在远离电弧温度较低的熔池后部，合金元素进一步氧化：2（FeO）+Si可逆反应2Fe+SiO2FeO+Mn可逆反应Fe+MnOFe+C可逆反应Fe+CO可见CO2在高温下分解出的氧，具有很强的氧化性。

氧化反应的程度取决于合金因素在熔池的浓度和它们对氧的亲和力。Fe的浓度最大，Fe的氧化比较激烈。Si、Mn、C的浓度虽然较低，但它们与氧的亲和力比Fe大，所以也很激烈。

2.氧化反应的结果：

①合金元素烧损；②可能造成气孔、飞溅和夹渣。在高温时反应生成的CO气体，体积急剧膨胀，在逸出液态金属过程中，往往引起熔池和熔滴爆破，发生金属的飞溅。在低温时生成的CO气体，由于液态金属呈现较大的动力粘度和表面张力，CO气体无法逸出，形成气孔。

合金因素的烧损、气孔和飞溅是CO2焊中的三个主要问题。它都与CO2在电弧中的氧化性有关，因此必须在冶金过程中采取脱氧措施予以解决。

3.CO2焊的脱氧

CO2焊的脱氧方法是在焊丝中（或药粉焊丝的药粉中）加入足量的对氧亲和力比Fe大的合金元素（脱氧剂），利用这些元素使FeO中的Fe还原，即FeO的脱氧方法。常用AI、Ti、Si、Mn作为脱氧剂。用（在焊丝中加入）Si、Mn联合脱氧效果最好。对脱氧剂的要求（能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用）Mn-Si联合脱氧会使Fe、Si、Mn和C等合金元素烧毁。CO2焊专用焊丝H08Mn2Si&H08Mn2SiA(GB8110-87)脱氧剩下的Mn、Si用于补充碳和合金元素的损失

二、关于CO2焊的气孔问题正常焊接条件下，CO2焊并不容易产生气孔。相反，由于CO2气氛的氧化性，其抗氢气孔能力较强。三、CO2焊的飞溅及防止

1、飞溅产生的原因

与CO2电弧的行为有关，具体包括以下几个方面：⑴气体爆破引起（通过脱氧可以改善）⑵电弧斑点压力引起（通过采用直流反接可以改善）⑶焊接参数不当引起（采用合理的参数可以改善）⑷短路过渡引起这是CO2焊产生飞溅的主要原因。过去的焊机采用改变回路接入电感来调节，效果非常有限。美国林肯公司建立在逆变焊机基础上的表面张力过渡（STT）专利技术使这一问题基本得以解决。

2、防止飞溅的措施

（1）正确选取焊接参数1）焊接电流与电弧电压见图4-10。熔滴的短路过渡和细滴过渡其飞溅都较小，这两种过渡形式其焊接电流的特点是前者较小，后者较大。而混合过渡飞溅最大，其焊接电流介于以上二者之间。以1.2mm的焊丝为例，焊接电流小于150A或等于300A飞溅率都小。而电弧电压与焊接电流匹配。

2）焊丝伸出长度伸出越长，飞溅越高。3）焊枪角度垂直飞溅最少，焊枪的前后倾不超过20度。

（2）细滴过渡时在CO2气体中加入Ar气，改变了纯CO2气体的物理性质。Ar气比例越大，飞溅逐渐减少，见图4-11。

（3）短路过渡时限制金属液桥爆断能量，几种方法：1）在焊接回路中串接附加电感。2）电流切换法。3）电流波形控制法。

（4）采用低飞溅率焊丝1）超低碳焊丝2）药芯焊丝3）活化处理焊丝

四、CO2焊的气体及焊丝

（一）CO2气体

1.气体性质2.提高气体纯度的措施（1）洗瓶后须用空气吹干（2）倒置排水（3）正置放气（4）使用干燥剂（5）使用时注意瓶中压力

（二）焊丝

1.对焊丝的要求（1）脱氧剂焊丝含有一定的脱氧剂，预防产生气孔，减少飞溅。（2）C、S、P的含量要低。（3）镀铜防锈和高导电。

2.焊丝化学成分和牌号见P102表4-2、4-3。

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焊熔滴过渡的最新成果：STT（SurfaceTensionTransfer表面张力过渡）（美国林肯公司专利／已有商品焊机）

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

基本电流(T0～T1)：短路前的电流，稳定在50-100A之间；

成滴时间(T1～T2)：在刚短路时，弧压感测器给出“电弧短路”的信号，基本电流在约0.75毫秒内迅速降低至10A；

“掐断”阶段(T2～T3)：紧接着成滴时间阶段，以双波上升的形式对短路的焊丝施加一大电流，通过产生的电磁收缩力加速熔化金属向熔池过渡。注意：在此阶段，焊丝与工件之间的电压不为零，这是由于铁在1550℃的熔点时的高电阻率导致的；

（短路）电压上升速度计算(T2～T3)：这一计算包含在掐断阶段内。当计算结果表明达到特定的电压上升速度时，意味着熔滴分离即将发生，电流在若干个微妙内降低到50A（注意这一事件在熔滴分离前发生，T4表明熔滴分离已发生，但电流较低）；

冲击电弧阶段(T5～T6)：这一事件紧接着焊丝从熔池分离之后，它是焊丝快速“回熔”的大电流阶段（在这一阶段焊丝熔化末端的几何形状很不规则）

燃弧阶段(T6～T7)：这一阶段是电流从等离子流冲击降低到基本电流的周期。有关介绍STT的原版英文文献，请参看网络课程的相关内容。

1、气体的性质无色、无味比空气重0.5倍升华／凝华压缩才能液化高温下会分解铝白色标准钢瓶装（40L/25kg），允许使用的最高环境温度≤40℃；压力表指示乃瓶内CO2饱和蒸气压（与液态多少无关）

指针下降即应换气！使用气瓶时应遵守有关的安全规程。主要杂质：水(减压器中预热装置乃防止水分冻结堵塞管路)去除水分的办法（P100）：①倒置排水②正置后使用前再预排气③使用干燥器（现已少见）④瓶内气压低至1MPa即停止使用焊接用CO2应符合HG/T2537-1993《焊接用二氧化碳》的要求，其纯度标准为合格品≥99.5％、一等品≥99.7％、优等品≥99.9％（V/V）。

其它指标请参见《机械工程标准汇编焊接卷》四、CO2焊的气体及焊丝（一）CO2气体（二）焊丝

1、对焊丝的要求（1）脱氧剂焊丝含有一定的脱氧剂，预防产生气孔，减少飞溅。（2）C、S、P的含量要低。（3）镀铜防锈和高导电。2、焊丝牌号和化学成分见P102表4-2、4-3。

根据最新的国家标准，焊丝用型号表示，已不再用牌号表示！⑴实芯焊丝

GB/T8110-1987《二氧化碳气体保护焊用钢焊丝》采用的是牌号表示法，如H08Mn2SiA。GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》采用的是型号表示法，如ER50-6。焊丝的直径系列有（0.5）、（0.6）、0.8、1.0、1.2、（1.4）、1.6、2.0、2.5、（3.0）、3.2mm，表面通常镀铜以防生锈（最新的技术使焊丝已取消镀铜，改为涂层，效果更好，如锦泰焊丝）。

2、药芯焊丝(flux-coredwire)

GB/T10045-1988《碳钢药芯焊丝》采用型号表示法，如EF035042GB/T17493-1998《低合金钢药芯焊丝》采用型号表示法，如E601T1-B3

注意：同是药芯焊丝，碳钢药芯焊丝和低合金钢药芯焊丝型号表示的规则不同。实芯焊丝的国内品牌较多，药芯焊丝的国内品牌不多。无论是实芯焊丝或药芯焊丝，目前进口的质量比较好，品种比较齐全，尤其是药芯焊丝。国内品牌中综合性能好、质量比较过硬的是锦泰系列焊丝。

药芯焊丝的焊接近年发展很快，应密切关注。有关焊丝标准的详细内容，请参见《机械工程标准汇编焊接卷》。补充：焊丝的选用实芯焊丝的选用比较简单，其选用原则与埋弧焊的相似，对于结构钢，主要按等强原则选用，必要时考虑化学成分。对于药芯焊丝，情况比较复杂，将在“药芯焊丝CO2焊焊”一节中再具体讨论。第四节CO2焊工艺★CO2气体保护焊一般多用于碳钢、普低钢的焊接，用药芯焊丝也可以焊一些高合金钢。CO2气体保护焊工艺的一般原则

坡口的选择：可参照GB/T985-1988《气焊、焊条电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》选择。CO2电弧的穿透能力较强，与MMA相比，可坡口角度稍小、钝边稍大。CO2焊的焊丝较细，所以间隙应小些（尤自动焊）。

焊前清理：

CO2的氧化性强，所以抗锈能力强。除非要求特别严格，否则坡口上的少量黄锈如不作清理，一般不会引起气孔，也不会导致焊缝严重增氢。但为保险起见，仍然要求焊前对焊件进行严格清理。

平焊一般多采用左焊法、立焊可采用下向焊：成形较好，但熔深较浅。

一、（细丝）短路过渡CO2焊工艺1.短路过渡焊接特点

采用细焊丝、低电压和小电流。熔滴细小而过渡频率高，电弧稳定，飞溅小，焊缝成形美观。主要用于薄板和全位置焊接。焊薄板时，不易焊穿，生产率高，变形小。★实际生产中应用最多的是细丝（≤1.6mm）/短路过渡CO2焊，其工艺要点

2.工艺参数选择工艺参数包括：焊接电流I、焊接电压U、焊丝直径Φ、（焊接速度v）、气体流量L/min、（焊丝伸出长度）l一般考虑板厚、层数、位置等因素确定焊丝直径（打底推荐使用Φ0.8mm），再确定合适的焊接电流，然后匹配以最佳的焊接电压。

（1）焊丝直径0.6～1.6mm.（2）焊接电流与焊接速度成正比。（3）电弧电压17～25V,只有在较低的弧长下才能实现焊接。（4）焊接速度通常半自动CO2焊的焊接速度在30～60cm/min。（5）气体流量200A以下薄板焊接为10～15L/min，200A以上厚板焊接为15～25L/min。（6）焊丝伸出长度焊接电流相同时，伸长增焊丝熔化速增；送丝速不变，伸出大，则电流小。适宜的焊丝伸出长度大约等于焊丝直径的10倍。（7）电源极性

一般采用直流反极性（电弧稳定、飞溅小、焊缝成形好，熔深大，生产率高）。正极性的焊丝熔速高而容深较浅，余高和飞溅大，仅在堆焊和铸铁补焊时采用正极性。

焊接电压与焊接电流的最佳匹配范围较窄，通常只有约±1V。对于0.8、1.0mm的焊丝，有一个简捷的寻找I/U最佳匹配的办法：以100A/20V为基准进行参数调节（可以通过观察电弧的行为、焊丝的熔化、铁水的铺展、收弧时熔滴球的大小等现象，听电弧的声音等来辅助判断参数是否合适）。自动焊还要考虑焊接速度是否合适。焊接电流与送丝速度的关系焊接速度与焊缝成形的关系1—焊缝厚度2—熔深3—焊缝宽度（焊丝直径1.6mm，焊接电流450A，电

弧电压38V，CO2流量20L/min）

细丝短路过渡CO2焊工艺参数的确定也可参考下列的图表。焊接电压与焊缝成形的关系1—焊缝厚度2—熔深3—焊缝宽度（

焊丝直径1.6mm，焊接电流450A，焊接速度70cm/min，CO2流量20L/min）

焊接电流与焊缝成形的关系1—焊缝厚度2—熔深3—焊缝宽度不同直径焊丝焊接12mm钢板时的焊接电流和电弧电压范围Ⅰ—短路过渡

Ⅱ—粗滴过渡

ф—焊丝直径

合适的电弧电压与焊接电流范围焊丝直径（mm）短路过渡颗粒状过渡焊接电流（A）电弧电压（V）焊接电流（A）电弧电压（V）0.530～6016～18——0.630～7017～19——0.850～10018～21——1.070～12018～22——1.290～15019～23160～40025～381.6140～20020～24200～50026～402.0——200～60027～402.5——300～70028～423.0——500～80032～44

二、（粗丝）细滴过渡CO2焊工艺★粗丝（＞1.6mm）/滴状过渡CO2焊工艺要点

工艺参数：I、U、Φ、v、L/min、（l）、送丝速度大规范：大电流、高电压、大气体流量更适合于平位置的填充、盖面焊，飞溅较大，建议在CO2中加入少量Ar。

1.特点

电弧电压比较高，焊接电流比较大。电弧持续，不发生短路熄弧现象。焊丝熔化金属以细滴形式过渡，电弧穿透力强，母材熔深大。适于中、大厚度焊件焊接。

2.焊接参数选择

（1）电弧电压与焊接电流电弧电压在34～45V范围内。焊接电流对应焊丝直径选，表4-5。在一定焊丝直径下，选较大焊接电流，就匹配较高的电弧电压。

（2）焊接速度焊接速度较高，常用焊速40～60m/h。

（3）保护气体流量气流量范围在25～50L/min。介于短路和细滴过渡的CO2焊之间，还有“混合过渡CO2焊”或“半短路过渡CO2焊”。通常以短路过渡为主，伴有部分熔滴过渡，电流和电压值比短路过渡大，比细滴过渡小。这种过渡形式在短路过渡的基础上，生产率和熔透能力提高。但熔滴过渡频率低，熔滴大，飞溅严重，一般不采用。

三、CO2焊的焊接技术1.焊前准备（1）坡口形式见P106表4-6。（2）坡口加工方法与清理加工方法如焊条电弧焊介绍同。（3）定位焊

2.引弧与收弧（1）引弧工艺见图4-7。（2）收弧工艺其主要方法如下；1）采用带有电流衰减装置的焊机，填充弧坑时的电流为焊接电流的50～70％，易填满弧坑。2）没有电流衰减装置时，弧坑未完全凝固时采用断续焊。3）使用工艺板（3）焊道的接头方法见图4-18。

3.平焊的焊接技术（1）单面焊双面成形技术1）悬空焊接简介，根部间隙见表4-7。焊接参数见表4-8。2）加垫板的焊接图4-19，焊接参数见表4-9。（2）对接焊缝的焊接技术焊接参数见表4-10。第五节CO2焊的其它方法一、药芯焊丝CO2焊药芯焊丝CO2焊，就是用药芯焊丝为电极、用CO2作为外加保护气的熔化极电弧焊。药芯焊丝——把焊药（或金属粉）包在钢带中做成的焊丝（焊条是把焊药包覆在焊芯的外面）药芯焊丝分自保护用（烟尘大、机械性能较低）、埋弧焊用（多用于高合金钢及堆焊）和气保护用（使用广泛）；按保护气成分，又可分为CO2焊用（用量最大，用于焊结构钢）以及MIG、MAG、TIG焊用（即使被焊金属相同，不同的保护气体其药芯焊丝原则上也不能相互代用）。

按药粉类型分：

有渣型——焊后有较多的熔渣，但易于调整焊缝化学成分：酸性（焊接工艺性能较好、焊缝含氢量达碱性焊条水准）（如金红石型和药芯焊丝CO2焊用的钛型）碱性（焊缝含氢量超低，但工艺性能稍差）（如药芯焊丝自保护焊多用的高氟弱碱渣系）

无渣型——金属粉芯型：焊后熔渣较少（多层焊层间可不清渣），焊接效率更高，但有些性能不如熔渣型。多用于埋弧焊、自动焊或机器人焊接以及高速CO2焊）。焊药或金属粉药芯焊丝的各种截面形状

按截面形状分：O形（<2.0mm/有缝或无缝）（无缝者可镀铜）复杂截面形直径：从0.8mm到6.0mm,用的最多的是1.0mm。3.0mm以上的粗丝多用于堆焊。药芯焊丝的型号我国已进入国家标准的药芯焊丝计有：⑴碳钢药芯焊丝：GB/T10045-2001《碳钢药芯焊丝》，如E501T-1ML等。⑵低合金钢药芯焊丝：GB/T17493-1998《低合金钢药芯焊丝》，如E601T1-B3等。⑶不锈钢药芯焊丝：GB/T17853-1999《不锈钢药芯焊丝》，如E308MoT1-3等。注：以上焊丝并非都用于CO2焊，有的型号是自保护焊丝，有的可用于埋弧焊。

☆有关药芯焊丝焊接的概况

几个概念：flux-coredelectrode（管状焊条）flux-coredwire（药芯焊丝）corewire（焊芯）flux-coredsolderwire（药芯钎料丝）fluxcoredarcwelding(FCAW)（药芯焊丝电弧焊）

GB/T5185-1985《金属焊接与钎接方法在图样上的表示代号》规定：114—药芯焊丝电弧焊（药芯焊丝自保护电弧焊Self-shieldedtubular-coredarcwelding）136—非惰性气体药芯焊丝电弧焊（活性气体保护电弧焊Tubularcoredmetalarcweldingwithactivegasshield;fluxcoredarcwelding/USA）FCAW主要用于焊接碳钢、不锈钢、低合金钢和高合金钢。

其优点：

1、高熔敷率；2、可全位置焊；3、焊缝平滑；4、药芯成分可以调整以适应不同的需要；5、用便宜气体（如100%CO2）仍获好的焊接效果；6、能耗低、综合成本低。

低碳钢焊丝在不同电流下的熔敷速度（kg/h）注：rutileCE----金红石焊条SW----实芯焊丝其缺点：1、焊丝制造复杂/价贵；2、焊丝易受潮，保管复杂。同样直径的焊丝，由于药芯焊丝的导电截面比实芯焊丝的小，所以它的熔敷效率比实芯焊丝的还要高。另外，由于有焊药，可通过调整焊药的成分，使药芯焊丝焊接的适应性、灵活性更好。

由于药芯焊丝有其无法替代的独特优点，近年发展迅速，在各种大型工程特别是合金钢焊接结构野外施工，如西气东输中得到广泛应用。

近年来，我国药芯焊丝的消耗量增长很快，国产药芯焊丝的品牌也很多，但以“大路货”较多，较有名的有：锦泰（广泰、天泰、瑞泰）、三英、大西洋、瑞达、金太阳、金桥、大桥、铁锚等，但每年还要进口大量药芯焊丝，主要是一些高档次、专用的焊丝，主要有神钢（日本）、现代（韩国）、林肯（美国）等。几种焊接方法的成本比较

☆药芯焊丝焊接对焊接设备的要求

对电源的要求使用实芯焊丝的设备完全可以使用药芯焊丝，但最好同时具备以下功能：1、极性转换：不同渣系要用不同的极性，而自保护焊多用直流正接，需要转换极性；2、电源外特性微调：以适应不同的焊药成分的要求；3、电弧挺度调节：以调节熔滴过渡形态（CO2焊也可得到喷射过渡），减少飞溅、改善全位置焊性能。

对送丝的要求加粉系数较小的药芯焊丝可用实芯焊丝送丝机；加粉系数较大的药芯焊丝，应用药芯焊丝专用送丝机（双主动送丝／送丝轮开Ｖ形槽；送1.4mm以上焊丝槽内压花）。药芯焊丝CO2焊特点优点：①生产效率更高；②气渣联合保护，效果更好；③成形好、飞溅小④扩展了CO2焊的应用范围（可焊高合金钢、可野外现场作业）。缺点：①焊丝易受潮且价高②焊接烟雾大③对送丝机构要求高④打底/全位置焊的能力不如实芯焊丝。药芯焊丝的选用药芯焊丝的种类、型号很多，性能、特点和用途各不相同，而且即使焊接同一种金属，由于施工条件（如板厚、坡口形式和尺寸、焊接位置、焊后热处理等）等不同，适用的焊丝也会有所变化。因此，焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部的质量要求、焊接施工条件以及成本等因素进行综合考虑。其大致原则如下：①对强度用钢，按“等强原则”选用，对特殊用钢（如耐热钢等）则侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致或相近；②除非对接头的力学性能有特别的要求，一般很少选用碱性焊丝，因其工艺性能差，而且一般的酸性焊丝其焊缝含氢量已很低（达到碱性焊条的水平），而工艺性能却要好得多。③即使同一型号的焊丝，由于不同厂家的焊药成分不同，其工艺等性能会有较明显的差别，应注意参考生产厂家的介绍或向其咨询。④在以上基础上，再考虑选用经济性好的品牌。

提示：药芯焊丝CO2焊由于焊药使电弧的行为发生变化，所以它的工艺参数和焊接操作与实芯焊丝CO2焊有较大的差别。

药芯焊丝CO2焊的焊接工艺参数的内容与实芯焊丝的基本相同，但应注意由于焊药的存在，具体参数及它们之间的匹配与实芯焊丝CO2焊的有所不同。如药芯焊丝CO2焊的熔滴过渡不再是单一的短路过渡，还可以是细滴过渡甚至是喷射过渡，其焊接工艺受焊药成分的影响比较大。

☆焊接工艺及参数

焊接工艺参数与实芯焊丝CO2焊基本相同，焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律亦然。电流的适用范围较宽但电压的适用范围较窄，且同种焊丝由于不同厂家的具体焊药成分的差异，实际适用电流、电压会有较大差别，所以，焊接工艺参数的选择具有一定的不确定性，厂家提供的产品使用说明书是正确选择焊接电流、电压的重要依据之一！

药芯焊丝穿透能力强，可用较小的坡口角度（比焊条、实芯焊丝的小10~20°）和较大的钝边，但对坡口的加工要求稍高。左、右焊法均可用。左图是药芯焊丝各种位置焊接的焊接电流范围，可供参考。1—平焊

2—向上立焊

3—向下立焊

4—横角焊

5—横焊

6—仰焊

二、CO2点焊（略）三、CO2气电立焊<electrogas(arc)welding>气电立焊是采用熔化极气体保护电弧焊的方法，对厚板结构不开坡口，只留较小的间隙，在立焊位置进行焊接的一种焊接工艺。它的生产效率高，特别适合于大型罐体如石油储罐的焊接。气电立焊需要采用焊缝强迫成形装置（水冷滑块），同时要妥善解决好坡口内两侧良好熔合良好、焊枪的可靠冷却等难题。气电立焊通常采用专门设计的焊接专机进行。第四章练习题1．细焊丝CO2焊时，焊丝的干伸长度取_____倍的焊丝直径，较为合适。A.5B.10C.15

2．焊接回路电感增加，会使短路电流上升速度_____。

A.增加

B.不变

C.减小3．CO2焊不适合于焊接_____。A.碳素钢B.合金钢

C.不锈钢4．CO2焊接时，应用_____。A.交流

B.直流反接

C.直流正接5．CO2气瓶的正确涂色应该是_____。A.黑

B.铝白C.黄6．CO2立焊时，如果想获得较大的熔深和较厚的焊肉，应用立向_____焊。A.上B.下

C.两端7．直径为0.8mm的焊丝适于用_____丝式送丝较为可靠。A.推B.拉8．CO2焊时，常用焊丝中的_____合金元素来联合脱除CO2电弧气氛的氧化性。A.Al和TiB.Mo和V

C.Mn和Si9．细丝CO2焊接时，能获得最佳短路过渡过程的焊接电压约在_____V左右。A.20

B.30C.4010．CO2瓶中气体压力降至_____MPa时，应停止用来焊接。A.5B.3C.1（&0.98）11．CO2焊电弧工作在静特性的_____段，常配用平（或缓降）外特性的电源，用等速送丝系统。A.下降B.水平

C.上升12．CO2焊所用的送丝方式中，_____丝式不适于远距离送丝。A.推丝式

B.拉丝式

C.推拉式13．焊接对CO2纯度（合格品）的要求是：CO2>_____％（体积比）。

A.99.5B.99.7

C.99.914．CO2+O2焊的好处主要是焊接效率高，主要用于焊接有色金属。（）15．二氧化碳气体保护焊由于CO2的氧化性，提高了抗锈能力。（）16．CO2焊不锈钢时，由于会引起焊缝增碳，所以效果不好。（）17．药芯焊丝CO2焊比实芯焊丝CO2焊的熔敷效率低，但焊接的综合成本比实芯焊丝焊接要低些。（）18．GMAW用药芯焊丝焊接，如被焊金属相同，采用不同的保护气体时，其药芯焊丝原则上可以相互代用，即变更保护气体时可以不变换焊丝，而是使用同一种焊丝。（）19．通常，酸性渣系的药芯焊丝也能获得较低的焊缝含氢量，可以达到低氢型焊条的水平。（）20．CO2焊机气路系统中的预热器可以去除CO2中含有的水分。（）21．CO2焊主要用来焊接什么金属材料？22．短路过渡CO2焊对焊接电源有什么要求？23．怎样为左焊法，右焊法？它们各有何特点？24．有哪些办法可以去处CO2中的水份以保证焊接时气体的纯度？25．什么是CO2焊？CO2焊有哪些特点？26．CO2点焊有什么特点？27．半自动CO2焊的几种各有什么特点？28．CO2焊电弧气氛为什么具有强烈的氧化性？第四章练习题答案1．细焊丝CO2焊时，焊丝的干伸长度取__B____倍的焊丝直径，较为合适。A.5B.10C.15

2．焊接回路电感增加，会使短路电流上升速度__C____。

A.增加

B.不变

C.减小3．CO2焊不适合于焊接__C____。A.碳素钢B.合金钢

C.不锈钢4．CO2焊接时，应用___B___。A.交流

B.直流反接

C.直流正接5．CO2气瓶的正确涂色应该是___B___。A.黑

B.铝白C.黄6．CO2立焊时，如果想获得较大的熔深和较厚的焊肉，应用立向___B___焊。A.上B.下

C.两端7．直径为0.8mm的焊丝适于用___B___丝式送丝较为可靠。A.推B.拉8．CO2焊时，常用焊丝中的____C__合金元素来联合脱除CO2电弧气氛的氧化性。A.Al和TiB.Mo和V