二氧化碳气体保护焊培训

二氧化碳气体保护焊培训2023/4/21第1页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊，是以焊丝和工件为电极，用特定的气体作保护，通过电弧产生的热量熔化金属形成焊接接头的。气体保护焊具有生产效率高，综合成本低，焊接变形小，适用范围大以及对焊工的操作要求较低等一系列的优点，已成为制造业，最常用的高效率焊接方法。由于采用了机械连续送丝，焊接能量比较集中，具有多种熔滴过渡方式，气体保护焊不仅操作简单，焊接质量好，而且能很容易地实现机械化自动化焊接，能全位置施焊，这就是气体保护焊方法优于传统手工焊条焊接，比埋弧自动焊应用范围更广的根本原因。2023/4/22第2页，共79页，2023年，2月20日，星期三GMAW熔化极气体保护焊。2023/4/23第3页，共79页，2023年，2月20日，星期三GMAW熔化极气体保护焊的术语。2023/4/24第4页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊焊接设备主要由焊枪、送丝机构和平特性直流电源组成。焊接材料主要由焊丝和CO2气体组成。

当焊丝与工件短路引燃电弧后，电弧及其周围区域得到CO2气体的保护，避免了熔滴和熔池金属被空气氧化和氮化。同时，在电弧高温下，CO2气体发生分解，有利于增强保护效果；另一方面，分解反应是吸热反应，对电弧产生强烈的冷却作用，引起弧柱收缩，使电弧热量集中，焊丝的熔化率高，母材的熔透深度大，焊接速度快，能够显著地提高焊接效率。2023/4/25第5页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊。2023/4/26第6页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊。2023/4/27第7页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊优点1）焊接电流密度高，电弧集中，熔化效率高，熔透深度大，焊接速度快，焊后不需清渣，生产率比焊条电弧焊高1～3倍。

2）气体和焊丝价廉，焊前准备要求低，焊后清理和校正工时少；不必更换焊条。综合成本只有焊条电弧焊的40%～50%。

3）电弧热量集中，热输入低和CO2的冷却作用，使工件受热面积小，变形小。焊接薄板时比其他焊接方法时的变形小。

4）对油和锈的敏感性很低。

5）由于保护气体的氧化性，焊缝中含氢量少，提高了焊接低合金高强度钢抗冷裂纹的能力。

6）当采用短路过渡形式时，可用于立焊、仰焊和全位置焊接。

7）明弧有利于观察，尤其是在半自动焊时可以较容易施焊。

8）操作简单，容易掌握，技术依赖性低。9）能实现自动化焊接、机器人焊接。2023/4/28第8页，共79页，2023年，2月20日，星期三CO2气体特征CO2有固态、液态和气态3种状态。液态CO2是无色液体，沸点低，在标准大气压下，约为-78℃，所以工业用CO2都是使用液态的，常温下它自己就气化。使用液态CO2经济、方便。

容量为40L的标准钢瓶可以灌入25㎏的液态CO2。25㎏液态CO2约占钢瓶容积的80%，其余20%左右的空间则充满了气化的CO2。气瓶压力表上所指示的压力值，是这部分气体的饱和压力。此压力大小和环境温度有关。当气瓶内液态CO2已全部挥发成气体后，瓶内气体的压力才会随着CO2气体的消耗而逐渐下降。

焊接用CO2的纯度应大于99.5%。CO2气体中的主要有害杂质是水分。液态CO2中可溶解约0.05%的水，这些水分在焊接过程中挥发，混入CO2气体中一起进入焊接区。随着CO2气体中水分的增加，焊缝中的含氢量亦增加，严重时还可能出现气孔。2023/4/29第9页，共79页，2023年，2月20日，星期三CO2气体的水分市售CO2气体如果含水量较高，可在焊接现场做如下减少水分的措施：

1）将新灌气瓶倒立静置1～2h，然后开启阀门，把沉积在下部的自由状态水排出。根据瓶中含水量的不同，可放水2～3次，每隔30min左右放一次。放水结束后，将气瓶正置。

2）经倒置放水后的气瓶，在使用前仍须先放气2～3min，放掉气瓶上面部分的气体。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分，这些空气和水分主要是灌瓶时混入瓶内的。

3）在气路中设置高压干燥器和低压干燥器，进一步减少CO2气体中的水分。一般用硅胶或脱水硫酸铜做干燥器，用过的干燥器经烘干后可重复使用。

4）瓶中气压降到980kPa时，不再使用。。2023/4/210第10页，共79页，2023年，2月20日，星期三CO2气体的使用在标准大气压下，CO2都是使用液态的，气化过程中会吸收大量的热量，如果没有热量的补充，温度会急剧下降，局部生成固态CO2，即干冰。所以CO2减压气化时，必须使用加热装置，防止冻结。在环境温度不变的情况下，只要瓶中存在着液态CO2，则液态CO2上方的气体压力就不会变化（指平衡状态下），CO2气体中的水分含量也无变化。但当液态CO2挥发完后，气体的压力将随着气体的消耗而下降。气体压力越低，水气分解越是相对增大，水分挥发量越多。当瓶内气体压力下降到980kPa以下时，CO2气体中所含水分将比饱和压力下增加3倍左右。如再继续使用，焊缝中将产生气孔。2023/4/211第11页，共79页，2023年，2月20日，星期三CO2焊中的气孔CO2电弧焊时，由于熔池表面没有熔渣盖覆，CO2气流又有较强的冷却作用，因而熔池金属凝固比较快，但其中气体来不及逸出时，就容易在焊缝中产生气孔。

可能产生的气孔主要有3种：一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔。

1）一氧化碳气孔

产生CO气孔的原因，主要是熔池中的FeO和C发生的还原反应：FeO+C=Fe+CO熔池开始凝固，CO气体不易逸出，于是在焊缝中形成CO气孔。如果焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn，以及限制焊丝中的含碳量，就可以抑制上述的还原反应，有效地防止CO气孔的产生。所以CO2电弧焊中，只要焊丝选择适当，产生CO气孔的可能性是很小的。

2023/4/212第12页，共79页，2023年，2月20日，星期三CO2焊中的气孔2）氢气孔

如果熔池在高温时溶入了大量氢气，在结晶过程中又不能充分排出，则留在焊缝金属中形成气孔。

电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈，以及CO2气体中所含的水分。油污为碳氢化合物，铁锈中含有结晶水，它们在电弧高温下都能分解出氢气。减少熔池中氢的溶解量，不仅可防止氢气孔，而且可提高焊缝金属的塑性。所以，一方面焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈，另一方面应尽可能使用含水分低的CO2气体。CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。

2023/4/213第13页，共79页，2023年，2月20日，星期三CO2焊中的气孔3）氮气孔

氮气主要来自空气。焊缝中产生氮气孔的主要原因是保护气层遭到破坏，大量空气侵入焊接区所致。

造成保护气层失效的因素有：过小的CO2气体流量；喷嘴被飞溅物部分堵塞；喷嘴与工件的距离过大，以及焊接场地有侧向风等。因此，适当增加CO2保护气体流量，保证气路畅通和气层的稳定、可靠，是防止焊缝中氮气孔的关键。

另外，工艺因素对气孔的产生也有影响。电弧电压越高，空气侵入的可能性越大，就越可能产生气孔。焊接速度主要影响熔池的结晶速度。焊接速度慢，熔池结晶也慢，气体容易逸出；焊接速度快，熔池结晶快，则气体不易排出，易产生气孔。2023/4/214第14页，共79页，2023年，2月20日，星期三CO2焊的冶金特点

由于CO2气体的氧化性，在电弧高温下将发生强烈的氧化反应，为避免由此带来的CO气孔等问题，必须在焊丝中加入合金成分，达到脱氧的目的。因此，CO2焊的冶金特点，主要表现为以下两点：

1、CO2气体的分解及氧化反应，CO2=CO+1/2O2

在电弧气氛中同时有CO2、O2和CO存在。在高温下O2进一步分解为氧原子：O2=2O，所以CO2气体在高温时有强烈的氧化性。

生成的CO若不及时逸出，则留在焊缝金属中成为气孔。溶入熔滴的FeO与碳元素作用生成的CO气体，则在电弧高温下急剧膨胀，使熔滴爆破而引起金属飞溅。

2023/4/215第15页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊2、脱氧反应及焊缝金属的合金化

在CO2电弧中，溶入液态金属中的FeO是引起气孔、飞溅的主要因素。同时，FeO残留在焊缝金属中将使焊缝金属的含氧量增加而降低力学性能。因此，应在焊丝中加入一定量的脱氧剂，即和氧的亲和力比Fe大的合金元素，使FeO中的Fe还原。常用的脱氧元素有Si和Mn。Si和Mn脱氧的反应方程式如下：2FeO+Si=2Fe+SiO2；FeO+Mn=Fe+MnOSiO2和MnO还能结合成复合化合物MnO·SiO2（硅酸盐），能凝聚成块，浮出熔池，成为渣壳覆盖在焊缝表面。加入到焊丝中的Si和Mn，在焊接过程中一部分被直接氧化掉和蒸发掉，另一部分消耗于FeO的脱氧，其余部分则剩余留在焊缝金属中充做合金元素。2023/4/216第16页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊CO2和O2或Ar混合使用

1）CO2气体保护气氛具有很强的氧化性，但焊接过程还不够稳定。在CO2中加入一定量O2，将进一步增强保护气氛的氧化性，通过放热反应产生较大热量，降低液态金属的表面张力，改善其流动性。同时，O2的加入使得冶金反应更加强烈，使焊缝中含氢量更低，从而提高了焊接接头的抗裂纹能力。

通常在CO2气体中加入O2较少，加入O2过多时，将使飞溅大、气孔多和恶化焊缝成形。

CO2+O2混合气体的氧化性比纯CO2更强，必然使合金元素大量烧损，为此焊丝中必须加入足够的脱氧元素。通常在CO2焊用的焊丝基础上，还需加入较多的Mn和少量的Ti等合金元素。

2023/4/217第17页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊2）CO2气体在电弧温度区间热导率较高，加上分解吸热，消耗电弧大量热能，从而引起弧柱及电弧斑点强烈收缩。即使增大电流，弧柱和斑点直径也很难扩展，从而容易产生飞溅，这是由CO2气体本身物理性质决定的。在CO2气体中加入Ar后，改变了纯CO2气体的上述物理性质和化学性质，使弧柱和斑点直径得到扩展，从而降低了飞溅量。在短路过渡焊中，一般采用50%CO2+50%Ar，非短路过渡焊中，一般采用25%CO2+75%Ar。CO2+Ar混合气体除降低飞溅外，还改善了焊缝成形，使焊缝熔宽增加、余高降低，但熔深也稍为减少。

2023/4/218第18页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊由CO2电弧焊的冶金特性得知，由于CO2气体具有强烈的氧化性。如果焊丝中没有合金成分，则焊丝熔滴和熔化金属中的Fe将被强烈氧化，生成的FeO在临近金属凝固温度时被C还原，生成的CO气体来不及逸出熔池金属，形成CO气孔。因此，必须在焊丝中加入还原性比C强的脱氧元素Si和Mn。2023/4/219第19页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊CO2电弧焊对焊丝化学成分的要求可归纳如下：

1）焊丝必须含有足够数量的脱氧元素，以减少焊缝金属中的含氧量和防止产生气孔。

2）焊丝的含碳量要低，通常要求w（C）＜0.11%，这样可以减少气孔和飞溅。

3）保证焊缝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。

H08Mn2SiA主要化学成分为：w（C）≤0.1%、w（Mn）=1.8%～2.1%、w（S）=0.7%～0.95%。含碳量低，而且有足够的Mn和Si，除起脱氧作用外，剩余部分留在焊缝中，提高了焊缝金属的力学性能和抗裂性能。所以早期普遍采用H08Mn2SiA焊丝来焊接低碳钢和低合金钢。2023/4/220第20页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊焊丝的直径不同的焊丝直径采用不同的焊接电流、电压等参数，也表现出不同的熔滴过渡形式和电弧行为。通常使用的焊丝直径有以下2种：

（1）细丝（焊丝直径≤1.2mm）这时一般以短路过渡进行焊接。其特点是电压低、电流小，适合于焊接薄板以及进行全位置焊接。焊接薄板时，生产率高、变形小。而且操作上容易掌握，对焊工技术水平要求不高。直径大于1.6mm的焊丝，如再采用短路过渡焊接，飞溅相当严重，很少应用。

（2）粗丝（焊丝直径为1.6～2.4mm）熔滴一般以颗粒过渡进行焊接。其特点是电流较大、电弧电压较高，熔滴以较小的尺寸自由飞落形式进入熔池。细颗粒过渡时，电弧穿透力强，母材熔深大，适合于焊接中等厚度以及大厚度工件。2023/4/221第21页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体保护焊有关执行标准GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T14957-1994《熔化焊用钢丝》GB/T10045-2002《碳钢药芯焊丝》GB/T17493-1998《低合金钢药芯焊丝》GB/T985-1988《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口

的基本形式与尺寸》GB/T6052-1993《工业液体二氧化碳》HG/T2537-1993《焊接用二氧化碳》GB/T4842-1995《纯氩》JB3223-1996《焊接材料质量管理规程》2023/4/222第22页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊分类按焊丝直径，熔化极气体保护焊可分为两个大类：——细丝气体保护焊丝直径小于等于1.6mm的焊丝，属于细丝。实心焊丝细丝焊丝直径有0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm等，药芯焊丝最小直径为1.2mm。一般钢结构焊接中应用最广的焊丝是1.0mm、1.2mm，造船等行业也有使用1.4mm，1.6mm主要用于自动焊。——粗丝气体保护焊丝直径大于1.6mm的焊丝，属于粗丝。粗丝焊丝主要用于较厚板的自动焊接、堆焊等。2023/4/223第23页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊焊丝直径的选择。焊丝直径的选择，要多方面加以考虑。从焊接熔敷效率的角度考虑，应根据焊接电流，电流密度，选择焊丝直径。在许可的范围内，尽可能地选用大直径的焊丝，大的焊接电流，以获得尽可能高的的生产效率。从产品结构，焊缝尺寸的角度考虑，应根据结构特点，焊接位置，焊缝尺寸，选择适当的焊丝直径。如全位置的焊接，就应该使用较细的焊丝直径，特别要注意，由于轻型结构钢板较薄，焊接尺寸较小，作为轻型结构制作的主要问题，为了控制焊接变形，要避免使用过大的焊丝直径。由于对轻轻型结构的认识不够，根据重钢制作的经验，采用过大的焊丝直径，去焊较小的焊脚，结果肯定是不理想的。2023/4/224第24页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊分类按焊丝类型分类，可分为两大类：——实芯焊丝通常的熔化极气体保护焊丝，均为外表镀铜的实芯焊丝。实芯焊丝制造、使用和保存都较为简单，但存在焊接时飞溅大、成型较粗糙的缺点。一般采用混合气体保护或改用药性焊丝加以改进。——药芯焊丝药芯焊丝由于内芯的焊剂，能起到稳定焊接作用，并形成了气-渣联合保护，焊缝成型美观、抗气孔能力强，但焊接成本稍高。药芯焊丝分为C型和O型两种，C型由钢带制成，制作工艺较简单；O型由管材拉拔而成，外表可以像实芯焊丝一样镀铜。2023/4/225第25页，共79页，2023年，2月20日，星期三O型无缝焊丝2023/4/226第26页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊分类按保护气体分类，可分为三大类：——纯二氧化碳气体保护焊丝

GMAW、CO2、FCAW（GS）碳钢熔化极气体保护焊通常采用纯二氧化碳气体保护。实芯焊丝采用纯二氧化碳气体保护时存在焊接飞溅大、成型较粗糙的缺点。药芯焊丝采用纯二氧化碳气体保护即能获得满意的效果。——混合气体保护焊丝

GMAW、MAG、MIG实芯焊丝采用氩气和二氧化碳混合气体保护，可减少飞溅，改善焊缝成型。氩气比例达到75%以上时，能实现熔滴射流过渡，提高焊接生产率，获得满意的焊缝成型。——自保护焊丝

FCAW（SS）当焊芯中含有造气剂、脱氧脱氮合金元素时，焊接时不需要外加保护气体。自保护焊丝抗风能力强，适用于野外、高空等作业环境，非重要结构的焊接。2023/4/227第27页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体保护焊的发展和改进采用实心焊丝和纯CO2气体的气体保护焊，作为早期采用的，最基本的组合方式，在小电流短路过渡形式下，仍可取得满意的效果。但在较大电流，其他熔滴过渡形式下，存在着焊接飞溅严重、焊缝表面成型粗糙等不足。解决的途径有两种。一种是从焊丝着手，可采用药芯焊丝。由于焊芯中焊剂的作用，使电弧更加稳定，飞溅减小，焊缝表面少量的焊渣使焊缝表面更加光洁，缺陷更少。适当调节焊剂成分，还可以适应不同的使用场合，起到特殊的作用。药芯焊丝也有两种类型，带缝的和无缝的，各有利弊，同时并存。

2023/4/228第28页，共79页，2023年，2月20日，星期三气渣联合保护的FCAW药芯焊丝2023/4/229第29页，共79页，2023年，2月20日，星期三混合气体的使用另一种途径，是从保护气体着手，采用Ar-CO2混合保护气体。在小电流短路过渡形式时，随着Ar气体成分的增加，焊接飞溅显著减少。理想的射流过渡有一个较高的临界电流值。随着Ar气比率的提高，达到射流过渡的临界电流值会减小。当Ar气体成分达到一定比例时，焊接电流达到某一临界值后，过渡方式产生突变，熔滴过渡实现射流状的喷射方式，达到熔滴颗粒细小，电弧非常稳定，焊接飞溅几乎为零的理想状态。这也是采用混合气体的一个主要原因。2023/4/230第30页，共79页，2023年，2月20日，星期三混合气体的使用100%CO250%Ar+CO280%Ar+CO2飞溅率%Ar比例%焊丝电弧熔滴在小电流短路过渡形式时，随着Ar气体成分的增加，焊接飞溅显著减少。当Ar气成分达到一定比例，焊接电流达到某一临界值后，熔滴过渡方式产生突变，实现射流状的喷射方式，达到熔滴颗粒细小，电弧非常稳定，焊接飞溅几乎为零的理想状态。2023/4/231第31页，共79页，2023年，2月20日，星期三两种改进方式的对比由于两种保护气体方式都有各自的优点，究竟采用哪一种方式，就成了经常讨论的话题。

一般说来，国内的药芯焊丝价格还是偏高，加上单位重量焊丝的金属获得率较低，焊接时烟尘也较大，往往在大型构件、室外或现场焊接时采用，更能发挥其焊接效率高、抗风能力强、全位置焊接性能优良的优点。

而在室内施工，构件易翻身、焊接位置较简单的条件下，实心焊丝和Ar-CO2混合保护气体的组合，更为适合，特别是板厚较薄焊接尺寸较小的结构。

当然，这里还有一个行业或国家地区的习惯的因素。造船厂更青睐药芯焊丝，而结构制造厂，更喜欢混合气体保护的实心焊丝。2023/4/232第32页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔滴的过渡形式熔滴过渡分为自由过渡和短路过渡。熔滴从焊丝端头脱落后，通过电弧空间自由运动一段距离后，落入熔池的过渡形式称为自由过渡。熔滴与熔池短路接触，由于强烈过热和磁收缩的作用使熔滴爆断，直接向熔池过渡的形式称为短路过渡。熔滴的自由过渡又可分为滴状过渡和喷射过渡两种形式。—焊接电流较小时，熔滴的直径大于焊丝直径，当熔滴的尺寸足够大时，主要依靠重力将熔滴缩颈拉断，熔滴落入熔池，熔滴的这种过渡形式称为滴状过渡。—熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式称为喷射过渡。2023/4/233第33页，共79页，2023年，2月20日，星期三滴状过渡形式滴状过渡有轴向和非轴向两种形式：手弧焊、富氩混合气体保护焊时，熔滴在脱离焊条（丝）前处于轴向（下垂）位置（平焊时），脱离焊条（丝）后也沿焊条（丝）轴向落入熔池的过渡形式称为轴向滴状过渡。在多原子气氛中（CO2、N2、H2），阻碍熔滴过渡的力大于熔滴的重力，熔滴在脱离焊丝之前就偏离焊丝轴线，甚至上翘，在脱离焊丝之后，熔滴不沿焊丝轴向过渡，形成飞溅，称为熔滴非轴向滴状过渡。2023/4/234第34页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊的喷射过渡形式喷射过渡还可分为射滴和射流过渡两种形式：a）在某些条件下，形成的熔滴尺寸与焊丝直径相近，焊丝金属以较明显的分离熔滴形式和较高的加速度沿焊丝轴向射向熔池，称为射滴过渡。b）在某些条件下，因电弧热和电弧力的作用，焊丝端头熔化的金属被压成铅笔尖状，以细小的熔滴从液柱尖端高速轴向射入熔池的过渡形式称为射流过渡。

这些直径远小于焊丝直径的熔滴过渡频率很高，看上去好像在焊丝端部存在一条流向熔池的金属液流。2023/4/235第35页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊的短路过渡形式焊条或焊丝端部的熔滴与熔池短路接触，由于强烈过热和磁收缩的作用使熔滴爆断，直接向熔池过渡的形式称为短路过渡。熔滴的短路过渡频率可达20～200次/s。有经验的焊工能根据过渡的频率，判断电弧的稳定性。2023/4/236第36页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊的混合过渡形式短路过度形式的不足短路过渡的形式，电弧核查成形控制容易，适合于全位置焊接，应用广泛。特别在管子、薄板焊接时。但是焊接生产效率较低，最主要的问题是，熔深较浅。所以在AWSD1.1、船级社等规范中，限制规定较多。熔滴的混合过渡在一定条件下，熔滴过渡不是单一形式，而是自由过渡与短路过渡的混合形式，这就称为熔滴的混合过渡。例如，管状焊丝气体保护电弧焊及大电流CO2气体保护电弧焊时，焊丝金属有时就是以混合过渡的形式向熔池过渡。2023/4/237第37页，共79页，2023年，2月20日，星期三焊接的飞溅熔焊时，在熔滴过渡过程中，一部分熔滴溅落到熔池以外的现象称为飞溅。产生飞溅的原因有以下几个方面：⑴气体爆炸引起的飞溅

涂料焊条焊接及活性气体保护焊时，由于冶金反应产生大量CO气体，气体的析出猛烈，尤如爆炸，使液体金属发生粉碎形的熔滴而溅落，成为飞溅。⑵斑点压力引起的飞溅

电弧中带电质点——电子和阳离子，在电场作用下向两极运动，撞击在两极的斑点上产生压力，称为斑点压力。焊条端部的熔滴在斑点压力的作用下，十分不稳定，不断地跳动，有时被顶到焊丝的侧面，甚至使熔滴上挠，最终在重力和斑点压力的共同作用下，脱离焊丝成为飞溅。手弧焊和CO2气体保护焊采用直流正接时经常会发生这种类型的飞溅。2023/4/238第38页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊的飞溅⑶短路过渡引起的飞溅

CO2气体保护焊采用短路过渡时，在短路的最后阶段，如果还继续增大焊接电流，这时的电磁收缩力使熔滴往上飞起，引起强烈飞溅。这是最常见的飞溅形式。2023/4/239第39页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式通常在手工焊和其他焊接工艺中，不关注熔滴的过渡形式。但在熔化极气体保护焊工艺中，熔滴过渡形式非常重要，可以选择和控制。一般分为：小电流时的短路过渡，大电流时的颗粒过渡和富氩保护下的射流过渡三种形式。2023/4/240第40页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式短路过渡形式颗粒过渡形式射流/喷射过渡形式2023/4/241第41页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊的熔滴过渡形式如在美国轻钢结构焊接工艺规程中，规定小尺寸焊接可以使用短路过渡的形式，大尺寸焊接可使用喷射过渡，而尽量避免颗粒大、飞溅严重的电流区间。2023/4/242第42页，共79页，2023年，2月20日，星期三钢结构制作的气体材料GB/T4842GB/T10624GB/T6052HG/T2537GB6819HG/T3661《氩气–纯氩》《氩气–高纯氩》《工业液体二氧化碳》《焊接用二氧化碳》《溶解乙炔》《焊接切割用气体》2023/4/243第43页，共79页，2023年，2月20日，星期三CO2气体的要求CO2气体根据用途的不同，有多种标准。早期的气体供应，执行GB/T6052-1993《工业液体二氧化碳》标准，纯度低和水分含量高，使用时易产生气孔，使用时需要采取多种措施。HG/T2537-1993《焊接用二氧化碳》标准；质量高于工业液体二氧化碳；食品级的二氧化碳质量更高，目前大型企业液罐方式也使用食品级优质气体。产品名称纯度规格执行标准工业液体二氧化碳≥99.0％GB/T6052-1993焊接用二氧化碳

≥99.5％HG/T2537-1993食品级二氧化碳

≥99.9％GB10621-2006高纯二氧化碳

≥99.995％-99.999％QN/JHQ4/244第44页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体的要求根据GB/T6052-1993《工业液体二氧化碳》和HG/T2537-1993《焊接用二氧化碳》标准；GB/T4842-1995《纯氩》和GB/T10624-1995《高纯氩》等标准，“焊接二氧化碳”质量要求高于“工业液体二氧化碳”，分优等、一等品和合格品三个等级；纯氩为一个等级，高纯氩也分优等、一等品和合格品三个等级。气体种类纯度要求（%）水分限制（%）其他要求焊接CO2≥

99.5≤0.05无异味，油不得检出纯氩Ar≥

99.99≤0.0015N2

≤0.005%；O2≤0.001%H2

≤0.0005%2023/4/245第45页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体钢瓶的使用要求1.钢瓶应存放在通风、干燥、远离热源（如阳光、暖气、炉火）处，避免温度过高。2.附属装置阀、接头、及压力调节器装置需无泄漏、无损坏，状况良好。3.钢瓶不能卧放：理由是如果钢瓶卧放，竖立的钢瓶要有防倒装置。4.钢瓶要定期接受安全检验，接受压力测试合格之后，再继续使用。2023/4/246第46页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体钢瓶的使用时间1.容量为40L的标准钢瓶可以灌入30kg，但是一般装灌80%约25㎏的液态CO2

；2.液态CO21kg气化后大约可得CO2气510升；3.钢瓶一瓶，约可以产生CO2气1250升；4.按照每台焊机每分钟20L/min的标准流量计算，可使用10.5小时；5.按照每台焊机60~70%的燃弧率计算，可使用2个工作日（班）。2023/4/247第47页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊实心焊丝根据GB/T8110《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准规定，气体保护电弧焊用实芯焊丝型号，按熔敷金属的抗拉强度、焊丝化学成分分类及附加化学成分划分。碳钢焊丝化学成分分类见表。成分类别使用特点保护气体备注ER49-1ER50-2ER50-3ER50–4ER50-5ER50-6ER50–7ER50-G短路过渡全位置焊--主要用于单道焊--适用于较大电流，全位置，适用于较大电流适用于较快焊接速度--CO2CO2/Ar+CO2CO2/Ar+CO2CO2CO2CO2CO2/Ar+CO2CO2原H08Mn2SiA----不要求冲击性能不要求冲击性能应用最广----2023/4/248第48页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体的供给保护气体的供给，规模较小的工厂，或局部现场，可采用瓶装气体，现混合气体也有成品供应。

大规模的生产方式，应采用汇流排集中管路供气，条件允许时，应考虑槽车运输、液罐储存、管道输送的方式。不仅使用方便，气体质量也有所提高。2023/4/249第49页，共79页，2023年，2月20日，星期三熔化极气体保护焊实心焊丝型号表示焊丝中含有某附加化学成分表示焊丝的化学成分类别表示熔敷金属的抗拉强度的最小值为50kgf/mm2表示焊丝根据GB/T8110《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准规定，气体保护电弧焊用实芯焊丝型号，按熔敷金属的抗拉强度、焊丝化学成分分类、及附加化学成分划分。气体保护电弧焊用实芯焊丝的型号举例如下：ER

50-6-X2023/4/250第50页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体保护焊碳钢药芯焊丝型号表示夏比冲击功在-40℃不小于27J表示保护气体：Ar75%~80%+CO2表示熔敷金属的抗拉强度的最小值为50kgf/mm2表示药芯焊丝表示焊接适用位置为全位置，（平焊和横焊—0）表示焊丝表示焊丝类别特点：外加保护气，直流电源，焊丝正极，单道或多道根据GB/T10045《碳钢药芯焊丝》标准规定，碳钢药芯焊丝的型号按熔敷金属的抗拉强度、冲击吸收功要求、焊丝类别、保护气体、焊接适用位置和焊接电流种类划分。碳钢药芯焊丝的型号举例如下：E

501T-1ML2023/4/251第51页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体保护焊低合金钢药芯焊丝型号表示熔敷金属化学成分分类代号表示熔敷金属的抗拉强度为620~760MPa表示药芯焊丝表示推荐的焊接位置为全位置，（平焊和横焊—0）表示焊丝表示焊丝渣系主要为金红石根据GB/T17493《低合金钢药芯焊丝》标准规定，低合金钢药芯焊丝的型号按熔敷金属的力学性能、焊接适用位置、焊丝类别特点、及熔敷金属的化学成分进行划分。

低合金钢药芯焊丝的型号举例如下：

E

601T

1-B32023/4/252第52页，共79页，2023年，2月20日，星期三低合金钢药芯焊丝熔敷金属化学成分代号型号焊丝渣系特点保护气体电流类型EXXXT1–X

EXXXT4–X

EXXXT5–X

EXXXT8-X渣系以金红石为主体，熔滴呈喷射或细滴过渡渣系具有强脱硫作用，熔滴呈粗滴过渡渣系为氧化钙-氟化物，碱性，熔滴呈粗滴过渡渣系具有强脱硫作用气保护自保护气保护自保护直流，焊丝接正极直流，焊丝接正极直流，焊丝接正极直流，焊丝接负极EXXXTX-G渣系、电弧特性、焊缝成形及极性不作规定2023/4/253第53页，共79页，2023年，2月20日，星期三不锈钢药芯焊丝型号。表示自保护型，采用直流，焊丝接正极表示熔敷金属的化学成分分类代号表示药芯焊丝表示对熔敷金属中含Mo量有特殊要求表示焊丝表示适用于全位置焊接根据GB/T17853-99《不锈钢药芯焊丝》标准规定，不锈钢药芯焊丝的型号按熔敷金属的化学成分、焊接适用位置、保护气体及焊接电流种类进行划分。不锈钢药芯焊丝的型号举例如下：E

308

Mo

T

1-32023/4/254第54页，共79页，2023年，2月20日，星期三不锈钢药芯焊丝气体保护和电流类型不锈钢药芯焊丝熔敷金属化学成分类别的表示方法，基本上和材料化学成分分类、焊条熔敷金属化学成分分类的表示方法一致。焊丝保护气体种类、电流类型的表示方法见表。型号保护气体电流类型焊接方法EXXXTX-1EXXXTX-3EXXXTX-4RXXXTX-5EXXXTX-GRXXXTX1-GCO2气体保护无气体保护（自保护）75～80%Ar+CO2气体保护100%Ar气保护不作规定不作规定直流，焊丝接正极直流，焊丝接正极直流，焊丝接正极直流，焊丝接负极不作规定不作规定FCAWFCAWFCAWGTAWFCAWGTAW2023/4/255第55页，共79页，2023年，2月20日，星期三药芯焊丝牌号药芯焊丝的牌号是在我国药芯焊丝生产初期，在原国家《焊接材料产品样本》中，根据药芯焊丝的主要用途及性能特点命名的。现有关国家标准已经对药芯焊丝型号作了统一规定，但由于药芯焊丝牌号沿用已久，部分表示方法和代号与焊条牌号类似，故在各制造商自行命名牌号时，在牌号前冠以企业名称代号后，仍在继续使用。2023/4/256第56页，共79页，2023年，2月20日，星期三药芯焊丝牌号举例药芯焊丝的牌号举例如下。表示气体保护表示焊接结构钢用表示金红石型渣系，交直流两用表示熔敷金属的抗拉强度的最小值为490MPa(50kgf/mm2)表示药芯焊丝表示添加元素NiY

J

50

1

Ni-1牌号保护类型型号保护类型YJXXX-1气体保护YJXXX-3气体保护和自保护两用YJXXX-2自保护YJXXX-4其他保护形式2023/4/257第57页，共79页，2023年，2月20日，星期三自保护SSFCAW熔化极气体保护焊2023/4/258第58页，共79页，2023年，2月20日，星期三气保的熔深第59页，共79页，2023年，2月20日，星期三气保焊工艺参数对熔深的影响第60页，共79页，2023年，2月20日，星期三气保焊工艺参数对熔深的影响气体保护焊的工艺参数中，焊接电流对熔深的影响较大，而电压对焊缝宽度的影响较大。当然电流电压不是孤立的，而且当电流选定后，电压的微调匹配是非常重要的。250A26V40cpm300A29V40cpm350A35V40cpm400A35V40cpm450A38V40cpm第61页，共79页，2023年，2月20日，星期三气保焊焊炬（焊丝）的倾角气体保护焊焊炬角度和熔深的关系前进法（左向法）后退法（右向法）第62页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体保护焊自动小型角焊机气体保护焊自动小型角焊机，实际上是一台能夹持气体保护焊焊炬的小型可调速的焊接小车，由于它能自动跟踪焊缝，所以是一种简易的自动角焊装置。该小车侧面两个靠轮，利用两个靠轮支架的长度差，使小车行进时偏向焊缝方向，能始终沿着角焊缝的立板行进，所以，也可把这种装置称之为角焊缝跟踪器。

气体保护焊自动小型角焊机结构简单、重量轻、使用简便，可使用普通的气体保护焊电源和送丝机构，配用药芯焊丝，可获得满意的效果。如操作熟练，一名焊工可操纵两台或多台，焊接效率的提高更为显著。2023/4/263第63页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体保护焊自动小型角焊机2023/4/264第64页，共79页，2023年，2月20日，星期三气体保护焊自动小型角焊机2023/4/265第65页，共79页，2023年，2月20日，星期三焊接自动化和其他行业相比，钢结构的焊接较容易实现机械化和自动化，目前钢结构焊接的合理化自动化已达到了较高水平。但是仍有不少难以完全实现自动化，或对焊工操作技能要求较高，或者在流水线生产中的某一环节消耗工时较多成为瓶颈，以及现场施焊困难或较难控制质量的情况存在。因此，国外钢结构生产也有不少焊接机器人应用的实例。在国内焊工劳动力成本日益增高的情况下，机器人的应