川岛先生焊接培训_材料科学_工程科技_专业资料.ppt

1、川岛先生焊接培训资料,一、熔焊基础原理 1 送丝机构 2 焊枪构造 日立、松下、OTC等可以互换 3 焊机和机器人接口：断丝、电弧发生、断气、断弧等信号传给机器人。 4 焊接面板的设定： （1）S350 焊丝直径、气体种类、个别式/一元式 （2）E350II EL350 参数D113 为ON 是个别式 OFF 是一元式（出厂设置为一元式） (3) 电压调节方式： 个别式 : 参数 焊接电流100A 焊接电压18V 200A 22V 电流大小影响送丝速度，电流大小和送丝速度成正比。 一元式：最理想是焊接电压为17V 电压AP=100% 焊接电流100A 焊接电压为18V 电压AP=100% 焊接

2、电流150A 一元式的设定条件为焊丝长度15毫米，焊接速度70厘米/分钟、焊丝直径1.2,焊接电压,焊接电流,18v,110%,86%,当更换焊丝时，焊丝长度变化时要进行焊机特性文件的测定。E电源不需要，S350、S500电源需要10%相当于1V. 机器人送出的指令是模拟量 AWELD 5.0 5V焊接电流测量值是180A VWELD 3.1 4V焊接电流测量值是 150A 2V焊接电流测量值是 100A 如果焊机有问题时，可根据焊接电流为180A时，看焊接电流指令值OUT2的值是否为5V。 XRC MOTOWELD-S350 报警序列 1.6S中无检测到电弧就停止输出，3秒不起弧报警电弧起弧

3、异常。起弧后又断弧，超过1。6秒，会报警断弧。 内部回路图（维修人员使用不再详谈）,二 电弧发生原理 假设焊接电流100 焊接电压17v是最好状态。电弧不稳定会有噗噗的声音，检查地线连接是否好，或正极安装不好 如果地线连接不好，可能产生3v的压降，设定17v可能只有14v 200AX0.015欧姆= 3V 短路焊接时电压升，电流也升。电压降时电流也降是正比关系。 脉冲焊接时，电弧发生后焊丝离开母材，电压升高电流也升高，尽管使用个别式。 TIG焊最高温度达到16000度，作业人员不要戴隐形眼镜，弧光的能量 100%CO2 80%Ar+20%CO2 100%Ar是递增的。 焊接电弧的声音：短路焊接

4、时 脉冲焊接时：呜嗡的声音。 气体保护焊情况：送丝是否顺畅，电极是否合适， 直径1.2mm的钢焊丝，电极孔径一般为1.24mm 铝焊丝为1.3 毫米，因为铝丝在焊接时膨胀系数大，所以铝丝焊接时不能用钢焊丝的导电嘴,焊丝伸出时有些弯曲，导电嘴易磨损，严重时会影响到焊丝的伸出长度，即焊接电流。连续焊接2 4小时就要更换电极，有的焊接质量不好和电极的磨损严重有关系。 二氧化碳保护气焊接，飞溅较多 混合气体保护焊接飞溅较少，金属很硬而脆 日本YGW Y丝 TIS3302 日本工业标准 YGW1114短路CO2保护焊 ,YGW1517混合气体保护焊 三 工具的校准： 机器人焊接时，有的客户要求焊丝是13

5、毫米问清客户焊丝要伸出多长，在校验工具尖端点，必须调好条准。否则不能调好工作站的。确认点为三个姿态。 1在外部轴上做一个。 2固定的地方做一个。 如果已交付了，客户后来又提出程序不行了，首先要看两个确认点是否发生了偏移，再看工件是否偏移。并且纪录在本子上。,焊接电流的设定,焊接电压的设定,薄板的焊接电压=电流 0.04+161 （v）电流是90A时 焊接电压为90 0.04+161 （v）=19。120。1v 厚板的焊接电压=电流 0.04+181 （v）电流是310A时 焊接电压为310 0.04+181 （v）=28.432.4v 当用小于1.0的焊丝时，焊接电压要比1.2的焊丝设高12v

6、,粗丝电流容易通过，阻抗小。如果是200A电流，有0.01欧姆的电阻就会有2 v的压降.设定的 18V实际 只有 16V 进行焊机特性确认时，试板的厚度要和工件的一致。厚板焊接使用0.9的焊丝是不合适的。6mm的板用90A的电流焊接电弧是不稳定的.电压调节不要把一元式/个别式搞错.,焊接方向,5,注意事项 焊接速度、焊枪角度、焊丝直径、保护气弧长、焊接电源、电极和母材的距离保护气罩都是影响焊接质量的因素。 六 咬边的原因： 1 电压大 2电流小 3焊枪角度,易产生上咬边,易产生下咬边,防咬边措施,偏离距离,防止咬边电流值和偏离距离关系,250A以下 偏离距离01mm 250A以上 偏离距离14

7、mm 电压太大要烧穿,看背面熔深是否好,背面看有断续的线状凸起,是烧穿的临界状态. 熔深=板厚的10% 大的飞溅电压太大造成,降低电压热量不足熔深不够. 线能量(J/cm)=电流(A)X电压(V)X60/焊接速度(cm/min),要了解实际焊接情况，用面罩观察电弧的情况，飞溅是密集还是偶尔发生，对策不一样的。有无缝隙焊接速度是不一样的，无缝可以焊的快，有缝焊的要慢些。 三现主义：现物、现场、现象 用自己的眼睛观察多实践，用怀疑的态度观察，不要盲目的相信别人。象送丝机构等基础问题都要亲自确认。中途介入某项工作要从最基础的工作做起，对前者的工作确认,焊丝长度的变化,焊丝伸出长度参考值,焊枪角度调节

8、,焊枪角度的调节: 一般采用前进法,焊丝和法线夹角为530度角.后退法不推荐,但是焊接1mm的板时用此法效果好.有坡口时焊接也用.,焊接方向,前进法,后退法,焊接方向,0.81.0薄板对接焊接焊缝表面凸凹不平问题对策,1.混合气体采用95%Ar+5%O2. 2.采用后退焊接方法:电弧稳定,焊接电流6070A.,凸凹不平,t=0.81mm,搭接,角接 250A以下4050度 250A 以上 3545度,搭接焊缝,30,45,保护气流量,保护气的流量=喷嘴内径+05(l/min) 保护气流量不足影响焊接质量 当风速2m/s时要采取防风措施.电风扇吹风也会影响的.,香烟的烟横飘时的风速达到2m/mi

9、n,保护气的特征,CO2保护气:熔滴大象石头落入水池中一样落入熔池中会产生飞溅;熔深大,价格便宜.不会形成射流过渡.电弧窄,薄板焊接易烧穿. Ar气: 引弧易,电弧稳定;熔深不好”指状” 98%Ar+2%O2:熔滴小飞溅小,焊接不锈钢使用,不锈钢熔滴表面张力较大,不易下落,加入O2,使熔滴易过渡. 混合气体80%Ar+20%CO2:碳钢焊接效果最好飞溅少,可形成射流过渡.不易烧穿.日本使用MAG,飞溅不用清理,综合成本和CO2一致.,熔滴过渡形态,短路过渡和射流过渡的波形图,短路过渡时的电流波形 射流过渡波形,100A,300A,250A,100A,50A,负载持续率,焊机的负载持续率:E35

10、0II的电源350A时的负载持续率为60% 如果使用320A的电流时的负载持续率为: 60% (350/320)2=71.8% 连续焊接7分钟后,休息3分钟. 连续焊接使用的电流:350X350X60%=270A 因为需要换夹具所以270A290A连续工作是没问题的. 焊枪也有负载持续率的问题: (1)CO2焊接时负载持续率为60%短路焊接电流200A,焊接电压2022V. (2)MAG 焊接时的负载持续率为 40%60% ,脉冲焊接时大电流要用水冷焊枪,焊丝种类和熔附金属的力学性能,短路焊接与脉冲焊接对比,CO2/MAG焊接 电流发生消失重复发生,飞溅较多. 弧长1mm P37短路电流增加速

11、度1 P38短路电流增加速度2 P47短路电流目标值,脉冲焊接在250A以上几乎没有飞溅 弧长3mm P31脉冲电流提升速度1;P40脉冲目标值 P32脉冲电流提升速度2;P08脉冲电流最大值,P31,P40,P32,P08,脉冲焊接参数的调整,短路过渡时,提高电压短路次数变少,P31增大弧长就增长 P08脉冲峰值电流,如果小颗粒飞溅多,就降低它 P10脉冲时间 脉冲力=PXPT=P08X P10 降峰值电流,提高脉冲时间可保持脉冲力的不变. 脉冲力过大,易产生飞溅,过小又不能规则的出现熔滴,会发生短路 P10 大,颗粒变小;P10调小,不能形成规则的熔滴,就产生大颗粒飞溅. 高速焊接时,峰值

12、电流P08,大峰值时间P10短,会增加熔滴过渡频率. 脉冲焊接每增加10A的电流,电压就变化0.20.3V. 脉冲焊接时改变焊接电压,焊接电流变化不大.,P37,P47,P38,哪些参数影响焊接质量,焊丝 焊枪角度 行进角度 焊接电流焊接电压焊接速度 1 示教时焊枪角度行进角度.要考虑焊缝的高度.如果焊缝很接近你的导电嘴,电弧会移到后部加速电极的损耗; 2夹具干涉情况,尽量使焊枪立起来; 3示教时没有焊缝,所以要考虑到.实际电弧却到后部去了,电流是走最近的路线的.短路电流有时达到600700A,可能烧坏焊枪焊机. 4焊接终止条件的决定.焊接时焊丝是15mm, 焊丝会长会弯曲,弧坑电弧结束命令时

13、产生爆丝飞溅.如溅到电极上会影响以后的焊接;焊丝短电压高电流低,粘丝不起弧.,E电源熄弧特性的P参数调节,P14回烧控制平均电流 P15回烧控制的平均电压 P16回烧控制时间 P17焊丝端部熔球控制的峰值电流 P18焊丝端部熔球控制的峰值时间 P19焊接后防止焊丝和母材粘着的电压 P20防粘丝时间 出厂设置为100 可根据实际情况调节,P15回烧120,调大 P16 120 调小 P17 90 P20 P15 80;P16 80;P20 20. 焊丝伸出15mm以上时 , 将P15 120;P16 120,P17 90 详见E350II说明书53页,P11,P18,P19,I,P17,P14,

14、t,V,P15,P16,P13,P12,同样是10%含义不同,具体看参数 熄弧电流每降510A电压升高12V.S350按照正常焊接的70%设定熄弧条件. 如果丝短加快送丝速度,或提高电流510A,或降低电压12V. 如果焊接园管时,焊缝搭接510mm,示教时要考虑到,在起始位置做好标记,结束时的焊丝干伸长度根据焊缝的高度要调整为1820mm.才能保证实际焊接时的焊丝干伸长度是15mm.,飞溅问题,引弧开始的飞溅防止 1 四个P参数的设置(E 电源) 起弧命令开始后,慢速送丝23m/min,同时电压提高,电流渐降防止爆丝的产生.正常焊接是200A,70cm/min. P00起弧时焊丝向母材的送进

15、速度:80; P01焊丝和母材接触电弧发生时的速度: 80 ; P04起弧的脉冲时间:90; P05:维持熔池稳定的加热条件的平均电流110 起弧处凸起: 对策起弧的5mm距离上电流要高1.52倍,起弧处凸起,焊缝宽,飞溅问题及对策,ARCON AC=150 AVP=100 MOVL V=80,调整为: ARCON AC=130 AVP=120 ARCCTS AC=150 AVP=100 DIS=13 MOVL V=80 电流降低2030A,电压升高23V,DIS=3mm,150A,130A,电流渐变命令ARCCTS,短路过渡时飞溅产生的原因,1.电流电压不匹配 150A以下:焊接电压=电流X

16、0.04+161V(1.2焊丝,1.0焊丝加14) 150A以上:焊接电压=电流X0.04+182V 电压太低颗粒小;电压太高颗粒大 电压不足时要调高1V,或降低焊接电流5A;1mm以下的薄板采用后退焊接方法. 电压太大时:焊丝回烧严重及飞溅,要1V的下调; 或电流以5A为单位上调 行进角以5度为单位调整 2.行进角度不合适 3.保护气流量不合适,焊接方向,5,短路过渡时飞溅产生的原因及对策,1大颗粒飞溅 P08脉冲峰值电流:增大110%;P10脉冲峰值时间 增大110%. 2小颗粒飞溅发生:P08 调到90 ;P10调到95 主要是调节峰值电流.,脉冲焊接时飞溅的种类及对策,一.小颗粒飞溅

17、小颗粒规律的产生少量的飞溅:原因是短路次数多,要加大P08,P10 小颗粒规律的产生大量的飞溅:原因是脉冲力大以10%为单位降低P08. 二.大颗粒飞溅 1.不定期无规律的特别剧烈的.短路时间太长,不能起弧完全短路造成. 对策:增大P24 2.不剧烈的大颗粒飞溅:熔滴没断起弧判断错误造成. 对策:P23以50%增长,P24以10%降低;P46短路时熔滴过渡时间以50%增长调节,气体流量对焊接的影响,合适的流量=喷嘴的内径+05L/min. 内径为16mm的喷嘴,流量应为1621 L/min. 1流量大于30 L/min会卷入空气,破坏保护气. 2侧向风不能超过2m/S. 要养成好习惯:焊前检查

18、气体流量,气体管路是否畅通,电极磨损情况,电缆连接的是否好.,焊接缺陷及对策(有中文译文),1.咬边 咬边深度大于0.5mm就不好了.影响强度.小于0.5毫米以下,尚可. 2.焊瘤 (1)焊角长度不足时: 焊缝高=10X2/2=7 (2)焊缝凸起太高: 上坡焊接时易发生,下坡焊接时速度要 快;下坡焊接有缝的要适当降速; 如果只用一个规范是不能焊好的.上坡 用上坡的,下坡用下坡的焊法,必须分段 对策.,咬边,焊瘤,K,焊接缺陷及对策(有中文译文),3.焊缝宽度不一致. 1)示教时焊丝长度不一致,导致焊接电流的变化; 2)电极磨损严重后,正常位置是180A,磨损位置可能是173A.蛇行焊缝不直.余

19、高也不一致,表面凸凹不平. 焊丝是1.2mm的,导电嘴的孔径应为1.221.24mm,焊丝送出后的曲径大于250mm.,蛇行焊缝:,电流传送位置,曲径R=250mm,焊接缺陷及对策(有中文译文),4.气孔 1)防止侧向风 2)弧坑处急剧冷却易形成弧坑气孔,采用熄弧电流为正常焊接的70%,如120A,18V ARCOF 用100A,16V ARCCET AC=150 AV=16 T=0.1 DIS=5 ARCOF AC=140 AV=15 T=0.2 只在5mm的距离内热量足够,所以电流虽然小了,速度不变,但焊缝不会变窄.,弧坑,S350和E350短路焊接时有区别吗?,S350短路电流波形 S3

20、50有很多的焊接特性文件:直径保护气体种类STC脉冲方式等变化特性文件也变化,E350II通过参数P调整 焊接特性文件只有一个 分为一元式和个别式, 即使焊丝直径变化; E350II短路控制是DSP控制处理器.能根据焊丝直径和波形电流增加速度开始加热电压.,通过阻抗检测来判断是否切断电流,滴落后增加电流,S350只能通过焊接电压焊接电流的调节,来达到好的焊接效果. S500焊机应用1.2的焊丝,而不应用1.0的焊丝 1.0mm焊丝设置240A,可能只有200A.超过180A焊接不稳定的 S350焊机用210A的电流,1.0mm的焊丝;焊接1.6mm的板.飞溅多.换成1.2的焊丝后,飞溅就很少了

21、,而顾客却说为什麽没早告诉他们.,E350II出厂时参数设置为100% D1-13 OFF为一元式 ON为个别式 不调节参数E350不见得焊接效果就比S350好;但是总的来说E350的性能要好 E350 电源可通过调节参数:P37,P38等参数来调节,桶装焊丝 S500焊机电流240A 桶装的焊丝阻力小.送丝稳定,电流就恒定 也可能运输的时候颠簸,有缠绕的紧的情况.,盘装焊丝 阻力开始大,随着焊丝的使用变少,越来越小,故送丝的阻力是变化的.送丝就不稳定的, 中国和韩国的焊丝质量有问题的, 打开送丝机的压紧螺杆,从焊枪中拉焊丝,应为5kg的力,阻力很大,就要看送丝速度和焊接电流是否吻合.,E35

22、0II CO2保护焊,短路过渡焊接,220A260A焊接电流飞溅大?,电流太大就不稳定飞溅就多. 应使用小电流,焊枪角度垂直一些; M1混合气体(80%Ar+20%CO2)形成射流的临界电流为400A. 150A以下焊接电流采用短路过渡 150A250A为熔滴过渡,不稳定飞溅多. 250A以上的M1混合气体(80%Ar+20%CO2)射流过渡.,焊缝跟踪问题,射流过渡时不能利用电流的差值进行:原因是不能判断电流的差值 .短路时是可以的. .如果是摄像头观察可以办到. .采用脉冲加短路方式来跟踪. 电缆不能盘绕造成相位的改变.,短路过渡,两位置电流差,厚板焊接问题,厚板焊接条件设备选择注意事项:

23、 1)焊角尺寸和强度关系 1.2mm焊丝余高15%,熔附金属比重7.85Kg/cm3 材料强度41kg/c,焊材的强度是50kg/c K=2/3t1=10X2/3 6.6mm CO2时的熔附率为0.95 M1时的熔附率为0.97 焊丝消耗量为0.9X1.2X1.2X3.14/4 K=5mm时,(考虑到余高1.15的系数) 截面积重量:1.15X7.85X5X5/2,t1=10,20,10,余高,A,B,焊接材料消耗的计算,焊角尺寸K=6mm,100mm长的焊缝 6X621.151007.85=162.5(g/m) C02焊接时的熔附金属量=162.50.95=171.05(g/m) 焊丝融化速

24、度为(0.120.12X3.14X7.85X940=84.45 (参照P43,P46表) 焊接速度为1/2.02=49cm/分 取50cm/min 焊接速度60cm/min电流电压计算: 171.05X60X1/100=102.63(g/min) 送给速度102.63(0.12X0.12X3.14)X7.851000=11.56(m/min) 焊接电流为:(11.56X25.727)+49.78=347(A) (参照P43,P46表) 焊接电压:(347X0.04)+182=29.8833.88(V) (参照P15) 线能量=AXVX60/=200X20X6070=3428.6J/cm 短路时

25、150A 18V;脉冲时150A 2224V ,因此相同的焊接电流,脉冲焊接热量高,双丝焊接什麽情况下使用,一次多层焊接效果要求时 生产挖掘机等建筑机械时用的较多. 单枪摆动焊接效果好. 双抢焊接生产率高,双抢焊接时电弧干涉,飞溅多.一般相距1520mm,1520,50mm的厚板客户会指定焊角尺寸. 1.静载荷时无强度要求,3mm就够了. 2.有的客户考虑到工件错位要求焊角尺寸到7mm,不锈钢消声器焊接,下坡焊接,1.A氏体不锈钢无磁性, 不易生锈.和水废气接触的地方使用;脉冲焊接时用100%的Ar 2. 铁素体不锈钢,有磁性易生锈 ,耐热强度好.使用于和发动机连接的地方,焊接时飞溅多一些.有

26、的客户60%要求用Ar气保护焊接 铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢特性不同,要和客户沟通好. 药芯焊丝适合短路焊接,不适合脉冲焊接. 3.通常情况下当不锈钢和铁焊接时,焊丝的指向靠近不锈钢的工件(见左图所示.) 铁比不锈钢易导电,易过电流. 1)地线和不锈钢连接的话,电弧会优先流过不锈钢.观察电弧和熔滴情况. 2)当铁厚度远大于不锈钢时,焊丝要指向铁.,铁,不锈钢,焊丝,1.使用1.2mm的焊丝采用短路焊接时: 焊接电流大于150A,电弧长度2mm 焊接电流小于150A,电弧长度1mm 2. 采用脉冲焊接方式时,电弧长度约3mm. 保证一个脉冲一个熔滴的过渡. 电压越高,弧长长,热辐射面积大,热量不

27、集中. 熔深小,焊道宽.根据实际情况决定焊接电压的调整.,不锈钢加工圆桶时开口处回弹故装配间隙大.,药芯焊丝1.2mm的和实心焊丝1.0mm的金属含量一样多,越细回烧约多,药芯烧熔后起到保护焊缝的作用,冷却速度可减缓,即使缝隙较大也不易烧穿. 铁素体不锈钢用药芯焊丝焊接效果会更好. 缝隙大时宜采用短路过渡,热量小不易烧穿.,短路过渡有0电流,冷却效果热量不会穿透,脉冲焊接有基值电流,同样的平均焊接电流下短路的送丝速度是较大的.,铝焊接问题,汽车行业有轻型化的趋势.一是采用高强钢70Kg/c,焊丝采用50 Kg/c. 二是采用铝合金. 三氧化二铝结构致密,熔点高2043度,而铝的熔点是660度,

28、导热性能好,阻抗低. 日本标准铝的牌号: A1XXX 一般用于建材 A4XXX 用途广泛,铝硅合金 A5XXX 铝镁合金,车辆船舶压力容器 A6XXX铝镁硅合金,车辆建筑业,铝合金焊接材料焊丝对照表,欧洲常用A4XXX 日本常用A5356易产生烟尘,但是输送性能好. 铝难焊是因为易氧化,原则上是不要氧气的进入,电弧燃烧不稳定,要用100%的Ar气保护的. 同样的板厚,在中间焊接时,不易熔化. 在边缘易熔化.,氩气越纯指向性越不好,电弧总是指向热点和高点. 板厚不均匀时,焊丝要指向厚板处 1)使用四轮送丝机构,利于焊丝的输送,送丝压力更均匀; 2)或采用伺服焊枪. 3)或采用推拉丝机构. 4)焊

29、枪用专用的焊枪,用特佛珑涂层的送丝管,翅片分气筛电极缩在喷嘴内;1,2mm的焊丝,导电嘴孔径1.3mm,密封性要高.电弧辐射强光线强烈. 保护气管不能用橡胶管,胶管易深入氧气,要用特氟珑涂层的. 5)夹具设计时考虑焊接变形大.考虑加冷却.,铸铝件,铝板,5Kg,5Kg,ARCON AC=240 AV=28 T=0.1 ARCCTS AC=200 AV=23 DIS=3 ARCCTE AC=100 AV=19 DIS=5 ARCOF ARCCTS ARCCTE 两个命令在焊接铝及合金时常用到的,AL焊接时,脉冲焊接时弧长3mm,调节参数P31:100到90,会使弧长变短. E电源开始条件慢送丝预热焊材再熔化母材. D2-2(ON)是FILE1 D2-3(ON)是FILE2 D2-4(ON)是FILE3,240A,ARCCTS,200A,ARCCTE,100A,3mm,5mm,P8,P10,P31,距离,母材温度,E350II脉冲焊接弧坑不好,用ARCCTE命令