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气体保护焊:CO2气体焊接技术及应用

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:CO2 气体保护焊的电弧热量集中,加热面积小,CO2 气流有冷却作用,因此焊件焊后变形小,特别是薄板的焊接更为突出。CO2 气体保护焊电弧是明弧,可清楚看到焊接过程,适合全位置焊接。因此,CO2 气体保护焊适用于低碳钢和强度级别不高的普通低合金钢焊接,主要用于焊接薄板。对单件小批生产和不规则焊缝采用半自动CO2 气体保护焊; 大批生产和长直焊缝可用CO2+O2 等混合气体保护焊。

气体保护焊:CO2气体焊接技术及应用

1.氩弧焊

氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术,又称氩气体保护焊,是在电弧焊的周围通上氩气保护性气体,将空气隔离在焊区之外,防止焊区的氧化。

氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。

(1)非熔化极氩弧焊的工作原理及特点

非熔化极氩弧焊(又称钨极氩弧焊)是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧,在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常用氩气),形成一个保护气罩,使钨极端部、电弧和熔池及邻近热影响区的高温金属不与空气接触,能防止氧化及吸收有害气体,从而形成致密的焊接接头,其力学性能非常好,如图11-29 (a)所示。

非熔化极氩弧焊的特点如下:

1)可以焊接化学性质非常活泼的金属及合金。惰性气体氩或氦即使在高温下也不与化学性质活泼的铝、钛、镁、铜、镍及其合金起化学反应,也不溶于液态金属中。

2)可获得优质的焊接接头。用这种焊接方法获得的焊缝金属纯度高,气体和气体金属夹杂物少,焊接缺陷少。对焊缝金属质量要求高的低碳钢、低合金钢及不锈钢常用这种焊接方法来焊接。

3)可焊接薄件、小件。

4)可单面焊双面成型及全位置焊接。因电弧稳定,特别是小电流时也很稳定,熔池温度容易控制。

5)焊接生产率低,氩气价格较高,因此成本较高。

(2)熔化极氩弧焊的工作原理及特点

焊丝通过送丝轮送进、导电嘴导电,在母材与焊丝之间产生电弧,使焊丝和母材熔化(与埋弧自动焊相似),并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接,如图11-29(b)所示。

图11-29 氩弧焊示意图

(a)钨极; (b)熔化极

熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比,有如下特点:(www.xing528.com)

1)效率高,其电流密度大,热量集中,熔敷率高,焊接速度快,且容易引弧。

2)需加强防护,因弧光强烈,烟气大,所以要加强防护。

氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢(目前主要用于Al、Mg、Ti 及其合金和不锈钢的焊接); 适用于单面焊双面成型,如打底焊和管子焊接; 钨极氩弧焊还适用于薄板焊接。

2.CO2气体保护焊

CO2气体保护焊以CO2 作为保护气体,以焊丝作电极,以自动或半自动方式进行焊接(图11-30)。目前常用的是半自动焊,即焊丝送进是靠机械自动进行并保持弧长,由操作人员手持焊枪进行焊接。

CO2气体保护焊的特点:

1)焊接成本低。CO2 气体来源广、价格低。

2)生产效率高。CO2 气体保护焊使用较大的电流密度,对10 mm 以下的钢板可以不开坡口,对于厚板可以减少坡口、加大钝边进行焊接,同时具有焊丝熔化快、不用清理熔渣等特点,效率可比手弧焊提高2.5~4 倍。

3)焊接质量比较好。CO2 气体保护焊的电弧热量集中,加热面积小,CO2 气流有冷却作用,因此焊件焊后变形小,特别是薄板的焊接更为突出。

4)操作性能好。CO2 气体保护焊电弧是明弧,可清楚看到焊接过程,适合全位置焊接。

5)抗锈能力强。CO2 气体保护焊和埋弧焊相比,具有较高的抗锈能力,所以焊前对焊件表面的清洁工作要求不高,可以节省生产中大量的辅助时间。

6)焊缝成型差,飞溅大,烟雾较大,控制不当易产生气孔。由于CO2 气体本身具有较强的氧化性,因此在焊接过程中会引起合金元素烧损,产生气孔和引起较强的飞溅。

7)设备使用和维修不便。送丝机构容易出故障,需要经常维修。

因此,CO2 气体保护焊适用于低碳钢和强度级别不高的普通低合金钢焊接,主要用于焊接薄板。对单件小批生产和不规则焊缝采用半自动CO2 气体保护焊; 大批生产和长直焊缝可用CO2+O2 等混合气体保护焊。

图11-30 CO2 气体保护焊示意图

1—母材; 2—熔池; 3—焊缝; 4—电弧;5—CO2 保护区; 6—焊丝; 7—导电嘴;8—喷嘴; 9—CO2 气瓶; 10—焊丝盘;11—送丝轮; 12—送丝电动机; 13—直流电源

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