CO2焊焊接参数及对焊接质量的影响.doc

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毕业设计

题目：

CO2焊焊接参数及对焊接质量的影响

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二零一二年四月

摘要

二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。

在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。

在焊接时不能有风，适合室内作业。

由于二氧化碳气体的热物理性能的特殊影响,使用常规焊接电源时,焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡,通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此,与MIG焊自由过渡相比,飞溅较多.但如采用优质焊机,参数选择合适,可以得到很稳定的焊接过程,使飞溅降低到最小的程度.由于所用保护气体价格低廉,采用短路过渡时焊缝成形良好,加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的质量焊接接头.因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。

本文主要是介绍二氧化碳气体保护焊的发展及前景。

分析二氧化碳焊的特点及在薄板厚板、工程机械、供水管道当中的应用。

介绍了二氧化碳焊焊接工艺参数对成形质量的影响及二氧化碳中飞溅问题的分析与处理。

通过实验研究得出实验前所设计工艺参数中最为合理的应用参数。

【关键词】：

二氧化碳气体保护焊焊接参数缺陷成形质量

目录

第1章绪论…....................................................1

1.1焊接发展概况................................................1

1.2焊接方法分类及特点..........................................2

1.3本课题研究的内容及意义......................................4

第2章二氧化碳焊...............................................6

2.1CO2焊原理特点及应用.........................................6

2.1.1CO2焊基本原理.............................................6

2.1.2CO2焊基本特点.............................................6

2.1.3CO2焊的一些应用...........................................7

2.2CO2焊设备...................................................7

2.3CO2焊的焊接材料............................................9

2.3.1CO2保护气体..............................................9

2.3.2CO2焊焊丝.................................................9

2.4CO2焊缺陷及处理措施.........................................10

2.4.1合金元素的氧化...........................................10

2.4.2CO2焊气孔................................................10

2.4.3CO2焊飞溅及处理措施......................................11

第3章二氧化碳焊实验设计.....................................13

3.1实验材料...................................................13

3.1.120R钢板成分及性能.......................................13

3.1.2H08Mn2SiA焊丝.................................................14

3.1.3焊缝分布................................................15

3.2CO2焊设备及工艺............................................15

3.3实验工艺参数...............................................16

第4章实验及数据.............................................18

4.1焊接试样..................................................18

4.1.1焊前准备.................................................18

4.1.2焊接过程...............................................18

4.1.3焊后处理...............................................19

4.2外观无损检测.............................................20

4.3形貌观察.................................................22

4.4硬度.....................................................25

第5章数据整理及分析.......................................26

5.1数据整理.................................................26

5.1.1焊接电流对焊缝质量影响.................................26

5.1.2电弧电压对焊缝质量影响.................................27

5.1.3接头性能分析...........................................27

5.2工艺参数对比及分析.......................................28

结论.............................................................30

参考文献........................................................31

致谢.............................................................32

第1章绪论

焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。

焊接是金属加工的主要方法之一，虽然应用时间不长，但发展非常迅速，目前在机械制造、工程机械、供水管道、薄板、石油化工、冶金、电子、航空航天等行业中获得了广泛的应用，已成为大型金属结构制造中必不可少的加工手段。

1.1焊接发展概况

焊接是一种古老而又年轻的加工方法，远在我国古代就有使用锻焊和钎焊的实例。

根据文献记载，春秋战国时期，我们的祖先已经懂得以黄泥作助熔剂，用加热锻打的方法把两块金属连接在一起。

到公元7世纪唐代时，已用锡焊和银焊来焊接了，这比欧洲国家要早10个世纪。

古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊、钎焊和铆焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具、生活器具和武器。

19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源；1885～1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳；1900年又出现了铝热焊。

20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊，电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。

也成为现代焊接工艺的发展开端。

在此期间，美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。

1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊接机械化得到进一步发展。

40年代，为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。

然而，目前工业生产中广泛应用的焊接方法却是19世纪末和20世纪初现代科学技术发展的产物。

随着冶金学、金属学、以及电工学的发展，逐步奠定了焊接工艺及设备的理论基础；而冶金工业、电力工业和电子工业的进步，则为焊接技术的长远发展提供了有利的物质和技术条件。

在1885年，发现了气体放电的电弧，在1930年发现了涂料焊条电弧焊的方法，并在此基础上发明了埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊以及CO2气体保护焊等自动或半自动焊接方法。

电阻焊则是在1886年发明的此后逐渐完善为电阻点焊、缝焊和对焊方法，它几乎与电弧焊同时推向工业应用，逐步取代铆接，成为工业中广泛应用的两种主要焊接方法。

到目前为止，又相继发明了电子束缚、激光焊等20多种基本方法和成百种派生方法，并且仍处于继续发展中[1]。

1.2焊接方法分类及特点

金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类.每大类又可按不同的方法细分为若干小类，如图1.1所示：

图1.1焊接方法分类

　　熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。

熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。

熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

熔焊可分为以下基本方法：

电弧焊（以气体导电时产生的电弧热为热源，以电极是否熔化为特征分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊两大类）、气焊（以乙炔或其他可燃性气体在氧气中燃烧的火焰为热源）、电渣焊（以熔渣导电时产生的电阻热为热源）、电子束焊（以高速运动的电子流撞击工件表面所产生的热为热源）、激光焊（以激光束照射到工件表面所产生的热为热源）等若干种。

　　在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。

大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

　　为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。

例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、