CO2培训.ppt
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电阻点焊-焊装车间谢强一：
电阻焊原理1：
定义利用CO2气体在焊丝熔化极电弧焊中对电弧及熔化区母材进行保护的焊接方法叫“CO2气体保护电弧焊”，简称“CO2焊”。
2：
焊接原理及过程1.母材2.电弧3.焊丝4.导电嘴5.喷嘴6.送丝轮7.保护气体8.熔池9.焊缝金属利用焊丝3和母材1之间的电弧2来熔化焊丝和母材，形成熔池8，熔化的焊丝做为填充金属进入熔池与母材熔合，凝固后即为焊缝金属9。
通过喷嘴5向焊接区域喷出保护气体，使处于高温的熔化焊丝、熔池及其附近的母材免受周围气体的有害作用。
焊丝是连续的，由送丝轮6不断地送进焊接区。
3：
CO2保护焊特点优点：
（1）焊接生产效率高电弧加热集中，穿透力强，可以不开坡口或则开销坡口，所以生产效率比焊条电弧焊提高1-3倍。
（2）焊接成本低CO2与氩气、氦气等相比，价格便宜，具有经济性。
（3）焊接能耗低同等条件下，CO2保护焊熔化效率高，有更大的焊接速度，消耗电能少。
（4）适用范围广CO2保护焊能采取自动或则半自动焊，对任何位置、任何角度、任何长度以及复杂的曲面焊缝都可以进行焊接，且适用于低至1mm的薄板焊接。
（5）CO2保护焊是一种低氢或则超低氢性焊接方法，所以焊缝含氢量低，抗裂纹性好。
（6）焊后不需要清渣，明弧焊接便于监视，有利于机械化作业。
（7）焊接保护效果好缺点
（1）：
CO2不适用于非铁金属焊接。
（2）CO2保护焊熔滴过渡不如MIG焊稳定，飞溅量较大。
（3）仅限于半自动或则自动化送丝。
因为焊丝熔化速度非常快，为了保持电弧长度处于一定值，必须连续、快速、均匀的送丝。
二.CO2保护焊保护气体和焊丝1.CO2保护气体CO2气体是一种无色、无味的气体，在0和101.3KPa时密度为1.9768g/cm3，为空气密度的1.5倍。
在常温下稳定，在高温条件下几乎能全部分解。
工业用的CO2全部为液态，液态的CO2很经济、方便。
容量为40L的标准钢瓶可以灌入25Kg的液态CO2。
25Kg的液态CO2约占钢瓶容积的80%，其余20%为气态的CO2，气瓶压力表上所指的压力值就是这部分气体的饱和压力。
（1）.CO2保护气体的作用a:
对焊接区起到良好的保护作用。
（包括焊丝、电弧、熔池和接近焊缝的母材区域）b:
作为电弧的气体介质，应该有利于引弧和保持电弧稳定燃烧。
c:
有利于提高对焊接件的加热效率，改善焊缝成形。
d:
在焊接时，能减少焊接飞溅。
e:
在焊接过程中，保护气体产生的有害冶金反应能够有效的控制，以便减少气孔、裂纹、夹渣等焊接缺陷。
f:
保护气体应该易于制取、来源容易、价格低廉。
2.焊丝CO2气体保护焊用的焊丝是实心焊丝，焊接时焊焊丝既作为填充金属又作为电极使用。
为了保证焊缝质量，焊丝中常添加脱氧剂和其他元素。
CO2焊丝中使用的脱氧剂是锰、硅和铝。
三：
CO2保护焊气孔问题CO2电弧焊，熔池表面没有熔渣覆盖，CO2气流又有较强的冷却作用，因而熔池凝固比较快，这就使焊缝中出现气孔成为可能。
1：
N2气孔焊缝中产生N2气孔的主要原因是由于焊接保护不良，大量空气侵入焊接区所致。
比如保护气体流量小、喷嘴被飞溅物阻塞、喷嘴与工件间的距离过大，焊接场地有侧向风等原因。
N2气孔在焊缝中成堆出现，类似蜂窝，既有内部的，也有外部的。
N2气孔产生的过程如下：
在电弧高温下，N22N，（但通常分解量很低），分解出来的N以原子的形态溶解于铁水中，在焊接熔池冷却的过程中，N溶解度急剧下降，N原子析出并相互聚集在一起形成N2分子，随后逐渐增多形成气泡并力求从熔池中逸出，如果熔池凝固过快，就会在其中形成气孔2:
H2气孔CO2电弧焊中H的来源主要有两种途径：
一是焊丝、工件表面的油、绣和水分；另一个是CO2气体中的水分。
其中电弧空间的水蒸气发生如下的分解：
H2O2H+O自由状态的H原子被电离：
HH+H+熔入金属中，在熔池冷却过程中，H+的溶解度降低，析出并聚集成H2气团，如不能逸出到熔池外部，就造成H2气孔。
由于CO2气体的氧化性，可以使电弧空间的H存在量减少，H2气孔产生的可能性就会减低。
CO2焊方法本身对铁锈、水分没有埋弧焊或氩弧焊那么敏感，所以通常被称作低H型或超低H型焊接方法。
3：
CO气孔上述两种气孔即H2气孔和N2气孔，使在电弧高温下N原子、H+溶解于熔池金属中，在熔池金属冷却时，由于溶解度急剧下降，析出后未能即时逸出而产生的气孔。
而CO气孔属于反应型气孔，产生的原因主要是熔池中的Fe与C反应生成CO。
FeO+CFe+COCO不溶于液态金属中，就形成了气泡。
在熔池金属处于高温时，反应生成的CO气泡基本能逸出熔池，在熔池处于结晶温度时，由于区域性Fe、C的偏析，偏析去的Fe、C的浓度较高，这一反应仍很剧烈。
如果液态金属的凝固速度大于气泡的浮出速度，就以CO气孔的形式残留在焊缝中。
四：
CO2焊接规范参数的选择在CO2焊接过程中，为了获得稳定的焊接过程，通常采用短路过渡和细颗粒自由过渡这两种过渡方式，而汽车工业中一般只使用短路过渡方式。
短路过渡焊接的特点是电压低、电流小、适合于焊接薄板及全位置焊接。
焊接薄板时，生产效率高，变形小，而且操作上容易掌握，对焊工技术要求不高，而由于焊接规范小，在焊接过程中产生的光辐射和热辐射以及烟尘等都较小。
短路过渡方式焊接一般采用细焊丝，一般为0.6-1.4mm。
1.电弧电压和焊接电流的选择实现短路过渡的条件之一是保持较短的电弧长度。
所以就焊接规范而言，短路过渡要求的电压为低电压。
在一定的焊丝直径和焊接电流的条件下，电弧电压太低，电弧引弧就困难，焊接过程不稳定。
电弧电压过高，则由短路过渡变为大颗粒的长弧过渡，焊接过程也不稳定。
我车间一般选用的电压为19V-21V左右，电流为120-135A。
2.焊接电路回感进行短路过渡焊接时，焊接回路中一般要串接附加电感，其作用有以下两点：
a.调节短路电流的增长速度。
b.调节短路过渡电弧的燃烧时间。
3.焊接速度焊接速度对焊缝成形、接头的机械性能以及气孔等缺陷都有影响。
随着焊接速度增大，焊逢熔宽降低，熔深及余高有有一定减少。
焊接速度过快会引起焊缝两边咬肉，焊接速度过慢易产生烧穿和焊缝结晶组织粗大。
4.焊丝伸出长度由于短路过渡焊接时采用的焊丝都比较细，因此焊丝伸出长度上产生的电阻成为规范中一个主要因素。
其他焊接规范不变的情况下，随着焊丝伸出长度的增加，焊接电流下降，熔深变小。
焊丝伸出长度多大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，飞溅严重，焊接过程不稳定。
焊丝伸出长度过小时，势必缩短喷嘴和工件之间的距离，飞溅金属容易堵塞喷嘴。
我车间一般选用的焊丝伸出长度为焊丝直径的10-12倍。
5.气体流量细丝小规范焊接时气体流量的范围通常为5-15/min。
6.电源极性CO2气体保护焊采用的为直流反极性。
因为反极性时飞溅小，电弧稳定，成形好。
五：
CO2焊接飞溅在焊接过程中，大部分的焊丝熔化后可以过渡到熔池，但有一部分焊丝熔化金属（也包括少量的熔池金属）飞到熔池以外的地方，这种现象叫作“焊接飞溅”。
焊接飞溅造成焊接材料的损失，恶化了操作环境，增加了焊接清理工序，严重时对电弧稳定性以及焊接过程构成影响。
实际测量焊接飞溅率可以有两种方法：
一是焊接后收集颗粒的办法，但要保证完全收集也是很困难的，需要对焊接区进行封闭。
二是通过测量焊丝损失系数来一定程度表示焊接飞溅率的大小。
普通CO2电弧焊，产生焊接飞溅有材料方面、工艺和规范方面、电源特性方面等三项主要原因，所以要从上述三个方面进行解决。
1：
焊接材料方面材料方面原因产生焊接飞溅，一是由于焊丝材料中含有C元素，一是由于保护气具有氧化性。
针对这个问题的解决措施是正确选择焊丝，限制焊丝中含C量，选择有较多的脱氧元素成分的焊丝进行焊接。
另外还可以采用混合气体进行保护焊接，如CO2+Ar（一般为50%CO2+50%Ar）混合气，可以降低电弧气氛的氧化性，减少FeO的产生数量。
2：
工艺和规范方面能采取的主要措施有以下几种：
a：
正确选择焊接电流，匹配合适的电压，尽可能避免排斥过渡形式。
通常在小电流短路规范区的飞溅量小，大电流细颗粒过渡规范区的飞溅也较小，细丝中等规范区产生的飞溅量较大。
b：
焊枪倾斜角度不超过200，焊枪垂直时飞溅最小。
c：
限制焊丝干伸长。
d：
送丝速度均匀。
e：
电源直流反接时飞溅小。
3：
电源方面稳定的短路过渡过程中，断路小桥应形成在焊丝端头与液柱之间，如果形成在液柱与熔池之间则需要有一个转变时间。
如果短路电流上升过快，以及所到达的短路峰值电流过大，都会使液柱在没有形成合适位置的颈缩小桥或者没有明显产生颈缩时就出现爆裂，飞溅量明显增加。
通过回路电感是短路过渡焊接中的电流上升速率和短路峰值电流有一个合适的数值，是普通CO2电弧焊短路过渡焊接减少飞溅的一项重要措施。
六：
CO2电弧焊实际1：
焊接操作1）：
基本操作a：
焊接姿态半自动CO2电弧焊平焊位置的基本操作姿势包括站立操作、坐在椅子上操作、蹲下操作等。
各种姿势都应对控制盒、焊枪电缆（含导气、导丝管）、控制电缆进行适当的吊挂，并注意焊枪的正确移动。
b：
焊接起弧在焊丝前端呈较大圆球形状时，以及在圆球下带有熔渣时，为了可靠引燃电弧，最好用钳子把焊丝前端剪下一段。
当对焊接操作熟练以后，可以一边用焊丝前端划动母材，一边按下焊枪开关进行划动引弧。
c：
电弧引燃后，必须适当保持喷嘴与母材间的距离，以及焊枪角度、瞄准位置等，使其能沿着焊接线以一定的速度移动。
在使用实心焊丝时，从观察焊缝形状、焊接线等可见性及保护效果考虑，可以采用100150前进角焊接。
d：
弧坑处理如果不对弧坑进行良好处理，会产生焊缝金属量的不足以及裂纹和缩孔，作为焊接缺陷残存下来。
弧坑的处理有多种方法，比如回转焊枪、断续燃弧、使用收弧板、快速移动焊枪、摆动收弧等。
2）：
应用操作a：
横向操作厚板的横向焊接，如果坡口较宽，可以采取斜向前后摆动焊接，如果坡口较窄，则直接进行前后摆动焊接。
b：
立向焊接立向焊接有立向上焊接和立向下焊接两种，前者适用于厚板焊接，厚则适用于6mm以下的薄板焊接。
c：
打底焊d：
环缝焊接2：
坡口准备与接头形式1）：
坡口加工坡口的加工利用气切割、机械加工等方法，但其精度对焊接结果又很大影响，特别是对厚度在12mm以上的钢板对缝焊接。
2）母材的清理CO2电弧焊去除母材表面的油漆水分赤锈的方法有：
a气体火焰加热。
b研磨。
c钢丝刷。
d有机溶剂脱脂等。
3）接头的坡口形状由于CO2电弧焊能够得到较大的熔深，平焊在板厚12mm以内可以采用对接接头，厚度在12mm以上的焊件采用开V型、K型、L型、X型坡口的对接接头。
七：
CO2电弧焊设备CO2电弧焊所使用的焊接机械由如下基本要素组成：
焊接电源；焊丝送给装置；焊枪；行走台车；保护气体供给系统。
下图为CO2电弧焊设备图片：
半自动焊接不包括行走台车，焊枪的移动有操作者完成。
焊接电源是专门为CO2电弧焊提供焊接电源。
焊丝送给装置是为CO2电弧焊提供稳定、匀速、均匀的送丝。
焊枪是向焊接区喷出保护气，通过送丝装置送进焊丝，对焊丝通电使之产生电弧。
行走台车为自动焊设备。
保护气体供给系统提供保护气体。
八：
CO2电弧焊应用CO2气体保护焊主要应用在汽车、机车及造船、集装箱、石油化工机械、农业机械、重型机械、起重机械、锅炉和管道等领域。
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