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1、第5章 熔化極惰性氣體焊 一、基本要求一、基本要求1、了解熔化極氬弧焊的特點及應(yīng)用2、掌握熔化極氬弧焊的熔滴過渡特點3掌握熔化極氬弧焊主要工藝的特點及工藝參數(shù)的選擇原則4、掌握脈沖熔化極氬弧焊的工藝特點5、掌握氣體選用原則6、了解熔化極氬弧焊設(shè)備特點二、重點二、重點1、熔化極氬弧焊的工藝特點及工藝參數(shù)的選擇原則3、脈沖熔化極氬弧焊的工藝特點4、混合氣體的選擇原則第5章 熔化極惰性氣體焊 一、基本要求1利用氣體進(jìn)行保護(hù)，利用焊絲作為電極，根據(jù)保護(hù)氣體的種類可分為：MIGAr作保護(hù)氣體Ar+He作保護(hù)氣體MAGAr+O2作保護(hù)氣體Ar+CO2作保護(hù)氣體Ar+O2CO2作保護(hù)氣體利用氣體進(jìn)行保護(hù)，利

2、用焊絲作為電極，根據(jù)保護(hù)氣體的種類可分為25-1MIG/MAG焊的特點焊的特點一）、熔化極氬弧焊的工藝特點一）、熔化極氬弧焊的工藝特點1、優(yōu)點1)適用范圍廣MIG焊可焊接鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、銅及銅合金以及不銹鋼的焊接，MAG焊可焊接低碳鋼，焊接薄板又可焊接中等厚度和大厚度的板材。2)生產(chǎn)率較高、焊接變形小使用焊絲作電極，允許使用的電流密度較高，因此熔深大，熔敷速度快；生產(chǎn)率比TIG焊高，厚大焊件變形比TIG焊小。3)焊接過程易于實現(xiàn)自動化熔化極氬弧焊的電弧是明弧，焊接過程參數(shù)穩(wěn)定，易于檢測及控制，因此容易實現(xiàn)自動化。5-1 MIG/MAG焊的特點一）、熔化極氬弧焊的工藝特點34）對氧化膜不

3、敏感 熔化極氬弧焊一般采用直流反接，焊接鋁及鋁合金時具有很強(qiáng)的陰極霧化作用，因此焊前幾乎無需去除氧化膜。二）、熔化極惰性氣體保護(hù)焊的應(yīng)用二）、熔化極惰性氣體保護(hù)焊的應(yīng)用可用于焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、耐熱合金、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金等。可用于平焊、橫焊、立焊及全位置焊接，焊接厚度最薄為1mm，最大厚度不受限制。4）對氧化膜不敏感熔化極氬弧焊一般采用直流反接，焊接鋁及鋁45-2MIG焊的熔滴過渡焊的熔滴過渡根據(jù)所用焊絲及焊接規(guī)范的不同，熔化極氬弧焊有五種熔滴過渡方式：短路過渡、大滴過渡、射流過渡、亞射流過渡及脈沖射流過渡。射流大滴短路大滴短路亞射流射滴ABC鋼鋼鋁鋁5-

4、2 MIG焊的熔滴過渡根據(jù)所用焊絲及焊接規(guī)范的不同，熔5一）短路過渡一）短路過渡1、條件：采用細(xì)絲，并配以小電流及小電壓進(jìn)行焊接時。這種過渡工藝通常產(chǎn)生一體積小、凝固速度快的熔池，因此適合于薄板、全位置焊接。1234一）短路過渡12346二）大滴過渡二）大滴過渡1）條件：（1）電弧電壓較高；且2）焊接電流較小的情況下。2）特點（1）熔滴尺寸較大（直徑大于焊絲直徑）；（2）以重力加速度過渡；（3）電弧不穩(wěn)定，易出現(xiàn)熔合不良、未焊透、余高過大二）大滴過渡7三）噴射過渡三）噴射過渡1條件1）電弧電壓較高2）焊接電流較大2、特點1）熔滴尺寸細(xì)?。ㄖ睆叫∮诤附z直徑）2）過渡加速度遠(yuǎn)大于重力加速度的加速度

5、3）沿焊絲軸線向熔池過渡4）焊接不同的材料時，噴射過渡的形態(tài)是不同的低碳鋼、低合金鋼及不銹鋼焊接時的噴射過渡呈束流狀，這種噴射過渡又稱為射流過渡；鋁及鋁合金焊接時的噴射過渡呈滴狀過渡，這種過渡稱為射滴過渡。3、臨界電流由大滴過渡向噴射過渡轉(zhuǎn)變的最小電流稱為噴射過渡臨界電流。三）噴射過渡8臨界電流的影響因素：電弧氣氛：焊絲種類:Al、鋼焊絲直徑：越細(xì)，臨界電流越小。但這種過渡易于導(dǎo)致指狀熔深。為了避免指狀熔深，焊接生產(chǎn)中通常通過采用混合氣體進(jìn)行焊接。臨界電流的影響因素：9FFPFPFF斑Fmg大滴射滴射流FFPFPFF斑Fmg大滴射滴射流10四）亞射流過渡四）亞射流過渡亞射流過渡是介于短路過渡與

6、射流過渡之間的一種過渡形式，是鋁及鋁合金焊接中特有的一種熔滴過渡方式。1、產(chǎn)生條件：弧長較短，電弧電壓較小（BC段）。由于弧長較短，尺寸細(xì)小的熔滴在即將以射滴形式過渡到熔池中時，發(fā)生短路，然后在電磁收縮力的作用下完成過渡。2、特點1）電弧具有很強(qiáng)的固有自調(diào)節(jié)作用，采用等速送絲機(jī)配恒流特性的電源即可保持弧長穩(wěn)定，焊縫外形及熔深非常均勻。2）熔深呈碗形，可避免指狀熔深。3）電弧呈蝴蝶形狀，陰極霧化作用強(qiáng)。四）亞射流過渡11熔化極氬弧焊的工藝特點課件12一）、熔化極氬弧焊設(shè)備的分類一）、熔化極氬弧焊設(shè)備的分類（一）按操作方式分類1、半自動熔化極氬弧焊設(shè)備是指焊絲自動送進(jìn)、焊炬由人工操縱的熔化極氬弧焊

7、設(shè)備。2、自動熔化極氬弧焊設(shè)備是指焊絲送進(jìn)、焊炬行走均能夠自動進(jìn)行的熔化極氬弧焊設(shè)備。（二）按所用的電源分類直流脈沖（三）按送絲方式分類熔化極氬弧焊可分為等速送絲式均勻送絲式（少見）5-3熔化極氬弧焊設(shè)備熔化極氬弧焊設(shè)備一）、熔化極氬弧焊設(shè)備的分類5-3 熔化極氬弧焊設(shè)備13二）、熔化極氬弧焊設(shè)備的組成二）、熔化極氬弧焊設(shè)備的組成通常由弧焊電源、控制箱、送絲機(jī)構(gòu)、焊炬、水冷系統(tǒng)及供氣系統(tǒng)組成。自動熔化極氬弧焊設(shè)備還配有行走小車或懸臂梁等，而送絲機(jī)構(gòu)及焊炬均安裝在小車上或懸臂梁的機(jī)頭上。二）、熔化極氬弧焊設(shè)備的組成14（一）熔化極氬弧焊電源（一）熔化極氬弧焊電源1、利用細(xì)焊絲（直徑小于1.6mm

8、）焊接時，采用平特性或緩降特性的電源，配以等速送絲式送絲機(jī)。2、利用亞射流過渡工藝焊接鋁及鋁合金時，一般采用恒流特性的電源，配以等速送絲的送絲機(jī)構(gòu)，依靠電弧的固有自調(diào)節(jié)作用來保證弧長的穩(wěn)定。3、采用粗焊絲（直徑大于2.0mm）進(jìn)行熔化極氬弧焊焊接時，電弧的自調(diào)節(jié)作用很弱。為了保證弧長自動調(diào)節(jié)采用弧壓反饋送絲機(jī)配陡降特性電源。（一）熔化極氬弧焊電源15（二）控制箱（二）控制箱控制焊絲的自動送進(jìn)、提前送氣、滯后停氣、引弧、電流通斷、電流衰減、冷卻水流的通斷及焊絲的送進(jìn)等。對于自動焊機(jī)，還要控制小車行走機(jī)構(gòu)。（三）氣路和水路（三）氣路和水路氣路系統(tǒng)由氣瓶、減壓閥、流量計、軟管及氣閥組成。利用混合氣體

9、進(jìn)行焊接時，要求利用一配比器，利用配比器可方便地調(diào)整混合氣體的配比。水路系統(tǒng)用于冷卻焊炬及電纜，通常水路中設(shè)有水壓開關(guān)，當(dāng)水壓太低或斷水時，水壓開關(guān)將使焊機(jī)停止工作。熔化極氬弧焊的工藝特點課件16（四）焊炬（四）焊炬1、組成：主要由導(dǎo)電嘴、噴嘴、焊槍體、帽罩及冷卻水套等組成。2、作用：送絲、導(dǎo)通電流、向焊接區(qū)輸送保護(hù)氣體等。（五）送絲機(jī)（五）送絲機(jī)1、送絲機(jī)的分類根據(jù)速度調(diào)節(jié)方式，送絲機(jī)構(gòu)分為等速送絲和均勻（弧壓反饋）送絲兩種。（四）焊炬17根據(jù)送絲滾輪與送絲軟管的相對位置，送絲機(jī)構(gòu)可分為：1）推絲式送絲滾輪位于送絲軟管之后，為一種應(yīng)用最廣泛的送絲機(jī)構(gòu)，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、焊槍輕便。但焊絲阻力較

10、大，因此主要使用于送絲距離小于3m的場合下。2）拉絲式拉絲式送絲機(jī)構(gòu)的送絲滾輪和送絲電動機(jī)均安裝在焊槍上，其特點是送絲穩(wěn)定、可靠，但焊槍的重量增加，加重了焊工的勞動強(qiáng)度。3）推拉絲式推拉絲式送絲機(jī)構(gòu)同時采用推絲電機(jī)及拉絲電機(jī)，推絲電機(jī)提供主要動力，拉絲電機(jī)的作用是將送絲軟管內(nèi)的焊絲拉直，送絲距離可達(dá)15m左右，但機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，目前應(yīng)用較少。送絲軟管：彈簧鋼絲繞制，適用各種鋼等的焊接四氟乙烯或尼龍，適用于鋁及鋁合金等的焊接。根據(jù)送絲滾輪與送絲軟管的相對位置，送絲機(jī)構(gòu)可分為：185-4熔化極氬弧焊工藝熔化極氬弧焊工藝一）、工藝參數(shù)的選擇一）、工藝參數(shù)的選擇（一）保護(hù)氣體（一）保護(hù)氣體MIG/MAG焊

11、采用的氣體以氬氣為主。但采用純氬氣時會產(chǎn)生以下問題：（1）易導(dǎo)致指狀熔深；（2）焊接低碳鋼及低合金鋼時，液態(tài)金屬的粘度高、表面張力大，易導(dǎo)致氣孔、咬邊等缺陷；（3）焊接低碳鋼、低合金鋼時，電弧陰極斑點不穩(wěn)定，易于導(dǎo)致熔深及焊縫成形不均勻。因此，熔化極氬弧焊一般不使用純氬氣體進(jìn)行焊接，通常根據(jù)所焊接的材料采用適當(dāng)比例的混合氣體。5-4 熔化極氬弧焊工藝一）、工藝參數(shù)的選擇191、鋁及其合金1）氣體：Ar+(20%90%)He或 Ar+(10%75%)He特點：1）電弧穩(wěn)定，飛濺小，2）溫度高，熔透能力大，焊縫成形好；3）隨著氦含量的增大，飛濺增大。2）氣體：Ar+2%CO2特點：1）可簡化焊前清

12、理工作，電弧穩(wěn)定，飛濺小，2）抗氣孔能力強(qiáng)，焊縫力學(xué)性能好2、不銹鋼及高強(qiáng)度鋼1）：氣體：Ar+（1-5%）O2或Ar+（1%2%）CO2特點：1）提高熔池的氧化性，降低焊縫金屬的含氫量，2）克服指狀熔深問題及陰極飄移現(xiàn)象，可有效防止氣孔、咬邊等缺陷。利用后者時，焊縫可能會增碳。1、鋁及其合金 203、碳鋼及低合金鋼1、氣體：Ar+(1%5%)O2或Ar+20%CO2特點：特點：1）提高熔池的氧化性，2）克服陰極飄移及指狀熔深現(xiàn)象，改善焊縫成形；3）可有效防止氮氣孔及氫氣孔，提高焊縫的塑性及抗冷裂能力。2、氣體：Ar+15%CO2+5%O2特點：特點：1）飛濺小，電弧穩(wěn)定，成形好，2）有良好的

13、焊接質(zhì)量，焊縫斷面形狀及熔深較理想。4、銅及其合金1）氣體：Ar+20%N2特點：1）可形成穩(wěn)定的噴射過渡；2）電弧溫度比純氬電弧的溫度高，熱功率提高，可降低預(yù)熱溫度，但飛濺較大，焊縫表面較粗糙但飛濺較大，焊縫表面較粗糙3、碳鋼及低合金鋼 212）氣體：Ar+(50%70%)He特點：提高焊縫金屬的潤濕性、熱功率提高，可降低預(yù)熱溫度3、鎳及其合金氣體：Ar+H2（6%）。防止CO氣孔。提高電弧溫度。利用TIG焊焊接不銹鋼時也可利用4-8%的氫氣。（二）焊絲1焊絲的種類及成分碳鋼、低合金鋼：強(qiáng)度相當(dāng)?shù)暮附z鋁、高合金鋼：采用與母材成分相近的焊絲。2焊絲直徑焊絲直徑根據(jù)工件的厚度、施焊位置來選擇，薄

14、板焊接及空間位置的焊接通常采用細(xì)絲（直徑1.6mm），平焊位置的大厚度板及大厚度板焊接通常采用粗絲。2）氣體：Ar+(50%70%)He 22（三）焊接電流種類種類：熔化極氬弧焊通常采用直流反接。其優(yōu)點是，過渡穩(wěn)定，熔透能力大且陰極霧化效應(yīng)大。大小大?。汉附与娏魇亲钪匾暮附庸に噮?shù)。實際焊接過程中，應(yīng)根據(jù)工件厚度、焊接位置來選擇焊接電流。利用等速送絲式焊機(jī)焊接時，焊接電流的是通過送絲速度來調(diào)節(jié)的。（五）電弧電壓電弧電壓主要影響熔寬，對熔深的影響很小。電弧電壓應(yīng)根據(jù)電流的大小、保護(hù)氣體的成分、被焊材料的種類、熔滴過渡方式等進(jìn)行選擇。（三）焊接電流23（六）焊接速度在熱輸入不變的條件下，焊接速度

15、過大，熔寬、熔深減小，甚至產(chǎn)生咬邊、未熔合、未焊透等缺陷。如果焊接速度過慢。不但直接影響了生產(chǎn)率，而且還可能導(dǎo)致燒穿、焊接變形過大等缺陷。自動熔化極氬弧焊的焊接速度一般為25150mh-1；半自動熔化極氬弧焊的焊接速度一般為560mh-1。（七）焊絲干伸長度焊絲的干伸長度影響焊絲的預(yù)熱，因此對焊接過程及焊縫質(zhì)量具有顯著影響。其他條件不變而干伸長度過長時，等熔化曲線左移，焊接電流減小，易導(dǎo)致未焊透、未熔合等缺陷；干伸長度過短時，易導(dǎo)致噴嘴堵塞及燒損。干伸長度一般根據(jù)焊接電流的大小、焊絲直徑及焊絲電阻率來選擇。（六）焊接速度24焊絲直徑/mmH08Mn2SiH06Cr19Ni9Ti0.861259

16、1.07136111.2815712焊絲直徑/mmH08Mn2SiH06Cr19Ni9Ti0.825（八）氣體流量與TIG焊相同（九）噴嘴至工件的距離與TIG焊類似電流大小/A200200250350500噴嘴高度/mm151815202025（八）氣體流量電流大小/A2002002503505026熔化極氬弧焊的工藝特點課件275-5熔化極脈沖氬弧焊熔化極脈沖氬弧焊一)、熔化極脈沖氬弧焊的特點熔化極脈沖氬弧焊具有如下優(yōu)點：1）焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍增大可在平均電流小于臨界電流的條件下獲得射流過渡，因此，即能在高至幾百安培，又能在低至幾十安培的范圍內(nèi)獲得穩(wěn)定的射流過渡。因此，利用射流過渡工藝，熔化

17、極脈沖氬弧焊既可焊薄板，又可焊厚板。2）可有效地控制線能量 通過調(diào)節(jié)脈沖參數(shù)可在保證焊透的條件下，將焊接線能量控制在較低的水平，從而減小了焊接熱影響區(qū)及工件的變形。這對于熱敏感材料的焊接是十分有利的。5-5 熔化極脈沖氬弧焊一)、熔化極脈沖氬弧焊的特點283）有利于實現(xiàn)全位置焊接 利用熔化極脈沖氬弧焊可在較小的線能量下實現(xiàn)噴射過渡，熔池的體積小，冷卻速度快，因此，熔池易于保持，不易流淌。而且焊接過程穩(wěn)定，飛濺小，焊縫成形好。4）焊縫質(zhì)量好脈沖電弧對熔池具有強(qiáng)烈的攪拌作用，可改善熔池的結(jié)晶條件及冶金性能，有助于消除焊接缺陷，提高焊縫質(zhì)量。熔化極氬弧焊的工藝特點課件29三)、熔化極脈沖氬弧焊工藝（

18、一）熔化極脈沖氬弧焊的熔滴過渡熔化極脈沖氬弧焊有三種過渡形式：一個脈沖過渡一滴（簡稱一脈一滴）；一個脈沖過渡多滴（簡稱一脈多滴）多個脈沖過渡一滴（多脈一滴）。熔滴過渡方式主要決定于脈沖電流及脈沖持續(xù)時間。三種過渡方式中，一脈一滴的工藝性能最好，多脈一滴是工藝性能最差的一種過渡形式。然而，一脈一滴的工藝范圍很窄，焊接過程中難以保證，因此，目前主要采用的是一脈多滴及一脈一滴的混合方式。三)、熔化極脈沖氬弧焊工藝30脈沖電流參數(shù)與熔滴過渡形式的關(guān)系脈沖電流 參數(shù)與熔滴過渡形式的關(guān)系31熔化極氬弧焊的工藝特點課件32（二）焊接工藝參數(shù)的選擇原則1脈沖電流Ip及脈沖持續(xù)時間tp脈沖電流與脈沖持續(xù)時間決定

19、了熔滴過渡方式，這兩個參數(shù)要適當(dāng)配合，使（Ip，tp）點應(yīng)位下圖中一脈一滴臨界曲線之上。脈沖電流還影響熔深，在平均電流一定的條件下，脈沖電流越大，熔深越大。選擇時，應(yīng)綜合考慮母材類型、板厚、焊接位置及熔滴過渡要求，首先選擇平均電流、脈沖電流及脈沖持續(xù)時間。2基值電流Ib基值電流的主要作用是維持電弧的穩(wěn)定燃燒，同時預(yù)熱焊絲及工件。在保證電弧穩(wěn)定的條件下，盡量選擇較低的基值電流，以突出脈沖TIG焊的特點。（二）焊接工藝參數(shù)的選擇原則333、脈沖頻率一般在幾十至幾百的范圍內(nèi)，頻率過低，焊絲易插入熔池。焊接過程不穩(wěn)定，而頻率過高則失去了脈沖焊的特點。脈沖頻率通常根據(jù)焊接電流的大小來選擇，電流較大時，脈沖頻率應(yīng)選得較大一些；焊接電流較小時，頻率應(yīng)選得小一些。4脈沖頻率及脈沖寬比脈寬比越小，脈沖焊的特征越明顯，而脈寬比過小則易導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定，因此，脈寬比一般取25%50%。全位置焊接、薄板及熱敏感材料的焊接均要求脈寬比小一些。3、脈沖頻率34