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第五章 气体保护电弧焊
延迟符
延迟符
原理
气体保护焊直接依靠从喷嘴中连续送出的气流，在电弧周围形成局部的气体保护层，使电极端部、熔滴和熔池金属与周围空气机械地隔绝开来，以保证焊接过程的稳定性。
第一节 气体保护电弧焊概述
一、气体保护电焊的原理和特点
特
点
1
采用明弧焊，熔池可见度好，便于操作。
2
焊接变形小、焊接裂纹倾向不大，尤其适用于薄板焊接。
3
采用氩、氦等惰性气体保护，可焊接化学性质较活泼的金属或合金。
4
气体保护焊不宜在有风的地方施焊，电弧光的辐射较强，焊接设备较复杂。
第一节 气体保护电弧焊概述
一、气体保护电焊的原理和特点
按照保护气体的种类有：二氧化碳气体保护焊、氩弧焊、氦弧焊及混合气体保护焊等。
根据所用的电极材料，可分为非熔化极气体保护焊和熔化极气体保护焊
按操作方式的不同，可分为手工、半自动和自动气体保护焊。
分 类
1
2
3
延迟符
第一节 气体保护电弧焊概述
二、气体保护焊的分类
第二节 CO2气体保护焊
一、CO2气体保护焊的特点及应用
1、CO2气体保护焊的冶金特点
CO2气体的氧化性
焊接时CO2气体在电弧高温下会分解出CO和原子态O，原子态氧具有强烈的氧化性。
气 孔
抗冷裂性
飞 溅
由于气流的冷却作用，熔池凝固较快，有利于薄板焊接，焊后变形也小。但很容易在焊缝中产生气孔。
由于焊接接头含氢量少，所以CO2气体保护焊具有较高的抗冷裂能力。
飞溅是CO2气体保护焊的主要缺点，飞溅大会增加焊接成本，降低焊接生产率，影响电弧稳定性，降低保护气的保护作用，恶化劳动条件等。
第二节 CO2气体保护焊
一、CO2气体保护焊的特点及应用
1、CO2气体保护焊的冶金特点
产生飞 溅
原因及措施
飞溅是CO2气体保护焊的主要缺点，飞溅大会增加焊接成本，降低焊接生产率，影响电弧稳定性，降低保护气的保护作用，恶化劳动条件等。
1
2
3
由CO气体造成的飞溅 。减少这种飞溅的方法可采用脱氧元素多、含碳量低的脱氧焊丝，以减少CO气体的生成。
短路时引起的飞溅 减少这种飞溅的方法，主要是通过在焊接回路中串联适当的直流回路电感来控制短路电流增长速度及短路电流峰值。
斑点压力引起的飞溅 用正极性焊接时，熔滴受到斑点压力大，飞溅也大。采用反极性可减少飞溅。
第二节 CO2气体保护焊
二、CO2气体保护焊焊接材料
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将其压缩成液体储存于钢瓶内。焊接用CO2气体的纯度应大于
99.5％，含水量不超过0.05％
有实芯焊丝和药芯焊丝两种 必须选用含碳量低并含有一定脱氧剂
的低碳合金焊丝。半自动CO2焊常用的焊丝有φ0.8、φ1.0φ1.2mm、φ1.6等几种 。常用的CO2气保焊焊丝型号有ER49-1和ER50-6 。
1．CO2气体
2．焊丝
第二节 CO2气体保护焊
三、CO2气体保护焊设备
1
2
3
4
（1）CO2焊一般采用直流焊接电源。
（2）常用半自动CO2焊机型号NBC-160、NBC-200、 NBC1-300 。
焊 接
电 源
送丝系统及焊枪
CO2供气系统
控制系统
（1） 送丝系统
主要有拉丝式、推丝式和推
拉式
（2）焊枪
作用是导电、导丝、导气 。
鹅颈式空气冷却焊枪应用最
广。
由气瓶、预热器、干燥器、减压器、流量计等组成。
图4-5 半自动CO2焊控制程序图
第二节 CO2气体保护焊
四、CO2 气体保护焊焊接参数
1
焊丝直径
焊丝直径应根据焊件厚度、焊接空间位置及生产率的要求来选择。当焊接薄板或中厚板的立、横、仰焊时，多采用直径1.6mm以下的焊丝；在平焊位置焊接中厚板时，可以采用直径1.2mm以上的焊丝。
2
焊接电流
焊接电流的大小应根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置及熔滴过渡形式来确定。
3
电弧电压
电弧电压必须与焊接电流配合恰当，电弧电压随着焊接电流的增加而增大。
第二节 CO2气体保护焊
四、CO2 气体保护焊焊接参数
4
焊接速度
在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下，随着焊速增加，焊缝宽度与焊缝厚度减小。
5
焊丝伸出长度
焊丝伸出长度（也称为干伸长）取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的10倍，且不超过15 mm。
6
CO2气体流量
CO2气体流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等选择，细丝8~15L/min；粗丝15～25 L/min。
第二节 CO2气体保护焊
四、CO2 气体保护焊焊接参数
7
电源极性与回路电感
选用直流反接 .电感值应根据焊丝直径和电弧电压来选择 .
8
装配间隙及坡口尺寸
一般对于12mm以下的焊件不开坡口 ,对于必须开坡口的焊件，一般坡口角度30~40°，钝边可相应增大2~3mm，根部间隙可相应减少1~2mm。
9
焊枪的倾角
倾角小于10o时，不论是前倾还是后倾，对焊接过程及焊缝成形都没影响 ，焊枪与焊件成前倾角时，焊缝宽，余高小，熔深较浅，焊缝成形好。
第三节 氩 弧 焊
字输入氩弧焊的分类
根据所用的电极材料，可分为TlG和MIG;
输入文字输入文字
2．氩弧焊的主要特点
(1)焊缝质量较高
(2)焊接变形与应力小
(3)可焊的材料范围广
一、氩弧焊概述
第三节 氩 弧 焊
二、钨极氩弧焊
图5-7 钨极氩弧焊原理图
1-电缆; 2-保护气导管; 3-钨极；4-保护气体；
5-熔池；6-焊缝；7-工件；8-填充焊丝；9-喷嘴
1．钨极氩弧焊的焊接材料
主要是钨极、氩气和焊丝。
（1）钨极 纯钨极、钍钨极和铈钨极三种
（2）氩气 无色、无味的惰性气体纯99．99％
（3）焊丝 一般选用熔化极气体保护焊用焊丝或焊接用钢丝
图5-8 手工钨极氩弧焊设备的组成
2、钨极氩弧焊设备
第三节 氩 弧 焊
二、钨极氩弧焊
图5-10 交流手工钨极氩弧焊控制程序方形框图
（1）焊接电源 陡降外特性的弧焊电源
（2）焊枪 分为气冷式和水冷式。
（3）供气系统
由氩气瓶、氩气流量调节器和电磁气阀组成
（4）供水系统
（5）控制系统
第三节 氩 弧 焊
二、钨极氩弧焊
图5-9 PQI-350型TIG焊焊枪
2、钨极氩弧焊设备
3、钨极氩弧焊工艺
（1）焊前准备
1）坡口形式
2）焊前清理
（2）焊接参数的选择
1)电源种类和极性
图5-11 阴极破碎示意图
a）直流反接b）直流正接
第三节 氩 弧 焊
二、钨极氩弧焊
2) 焊接电流、钨极直径
3、钨极氩弧焊工艺
第三节 氩 弧 焊
二、钨极氩弧焊
3)氩气流量和喷嘴直径
喷嘴直径的大小，一般根据钨极直径来选择
qv =（0.8~1.2）D
4)焊接速度 由焊工根据溶池的大小、形状和焊件熔合情况随时调节。
5)电弧电压 由电弧长度决定
6)喷嘴至焊件的距离、钨极伸出长度
一般喷嘴至焊件的距离以8～14mm为宜；钨极伸出喷嘴的长度为3～6 mm较好。
3、钨极氩弧焊工艺
第三节 氩 弧 焊
二、钨极氩弧焊
三、熔化极氩弧焊
1、熔化极氩弧焊设备
图5-13 熔化极氩弧焊原理
1-焊丝; 2-导电嘴; 3-喷嘴；4-进气管；5-氩气流；6-电弧；7-工件；8-送丝辊轮
图5-14熔化极氩弧焊设备组成示意图
第三节 氩 弧 焊
2、熔化极氩弧焊的焊接工艺
一般多采用喷射过渡的形式
采用直流反接
氩气流量和喷嘴孔径要相应增大，通常喷嘴孔径为20mm左右，氩气流量约在30～60L／min范围内 .
三、熔化极氩弧焊
第三节 氩 弧 焊
第四节 熔化极活性混合气体保护焊
在惰性气体氩（Ar）中加入一定量的活性气体（如O2、CO2等）作为保护气体的熔化极气体保护焊方法，即熔化极活性混合气体保护焊，又常称为富氩混合气体保护焊，简称MAG焊。
在氩气中中入一定比例的其他某种气体，可以克服纯氩弧焊和CO2焊的一些缺点，具有电弧稳定，飞溅少、熔敷效率高、控制焊缝冶金质量、焊缝成形好等优点。

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