二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是焊接方法中的一種,是以二氧化碳?xì)鉃楸Wo(hù)氣體,進(jìn)行焊接的方法。在應(yīng)用方面操作簡(jiǎn)單,適合自動(dòng)焊和全方位焊接。在焊接時(shí)不能有風(fēng),適合室內(nèi)作業(yè)。
原理二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊(簡(jiǎn)稱CO2焊)是以二氧化碳?xì)鉃楸Wo(hù)氣體,
進(jìn)行焊接的方法。(有時(shí)采用CO2+Ar的混合氣體)。在應(yīng)用方面操作簡(jiǎn)單,適合自動(dòng)焊和全方位焊接。焊接時(shí)抗風(fēng)能力差,適合室內(nèi)作業(yè)。由于它成本低,二氧化碳?xì)怏w易生產(chǎn),廣泛應(yīng)用于各大小企業(yè)。由于二氧化碳?xì)怏w的0熱物理性能的特殊影響,使用常規(guī)焊接電源時(shí),焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過(guò)渡,通常需要采用短路和熔滴縮頸爆斷、因此,與MIG焊自由過(guò)渡相比,飛濺較多。但如采用優(yōu)質(zhì)焊機(jī),參數(shù)選擇合適,可以得到很穩(wěn)定的焊接過(guò)程,使飛濺降低到最小的程度。由于所用保護(hù)氣體價(jià)格低廉,采用短路過(guò)渡時(shí)焊縫成形良好,加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無(wú)內(nèi)部缺陷的高質(zhì)量焊接接頭。因此這種焊接方法目前已成為黑色金屬材料最重要焊接方法之一。
分類按機(jī)械化程度
可分為自動(dòng)化和半自動(dòng)化
按焊絲直徑
可分為細(xì)絲0.8~1.2 mm中絲1.2~1.4 mm粗絲 1.4~1.6mm
按焊絲分類
可分為藥芯和實(shí)心焊絲兩種
焊接工藝參數(shù)1)焊絲直徑
焊絲的直徑通常是根據(jù)焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求選擇。焊接薄板或中厚板的全位置焊縫時(shí),多采用1.6mm以下的焊絲(稱為細(xì)絲CO2氣保焊)。焊絲直徑的選擇參照下表
|| ||
(2)焊接電流
焊接電流的大小主要取決于送絲速度。送絲的速度越快,則焊接的電流就越大。焊接電流對(duì)焊縫的熔深的影響最大。當(dāng)焊接電流為60~250A,即以短路過(guò)渡形式焊接時(shí),焊縫熔深一般為1mm~2mm;只有在300A以上時(shí),熔深才明顯的增大。
(3)電弧電壓
短路過(guò)渡時(shí),則電弧電壓可用下式計(jì)算:
U=0.04I+16±2(V)
此時(shí),焊接電流一般在200A以下,焊接電流和電弧電壓的最佳配合值見表2。當(dāng)電流在200A以上時(shí),則電弧電壓的計(jì)算公式如下。
U=0.04I+20±2(V)
4)焊接速度
半自動(dòng)焊接時(shí),熟練的焊工的焊接速度為18m/h~36m/h;自動(dòng)焊時(shí),焊接速度可高達(dá)150m/h。
(5)焊絲的伸出長(zhǎng)度
一般情況下焊絲的伸出長(zhǎng)度約為焊絲直徑的10倍左右,并隨焊接電流的增加而增加。
(6)氣體的流量
正常焊接時(shí),200A以下薄板焊接,CO2的流量為10L/min~25L/min;200A以上厚板焊接,CO2的流量為15L/min~25L/min;粗絲大規(guī)范自動(dòng)焊為25L/min~50L/min。
具體工藝參數(shù)
電流:一般為:150-350安培,常用規(guī)范為200-300安培。
電壓:一般范圍值:22-40伏特,常用規(guī)范為26-32伏特。
干伸長(zhǎng)度:焊絲從導(dǎo)電嘴前端伸出的長(zhǎng)度,一般為焊絲直徑的10-15倍,即10-15毫米長(zhǎng)。
焊接速度:每分鐘焊接的焊縫長(zhǎng)度,單焊道按時(shí)每分鐘300-500毫米,個(gè)別達(dá)到25000毫米/分鐘(比如截齒的焊絲用的LQ605),擺動(dòng)焊接時(shí),120-200毫米/分鐘。1
優(yōu)點(diǎn)介紹1.焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊條電弧焊的40~50%。
2.生產(chǎn)效率高。其生產(chǎn)率是焊條電弧焊的1~4倍。
3.操作簡(jiǎn)便。明弧,對(duì)工件厚度不限,可進(jìn)行全位置焊接而且可以向下焊接。
4.焊縫抗裂性能高。焊縫低氫且含氮量也較少。
5.焊后變形較小。角變形為千分之五,不平度只有千分之三。
6.焊接飛濺小。當(dāng)采用超低碳合金焊絲或藥芯焊絲,或在CO2中加入Ar,都可以降低焊接飛濺。
焊接煙塵防治焊接煙塵成分及特點(diǎn)
焊接煙塵是由金屬及非金屬物質(zhì)在過(guò)熱條件下產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)氧化和冷凝而形成的。因此電焊煙塵的化學(xué)成分,取決于焊接材料(焊絲、焊條、焊劑等)和被焊接材料成分及其蒸發(fā)的難易。不同成分的焊接材料和被焊接材料,在施焊時(shí)將產(chǎn)生不同成分的焊接煙塵。
焊接煙塵的特點(diǎn)有:
(1) 焊接煙塵粒子小,煙塵呈碎片狀,粒徑為1μm左右。 (2) 焊接煙塵的粘性大。
(3) 焊接煙塵的溫度較高。在排風(fēng)管道和濾芯內(nèi),空氣溫度為60~80℃。
(4) 焊接過(guò)程的發(fā)塵量較大。一般來(lái)說(shuō),1個(gè)焊工操作1d所產(chǎn)生的煙塵量約60~150g。幾種焊接(切割)方法施焊時(shí)(切割時(shí))每分鐘的發(fā)塵量和熔化每千克焊接材料的發(fā)塵量
焊接方法的發(fā)塵量
二氧化碳焊
實(shí)芯焊絲(直徑1.6mm) 450~650 5~8
藥芯焊絲(直徑1.6mm) 700~900 7~10
CO2氣保焊焊煙危害
CO2氣保焊接區(qū)域的污染按形成方式不同,分為化學(xué)污染和物理污染兩大類。
化學(xué)污染
化學(xué)污染是指CO2氣保焊接過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體和煙塵。進(jìn)行CO2氣保焊接時(shí),在焊接區(qū)域,電弧周圍會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì)。
CO2氣保焊接產(chǎn)生的有害物質(zhì)可分為兩類,一類是有害氣體,主要是二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)。一類是煙塵,其主要成分是三氧化二鐵(Fe2O3)、二氧化硅(SiO2)和氧化錳(MnO)等。這些有害物質(zhì),除了二氧化碳是為了保護(hù)電弧和熔池,從焊槍中噴出的,焊接沒有用完而殘存在焊接區(qū)域周圍,其余的有害物質(zhì)都是從焊接電弧和焊接熔池中產(chǎn)生出來(lái)的。
物理污染
物理污染主要包括:CO2氣保焊高溫電弧光產(chǎn)生的紫外線、紅外線等。2
CO2氣保焊焊煙凈化
自然通風(fēng)
濾筒式移動(dòng)焊煙凈化器。
高負(fù)壓焊煙除塵器
自然通風(fēng)成本最低,主要采用純自然的方法,通過(guò)開窗通風(fēng),設(shè)置百葉窗等方法減少車間焊煙的濃度。
濾筒式移動(dòng)焊煙凈化器,將萬(wàn)向吸氣臂對(duì)準(zhǔn)焊煙產(chǎn)生的點(diǎn)。通過(guò)系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)壓,將焊煙中產(chǎn)生的粉塵和有毒有害氣體吸入凈化器中,進(jìn)行收集。濾筒式移動(dòng)焊煙凈化器有著廣泛的應(yīng)用。它方便靈活,便于移動(dòng)。能滿足各種靈活的工況。
高負(fù)壓焊煙除塵器,主要將50mm口徑的軟管與焊機(jī)頭直接連接。焊機(jī)工作時(shí)除塵器工作,焊機(jī)停止時(shí)除塵器也停止。這樣保證在使用最小風(fēng)量的同時(shí),有效的處理焊煙。另外高負(fù)壓焊煙除塵器可以連接最長(zhǎng)20m的軟管,可以有效的和自動(dòng)焊機(jī)頭等連接??朔艘苿?dòng)式吸氣臂需要手工移動(dòng)位置的不足。正在的做到了自動(dòng)化,并且收集凈化效果顯著。
二氧化碳保護(hù)焊二氧化碳保護(hù)焊全稱二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊。保護(hù)氣體是二氧化碳(有時(shí)采用CO2+Ar的混合氣體),主要用于手工焊。由于二氧化碳?xì)怏w的熱物理性能的特殊影響,使用常規(guī)焊接電源時(shí),焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過(guò)渡,通常需要采用短路和熔滴縮頸爆斷、因此,與MIG焊自由過(guò)渡相比,飛濺較多。但如采用優(yōu)質(zhì)焊機(jī),參數(shù)選擇合適,可以得到很穩(wěn)定的焊接過(guò)程,使飛濺降低到最小的程度。由于所用保護(hù)氣體價(jià)格低廉,采用短路過(guò)渡時(shí)焊縫成形良好,加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無(wú)內(nèi)部缺陷的質(zhì)量焊接接頭。因此這種焊接方法已成為黑色金屬材料最重要焊接方法之一。3
冷焊機(jī)冷焊機(jī)為智能修補(bǔ)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品,是針對(duì)廣大模具業(yè)、鑄造業(yè)、電器制造業(yè)、醫(yī)療器械、汽車、造船、鍋爐、建筑、鋼構(gòu)、橋梁建設(shè)等行業(yè)改良生產(chǎn),具有廣泛的適用性。在國(guó)內(nèi)是廣大中小企業(yè)的首選修補(bǔ)設(shè)備。
修補(bǔ)原理
智能冷焊機(jī)是通過(guò)微電瞬間放電產(chǎn)生的高熱能將專用焊絲熔覆到工件的破損部位,與原有基材牢固熔接,焊后只需經(jīng)過(guò)很少打磨拋光的后期處理。
工作原理
智能修補(bǔ)冷焊機(jī)的原理是,利用充電電容,以10-3~10–1秒的周期,10-6~10–5秒的超短時(shí)間放電。電極材料與工件接觸部位會(huì)被加熱到8000~25000°C,等離子化狀態(tài)的熔融金屬以冶金的方式過(guò)渡到工件的表層。堆焊到工件表面的涂層或堆焊層,由于與母材之間產(chǎn)生了合金化作用,向工件內(nèi)部擴(kuò)散,熔滲,形成了擴(kuò)散層,得到了高強(qiáng)度的結(jié)合。
實(shí)現(xiàn)冷焊
放電時(shí)間(Pt)與下一次放電間隔時(shí)間(It)相比極短,機(jī)器有足夠的相對(duì)停止時(shí)間,熱量會(huì)通過(guò)工件基本體擴(kuò)散到外界,因此工件的被加工部位不會(huì)有熱量的聚集。雖然工件的升溫幾乎停留在室溫,可是由于瞬時(shí)熔化的原因,電極尖端的溫度可以達(dá)到25000°C左右。
結(jié)合強(qiáng)度
利用智能修補(bǔ)冷焊機(jī)進(jìn)行修補(bǔ)堆焊時(shí),既然熱輸入低,為什么結(jié)合強(qiáng)度還很大。這是因?yàn)楹笚l瞬間產(chǎn)生金屬熔滴,過(guò)渡到與母材金屬的接觸部位,同時(shí)由于等離子電弧的高溫作用,表層深處開成像生了根一樣的強(qiáng)固的擴(kuò)散層。呈現(xiàn)出高結(jié)合性,不會(huì)脫落。
本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:
石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)