焊接方法与设备使用

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书名：焊接方法与设备使用ISBN：978-7-111-40549-8作者：邱葭菲出版社：机械工业出版社本书配有电子课件 模块二　二氧化碳气体保护电弧焊 一、二氧化碳气体保护焊原理及特点1．CO2气体保护焊原理CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧焊方法，简称CO2焊。 图3-3CO2气体保护焊焊接过程示意图1—熔池2—焊件3—CO2气体3—喷嘴5—焊丝6—焊接设备7—焊丝盘8—送丝机构9—软管10—焊枪11—导电觜12—电弧13—焊缝 2．CO2气体保护焊的分类CO2焊按所用的焊丝直径不同，可为细丝CO2气体保护焊（焊丝直径为≤1.2mm）及粗丝CO2气体保护焊(焊丝直径为≥1.6mm)。由于细丝CO2焊工艺比较成熟，因此应用最广。CO2焊按操作方式又可分为CO2半自动焊和CO2自动焊，其主要区别在于：CO2半自动焊用手工操作焊枪完成电弧热源移动，而送丝、送气等同CO2自动焊一样，由相应的机械装置来完成。CO2半自动焊的机动性较大，适用不规则或较短的焊缝；CO2自动焊主要用于较长的直线焊缝和环形焊缝等。 3.CO2气体保护焊的特点（1）CO2焊优点1）焊接成本低仅为埋弧焊及焊条电弧焊的30%～50%。2）生产率高生产率比焊条电弧焊高1～4倍。3）焊接质量高焊缝含氢量低，抗裂性能好。4）焊接变形和焊接应力小焊接应力和变形小，特别宜于薄板焊接。5）操作性能好明弧焊，可以看清电弧和熔池情况，便于掌握与调整，也有利于实现焊接过程的机械化和自动化。6）适用范围广不仅适用焊接薄板，还常用于中、厚板的焊接，而且也用于磨损零件的修补堆焊。 （2）CO2焊的缺点：1）焊缝表面成形较差，飞溅较多。2）不能焊接容易氧化的有色金属材料。3）难用交流电源焊接及在有风的地方施焊。4）弧光较强，所产生的弧光强度及紫外线强度分别是焊条电弧焊的2～3倍和20～40倍，应特别重视对操作者的劳动保护。CO2焊是一种值得推广应用的高效焊接方法。 二、CO2焊的冶金特性1.合金元素的氧化与脱氧（1）合金元素氧化CO2在电弧高温作用下，易分解为一氧化碳和氧，使电弧气氛具有很强的氧化。其中CO在焊接条件下不溶于金属，也不与金属发生反应，而原子状态的氧使铁及合金元素迅速氧化。结果使铁、锰、硅等焊缝有用的合金元素大量氧化烧损，降低力学性能。同时溶入金属的FeO与C元素作用产生的CO气体，一方面使熔滴和熔池金属发生爆破，产生大量的飞溅；另一方面结晶时来不逸出，导致焊缝产生气孔。（2）脱氧 CO2焊通常的脱氧方法是采用具有足够脱氧元素的焊丝。常用的脱氧元素是锰、硅、铝、钛等。对于低碳钢及低合金钢的焊接，主要采用锰、硅联合脱氧的方法。2.CO2焊的气孔问题：（1）一氧化碳气孔当焊丝中脱氧元素不足，使大量的FeO不能还原而溶于金属中，在熔池结晶时发生下列反应，生成CO气孔。FeO+C→Fe+CO↑焊丝中含有足够的脱氧元素Mn和Si，并严格限制焊丝中的含C量，就可以减小产生CO气孔的可能性。CO2焊，产生CO气孔的可能性不大。（2）氢气孔氢的来源主要是焊丝、焊件表面的铁锈、水分和油污及CO2气体中的水分。由于CO2焊的保护气体氧化性很强，所以CO2焊时形成氢气孔的可能性较小。（3）氮气孔CO2焊最常发生的是氮气孔，而氮主要来自于空气。所以必须加强CO2气流的保护效果，这是防止CO2焊的焊缝中产生气孔的重要途径。 3．CO2焊的熔滴过渡CO2焊熔滴过渡有两种形式：短路过渡和滴状过渡。（1）短路过渡CO2焊在采用细焊丝、小电流和低电弧电压焊接时，可获得短路过渡。短路过渡，过渡频率高，电弧非常稳定，飞溅小，焊缝成形良好，同时焊接电流较小，焊接热输入低，故适宜于薄板及全位置焊缝的焊接 （2）滴状过渡CO2焊采用粗焊丝、较大电流和较高电压时，会出现滴状过渡。滴状过渡有两种形式：一是大颗粒过渡，电流电压比短路过渡稍高，电流一般在400A以下。熔滴较大且不规则，过渡频率较低，易形成偏离焊丝轴线方向的非轴向过渡，电弧不稳定，飞溅很大，成形差，在实际生产中不宜采用。二是细滴过渡，这时焊接电流、电弧电压进一步增大，焊接电流在400A以上。虽然仍为非轴向过渡，但飞贱相对较少，电弧较稳定，焊缝成形较好，故在生产中应用较广泛。粗丝CO2焊滴状过渡，多用于中、厚板的焊接。 4．CO2焊的飞溅（1）CO2焊飞溅的有害影响1）CO2时，飞溅大，降低焊丝的熔敷系数，增加焊丝及电能的消耗，降低焊接生产率和增加焊接成本。2）飞溅金属粘着到导电嘴端面和喷嘴内壁上，会使送丝不畅而影响电弧稳定性，或者降低保护气的保护作用。焊后清理，增加了焊接的辅助工时。3）焊接过程中飞溅出的金属，还容易烧坏焊工的工作服，甚至烫伤皮肤，恶化劳动条件。（2）CO2焊产生飞溅的原因及防止飞溅的措施1）由冶金反应引起的飞溅主要由CO气体造成。采用含有锰硅脱氧元素的焊丝，降低焊丝中的含碳量，可减少这种飞溅。2）由极点压力产生的飞溅直流反接可减少极点压力产生的飞溅。3）熔滴短路时引起的飞溅短路过渡过程中，当焊接电源的动特性不好时，则更显得严重。减少这种飞溅的方法，主要是通过调节焊接回路中的电感来调节短路电流增长速度。4）非轴向颗粒过渡造成的飞溅这种飞溅是在颗粒过渡时由于电弧的斥力作用而产生的。5）焊接工艺参数选择不当引起的飞溅必须正确地选择CO2焊的焊接工艺参数，才会减少产生这种飞溅的可能性。 小提示CO2焊焊接前使用飞溅防粘剂（如型号为S-1，呈水质溶液）涂抹在接缝两测100～150mm范围内；或使用喷嘴防堵剂（如型号为P-3，呈膏状）涂在喷嘴内壁和导电嘴端面，可消除飞溅带来的不利影响。 三、二氧化碳焊的焊接材料CO2焊所用的焊接材料是CO2气体和焊丝1.CO2气体焊接用的CO2一般是将其压缩成液体贮存于钢瓶内。CO2气瓶的容量为40L，可装25Kg的液态CO2，占容积的80%，满瓶压力约为5～7Mpa，气瓶外表涂铝白色，并标有黑色“液化二氧化碳”的字样。当压力降低到0.98MPa时，CO2气体中含水量大为增加，不能继续使用。焊接用CO2气体的纯度应大于99.5%，含水量不超过0.05%。生产中提高CO2气体纯度的措施有：1）倒置排水　将CO2气瓶倒置1～2h，使水分下沉，然后打开阀门放水2～3次，每次放水间隔30min。2）正置放气　更换新气前，先将CO2气瓶正立放置2h，打开阀门放气2～3min，以排出混入瓶内的空气和水分。3）使用干燥剂　在CO2气路中放掉气瓶上部的气体，因为，串接几个过滤式干燥器，用以干燥含水较多的CO2气体。 2．焊丝（1）对焊丝的要求1）焊丝必须比母材含有较多的Mn和Si等脱氧元素。2）焊丝含C量在0.10%以下，并控制S、P含量。3）焊丝表面镀铜，镀铜可防止生锈，有利于保存，并可改善焊丝的导电性及送丝的稳定性。（2）焊丝型号及性能GB/T8110－2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》规定了碳钢、低合金钢气体保护电弧焊所用实芯焊丝和填充丝的化学成分和力学性能，适用于熔化极气体保护电弧焊（MIG焊、MAG焊及CO2焊）、TIG焊及等离子弧焊。 GB/T8110－2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》规定：焊丝型号由三部分组成。ER表示焊丝。ER后面的两位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度。短线“-”后面的字母或数字表示焊丝化学成分代号，碳钢焊丝用一位数字表示，有1、2、3、4、6、7共6个型号；锰钼钢焊丝用字母D表示，它们后面数字表示同一合金系统的不同编号。如还附加其它化学成份时，直接用元素符号表示，并以短线“-”与前面数字分开。型号最后加字母L表示含碳量低的焊丝（wc≤0.05％）。目前在我国，CO2焊已得到广泛应用，主要用于碳钢、低合金钢的焊接，最常用的焊丝是ER49-1和ER50-6。ER49-1对应的牌号为H08Mn2SiA、ER50-6对应的牌号为H11Mn2SiA。ER50-6焊丝应用更广。 四、二氧化碳焊设备CO2气体保护焊设备有半自动焊设备和自动焊设备，其中CO2半自动焊在生产中应用较广。CO2自动焊与CO2半自动焊相比仅多了焊车行走机构。1．CO2半自动焊焊机组成CO2半自动焊设备，主要由焊接电源、焊枪及送丝系统、CO2供气系统、控制系统等部分组成。 （1）焊接电源直流电源，通常选用平外特性的弧焊整流器。有些情况下，也可采用下降率不大（4V/100A左右）的缓降外特性电源。常用的弧焊整流器有抽头式硅弧焊整流器、晶闸管弧焊整流器及逆变弧焊整流器。 图3-8焊接电源外特性与电弧自身调节作用的关系1—平硬特性曲线2—缓降特性曲线3—陡降特性曲线 （2）送丝系统及焊枪1）送丝系统送丝系统由送丝机（包括电动机、减速器、校直轮和送丝轮）、送丝软管、焊丝盘等组成。送丝方式主要有拉丝式、推丝式和推拉式三种。如图3—9。①拉丝式焊丝盘、送丝机构与焊枪连接在一起。适用细焊丝（直径为0.5mm～0.8mm）,操作的活动范围较大。②推丝式焊丝盘、送丝机构与焊枪分离。通常推丝式所用的焊丝直径宜在0.8mm以上,其焊枪的操作范围在2m～4m以内。目前CO2半自动焊多采用推丝式焊枪。③推拉式具有前两种送丝方式的优点，焊丝送给时以推丝为主，而焊枪内的送丝机构，起着将焊丝拉直的作用。但焊枪及送丝机构较为复杂。 图3—9CO2半自动焊送丝方式a）推丝式b）拉丝式c）推拉式 2）焊枪焊枪的作用是导电、导丝、导气。焊枪常需冷却，冷却方式有空气冷却和用内循环水冷却两种。焊枪按送丝方式可分为推丝式焊枪和拉丝式焊枪；按结构可分为鹅颈式焊枪和手枪式焊枪。鹅颈式气冷焊枪应用最广。 图3—12CO2焊供气系统示意图1-气源2-预热器3-高压干燥器3-气体减压阀5-气体流量计6-低压压干燥器7-气阀（3）CO2焊供气系统CO2焊的供气系统是由气源（气瓶）、预热器、减压器、流量计和气阀组成，如气体不纯，还需串接高压和低压干燥器。 图3—13CO2半自动焊的控制程序图（4）控制系统CO2焊控制系统的作用是对供气、送丝和供电系统实现控制。 五、二氧化碳焊工艺CO2焊的主要工艺参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。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。焊接电流越大，焊缝厚度、焊缝宽度及余高都相应增加。通常直径0.8mm～1.6mm的焊丝，在短路过渡时,焊接电流在50A～230A内选择。细滴过渡时，焊接电流在250A～500A之间。 3.电弧电压短路过渡时，电弧电压在16～24V范围内。细滴过渡焊接时，直径为1.2～3.0mm的焊丝，电弧电压可在25～36V范围内选择。4.焊接速度焊速增加，焊缝宽度与焊缝厚度减小。焊速过快，保护效果变差，可能出现气孔，而且还易产生咬边及未熔合等缺陷；但焊速成过慢，则焊接生产率降低，焊接变形增大。一般CO2半自动焊时的焊接速度在15m/h～40m/h。 小提示生产中，常用经验公式来确定电弧电压值：当焊接电流在≤300A时，电弧电压（V）=0.04×焊接电流（A）+16±1.5；当焊接电流＞300A以上时，电弧电压（V）=0.04×焊接电流（A）+20±2.0。 5.焊丝伸出长度焊丝伸出长度取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的10倍，且不超过15mm。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CO2焊气体流量约为8L/min～15L/min；粗丝CO2气体流量约在15L/min～25L/min。7．电源极性与回路电感直流反接。焊接回路的电感值根据焊丝直径和电弧电压来选择，具体见表3—9。 小提示在焊接生产中，有时焊接电缆较长，常常将一部分电缆盘绕起来，这相当于在焊接回路中串入了一个附加电感，由于回路电感值的改变，使飞溅等发生变化。因此焊接过程正常后，电缆盘绕的圈数就不宜变动。 8.装配间隙及坡口尺寸12mm以下的焊件不开坡口可焊透，一般坡口角度可由焊条电弧焊的60°左右减为30°～40°，钝边可相应增大2mm～3mm，根部间隙可相应减少1mm～2mm。9．喷嘴至焊件的距离喷嘴与焊件间的距离应根据焊接电流来选择，如图3—15所示。 图3—15喷嘴至焊件的距离与焊接电流的关系 10．焊枪倾角前倾，加大熔宽并减少熔深;后倾，焊缝窄，熔深较大，余高较高。通常焊工习惯用右手持枪，采用左向焊法，采用前倾角（焊件的垂线与焊枪轴线的夹角）10°～15°，不仅能够清楚地观察和控制熔池，而且还可得到较好的焊缝成形。 图3—16焊枪倾角对焊缝成形的影响 模块三熔化极惰性气体保护电弧焊熔化极惰性气体保护焊一般是采用氩气或氩气和氦气的混合气体作为保护进行焊接的。熔化极惰性气体保护焊通常指的是熔化极氩弧焊。 一、熔化极氩弧焊的原理及特点1．熔化极氩弧焊的原理及特点（1）熔化极氩弧焊的原理熔化极氩弧焊采用焊丝作电极，在氩气保护下，电弧在焊丝与焊件之间燃烧。焊丝连续送给并不断熔化，而熔化的熔滴也不断向熔池过渡，与液态的焊件金属熔合，经冷却凝固后形成焊缝。熔化极氩弧焊按其操作方式有熔化极半自动氩弧和熔化极自动氩弧焊两种。（2）熔化极氩弧焊的特点1）焊缝质量高惰性气体作为保护气体，保护效果好，飞溅极少，能获得高质量的焊缝。2）焊接范围很广几乎所有的金属材料都有可以进行焊接，特别适宜焊接化学性质活泼的金属和合金。不仅能焊薄板也能焊厚板，特别适用于中等和大厚度焊件的焊接。3）焊接效率高由于用焊丝作为电极，克服了钨极氩弧焊钨极的熔化和烧损的限制，焊接电流可大大提高，焊缝厚度大，焊丝熔敷速度快，所以一次焊接的焊缝厚度显著增加。采用自动焊或半自动焊，具有较高的焊接生产率。4）熔化极惰性气体保护焊的主要缺点无脱氧去氢作用，对焊丝和母材上的油、锈敏感，易产生气孔等缺陷。采用氩气或氦气，焊接成本相对较高。 2．熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式采用短路过渡或颗粒状过渡焊接时，由于飞溅较严重，电弧复燃困难，焊件金属熔化不良及容易产生焊缝缺陷，所以熔化极氩弧焊一般不采用短路过渡或滴状过渡形式而多采用喷射过渡的形式。 二熔化极惰性气体保护焊的设备及工艺1．熔化极惰性气体保护焊的设备熔化极氩弧焊设备与CO2焊基本相同，主要是由焊接电源、供气系统、送丝机构、控制系统、半自动焊枪、冷却系统等部分组成。熔化极自动氩弧焊设备与半自动焊设备相比，多了一套行走机构，并且通常将送丝机构与焊枪安装在焊接小车或专用的焊接机头上，这样可使送丝机构更为简单可靠。熔化极半自动氩弧焊机多用细焊丝施焊，所以采用等速送丝式系统配用平外特性电源。熔化极自动氩弧焊机自动调节工作原理与埋弧焊基本相同。选用细焊丝时采用等速送丝系统，配用缓降外特性的焊接电源；选用粗焊丝时，采用变速送丝系统，配用陡降外特性的焊接电源。熔化极自动氩弧焊大多采用粗焊丝。我国定型生产的熔化极半自动氩弧焊机有NBA系列，如NBA1—500型等，熔化极自动氩弧焊机有NZA系列，如NZA—1000型等。 2．熔化极氩焊的焊接工艺焊接工艺参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、喷嘴直径、氩气流量等。焊接电流和电弧电压是获得喷射过渡形式的关键，只有焊接电流大于临界电流值，才能获得喷射过渡，不同材料和不同焊丝直径的临界电流见表3—10。 注意：要获得稳定的喷射过渡，在选定焊接电流后，还要匹配合适的电弧电压。熔化极氩弧焊对熔池和电弧区的保护要求较高，而且电弧功率及熔池体积一般较钨极氩弧焊大，所以氩气流量和喷嘴孔径相应增大，通常喷嘴孔径为20mm左右，氩气流量约在30～65L/min范围内。熔化极氩弧焊采用直流反接，因为直流反接易实现喷射过渡，飞溅少，并且还可发挥“阴极破碎”作用。 小提示实际生产中有CO2专用焊机，但一般不做专用MIG焊焊机，而是MIG/MAG/CO2焊通用，统称熔化极气体保护焊设备。 模块四熔化极活性气体保护电弧焊一、熔化极活性气体保护焊的原理及特点熔化极活性气体保护焊，是采用在惰性气体氩（Ar）中加入少量的氧化性气体（CO2、O2或其混合气体）的混合气体作为保护气体的一种熔化极气体保护焊方法，简称为MAG焊。由于混合气体中氩气所占比例大，又常称为富氩混合气体保护焊。现常用氩（Ar）与CO2混合气体来焊接碳钢及低合金钢。特点：1．与纯氩气保护焊相比（1）熔化极活性气体保护焊的熔池、熔滴温度比纯氩弧焊高，电流密度大，所以熔深大，焊缝厚度大，并且焊丝熔化速度快，熔敷效率高，有利于提高焊接生产率。（2）由于具有一定的氧化性，克服了纯氩保护时表面张力大、液态金属粘稠、易咬边及斑点漂移等问题。同时改善了焊缝成形，由纯氩的指状（蘑菇）熔深成形改变为深园弧状成形，接头的力学性能好。（3）由于加入一定量的较便宜的CO2气体，降低了焊接成本，但CO2的加入提高了产生喷射过渡的临界电流，引起熔滴和熔池金属的氧化及合金元素的烧损。 2．与纯CO2气体保护焊相比（1）由于电弧温度高，易形成喷射过渡，故电弧燃烧稳定，飞溅减小，熔敷系数提高，节省焊接材料，焊接生产率提高。（2）由于大部分气体为惰性的氩气，对熔池的保护性能较好，焊缝气孔产生机率下降，力学性能有所提高。（3）与纯CO2焊相比，焊缝成形好，焊缝平缓，焊波细密、均匀美观，但经济方面不如CO2焊，成本较CO2焊高。 二、MAG焊常用混合气体及应用1．Ar＋O2Ar＋O2活性混合气体可用于碳钢、低合金钢、不锈钢等高合金钢及高强钢的焊接。焊接不锈钢等高合金钢及高强钢时，O2的含量（体积）应控制在1～5％；焊接碳钢、低合金钢时，O2的含量（体积）可达20％。2．Ar＋CO2Ar与CO2气体的比例通常为（70%～80%）/（30%～20%）。这种比例既可用于喷射过渡电弧，也可用于短路过渡及脉冲过渡电弧。但在用短路过渡电弧进行垂直焊和仰焊时，Ar和CO2的比例最好是50%/50%，这样有利于控制熔池。现在常用的是用80%Ar+20%CO2焊接碳钢及低合金钢。3．Ar＋O2＋CO2Ar＋O2＋CO2活性混合气体可用于焊接低碳钢、低合金钢，其焊缝成形、接头质量以及金属熔滴过渡和电弧稳定性都比Ar＋O2、Ar＋CO2强。 三、MAG焊的设备及工艺1．熔化极活性气体保护焊的设备熔化极活性气体保护焊设备如图3—17所示。它只是在CO2气体保护焊设备系统中加入了氩气源和气体混合配比器而已。为了保证焊接时使用的混合气体组分配比正确、可靠和均匀，必须使用合适的混合气体配比装置。对于集中供气系统，则由整个系统的完善来保证；但对于单台焊机使用混合气体作为保护气体时，则必须使用专门的混合气体配比器。现在市场上已有瓶装的Ar、CO2混合气体供应了，使用起来十分方便。 图3—17熔化极活性气体保护焊设备组成1—Ar气瓶2—Co2气瓶3—干燥器3—送丝小车5—焊接电源6—混合气体配比器7—焊枪8、9—减压流量计 2．熔化极活性气体保护焊的焊接工艺参数熔化极活性气体保护焊的焊接工艺参数主要有焊丝的选择、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源种类极性等。（1）焊丝的选择熔化极活性气体保护焊时，由于保护气体有一定氧化性必须使用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。焊接低碳、低合金钢时常选用ER50—3、ER50—6、ER49—1焊丝,其他合金钢焊丝，详见GB/T8110－2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准。半自动焊，常使用1.6mm以下直径的焊丝。直径大于2mm的焊丝，一般均采用自动焊。（2）焊接电流焊接电流的大小应根据工件的厚度、坡口形状、所采用的焊丝直径以及所需要的熔滴过渡形式来选择。焊接电流的选择除参照有关经验数据外，还可通过工艺评定试验得到。（3）电弧电压电弧电压的高低决定了电弧长短与熔滴的过渡形式。当电流与电弧电压匹配良好时，电弧稳定、飞溅少、声音柔和，焊缝熔合情况良好。表3—12列举了富氩混合气体保护焊平焊操作时的电弧电压值。 （4）焊丝伸出长度焊丝伸出长度一般为焊丝直径的10倍左右。（5）气体流量流量太小，起不到保护作用；流量太大，由于紊流的产生、保护效果亦不好，而且气体消耗太大，成本升高。一般对1.2mm以下焊丝半自动焊时，流量为15L/min左右。（6）焊接速度焊速过快，可产生未焊透、熔合情况不佳、焊道太薄，保护效果差，产生气孔等问题；但焊速太慢则又可能产生焊缝过热、甚至烧穿、成形不良、生产率太低等。焊接速度应综合考虑板厚、电弧电压及焊接电流、层次、坡口形状及大小、熔合情况和施焊位置等因素来确定。（7）电源种类极性为了减小飞溅，一般均采用直流反极性，即焊件接负极，焊枪接正极。 模块五药芯焊丝气体保护电弧焊保药芯焊丝是继电焊条，实芯焊丝之后广泛应用的又一类焊接材料。使用药芯焊丝作为填充金属的各种电弧焊方法称为药芯焊丝电弧焊。药芯焊丝电弧焊根据外加保护方式不同有药芯焊丝气体保护电弧焊，药芯焊丝埋弧焊及药芯焊丝自保护焊。药芯焊丝气体保护焊又有药芯焊丝CO2气体保护焊、药芯焊丝熔化极惰性气体保护焊和药芯焊丝混合气体保护焊等。其中应用最广的是药芯焊丝CO2气体保护焊。 一、药芯焊丝气体保护电弧焊的原理及特点1．药芯焊丝气体保护焊的原理药芯焊丝气体保护焊的基本工作原理与普通熔化极气体保护焊一样，是以可熔化的药芯焊丝作为电极及填充材料，在外加气体如CO2保护下进行焊接的电弧焊方法。与普通熔化极气体保护焊的主要区别在于：焊丝内部装有药粉，焊接时，在电弧热作用下熔化状态的药芯焊丝、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用，同时形成一层较薄的液态熔渣包覆熔滴并覆盖熔池，对熔化金属形成了又一层的保护。实质上是一种气渣联合保护的方法，如图3—18所示。 图3—18药芯焊丝气体保护焊示意图1—导电嘴23—喷嘴3—药芯焊丝3—CO2气体5—电弧6—熔渣7—焊缝8—熔池 2．药芯焊丝气体保护焊的特点（1）采用气渣联合保护，保护效果好，抗气孔能力强，焊缝成形美观，电弧稳定性好，飞溅少且颗粒细小。（2）焊丝熔敷速度快，熔敷速度明显高于焊条，并略高于实芯焊丝，熔敷效率和生产率都较高，生产率为焊条电弧焊高3—4倍，经济效益显著。（3）焊接各种钢材的适应性强，通过调整药粉的成分与比例，可焊接和堆焊不同成分的钢材。（4）由于药粉改变了电弧特性，对焊接电源无特殊要求，交、直流，平缓外特性均可。（5）药芯焊丝气保护焊也有不足之处：焊丝制造过程复杂；送丝较实心焊丝困难，需要采用降低送丝压力的送丝机构；焊丝外表易锈蚀、药粉易吸潮，故使用前应对焊丝外表进行清理和250℃～300℃的烘烤。 二、药芯焊丝及焊接工艺1．药芯焊丝的组成药芯焊丝是由金属外皮（如08A）和芯部药粉组成，即由薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时，填满一定成分的药粉后经拉制而成。其截面形状有“E”形、“O”形和“梅花”形、中间填丝形、“T”形等，各种药芯焊丝截面形状如图3—19所示。药粉的成分与焊条的药皮类似，目前国产的CO2气体保护焊药芯焊丝多为钛型药粉焊丝，规格有直径2.0mm、2.4mm、2.8mm、3.2mm等几种。 图3—19药芯焊丝的截面形状a）O形b）梅花形c）T形d）E形e）中间填丝形1—钢带2—药粉 2．碳钢药芯焊丝的型号根据GB/T10045—2002《碳钢药芯焊丝》标准规定，碳钢药芯焊型号是根据熔敷金属力学性能、焊接位置及焊丝类别特点（保护类型、电流类型及渣系特点等）进行划分的。字母“E”表示焊丝、“T”表示药芯焊丝，字母“E”后面的2位数字表示熔敷金属的力学性能最小值。第3位数字表示推荐的焊接位置，其中“0”表示平焊和横焊位置，“1”表示全位置。短划后面的数字表示焊丝的类别特点，字母“M”表示保护气体为75%～80%Ar+CO2，当无字母“M”时，表示保护气体为CO2或自保护类型。字母“L”表示焊丝熔敷金属的冲击性能在-40℃时，其V形缺口冲击功不小于27J，无“L”时，表示焊丝熔敷金属的冲击性能符合一般要求。 2．药芯焊丝的牌号焊丝牌号以字母“Y”表示药芯焊丝，其后字母表示用途或钢种类别，见表3—13。字母后的第一、二们数字表示熔敷金属抗拉强度保证值，单位MPa。第三位数字表示药芯类型及电流种类（与焊条相同），第四位数字代表保护形式，见表3—14。 3．药芯焊丝气体保护焊工艺参数焊接工艺参数主要有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度等。电源一般采用直流反接，焊丝伸出长度一般为15～25mm，焊接速度通常在30～50cm/min范围内。焊接电流与电弧电压必须恰当匹配，一般焊接电流增加，电弧电压应适当提高。不同直径药芯焊丝CO2气体保护电弧焊常用焊接电流、电弧电压见表3—15。药芯焊丝半自动CO2气体保护电弧焊焊接工艺参数见表3—16。