第四章 熔化极气体保护电弧焊.ppt

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1、第四章熔化极气体保护电弧焊2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊2第四章熔化极气体保护电弧焊学习目标掌握熔化极气体保护焊的原理、熔滴过渡、焊接区冶金保护及其气体选择；熟悉影响焊接质量的因素和保证焊接质量的措施；了解熔化极气体保护焊设备的基本组成；掌握常用的MIG焊、MAG焊、CO2气体保护焊的基本工艺技术。2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊3第五章熔化极气体保护电弧焊主要内容第一节熔化极气体保护电弧焊原理及分类第二节熔化极气体保护焊的气体选择与冶金特性第三节惰性及混合气体保护焊第四节CO2气体保护焊第五节药芯焊丝电弧焊第六节熔化极气体保护焊的特别

2、技术不讲2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊4第一节熔化极气体保护焊原理及分类熔化极气体保护焊是指使用熔化电极，用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊方法，英文简称GMAW（GasMetalArcWelding）。一、熔化极气体保护焊原理热源：电弧（建立在焊丝与熔池间）焊缝：熔化焊丝+母材金属保护：气体保护、气-渣联合保护2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊5第一节熔化极气体保护焊原理及分类二、熔化极气体保护焊方法分类及其应用依焊丝结构：实心焊丝气体保护焊、药芯焊丝电弧焊依保护气体：CO2气体保护焊、惰性气体保护焊(MIG：MetalI

3、nertGasArcWelding)、混合气体保护焊(MAG：MetalActive-GasArcWelding)依操作过程：半自动焊、自动焊应用：碳钢、低合金结构钢、不锈钢、铝、铜及其合金第一节熔化极气体保护焊原理及分类2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊6返回2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊7第二节保护气体选择与冶金特性保护气体作用：保护（隔离空气，使高温焊接区免遭空气侵害）；改善工艺性能（一定程度上影响甚至决定着电弧的能量特性、形态特征、工艺特性）；冶金作用。一、熔化极气体保护焊的气体选择按组元数量：单一气体、混合气体按气体化学性质：氧

4、化性气体、还原性气体、惰性气体2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊8第二节保护气体选择与冶金特性保护气体选择原则对焊缝性能无害原则黑色金属(低碳钢、低合金结构钢)可以采用氧化性气体(如CO2、O2)做焊接气氛；有色金属必须采用惰性气体做气氛。改善工艺及焊缝质量原则焊接碳钢或低合金高强钢时，常用Ar+CO2等混合气体；焊接不锈钢时常用Ar+O2混合气体。提高工艺技术水平原则2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊9第二节保护气体选择与冶金特性二、MIG及MAG焊的冶金特性MIG焊的特点惰性气体纯Ar或He：不与熔融金属发生化合，无合金元素烧损问题；不会

5、向熔滴和熔池金属溶解。注意：控制焊接热输入避免焊缝及HAZ塑、韧性降低；细颗粒、射流或旋转射流过渡可能发生低熔点元素蒸发。MAG焊的特点少量金属发生一定的氧化。在焊丝的选择时，焊丝的化学成分应给予一定的损失补偿量。2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊10第二节保护气体选择与冶金特性三、CO2焊接的冶金特性1、CO2的特性在电弧高温作用下，CO2→CO+1/2O2－QO2→2O－QCO2和O具有强烈的氧化性，使Fe及其它合金元素氧化。氧化反应产物：SiO2、MnO、FeO、CO等。以熔渣形式浮于熔池表面具有表面性质不会引起气孔部分成熔渣；部分溶入液态金属(

6、K)2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊11第二节保护气体选择与冶金特性2、脱氧措施FeO带来的问题：氧化产物FeO进入熔滴会引起C烧损，甚至导致熔滴爆炸而产生飞溅；FeO进入熔池会引起C烧损和CO气孔。熔池结晶后，残留在焊缝金属中的FeO将使焊缝中的含氧量增加而降低其力学性能。解决措施：在焊丝或药芯焊丝的药粉中加入脱氧剂合金元素，将FeO还原并补充熔池中的合金元素含量。2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊12第二节保护气体选择与冶金特性脱氧原则：脱氧产物不能有气体；生成物密度要小，熔点要低。主要有Al、Ti、Si、Mn等。采用Si、Mn联合脱氧

7、生成复合化合物MnOSiO2(硅酸盐)，易浮出熔池，凝固后成为渣壳覆盖在焊缝表面。碳含量的问题：为了防止气孔和减少飞溅以及降低焊缝产生裂纹的倾向，焊丝中的C一般都限制在0.15％以下。2021/7/17第四章熔化极气体保护电弧焊13第二节保护气体选择与冶金特性3、气孔问题（自己复习）CO气孔FeO溶于熔池与C反应生成CO。CO气孔常出现在焊缝根部与表面，且多呈针尖状。控制措施：提高焊丝中脱氧元素Si和Mn含量、限制焊丝中的含碳量。氮气孔保护气层遭到破坏时空气侵入焊接区所致控制措施：增强气体的保护效果、选用含固氮元素（如Ti和Al）的焊丝。2021/7/17第四

8、章熔化极气体保护电弧焊1