MIG.MAG焊接方法课件.ppt

1、焊接工艺焊接工艺1.1.121.1.16 气体保护焊 熔化极(金属极)气体保护焊 代号: (13) 熔化极惰性气体保护焊(MIG) 代号: (131) 熔化极活性气体保护焊(MAG) 代号: (135) MAG-C : 二氧化碳气体保护焊 MAG-M: 混合气体保护焊熔化极和钨极气体保护焊的保护气体熔化极和钨极气体保护焊的保护气体(1SOl4175EN439) R : 还原性气体 I : 惰性气体 M : 混合气体 C : 氧化性气体 F : 无化学反应和还原性气体保护气体的分类(1S014175EN439) IWE3/1.2 MIG / MAG 焊 1、填充材料、填充材料 焊接填充材料的国际

2、标准(ISO)包括两个系列： 欧洲填充材料标准系列欧洲填充材料标准系列， 按照屈服强度和全焊缝金属平均冲击功47焦耳分类(后缀字母“A”的系列)， 太平洋国家填充材料标准为基础. 按照抗拉强度和全焊缝金属平均冲击功27焦耳进行分类(后缀字母“B的系列). 本教程中出现的焊接填充材料的国际标准(ISO)均按此原则进行标识。 1. 1 ISO636焊接填充材料一非合金钢及细晶粒焊接填充材料一非合金钢及细晶粒钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金属一分类属一分类:(1) 按照按照A系列分类方法可分为四项：系列分类方法可分为四项： 1)第一部分给出产品工艺

3、的标记；第一部分给出产品工艺的标记； 2)第二部分给出全焊缝金属的强度和延伸率标记：第二部分给出全焊缝金属的强度和延伸率标记： 3)第三部分给出全焊缝金属冲击性能的标记：第三部分给出全焊缝金属冲击性能的标记： 4)第四部分给出所用焊棒或者焊丝化学成分的标第四部分给出所用焊棒或者焊丝化学成分的标记。记。 例例1： ISO 636-A W 46 3 W3SilISO 636-A W 46 3 W3SilISO 636-A W 46 3 W3Sil 按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下： ISO 636-A W3Sil 其中： ISO 636-A国际标准编号，按照屈服强度和47焦耳冲击功分类； W

4、钨极惰性气保护焊 46 强度和延伸率(见表1) 3 冲击性能(表3) W3Sil 焊棒焊丝的化学成分(见表2) (2)按照按照B系列分类方法可分为四项：系列分类方法可分为四项： 1)第一部分给出产品工艺的标记； 2)第二部分给出焊态或者焊后热处理条件下全焊缝金属的强度和延伸率标记； 3)第三部分给出全焊缝金属冲击性能的标记，标记后的字母U指在夏比试验下平均达到47J(非强制性要求)； 4)第四部分给出所用焊棒或者焊丝化学成分的标记。 例2： ISO 636-B W 55A 3 W3 按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下： ISO 636-B W3 其中ISO 636-B国际标准编号，按照抗拉强

5、度和27焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 55A 在焊态条件下的强度和延伸率 3 在焊态条件下的冲击性能 W3 焊棒焊丝的化学成分 12 ENl668焊接填充材料一非合金钢及细晶粒焊接填充材料一非合金钢及细晶粒钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金属一分类属一分类 例3： EN1668 W 46 3 W7 按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下： ENl 668 W7 其中： ENl668标准编号 w 熔敷金属钨极惰性气保护焊 46 强度和延伸率 3 冲击功 w7 焊棒焊丝的化学成分表表1强度和延伸率强度和延伸率标记标记最低屈服强度最低屈服强度

6、N/mm2抗拉强度抗拉强度N/mm2最低延伸率最低延伸率*）%35384246503553804204605004405704706005006405306805607202220202018*）L0=5D0表表2 TIG焊的填充材料化学成分标焊的填充材料化学成分标记记化学成分化学成分(质量分数质量分数)CSIMnPSNiCrMoVAlTi+ZrW0其其 它它W2Si0.06-0.140.50-0.800.90-.300.0250.0250.150.150.150.030.020.15W3Sil0.06-0.140.70-1.001.30-.600.0250.0250.150.150.150.

7、030.020.15W4Sil0.06-0.140.80-1.201.60-1.900.0250.0250.150.150.150.030.020.15W3Nil0.06-0.140.50-0.901.00-1.600.0200.0200.80-1.500.150.150.030.020.15W2Ni20.06-0.140.40-0.800.80-1.400.0200.0202.10-2.700.150.150.030.020.15表表3 冲击功标记冲击功标记标记标记冲击功达到冲击功达到47J47Ja a或者或者27J27Jb b的试验温度的试验温度 Z Z 无要求无要求A Aa a或或Y Y

8、b b+20+200 00 02 2-20-203 3-30-304 4-40-405 5-50-506 6-60-607 7-70-708 8-80-809 9-90-901010-100-100a a按照屈服强度和按照屈服强度和47J47J冲击功分类。冲击功分类。b b按照抗拉强度和按照抗拉强度和27J27J冲击功分类冲击功分类 2、按机械化程度对钨极惰性气体保护焊的分类 m 手工焊 t 部分机械化焊接 v 完全机械化焊接 a 自动化焊接表4 按机械化程度分类 缩写符号缩写符号TIG运动，和工作过程焊枪焊枪/工件工件的送连工的送连工件件外填充材外填充材料料的送进的送进工件的搬工件的搬运运手

9、工焊手工焊mTIG手工手工手工手工手工手工部分机械部分机械化焊接化焊接 tTIG手工手工机械化机械化手工手工完全机械完全机械化焊接化焊接 vTIG机械化机械化机械化机械化手工手工自动化自动化焊接焊接 a-TIG机械化机械化机械化机械化机械化机械化IWE-3/1.3 1、焊接填充材料和辅助材料、焊接填充材料和辅助材料 1.1概述概述 焊接填充材料和辅助材料的性质，公差范围，标记和性能必须符合相应规程。 熔化焊焊接方法的符号标记以及ISO-数字标记(括号内)见表1表l 熔化焊方法填充材料的符号表示符号符号方法方法E手工电弧焊手工电弧焊 (111)EG电气焊电气焊 (73)ES电渣焊电渣焊 (72)

10、G金属极气体保护焊金属极气体保护焊 (131，135)W钨极惰性气体保护焊钨极惰性气体保护焊 (141)O氧一燃气火焰气焊氧一燃气火焰气焊 (31)P 等离子焊等离子焊 (15)S埋弧焊埋弧焊 (12)T自保护和气保护药芯焊丝焊自保护和气保护药芯焊丝焊 (114，136) 各种焊接方法因其物理过程不同，要求相适应的填充材料，表2列出应用的焊接方法要求的填充材料产品种类。 表2 熔化焊接方法的填充材料产品产品种类产品种类应用的焊接方法应用的焊接方法药芯带极药芯带极EG，ES，S焊条焊条 E实芯焊棒实芯焊棒W，O，P实芯带极实芯带极ES，S焊丝焊丝EG，ES，G，W，P，S药芯焊棒药芯焊棒W，O，

11、P药芯焊丝药芯焊丝EG，ES，W，P，S，T2、焊接填充材料、焊接填充材料 21实芯焊丝实芯焊丝 2.1.1 ISOl434l：2002 焊接填充材料一非合金钢焊接填充材料一非合金钢和细晶粒钢气体保护焊用实芯焊丝和熔敷金属一和细晶粒钢气体保护焊用实芯焊丝和熔敷金属一分类分类 按照按照A系列分类方法可分为五项：系列分类方法可分为五项： 1)第一部分给出产品工艺的标记； 2)第二部分给出全焊缝金属的强度和延伸率标记： 3)第三部分给出全焊缝金属冲击性能的标记： 4)第四部分给出所用保护气体的标记； 5)第五部分给出所用焊丝化学成分的标记。 例l： ISO 1434lA G 46 5 M G3Sil

12、 按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下： ISO 14341A G3Sil 其中ISO 14341A国际标准编号，按照屈服强度和47焦耳冲击功分类 G 焊丝和或熔敷金属金属熔化极气体保护焊 46 强度和延伸率(见表4) 5 冲击性能(见表5) M 保护气体(见表7) G3Sil 焊丝的化学成分(见表3)表3 焊丝的化学成份化学成份化学成份(mm)1)2)3）CSiMnPSNiM0AlTi和和ZrG0其它合金成份组成其它合金成份组成G2Sil0.060.140.500.800.901.300.0250.0250.150.150.020.15G3Sil0.060.140.701.001.301.6

13、00.0250.0250.150.150.020.15G4Sil0.060.140.801.201.601.900.0250.0250.150.150.020.15G3Si20.060.141.001.201.301.600.0250.0250.150.150.020.15G2Ti0.040.140.400.800.901.400.0250.0250.150.150.050.020.050.25G3Nil0.060.140.500.901.001.600.0200.0200.801.500.150.020.15G3Ni20.060.140.400.800.801.400.0200.0200.4

14、00.600.150.020.15G2Mo0.080.120.300.700.901.300.0200.0200.150.400.600.020.15G4M00.060.140.500.801.702.100.0250.0250.150.400.600.020.15说明：说明： 1)其余成份：其余成份：Cr0.15，Cu0.35和和V0.03，钢中镀，钢中镀Cu的成份不得超过的成份不得超过0.35： 2)表中数值均为最高值；表中数值均为最高值； 3)此表数值与此表数值与IS031-0附件附件B中的规定中的规定A相符合相符合表6 应用说明 焊丝类型焊丝类型说说 明明 G2Si1 配合配合M12到

15、到M14组弱氧化性保护气体焊接普通结构钢组弱氧化性保护气体焊接普通结构钢 G2Si1 配合配合M12到到M14组保护气体焊接普通结构钢组保护气体焊接普通结构钢,使用使用M3和和CO2保护气体会降低焊缝的强度和韧性保护气体会降低焊缝的强度和韧性G4Si1和和G3Si2 配合配合M2、M3、Cl组保护气体焊接普通结构钢组保护气体焊接普通结构钢 G2Ti应用于含应用于含Ti的细晶粒的焊接的细晶粒的焊接G3Ni1和和G3Ni2 含含Ni的焊丝可提高韧性，适于低温钢的焊接或要求焊缝的焊丝可提高韧性，适于低温钢的焊接或要求焊缝韧性的焊接韧性的焊接G2MO和和G4MO 适用于含适用于含MO热强钢的焊接，如焊

16、接热强钢的焊接，如焊接16MO3 2.2电弧焊和切割用保护气体电弧焊和切割用保护气体(ISOl4175：1997)焊接焊接填充材料填充材料电弧焊和切割用保护气体电弧焊和切割用保护气体/EN439：1994焊接填充材料焊接填充材料电弧焊和切割用保护气体电弧焊和切割用保护气体) 例4： 含有30氦的保护气体和氦的余量标记为： 保护气体保护气体 ISO 14175/EN43913 例5： 含有10二氧化碳的保护气体、3氧气和氦的余量标记为： 保护气体保护气体 ISO 14175EN439M24 如果氦部分地代替氩，氦含量的附加牌号标记见表8。 例6： 含有25氦的保护气体的标记为： 保护气体保护气体

17、 ISO14175EN439M2l(1) 特殊混合气体在组别符号前用符号s表示，后接表7中气体或者气体混合物的标记，含量百分比和附加气体的化学方程式。 例7：含有10二氧化碳、3氧气和氦的余量，标记M24，但是也包含25氖的保护气体标记为：保护气体保护气体 ISO14175EN439 S M24+2.5 Ne表表7 用于电弧焊和切割的保护气体的分类用于电弧焊和切割的保护气体的分类(ISO 14175EN439)符号符号1）气体组合气体组合一般应用条件一般应用条件备注备注组别组别数字代数字代号号氧化性氧化性惰性惰性还原性还原性C0202ArHeH2N2-R1 12 2其余其余2)其余其余2)01

18、51535TIGTIG等离子焊根部等离子焊根部保护保护11 12 23 3100其余其余2)100095MIG、MAG等离等离子焊，根部保护子焊，根部保护M11 12 23 34 40505050303其余其余2)其余其余2)其余其余2)其余其余2)05MAG弱氧弱氧化性化性强氧强氧化性化性M21 12 23 34 452505525310310310其余其余2)其余其余2)其余其余2)其余其余2)M31 12 23 3255055010151015其余其余2)MC1 12 2100其余其余030MF1 12 205100其余其余1)没有列入表中的特殊混合气体在组别符号前用符号没有列入表中的特

19、殊混合气体在组别符号前用符号S表示表示2)2)氦气替代氩气可达氦气替代氩气可达95表表8 用于电弧焊和切割的保护气体的分类用于电弧焊和切割的保护气体的分类牌号牌号氦含量，氦含量，%（V/V）（1）（2）（3）033336666952.3 药芯焊丝药芯焊丝 2.3.1 IS017632：2004焊接填充材料一非合金钢及焊接填充材料一非合金钢及细晶粒钢气体保护和自保护金属电弧焊用药芯焊丝细晶粒钢气体保护和自保护金属电弧焊用药芯焊丝分类分类 按照按照A系列分类方法可分为八项：系列分类方法可分为八项： 1)第一部分给出药芯焊丝的标记； 2)第二部分给出多道焊技术中全焊缝金属的强度和延伸率标记或者单道焊

20、技术中母材的强度； 3)第三部分给出全焊缝金属或者焊接接头的冲击性能的标记； 4)第四部分给出全焊缝金属化学成分的标记； 5)第五部分给出焊丝类型的标记； 6)第六部分给出保护气体的标记： 7)第七部分给出焊接位置的标记： 8)第八部分给出熔敷金属氢含量的标记。 例8： ISO 17632-A T 46 3 1Ni B M l H5 强制部分： ISO 17632-A T 46 3 1Ni B M 其中ISO 17632-A国际标准编号，按照屈服强度和47焦耳冲击功分类； T 表示药芯焊丝金属电弧焊。 46 表示屈服强度(见表4) 3 表示47J的冲击性能，最低值(见表11) 1Ni 全焊缝金

21、属的化学成分(见表9) B 焊芯类型(见表12) M 保护气体(见表7) L 焊接位置(见表13) H5 氢含量(见表14) 例9：ISO 17632-A T 3T Z R C 3 H10 强制部分：ISO 17632-A T 3T Z R C 其中ISO 17632-A国际标准编号，按照屈服强度和47焦耳冲击功分类： T 表示药芯焊丝金属电弧焊 3T 表示拉伸性能(见表10) Z 表示无冲击要求(见表11) R 焊芯类型(见表12) C 保护气体(见表7) 3 焊接位置(见表13) H10 氢含量(见表14) (P:IWE-3/1.3)IWE-3/1.4 1、焊接参数对焊接质量的影响、焊接参

22、数对焊接质量的影响 1.1焊接参数的调节焊接参数的调节 各焊接参数(电弧电压、送丝速度、焊丝干伸长和焊接速度等)的影响并不是孤立的，而是相互影响的。 实际中，焊接参数组合并不是唯一的，但在改变某一参数的同时，其它参数也要做出相应改变。 图1 为普通弧焊电源中电弧电压与送丝速度(焊接电流)的调节关系；表l为熔化极气体(混合气体)保护焊的焊接参数组合。图l 电弧静特性和电源外特性表表1中的参数组合适用于在富氩混合气体中的参数组合适用于在富氩混合气体(例例Ar+18C02)保护条件下普通保护条件下普通结构钢的焊接。结构钢的焊接。表1焊接参数(钢，富氩混合气体)焊丝直径焊丝直径mm电弧电压电弧电压V焊

23、接电流焊接电流I送丝速度送丝速度mmin电弧形态电弧形态应用应用0.814-1850-1302.0-8.0短弧短弧较低熔敷效率较低熔敷效率薄板、全位置、根部薄板、全位置、根部焊道的焊接；间隙搭焊道的焊接；间隙搭桥桥1.016-1970-1602.0-6.51.217-20100-2002.0-6.00.818-22110-1406.0-9.0过渡电弧过渡电弧中等熔敷效率中等熔敷效率中厚板、立焊位置中厚板、立焊位置1.018-24130-1805.0-7.51.219-26170-2405.0-7.50.823-28140-1909.0-14.0喷射电弧喷射电弧高熔敷效率高熔敷效率厚板或高速度焊

24、接，厚板或高速度焊接，填充和盖面层的焊接填充和盖面层的焊接1.024-30180-2807.5-18.01.225-32220-3406.5-12.01.020-3280-2803.0-18.0脉冲电弧脉冲电弧从较低到高熔敷效率从较低到高熔敷效率1.222-35100-3402.0-12.0 1.2 电弧电压的影响电弧电压的影响 电流条件不变时，电弧电压增大时焊道成型宽而平坦，电弧电压降低时，焊道变成窄而深。 1.3 焊接电流、送焊接电流、送丝速度的影响丝速度的影响 当其它参数稳定时，焊接电流和送丝速度成线性关系。当其它参数恒定不变时，焊接速度增加、送丝速度加快将导致焊缝熔深壑金属熔敷率的增加

25、。图4 焊接电流，送丝速度的影响1图图5 焊接电流，送丝速度的影响焊接电流，送丝速度的影响2 1.4极性的影响极性的影响 熔化极气体保护焊通常采用DCEP(直流正极性)。这种极性时，电弧稳定，熔滴过渡平稳，飞溅较低，焊缝成型较好和焊接参数调节范围较宽 1.5焊丝干伸长度的影响焊丝干伸长度的影响 焊丝干伸长度是导电嘴到焊丝端头的距离。焊接过程中，保持焊丝干伸长不变是保证焊接过程稳定性的重要因素之一。l一喷嘴；2一导电嘴： 3捍丝图6焊丝干伸长说明图 适宜的焊丝干伸长与焊丝直径有关。如下适宜的焊丝干伸长与焊丝直径有关。如下面经验公式。也就是干伸长大约等于焊丝面经验公式。也就是干伸长大约等于焊丝直径

26、的直径的10倍左右，并随焊接电流的增加而倍左右，并随焊接电流的增加而增加。增加。表2焊丝干仲长度电弧形态电弧形态焊丝干伸长度焊丝干伸长度mm抽回长度抽回长度mm短弧短弧10d (d焊丝直径焊丝直径)0-3长弧长弧8-12d2-5喷射电弧喷射电弧12-16d5 1.6 焊接速度的影响焊接速度的影响 焊接速度的变化会影响焊接熔深(焊接速度对熔深的影响见图7)及焊缝表面成型(过快的焊接速度会使焊缝的咬边倾向增加和形成驼峰焊道)。 初始阶段，焊透深度最小； 正确的焊接速度，最大的焊透深度： 受焊接速度较快的影响，较小的焊透深度。 图7 焊接熔深与焊接速度的关系 1.7 焊枪的影响焊枪的影响 焊枪角度的

27、变化会影响焊缝表面的成型。图8焊枪角度的影响 1.8 焊接位置的影响焊接位置的影响 焊接位置的定义见IS06947，包括平焊、平角焊、横焊、仰焊合立焊等。 不同焊接位置焊接时，应考虑不同熔滴过渡形式的特点，以及熔池形成和凝固的特点。见图9-ll。图9管焊接时位置的影响图10立焊位置的板对接和板角接2、MIGMAG脉冲电弧焊应用脉冲电弧焊应用 电流脉冲用于电弧焊: 如：钨极氩弧焊， 等离子焊， 熔化极气体保护焊。 一个基础电流与一个频率可调的脉动电流相叠加，即可获得一脉冲电流。 在使用脉冲电弧时，电磁收缩力影响最大，此收缩力使焊丝液态端部收缩，提高了收缩位置的电流密度这也增强了收缩力，最终迫使熔

28、滴过渡，收缩效应是以电流强度平方的型式增大， 对于熔化极惰性气体保护焊， 基础电流，不会使熔滴过渡， 脉冲电流强度提高而使收缩效应增大，实现熔滴过渡， 即每一个脉冲实现一个熔滴过渡，并可以实现无短路和小飞溅的熔滴过渡。图11 脉冲电弧条件下熔滴过渡形式 根据所焊工件的不同，焊工可对脉冲电流强度和间歇时问进行调节，从而调节实际焊接电流的大小。 每个脉冲的通电时问也可随意调整，经组合可调节出合理的脉冲电流值。 其数值大小可根据母材种类，板材厚度、焊缝型式、焊接位置、焊丝种类直径和保护气体等因素进行调整和改变。 图12 脉冲电弧焊时的电流和电压 重要参数的作用 脉冲电弧的特点：脉冲电弧的特点： 优点

29、：1) 良好的引弧性能；2) 焊接参数对所焊工件的良好适应性； 3) 热输入量可保持最小：4) 较粗焊丝可焊较薄工件；5) 在整个脉冲功率调节区内飞溅少；6) 焊缝的良好抗气孔性能；7) 与直流谭相比对其熔化效率约高25：8) 良好的抗腐蚀性能 缺点： 焊接设备较昂贵； 焊接设备及参数的调校较复杂； 导电嘴寿命较短： 只适用于惰性气体， 如，氩气、氦气和氩氨混合气体以及富氩混合气体。3、 MIG，MAG焊的缺陷焊的缺陷 3.1 焊缝层间缺陷焊缝层间缺陷 由于坡口角度、装配精度和前一焊道焊接的不足，会产生焊缝的层问缺陷。图13 未熔合 3.2 气孔气孔 气孔产生的原因包括： 由于焊枪问题 由于焊

30、枪操作问题 空气 电弧偏吹 电弧过长 非金属夹杂物 焊丝和保护气体配合 工件表面油、锈等 激光切割后的氮化物 气体排出时间不够图14 焊缝中的气体来源 3.3 几何形状缺陷几何形状缺陷 焊接操作失误或焊接参数调节不当可能造成焊缝表面缺陷。图15 咬边4、其它熔化极气体保护焊方法 4.1 MIGMAG窄间隙焊简介窄间隙焊简介 见图见图16 4.2气电立焊简介气电立焊简介 见1/1.12节。 4.3高效高效MIGMAG焊焊 图20传统MIGMAG焊和高效MIGMAG焊熔敷率比较. 4.4熔化极气体保护电弧点焊熔化极气体保护电弧点焊 见图21. 225、 MIGMAG焊参数焊参数 5.1 铝合金铝合金MIG焊对接接头焊接参数焊对接接头焊接参数 见表见表3 5.2非合金钢非合金钢MIG焊对接接头焊接参数焊对接接头焊接参数 见表见表4