焊接方法与设备项目课件3.ppt
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- 焊接 方法 设备 项目 课件
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1、v 油车的罐体为焊接结构件。主要由封头、筒体及附件(如法兰、开孔补强、接管、支座)等部分组成,一般是采用低碳钢板焊拼而成。v 本项目主要学习:n CO2焊的原理、特点及应用;n CO2焊的冶金特性和焊接材料;n CO2焊工艺;n CO2焊设备;n CO2焊其他方法;n CO2焊的基本操作方法。1掌握CO2焊的原理、特点及应用,CO2焊的焊接过程及冶金特点,焊接材料的选用、焊接工艺参数的选择;2熟悉CO2焊设备的组成、操作使用和维护保养;3了解CO2焊其他方法;4掌握CO2气体保护焊的操作要点。1能根据CO2气体保护焊的使用要求,合理选择CO2气体保护焊设备;2能够正确安装调试、操作使用和维护保
2、养CO2焊设备;3能够根据实际生产条件和具体的焊接结构及其技术要求,正确选择CO2焊工艺参数、工艺措施;4能够分析焊接过程中常见工艺缺陷的产生原因,提出解决问题的方法;5.掌握CO2气体保护焊的实际操作技能。一、CO2焊的原理、特点及应用1.CO2焊的原理定义:二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为焊接保护气的一种熔化极、气体保护的电弧焊方法。焊接过程动画焊接过程动画为何要用CO2作为焊接保护气?焊条药皮造气剂的造气结果就是 CO2工业生产中产生大量 廉价的CO2。与焊条电弧焊相比,熔化极气体保护焊效率高。2.CO2焊的特点优点:焊接生产率高:比MMA高24倍焊接成本低:是MMA或SAW的4050
3、%焊接变形小:尤适于薄板焊接焊接质量高:对铁锈不敏感,焊缝含氢量低适用范围广:全位置焊接能力好,打底/填充/盖面、厚/薄板均宜操作简便:比MMA容易操作、适于自动焊(robot)绿色环保:CO2来自可再生资源2.CO2焊的特点CO2焊的熔敷速度焊的熔敷速度缺点:飞溅较大;(这一缺陷目前已经解决)焊接设备较“复杂”;(用今天的眼光看,已不复杂)抗风能力差;(所有气体保护焊的共同缺憾,但药芯焊丝CO2焊无此问题)不能焊接有色金属。3.CO2焊的应用材料:黑色金属低碳钢、合金结构钢厚度:厚薄均可,尤薄板有优势位置:全位置结构:车辆、船舶、机械、容器等。二、CO2焊的冶金特性1.合金元素的氧化 作为焊
4、接保护气体,CO2表现出很强的氧化性 CO2 CO +O +M=MO+CO M=MO结果:合金元素烧损;可能造成气孔、飞溅和夹渣。解决之道:冶金脱氧对脱氧剂的要求(能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用)Mn-Si联合脱氧 CO2焊专用焊丝H08Mn2Si&H08Mn2SiA脱氧剩下的Mn、Si用于补充碳和合金元素的损失2.CO2焊气孔正常焊接条件下,CO2焊并不容易产生气孔。相反,由于CO2气氛的氧化性,其抗氢气孔能力较强。3.CO2焊的飞溅飞溅产生的与CO2电弧的行为有关(点击了解关于CO2电弧的行为)具体包括以下几个方面:气体爆破引起(通过脱氧可以改善)电弧斑点压力引起(通过采用直流反接可
5、以改善)焊接参数不当引起(采用合理的参数可以改善)短路过渡引起这是CO2焊产生飞溅的主要原因。过去的焊机采用改变回路接入电感来调节,效果非常有限。美国林肯公司建立在逆变焊机基础上的表面张力过渡(STT)专利技术使这一问题基本得以解决。CO2焊熔滴过渡的最新成果:STT(Surface Tension Transfer 表面张力过渡)(美国林肯公司专利已有商品焊机)能在微秒级内产生过渡和改变电流专门针对半自动焊接(焊接速度、送丝速度和伸出长度 都在变化)而设计电源可以适应不同的保护气体,包括100CO2、CO2与Ar甚至He的混合气体主要优点:显著地减少飞溅 易于焊接(伸出长度变化时电弧仍保持稳
6、定、允许更大的焊枪角度变化)更低的电弧辐射和更少的焊接烟尘、降低薄板焊接时的热输入 相关知识相关知识 相关知识相关知识 相关知识相关知识 基本电流(T0T1):短路前的电流,稳定在50-100A之间;成滴时间(T1T2):在刚短路时,弧压感测器给出“电弧短路”的信号,基本电流在约0.75毫秒内迅速降低至10A;“掐断”阶段(T2T3):紧接着成滴时间阶段,以双波上升的形式对短路的焊丝施加一大电流,通过产生的电磁收缩力加速熔化金属向熔池过渡。注意:在此阶段,焊丝与工件之间的电压不为零,这是由于铁在1550的熔点时的高电阻率导致的;相关知识相关知识 (短路)电压上升速度计算(T2T3):这一计算包
7、含在掐断阶段内。当计算结果表明达到特定的电压上升速度时,意味着熔滴分离即将发生,电流在若干个微妙内降低到50A(注意这一事件在熔滴分离前发生,T4表明熔滴分离已发生,但电流较低);冲击电弧阶段(T5T6):这一事件紧接着焊丝从熔池分离之后,它是焊丝快速“回熔”的大电流阶段(在这一阶段焊丝熔化末端的几何形状很不规则)燃弧阶段(T6T7):这一阶段是电流从等离子流冲击降低到基本电流的周期。相关知识相关知识 三、CO2焊的焊接材料 (一)CO2气体 1、气体的性质无色、无味 比空气重0.5倍 升华凝华 压缩才能液化 高温下会分解铝白色标准钢瓶装(40L/25kg),允许使用的最高环境温度40;压力表
8、指示乃瓶内CO2饱和蒸气压(与液态多少无关)指针下降即应换气!使用气瓶时应遵守有关的安全规程。主要杂质:水(减压器中预热装置乃防止水分冻结堵塞管路)相关知识相关知识 去除水分的办法(P100):倒置排水 正置后使用前再预排气 使用干燥器(现已少见)瓶内气压低至1MPa即停止使用焊接用CO2其纯度标准为合格品99.5、一等品99.7、优等品99.9(V/V)。相关知识相关知识 (二)焊丝 1、对焊丝的要求(略)2、焊丝牌号和化学成分 根据最新的国家标准,焊丝用型号表示,已不再用牌号表示!实芯焊丝(solid wire)二氧化碳气体保护焊用钢焊丝采用的是牌号表示法,如H08Mn2SiA。气体保护电
9、弧焊用碳钢、低合金钢焊丝采用的是型号表示法,如ER50-6。焊丝的直径系列有(0.5)、(0.6)、0.8、1.0、1.2、(1.4)、1.6、2.0、2.5、(3.0)、3.2mm,表面通常镀铜以防生锈(最新的技术使焊丝已取消镀铜,改为涂层,效果更好,如锦泰焊丝)。相关知识相关知识 2、药芯焊丝(flux-cored wire)碳钢药芯焊丝采用型号表示法,如EF035042低合金钢药芯焊丝采用型号表示法,如E601T1-B3注意:同是药芯焊丝,碳钢药芯焊丝和低合金钢药芯焊丝型号表示的规则不同。实芯焊丝的国内品牌较多,药芯焊丝的国内品牌不多。无论是实芯焊丝或药芯焊丝,目前进口的质量比较好,品种
10、比较齐全,尤其是药芯焊丝。国内品牌中综合性能好、质量比较过硬的是锦泰系列焊丝。药芯焊丝的焊接近年发展很快,应密切关注。相关知识相关知识 补充:焊丝的选用 实芯焊丝的选用比较简单,其选用原则与埋弧焊的相似,对于结构钢,主要按等强原则选用,必要时考虑化学成分。对于药芯焊丝,情况比较复杂,将在“药芯焊丝CO2焊焊”中再具体讨论。相关知识相关知识 四、CO2焊设备以半自动CO2焊设备为例1、CO2焊设备的组成和作用组成:焊接电源 送丝机构 焊枪 供气系统 控制系统有的还有循环水冷系统。相关知识相关知识 相关知识相关知识(一)焊接电源:直流电源1、平特性电源用于细丝(短路过渡)焊接,配用等速送丝系统;2
11、、下降特性电源用于粗丝焊接,配用变速送丝系统;3、对动特性的要求细丝短路过渡焊机对动特性有特别的要求,即对短路电流上升速度、短路电流峰值、电弧电压恢复速度三个指标有一定的要求,目的是保证短路过渡过程可靠的同时又控制飞溅。老式焊机通常通过改变接入回路电感来调节。相关知识相关知识(二)送丝系统送丝方式的变化主要在于细丝/平特性(等速送丝)焊机上,以适应不同场合的要求。1、送丝方式推丝式焊枪简单、轻巧,以鹅颈式焊枪多见,实际应用较多;送丝距离有限(通常5M),送细丝效果欠佳。相关知识相关知识 相关知识相关知识 用于推丝式送丝的鹅颈式焊枪用于推丝式送丝的鹅颈式焊枪推丝式送丝机推丝式送丝机CO2焊机及其
12、推丝式送丝机、枪焊机及其推丝式送丝机、枪拉丝式焊枪复杂、较重,以手枪式焊枪多见,薄板结构使用较多;适于送细丝/远距离送丝。相关知识相关知识 CO2焊机焊机及其及其拉丝拉丝式焊式焊枪枪拉丝式焊枪(其小型送丝机构做在焊枪内)拉丝式焊枪(其小型送丝机构做在焊枪内)焊丝焊丝盘盘送丝电机送丝电机送丝机送丝机构构 推拉丝式焊枪结构复杂,适用于远距离送(细、软)丝,多用于机器人焊接和铝的熔化极气体保护焊。相关知识相关知识 还有一种还有一种“线式送丝线式送丝”:多级串联的行星式送丝即为线式送丝,:多级串联的行星式送丝即为线式送丝,可远距离稳定地送细的软焊丝(如可远距离稳定地送细的软焊丝(如0.8mm的铝焊丝)
13、的铝焊丝)2.送丝机构(送丝机)由送丝电机、减速装置、送丝滚轮和压紧机构等组成;CO2焊专用焊机的送丝机采用单主动送丝即可。相关知识相关知识 单主动式单主动式送丝机构送丝机构双主动式双主动式送丝机构送丝机构压紧轮压紧轮主动轮主动轮送丝机多为独立式,也有与电源做为一体者。有专业厂家专门生产配套的送丝机,接口兼容或以德国宾采尔(BINZEL)焊枪为标准。相关知识相关知识 电源、电源、送丝机送丝机分体之分体之CO2焊机焊机电源、送电源、送丝机一体丝机一体之之COCO2 2焊焊机机注意:两机使用的都是鹅颈式焊枪(推丝枪)注意:两机使用的都是鹅颈式焊枪(推丝枪)(三)焊枪半自动焊枪p 推丝式焊枪p 拉丝
14、式焊枪以上为常见的通用焊枪,用量很大,有专业厂家配套生产,以德国宾采尔(BINZEL)焊枪为事实上的行业标准。p 推拉式焊枪送不同材质的焊丝,要用不同的送丝套管(如送钢焊丝用钢质套管即可,而送铝焊丝通常要用特氟隆套管)。自动焊枪多见于专用焊机上。把半自动焊枪夹于焊接小车上进行自动焊,现在生产中应用十分广泛。相关知识相关知识(三)焊枪相关知识相关知识 易损件喷嘴形式圆柱形(常用)圆锥形(用于深坡口或窄间隙内)材料铜镀铬(多见)陶瓷(易碎,少用)导电嘴 纯铜或铜合金做以上易损件是事实上的“标准件”,使用时应注意:不同品牌的焊枪,其易损件的尺寸不同,往往无法替代;有专业厂家专门生产焊枪易损件,同一种
15、易损件可能有不同品牌的选择(其寿命、价格不一);喷嘴端部与导电嘴端部的距离会影响焊丝伸出长度,从而影响到电弧的稳定性和焊接质量此点初学者往往容易忽略。相关知识相关知识(四)供气系统由气瓶(铝白色)、预热器、减压流量计、气管和电磁气阀组成,必要时可加装干燥器。通常将预热器、减压器、流量计做为一体,叫CO2减压流量计(通常属于焊机的标准随机配备)。名牌产品如美国捷锐()。不同气体的减压流量计按规定不能互换使用。相关知识相关知识 流量计流量计气压气压表表减压及预热装减压及预热装置置开关开关CO2减压流量计减压流量计(五)典型CO2焊设备(CO2焊专用焊机)1、北京“时代”逆变焊机,节能节材;可靠性尚
16、可,价格相对便宜,售后服务较好。2、唐山“松下”晶闸管焊机,但精细表现出色且可靠性极高;售后服务较好,价格较贵但性价比高。3、美国林肯普通CO2焊机总体性能不错,但无价格优势。值得推介者为其STT(表面张力过渡)CO2焊机:飞溅极小、成形极佳,但价格极贵。相关知识相关知识 除以上之外,通用CO2焊机国内的品牌多如牛毛,但普遍市场占有率低。除价格较低外,其它方面往往乏善可陈。欧洲国家一般不做CO2焊专用焊机,而是MIG/MAG(CO2)一体,所以其送丝机通常为双主动送丝。如果焊机标可MIG/MAG/CO2焊,但却是单主动送丝,其效果有限(目前国产焊机这种情况比较多见)。相关知识相关知识 一、准备
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