实验一 CO2焊试验指导书.docx

实验一：CO2保护焊焊接参数对焊缝成形的影响一、 实验目的1. 了解C02焊短路过渡的特点；2. 了解焊接规范参数对C02焊短路过渡电弧稳定性的影响；3. 了解C02焊规范参数对焊缝成形的影响；4. 掌握C02焊机的使用操作方法二、 实验装置及实验材料1. C02气体保护焊焊机及送丝机构一套2. C02气瓶、减压阀及流量计一套3.卡尺一把4.低碳钢钢板 6 =6〜8mm5.焊丝 H08A 0 =1.2mm三、实验原理（一）短路过渡特点短路过渡是在小电流低电压时，熔滴未长成大滴就与熔池短路，在表面张力 及电磁收缩力的作用下，熔滴向母材过渡，在这种过渡过程中，电弧燃烧是不连 续的，电弧交替的出现燃弧与熄弧，引起焊接电流与电压周期性变化二） C02焊短路过渡电弧一电源系统与规范的调节方法1．电弧－电源系统焊接电弧要稳定工作，必须使电弧静特性与电源外特性相交于稳定工作点 在C02焊中，由于所用焊丝一般较细，电流密度较大，加上保护气流对电弧的冷 却作用，其电弧工作在 U 曲线的上升阶段，电源一般采用平特性或缓降从而提 高电弧的自调节作用的灵敏度，保证焊接规范的稳定2．规范参数调节方法 一个短路过渡周期电压平均值等于电源电压。

因此调节平均弧压主要是靠 调节电源外特性来实现，调节电流的大小主要是调节送丝速度因此，短路过渡 电弧的稳定工作点是电源外特性曲线与送丝速度的交点，但其交点所决定的电弧 静特性曲线是短路过渡的平均弧长三） 短路过渡电弧的稳定性1．短路过渡电弧稳定性评定的指标 在短路过渡焊接时，焊接过渡稳定性可用短路频率来表示，短路频率越高， 焊接过程越稳定因为频率高，意味着每次从焊丝向母材过渡的金属量少，熔滴 细小、飞溅少因此电弧的稳定性可以用短路过渡频率来衡量2．影响电弧稳定性的因素有两方面：焊接电源特性和焊接规范参数(1) 电源的静、动特性的选择电源外特性的特性 由于 CO2 焊电弧的静特性是上升的，所以缓降，平硬 外特性电源都可以满足电弧一一电源系统稳定工作目前细丝CO2焊一般采用平 特性电源因为平特性电源配合等速送丝焊机使用，具有弧长变化时，电弧自调 作用强；短路电流大，引弧容易；以及电流、电压可以分别调节，规范参数调节 方便等优点对电源动特性要求 短路过渡时，电弧处于燃弧——短路——再引燃的周期 变化中，电源的电参数也需要进行燃弧——短路——空载的快速交替变化，故要 求电源有良好的动特性电源动特性的主要参数有电流增长速度di/dt，短路电 流峰值Im及空载电压恢复速度du/dt。

整流器型的平特性电源具有较大的di/dt 及Im值，而du/dt也足够大，能满足焊接要求，但采用不同的工艺条件时对di/dt 往往有不同的要求，常采用改变回路电感的办法来调节 di/dt2) 规范参数的合理选择与匹配 焊接规范主要包括焊接电流、电压、电流的种类与极性、焊接速度、焊丝 伸出长度，气流量等1) 电弧电压电弧电压标志着弧长的大小，又决定着焊缝的宽度CO2焊中，电弧电压 的调节是通过调节焊接电源的输出电压来实现的，弧压增加则弧长增加若弧压 过低，则电弧覆盖面窄且电弧集中，此时熔深窄而深，所得焊道表面过凸；若弧 压过高时，则焊缝变宽，余高扁平且熔深变浅2) 焊接电流 焊接电流不但是加热和熔化焊材的主要因素，而且还决定着焊接的熔深它与电弧电压匹配得当时，可获得稳定的焊接过程，且飞溅小，焊缝成形好若 焊接电流过小，则电弧不稳，且不能熔化焊丝，而此时送丝断续，且使固体焊丝 和母材发生抵触，从而堵丝；若焊接电流过大，则会使熔深加大，但却引起严重 的飞溅3) 焊接速度 焊接速度与焊接电压一样，都是决定熔深、焊道形状和熔敷金属量的重要因素焊速过慢会发生熔敷金属大量堆积、流动现象，对于薄件易烧穿，焊速过 快，将产生未熔合、未焊透现象，焊缝成形高低不平，间断不连续，同时产生咬 边和大颗粒飞溅。

焊速的选择受送丝速度的影响，究竟多大，要通过试焊后观察 焊道的成形情况来确定4) 焊丝伸出长度 由于短路过渡焊时所用焊丝直径都比较小，因此焊丝伸出长度产生的电阻热便不可忽略若伸出长度过短，则喷嘴至工件距离太近，飞溅金属易堵塞喷嘴， 甚至发生焊道与喷嘴粘连；若伸出长度过大，则焊丝易过热而成段熔断，飞溅严 重，且使熔深变浅，发生未熔合现象，同时使气体保护效果变差根据经验，不 同直径的焊丝，其伸出长度由下式决定：Ls = 1ODs (式 3 — 1)其中：Ls——伸出长度；Ds——焊丝直径5) 气体流量短路焊接气体流量一般在此5〜15L/min,在大电流、高速焊、焊丝伸出 较长及室外作业等情况下，气体流量应适当增大，以使气体有足够的挺度，提高 其抗干扰能力但是气体流量过大会使保护气紊乱度增大,反而使外界气体卷入, 保护效果变差,气孔增多6) 电源极性CO2 焊一般采用直流反极性因为反极性时飞溅小,电弧稳定,成形好, 且焊缝金属含氢量低,熔深大四) 短路过渡焊缝成形的特点短路过渡时由于电弧是在燃弧—熄弧周期性变化之中,电弧的热与力也发 生周期性变化燃弧阶段电弧热剧烈加热母材,形成熔池,电弧在复燃瞬间,短 路峰值电流大,与电流平方成正比的电磁力也很大,对熔池产生冲击力,使熔池 下凹。

熄弧阶段电弧热消失,只靠电阻热加热母材,对母材的加热作用减弱,熔 池温度降低,产生冷却和凝固、轮廓缩小因而使母材在短路过渡焊时处于加热 ——冷却的交替过程中因为CO2焊焊丝熔化速度大，熔化金属多，CO2电弧的 弧根收缩对熔池的加热面积小,使得熔池的体积小,温度降低,周期性短路,液 体金属流动性差，表面张力大，对固体未熔化金属的润湿性差因此短路过渡焊 缝成形特点一是熔池小，焊缝熔深浅，适合于焊接薄板及全位置焊；二是焊缝余 高大当规范匹配不当时，还会出现山峰状突起，使母材与焊缝连接处过渡不圆 滑，影响了焊缝质量控制和减小余高的主要是规范调节和控制，即提高燃弧时间比n提高n 的方法有：提高电弧电压或改变电感值，n有一合适值此外，为减小余高，还 可以采用缩短焊丝伸长以减小焊丝熔化量以及焊枪前倾等方法四、实验方法及实验步骤(一) 掌握co2焊设备焊前检查(1) 在操作 CO 半自动焊焊机之前需查明焊接电源所规定的输入电压、相数、2频率，确保与电网相符再接人配电盘上2) 对照设备实物，熟悉与设备相连的气路、电路，认清相应各开关的位置并掌 握其作用；在不接通气、电的情况下，对各开关和调节器进行调整练习。

3) 合上电源开关，将焊机上的转换开关扭到通的位置电源应接地线焊接 电源输出端负极与焊件相连接，正极与焊枪供电部分连接二) 焊接操作要点(1) 焊接电流 根据工件的厚度、焊丝直径、施焊位置以及熔滴过渡形式来选择 电弧电压 电弧电压和焊接电流成正比关系2) 合上预热器开关及气流开关，打开气阀，调整 C0 气体流量到 12L／min 左2(3) 打开送丝机构上压丝手柄，将焊丝通过导丝孔送人送丝轮 V 形槽内，然后 进入软管4) 点动焊枪上的开关，使焊丝伸出导电嘴约 15mm 左右 ( 此长度称为焊丝的 伸出长度)，多余部分用钢丝钳剪断，以利于引弧5) 焊丝与焊件夹角为85°〜90°，焊丝距焊件表面2〜4mm,准备开始 引弧6) 启动焊枪上的开关，气阀动作提前送气，焊丝自动送进到达焊件并短路 引弧，此刻要稍用力压住焊枪，因焊丝刚接触焊件时有反作用力7) 引弧成功后要保持好焊丝与焊件的距离以及伸出长度并进行焊接可进 行直线或摆动焊接8) 收弧时再次压一下焊枪上的开关，焊丝停止送进，控制电路自动控制减 小焊接电流和电弧电压，填满弧坑并断电 (对于无弧坑控制电路的焊机在收弧时 采用与焊条电弧焊相同的手法收弧)，经过几秒钟后气阀关闭停止送气。

3.推荐焊接参数焊接规范参数板厚焊丝直径电流电压干伸长气流量(mm)(mm)(A)(U)(mm)(L/mi n)61.21402215124．焊接时观察电弧及熔滴过渡现象，包括电弧燃烧现象及稳定程度、焊丝端部 形状、电弧长度、飞溅形式、颗粒的大小三) 试验内容在一定电压下，改变电流大小，记录焊缝有关尺寸，分析其焊缝成形和飞溅的影 响；在一定电流下，改变电压大小，记录焊缝有关尺寸，分析其焊缝成形和飞溅 的影响；将所焊焊缝进行编号，用卡尺量出每条焊缝的B、h,每条焊缝测量三次，取平 均值五、实验报告要求1. 整理实验结果，记录在实验报告的表内2．分析各主要参数对焊缝成形的影响3. 分析各主要参数对短路电弧稳定性的影响六、思考题1. 为什么CO2气体保护焊产生较大的飞溅？举出几条减少飞溅的措施，并简要地说明理由2. 细丝 CO2 焊为什么通常采用等速送丝调节系统?。