第五章 熔化极惰性气体保护电弧焊综述.docx

第五章 熔化极氩弧焊一、教学目的：掌握 MIG 焊的特点及应用了解 MIG 焊设备的组成 掌握 MIG 焊熔滴过渡的特点 理解亚射流过渡的意义理解 MIG 焊保护气体的选用 掌握焊接工艺参数的选择了解脉冲MIG焊，窄间隙MIG焊等其他MIG方法二、教学重点：MIG焊的特点及应用MIG焊熔滴过渡的特点——亚射流过渡MIG焊接工艺参数的选择三、 教学难点：MIG焊熔滴过渡的特点——亚射流过渡MIG焊保护气体的选用四、 授课学时：12 学时五、主要教学内容：第一节 MIG 焊的特点及应用一、 MIG焊的基本原理MIG焊是才采用惰性气体作为保护气，使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法 使用的保护气体通常为氩气或氦气或它们的混合气体作为保护气二、 MIG 焊的特点1、 焊接质量好2、 焊接生产率高3、 适用范围广MIG焊的缺点在于无脱氧去氢作用，因此对母材及焊丝上的油、锈敏感；另外，MIG焊 的抗风能力差，设备比较复杂三、 MIG 焊的应用MIG焊适合焊接低碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢、有色金属及其合金等多种材料第二节 MIG 焊设备 一、组成及要求1、焊接电源MIG焊的时候，我们一般都是采用直流反接。

半自动焊时，使用的焊丝比较细，一般小于2.5mm;自动焊时，使用的焊丝直径常大于3mm2、 送丝机构MIG焊的送死机构和C02焊相似，分为推丝式、拉丝式和推拉丝式如果焊丝比较细的话， 一般选用拉丝式和推拉丝式比较好3、 焊枪焊枪分为半自动焊枪和自动焊枪，有水冷和气冷两种形式4、 控制系统 控制系统的主要作用是：引弧前预先送气，焊接停止时，延迟停气;送死控制和速度调节;控制主回路的通断等5、供气、供水系统供水系统主要用来冷却焊枪，防止焊枪烧损二、典型控制电路（一） 焊机的组成及作用（二） 各主要部分的工作原理1、 ZPG2-500型弧焊整流器2、 SS-2型半自动送丝机构3、 Q-1型半自动焊枪（三） 焊机控制电路的工作过程第三节MIG焊工艺一、熔滴过渡特点MIG焊采用一种介于短路过渡和射流过渡之间的一种特殊形式，称为亚射流过渡 亚射流过渡的特点有：1） 短路时间很短，短路电流对熔池的冲击力很小，过程稳定，焊缝成形美观2） 焊接时，焊丝的熔化系数随电弧的缩短而增大，从而使亚射流过渡可采用等速送丝 配以恒流外特性电源进行焊接，弧长由熔化系数的变化实现自身调节3） 由于亚射流过渡时，电弧电压、焊接电流基本保持不变，所以焊缝熔宽和熔深比较 均匀。

同时，电弧下潜熔池之中，热利用率高，加速焊丝的熔化，对熔池的底部加热也加强 了，从而改善了焊缝根部熔化状态，有利于提高焊缝的质量4） 由于采用的弧长较短，可提高气体保护效果，降低焊缝产生气孔和裂纹的倾向 二、保护气体MIG焊常用的保护气体有1、 氩气（Ar）氩气是一种惰性气体，焊接时电弧燃烧稳定，电弧力大，但焊缝容易形成“指状”焊缝2、 氦气（He）氦气的作用类似与氩气，但氦气的电离电压搞，热导率高，因此电弧具有更大的功率 但氦气的密度比空气小，容易出现保护不良，而且提炼氦气成本较高，因此应用不多3、 Ar+He、Ar+N2采用Ar+He混合气体作为MIG焊的保护气体，兼具两种气体的优点，电弧功率大、温度 高、熔深大的特点由于N2不和Cu等金属反映，想对这些金属来说，N2就相当于惰性气体N2热导率高， 电弧热功率和温度都可大大提高，并且来源广泛，价格便宜，焊接成本低但焊接时会有飞 溅产生，成形没有Ar+He美观4、Ar+O 、Ar+CO22这类混合气体在高温下具有一定的氧化性，可以降低液态金属的表面张力，稳定电弧， 增加液体的流动性，还可以克服单惰性气体保护不能防氢的弱点表5-1常用富氩混合气体的特点及应用范围被焊材料保护气体化学性质焊接方法特点及应用范围铝及其合金Ar+(20%~90%)HeAr+(10%~75%)He惰性熔化极非熔化极射流及脉冲射流过渡；电弧稳定， 温度高，飞溅小，熔透能力大，焊缝成 形好，气孔敏感性小；随着氦含量的增 大，飞溅增大。

适用于焊接厚铝板Ar+2%CO2弱氧化性熔化极可简化焊前清理工作，电弧稳定，飞溅小，抗气孔能力强，焊缝力学性能好不锈钢及高强度钢Ar+ (1%~2%) CO2弱氧化性熔化极提高熔池的氧化性，降低焊缝金属 的焊氢量，克服指状熔深问题及阴极飘 移现象，改善焊缝成形，可有效防止气 孑L、咬边等缺陷用于射流电弧、脉冲 射流电弧Ar+5%CO +2%O2 2弱氧化性熔化极提高了氧化性，熔透能力大，焊缝 成形较好，但焊缝可能会增碳用于射 流电弧、脉冲射流电弧及短路电弧碳钢及低合金钢Ar+(1%~5%)O 或2Ar+20%02氧化性熔化极降低射流过渡临界电流值，提高熔 池的氧化性，克服阴极飘移及指状熔深 现象，改善焊缝成形；可有效防止氮气 孔及氢气孔，提高焊缝的塑性及抗冷裂 能力，用于对焊缝性能要求较高的场合 宜采用射流过渡Ar+(20%~30%)CO2氧化性熔化极可采用各种多渡形式，飞溅小，电 弧燃烧稳定，焊缝成形较好，有一定的 氧化性，克服了纯氩保护时阴极漂移及 金属粘稠现象，防止指状熔深；焊缝力 学性能优干纯氩作保护气体时的焊缝碳钢及低合金钢Ar+15%CO +5%O2 2氧化性熔化极可采用各种过渡形式，飞溅小，电 弧稳定，成形好，有良好的焊接质量， 焊缝断面形状及熔深较理想。

该成分的 气体是焊接低碳钢及低合金钢的最佳混 合气体合金Ar+20%N2惰性熔化极可形成稳定的射流过渡；电弧温度 比纯氩电弧的温度高，热功率提高，可 降低预热温度，但飞溅较大，焊缝表面 较粗糙Ar+(50%〜70%)He惰性熔化极采用射流过渡及短路过渡；热功率提高，可降低预热温度Ar+(15%~20%)He惰性熔化极非熔化极提高热功率，改善熔池金属的润湿性，改善焊缝成形Ar+60%He惰性非熔化极提高热功率，改善金属的流动性，抑制或消除焊缝中的CO气孔;焊缝美观，钨极损耗小、寿命长Ar+25%He惰性熔化极非熔化极可采用射流过渡、脉冲射流过渡及 短路过渡，提高热功率，改善熔池金属 的润湿性铜及其合镍基合金钛锆及其注： （1）表中的气体混合比为参考数据，焊接时可视具体的工艺要求进行调整2）焊接低碳钢、低合金钢及不锈钢时，不必采用高纯Ar,可用粗Ar（-般含有2%02+0.叫与2或/及CO2配合即可3）焊接钛、锆及镍时，应采用高纯 Ar三、焊接参数的选择1、焊丝直径焊丝直径根据焊件的厚度及熔滴过渡形式来选择 细焊丝以短路过渡为主；粗焊丝以射流过渡为主表 5-2 焊丝直径的选择焊丝直径/mm0.81.0 1.21.62 0工件厚度/mm1^31-6 2~12中等厚度、大厚度施焊位置全位置全位置、单面焊双面成形打底6〜25中等厚度、大厚度 平焊、横焊或立焊中等厚度、大厚度熔滴过渡形式短路过渡——短路过渡射流过渡2、焊接电流焊接电流应根据焊件厚度、焊接位置、焊丝直径及熔滴过渡形式来选择表5-3低碳钢熔化极氩弧焊的典型焊接电流范围焊丝直径/mm焊接电流熔滴过渡焊丝直径焊接电流熔滴过渡方式1—1.1T./ 1111111 0丿'〒 IX 1 LA i/IL40〜150八口 T|wJ A-LT2X短路过渡丿于q工1 6丿'〒 IX 1 LA i/IL270〜500/'Ci 1 IhJ 反丿 J 工"7射流过渡1 280〜1801 280〜220刀U f丿IU人丄f/X 脉冲射流过渡1 2220〜350射流过渡1 6100~2703、电弧电压电弧电压主要影响熔滴的过渡形式及焊缝成形，一般选择焊接电压的时候需要考虑和焊接电流是否匹配。

表5-4利用不同保护气体焊接时的电弧电压/V金属喷射或细颗粒过渡短路过渡ArHeAr +75%HeAr+(1%~5%)0CO2ArAr+(1%~5%)OAr+25%OCO2铝25302921922镁262816碳钢283017181920低合金钢283017181920不锈钢2426181921镍26302822镍-铜合金26302822镍-铬-铁合金26302822铜3036332422铜-镍合金28323023硅青铜2832302823铝青铜28323023磷青铜28323023—23———注：焊丝直径为 1.6mm4、 焊接速度焊接速度和焊接电流联系紧密，速度不能过大也不能过小，否则很难获得满意的焊接效 果5、 焊丝位置 焊丝和焊缝的相对位置会影响焊缝成形，焊丝的相对位置有前倾、后倾和垂直三种 前倾时，熔深大，焊道窄，余高大；后倾时，熔深小，余高小； 垂直焊时，效果介于以上两者之间6、 喷嘴直径和喷嘴端部至焊件的距离MIG焊喷嘴直径一般为20mm左右，氩气流量也大，在30〜60L/min范围内，喷嘴端部至焊件的距离保持在12〜22mm之间表5-5喷嘴高度推荐值电流大小/A<200200~250350~500喷嘴高度/mm10~1515~2020~25第四节 MIG 焊的其他方法一、脉冲MIG焊脉冲 MIg 焊是利用脉冲电弧来控制熔滴过渡的熔化极惰性气体保护焊方法1、脉冲熔化极惰性气体保护焊的特点（1）具有较宽的焊接参数调节范围（2）可以精确控制电弧的能量（3）适于焊接薄板和全位置焊2、焊接参数的选择（1）脉冲电流 为了保证熔滴呈射流过渡，必须使脉冲电流值高于连续射流过渡的临界电流值，但也不 能太高，以免出现旋转射流过渡。

2）基值电流 基值电流主要是在脉冲电流休止的时候，维持电弧稳定燃烧，同时预热母材和焊丝 基值电流太大，会导致脉冲不明显，设置在间歇期也可能出现熔滴过渡； 基值电流太小则电弧不稳定3）脉冲电流持续时间 脉冲电流持续时间直径影响到电源对母材及焊丝的热输入，不同的持续时间将获得不同 的熔池形状4）脉冲频率 脉冲频率由焊接电流决定，力求一个脉冲至少过渡一个熔滴，过低焊接过程不稳定5）脉宽比 脉宽比就是脉冲电流持续时间和脉冲周期之比，反映脉冲焊接特点的强弱二、窄间隙MIG焊窄间隙熔化极惰性气体保护焊类似与窄间隙co2焊,是焊接大厚板对接焊缝的一种方法1、 窄间隙熔化极惰。