对分析二氧化碳气体保护焊短路过渡时焊接电流和电弧电压对焊接质量的影响
大客车制造车身焊接细丝CO2气体保护焊工艺
大客车制造车身焊接细丝CO2气体保护焊工艺细丝C02气体保护焊主要采用短弧焊(或称短路过渡焊接)焊接薄板材料。
焊接过程的稳定性用短路频率表示。
焊接过程的稳定性和焊缝成形质量决定于焊接规范参数的选定与匹配其中影响显著的因素是焊接电流、电弧电压和直流回路电感值。
一、短路过渡的基本概念1. C02气体保护焊电弧的静特性电弧的静特性是表示在一定的电弧长度下当电弧稳定燃烧时电弧电压与电弧电流之间的关系即VH=fIH)。
电弧电压焊接电流和电弧长度三者之间的关系。
在保持电弧长度不变的情况下增大焊接电流必然要增大电弧电压否则电弧长度缩短。
升高电弧电压电弧长度增大;而增加焊接电流电弧长度减小。
这是因为在弧长增加时如果仍保持电流值不变就要求带电粒子的迁移速度加快因此电场强度必须相应增强这就要求电弧电压升高。
如果保持电弧电压值不变随着电弧长度的增加电场强度必然降低带电粒子迁移速度减慢电流值减小。
所以在电弧长度一定的情况下要使电弧稳定燃烧电弧电压和焊接电流必颂匹配合适。
2.焊接电源的动特性焊接电源的动特性是指电源在焊接过程中短路电流增长速度与焊接电压恢复速度的变化特性。
电源动特性的参数有:短路电流增长速度dI/dt,短路电流的峰值Imax和焊接电压恢复速度dV/dt。
短路过渡要求短路电流增长速度合适、有足够大的短路电流峰值以及足够高的焊接电压恢复速度。
目前常用的焊接电源对后两点的要求能够满足因此焊接时调节焊接电源动特性通常是指调节电流增长速度。
3.短路过渡过程一个短路过渡周期包括燃弧、弧隙短路、液桥缩颈脱落和电弧复燃四个阶段。
4.短路过渡频率fps每秒钟的短路次数称为短路频率fpg。
实践表明短路频率高一些好。
短路频率高即表示每秒钟过渡的次数多焊丝末端形成的熔滴尺寸小金属飞溅少电弧也较稳定。
所以在短路过渡焊接生产中短路频率可作为评价焊接稳定性的指标。
短路过渡周期T是由燃弧时间和短路时间组成。
燃弧时间和短路时间短短路频率高。
二氧化碳气体保护焊参数调整实验报告-焊接工艺不可缺少的试验数据
二氧化碳气体保护焊参数调整实验报告一、实验目的：通过实验，让大家更好的认识焊接电压、焊接电流对焊缝和熔池质量的影响，通过以上研究让大家了解焊接不同厚度的工件如何调节二氧化碳气体保护焊机的电流和电压。
二、实验器材和焊接位置：二氧化碳气体保护焊机一台（型号NBC-250，上海凯尔达公司生产）、二氧化碳气体保护焊焊丝一盘（直径0.8mm）、二氧化碳气体一瓶、低碳钢钢板若干（厚度4mm）、自动变光电焊面罩一个、电焊手套一副；焊接位置为横焊和横对接。
三、实验步骤：焊接电流为3（约100A），电压为5（约20V）为标准电弧，溶滴为短路过渡1.焊接电流不变，焊接电压变化，测试对焊接质量的影响：电流固定为3，即电流为100A不变，电压逐渐增大：（1）、电压为5时（20V），焊缝质量优良。
声音为短路过渡的“啪啪”声。
（2）、电压为6时（21V），焊丝端头已融化，但焊丝未送进熔池，送丝速度相对过慢。
（3）、电压为7时（22V），同上现象，余高更小，焊缝更宽，熔池更大。
（4）、电压为8时（24V），同上现象，余高更小，焊缝更宽，熔池更大。
声音改变，不再是“啪啪”声，取而代之的是“噗噗”的喷射的声音。
（5）、电压为9时（25V），同上现象，熔敷金属开始下淌。
“噗噗”声更大。
（6）、电压为10时（26V），同上现象，焊丝端头在焊嘴内就已脱落，喷射至工件上，焊缝很宽，电弧相当不稳定，无法正常焊接，余高非常小。
当增大CO2气体流量，拉长电弧，融化的焊丝金属稍均匀的喷射至工件上，焊缝更宽，熔深更大，余高更小。
（7）、电压为11时（28V），熔融的焊丝象水流一样射向工件表面，已没有声音，先前的“噗噗”声已经消失。
长弧时金属流淌很严重。
（8）、电压为12时（30V），熔深更大，焊嘴被烧坏。
结论一：电流不变的情况下，电压越高，焊接能量越大，熔深大、焊缝宽、熔池大、余高小。
焊丝端头已熔化，但焊丝未送入熔池，发出“噗噗”的喷射声音。
最终导致焊丝被熔化成金属流喷射到工件上，同时喷射声消失。
二氧化碳气体保护焊的焊接参数设定
二氧化碳气体保护焊的焊接参数设定二氧化碳气体保护焊的焊接参数有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、干伸长度、电源极性、回路电感、焊枪倾角;一、焊丝直径,焊丝直径影响焊缝熔深;本文就最常用的焊丝直径实心焊丝展开论述;牌号：H08MnSiA;焊接电流在150~300时,焊缝熔深在6~7mm;二、焊接电流,依据焊件厚度、材质、施焊位置及要求的过渡形式来选择焊接电流的大小;短路过渡的焊接电流在110~230A之间焊工手册为40~230A；细颗粒过渡的焊接电流在250~300A之间;焊接电流决定送丝速度;焊接电流的变化对熔池深度有决定性的影响,随着焊接电流的增大, 熔深明显增加,熔宽略有增加;三、电弧电压,电弧电压不是焊接电压;电弧电压是在导电嘴和焊件之间测得的电压,而焊接电压是焊机上的电压表所显示的电压;焊接电压是电弧电压与焊机和焊件间连接的电缆上的电压降之和;通常情况下,电弧电压在17~24V之间;电压决定熔宽;四、焊接速度,焊接速度决定焊缝成形;焊接速度过快,熔深和熔宽都减小,并且容易出现咬肉、未熔合、气孔等焊接缺陷；过慢,会出现塌焊、增加焊接变形等焊接缺陷;通常情况下,焊接速度在80mm/min比较合适;五、气体流量,CO2气体具有冷却特点;因此,气体流量的多少决定保护效果;通常情况下,气体流量为15L/min；当在有风的环境中作业,流量在20L/min以上混合气体也应当加热; 六、干伸长度,干伸长度是指从导电嘴到焊件的距离;保证干伸长度不变是保证焊接过程稳定的重要因素;干伸长度决定焊丝的预热效果,直接影响焊接质量;当焊接电流、电压不变,焊丝伸出过长,焊丝熔化快,电弧电压升高,使焊接电流变小,熔滴与熔池温度降低,会造成未焊透、未熔合等焊接缺陷；过短,熔滴与熔池温度过高,在全位置焊接时会引起铁水流失,出现咬肉、凹陷等焊接缺陷;根据焊接要求,干伸长度在8~20mm之间;另外,干伸长度过短,看不清焊接线,并且,由于导电嘴过热会夹住焊丝,甚至烧毁导电嘴;七、电源极性,通常采取直流反接反极性;焊件接阴极,焊丝接阳极,焊接过程稳定、飞溅小、熔深大;如果直流正接,在相同条件下,焊丝融化速度快约为反接的倍,熔深浅,堆高大,稀释率小,飞溅大;八、回路电感,回路电感决定电弧燃烧时间,进而影响母材的熔深;通过调节焊接电流的大小来获得合适的回路电感,应当尽可能的选择大电流;通常情况下,焊接电流150A,电弧电压19V；焊接电流280A,电弧电压22~24V比较合适,能够满足大多数焊接要求;九、焊枪倾角,当倾角大于25°时,飞溅明显增大,熔宽增加,熔深减小;所以焊枪倾角应当控制在10~25°之间;尽量采取从右向左的方向施焊,焊缝成形好;如果采用推进手法,焊枪倾角可以达到60度,并且可以得到非常平整、光滑的漂亮焊缝;焊接电流是控制送丝速度,电弧电压是控制焊丝融化速度,电流加大焊丝送进加快、电压增大焊丝熔化加快;焊接电流是根据焊接结构母材厚度及焊缝位置来确定,如平焊时焊接电流一般在160-320A、立焊、仰焊、横焊时一般在100-130A电弧电压是根据焊接电流而定公式如下：1实芯焊丝：当电流≥300A时×+20±2=电压当电流≤300A时×+16±2=电压2药芯焊丝：当电流≥200A时×+20±2=电压当电流≤200A时×+16±2=电压CO2气体保护焊机操作规程CO2气体保护焊机操作规程1、操作者必须持电焊操作证上岗;2、打开配电箱开关,电源开关置于“开”的位置,供气开关置于“检查”位置;3、打开气瓶盖,将流量调节旋钮慢慢向“OPEN”方向旋转,直到流量表上的指示数为需要值;供气开关置于“焊接”位置;4、焊丝在安装中,要确认送丝轮的安装是否与丝径吻合,调整加压螺母,视丝径大小加压;5、将收弧转换开关置于“有收弧”处,先后两次将焊枪开关按下、放开进行焊接;6、焊枪开关“ON”,焊接电弧的产生,焊枪开关“OFF”,切换为正常焊接条件的焊接电弧,焊枪开关再次“ON”,切换为收弧焊接条件的焊接电弧,焊枪开关再次“OFF”焊接电弧停止;7、焊接完毕后,应及时关闭焊电源,将CO2气源总阀关闭;8、收回焊把线,及时清理现场;9、定期清理机上的灰尘,用空压机或氧气吹机芯的积尘物,一般时间为一周一次;CO2气体保护焊焊接工艺钢结构二氧化碳气体保护焊工艺规程1 适用范围本标准适用于本公司生产的各种钢结构,标准规定了碳素结构钢的二氧化碳气体保护焊的基本要求;注：产品有工艺标准按工艺标准执行;编制参考标准气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形成与尺寸术语母材：被焊的材料焊缝金属：熔化的填充金属和母材凝固后形成的部分金属;层间温度：多层焊时,停后续焊接之前,相邻焊道应保持的最低温度;船形焊：T形、十字形和角接接头处于水平位置进行的焊接.3 焊接准备按图纸要求进行工艺评定;材料准备3.2.1产品钢材和焊接材料应符合设计图样的要求;焊丝应储存在干燥、通风良好的地方,专人保管;焊丝使用前应无油锈;坡口选择原则焊接过程中尽量减小变形,节省焊材,提高劳动生产率,降低成本;作业条件当风速超过2m/s时,应停止焊接,或采取防风措施;作业区的相对湿度应小于90％,雨雪天气禁止露天焊接;4 施工工艺工艺流程清理焊接部位检查构件、组装、加工及定位按工艺文件要求调整焊接工艺参数按合理的焊接顺序进行焊接自检、交检焊缝返修焊缝修磨合格交检查员检查关电源现场清理4 操作工艺焊接电流和焊接电压的选择不同直径的焊丝,焊接电流和电弧电压的选择见下表焊丝直径短路过渡细颗粒过渡电流A 电压V 电流A 电压V50--100 18--2170--120 18--2290--150 19--23 160--400 25--38140--200 20--24 200--500 26--40焊速：半自动焊不超过0.5m/min.打底焊层高度不超过4㎜,填充焊时,焊枪横向摆动,使焊道表面下凹,且高度低于母材表面㎜――2㎜：盖面焊时,焊接熔池边缘应超过坡口棱边――㎜防止咬边;不应在焊缝以外的母材上打火、引弧;定位焊所用焊接材料应与正式施焊相当,定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求;钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接,定位焊厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,定位焊长度不宜大于40㎜,填满弧坑,且预热高于正式施焊预热温度;定位焊焊缝上有气孔和裂纹时,必须清除重焊;焊接工艺参数见表一和表二表一: Φ焊丝CO2焊对接工艺参数接头形式板厚层数焊接电流A 电弧电压V 焊丝外伸mm 焊机速度m/min 气体流量Lmin 装配间隙mm6 1 270 27 12-14 10-156 2 190210 1930 15 15 0-18 2 0 26-2728-30 15 2010 2 0 20-3030-33 15 2010 2 300-320300-320 37-3937-39 15 2012 310-330 32-33 15 2016 3 0300-340 25-2733-3535-37 15 2016 4 0270-290270-290 24-2636 15 2020 4 0300-340300-340 25-2733-3533-3533-37 15 2520 4 0300-320300-320 24-2637 15 20表二: Φ焊丝CO2气体保护焊T形接头接头形式板厚㎜焊丝直径㎜焊接电流A 电弧电压v 焊接速度m/min 气体流量L/min 焊角尺寸㎜Φ 120 20 10-15Φ 140 10-15Φ 160 21 10-156 Φ 230 23 10-1512 Φ 290 28 10-15控制焊接变形,可采取反变形措施.在约束焊道上施焊,应连续进行,因故中断,再施焊时, 应对已焊的焊缝局部做预热处理. 采用多层焊时,应将前一道焊缝表面清理干净后,再继续施焊.变形的焊接件,可用机械冷矫或在严格控制温度下加热热矫的方法,进行矫正.5 交检6 焊接缺陷与防止方法缺陷形成原因防止措施焊缝金属裂纹1.焊缝深宽比太大2.焊道太窄3.焊缝末端冷却快 1.增大焊接电弧电压,减小焊接电流2.减慢焊接速度3.适当填充弧坑夹杂1.采用多道焊短路电弧2.高的行走速度 1.仔细清理渣壳2.减小行走速度,提高电弧电压气孔1.保护气体覆盖不足2.焊丝污染3.工件污染4.电弧电压太高5.喷嘴与工件距离太远 1.增加气体流量,清除喷嘴内的飞溅,减小工件到喷嘴的距离 2.清除焊丝上的润滑剂 3.清除工件上的油锈等杂物.4.减小电压5.减小焊丝的伸出长度咬边1.焊接速度太高2.电弧电压太高3.电流过大4.停留时间不足5.焊枪角度不正确 1.减慢焊速2.降低电压3.降低焊速4.增加在熔池边缘停留时间5.改变焊枪角度,使电弧力推动金属流动未融合1.焊缝区有氧化皮和锈2.热输入不足3.焊接熔池太大4.焊接技术不高5.接头设计不合理1.仔细清理氧化皮和锈2.提高送丝速度和电弧电压,减慢焊接速度3.采用摆动技术时应在靠近坡口面的边缘停留,焊丝应指向熔池的前沿4.坡口角度应足够大,以便减小焊丝伸出长度,使电弧直接加热熔池底部未焊透1.坡口加工不合适2.焊接技术不高3.热输入不合适 1.加大坡口角度,减小钝边尺寸,增大间隙 2.调整行走角度 3.提高送丝的速度以获得较大的焊接电流 ,保持喷嘴与工件的距离合适飞溅1.电压过低或过高2.焊丝与工件清理不良3.焊丝不均匀4.导电嘴磨损5.焊机动特性不合适 1.根据电流调电压2.清理焊丝和坡口3.检查送丝轮和送丝软管4.更新导电嘴5.调节直流电感蛇行焊道1.焊丝伸出过长2.焊丝的矫正机构调整不良3.导电嘴磨损 1.调焊丝伸出长度2.调整矫正机构3.更新导电CO2气保焊的使用近况 CO2气体保护焊自50年代诞生以来,作为一种高效率的焊接方法,在我国工业经济的各个领域获得了广泛的运用;尤其是近几年,中国成为“世界工厂”后,大量的外贸金属加工、钢结构行业大力发展,CO2气体保护焊以其高生产率比手工焊高1～3倍、焊接变形小和高性价比的特点,得到了前所未有的普及,成为最优先选择的焊接方法之一;但是据我们这几年的工作经历,CO2气体保护焊在实际生产运用中还存在不少问题,综合如下：一、气源的问题我国现在还没有对焊接用CO2气体纯度要求的国家标准,市场上出售的CO2气体主要是制氧厂、酿造厂、化工厂的副产品,如未经处理就作为焊接保护气体使用,其水分及杂质气体含量很高且不稳定,从而增加焊接飞溅、焊缝产生气孔及影响焊缝塑性等焊接缺陷;比对国外多数国家规定,要求焊接用CO2气体纯度不低于%,有些国家甚至要求CO2纯度高于%,水分含量低于%,来作为获得优质焊缝的前提条件;二、焊接参数选择的问题一般焊工培训大多把手工电弧焊作为基础项目,主要让焊工掌握焊接电流的选择、焊接速度及运条方法、焊接电弧的控制;在施焊操作上,一个熟练的手工电弧焊焊工对掌握CO2气保焊基本不成问题,但在焊接参数的选择上,很大一部份焊工显得不够老练,以我国CO2气保焊中应用最为广泛的短路过渡形式为例,归纳下来问题主要在电弧电压、焊接电流、焊接回路电感匹配得不太合适,以及焊丝干伸长不合适,造成焊接电弧不稳定、飞溅以及未焊透等,影响焊缝成形、焊缝的机械性能;只有电弧电压与焊接电流匹配得较合适时,才能获得较稳定的焊接过程,在一定的焊丝直径和焊接电流下,若电弧电压偏低,电弧短、焊缝成型高,甚至会造成冲丝、电弧引燃困难,使焊接过程不稳定；若电弧电压偏高,则熔滴过渡的频率变慢、颗粒变大,电弧长度长、焊缝成型宽,过高的电弧电压会烧毁导电咀；因焊接回路电感量的大小直接影响焊接电弧的燃烧时间,关系到熔滴过渡的稳定、焊接熔深及焊缝成型,在一定的焊丝直径和焊接电流、电压下,若选择过小的电感量,焊接时会造成熔深太浅,即使再增加焊接电流、电压,只能会使过渡到熔池的液态金属溢出熔池,形成未熔合、未焊透;要选择合适的电感量,一般视焊丝直径、母材厚薄及不同的焊接设备通过试焊来确定；合适的焊丝伸出导电咀长度应为焊丝直径的10~12倍一般在10~20mm范围内,焊丝的干伸长太短,就会因为焊枪喷嘴与工件距离近而增加飞溅金属堵塞喷嘴,焊丝的干伸长太长,则会增加飞溅、引起焊接不稳定,气体保护效果变差等;在实际工作中,一般先根据工件厚薄、坡口形式、焊接位置等选好焊丝直径,再确定焊接电流,调节好回路电感量,使飞溅降低到最小;CO2气体保护焊操作规程1．准备工作1认真熟悉焊接有关图样,弄清焊接位置和技术要求;2焊前清理;CO2焊虽然没有钨极氩弧焊那样严格,但也应清理坡口及其两侧表面的油污、漆层、氧化皮以及铁金属等杂物;3检查设备;检查电源线是否破损；地线接地是否可靠；导电嘴是否良好；送丝机构是否正常；极性是否选择正确;4气路检查;CO2气体气路系统包括CO2气瓶、预热器、干燥器、减压阀、电磁气阀、流量计;使用前检查各部连接处是否漏气,CO2气体是否畅通和均匀喷出;2．安全技术1穿好白色帆布工作服,戴好手套,选用合适的焊接面罩;2要保证有良好的通风条件,特别是在通风不良的小屋内或容器内焊接时,要注意排风和通风,以防CO2气体中毒;通风不良时应戴口罩或防毒面具;3CO2气瓶应远离热源,避免太阳曝晒,严禁对气瓶强烈撞击以免引起爆炸;4焊接现场周围不应存放易燃易爆品;3．焊接工艺CO2气体保护焊的工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊丝伸出长度、气体流量等;在其采用短路过渡焊接时还包括短路电流峰值和短路电流上升速度;1 焊接电流和电弧电压短路过渡焊接时,焊接电流和电弧电压周期性的变化;电流和电压表上的数值是其有效值,而不是瞬时值,一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围;2焊丝伸出长度是指导电嘴端面至工件的距离;由于CO2焊时选用焊丝较细,焊接电流流经此段所产生的电阻热对焊接过程有很大影响;生产经验表明,合适的伸出长度应为焊丝直径的10～20倍,一般在5～15mm范围内;3气体流量小电流时,气体流量通常为5～15L／min；大电流时,气体流量通常为10～20L ／min,并不是流量越大保护效果越好;气体流量过大时,由于保护气流的紊流度增大,反而会把外界空气卷入焊接区;4电源极性 CO2气体保护焊一般都采用直流反接,飞溅小,电弧稳定,成形好;常用焊接术语在实际应用过程中,经常会碰到一些与焊接相关的术语,行话;先总结如下：正极性指直流焊接时,被焊物接＋极,焊条、焊丝接－极反极性与正极性直流电弧焊或电弧切割时,焊件与焊接电源输出端正、负极的接法称为极性;极性分正极性和反极性两种;焊件接电源输出端的正极,电极接电源输出端的负极的接法为正极性常表示为DCSP;反之,焊件接电源输出端的负极,电极接电源输出端的正极的接法为反极性常表示为DCRP;欧美常常用另外一种表示方法,将DCSP称为DCEN,而将DCRP称为DCEP;焊接电流为向焊接提供足够的热量而流过的电流电弧电压指电弧部的电压,与电弧长大致成比例地增加,一般电压表所示电压值包括电弧电压及焊丝伸出部,焊接电缆部的电压下降值;弧长弧部长度弧坑在焊缝终点产生的凹坑气孔熔敷金属里有气产生空洞飞溅焊接时未形成熔融金属而飞出来的金属小颗粒焊渣焊后覆盖在焊缝表面上的固态熔渣熔渣包覆在熔融金属表面的玻璃质非金属物咬边由于焊缝两端的母材过烧,致使熔融金属未能填满,形成槽状凹坑;熔深母材熔化部的最深位与母材表面之间的距离熔池因焊弧热而熔化成池状的母材部分熔化速度单位时间里熔敷金属的重量熔敷率有效附着在焊接部的金属重量占熔融焊条、焊丝重量的比例未熔合对焊底部的熔深不良部,或第一层等里面未融合部余高鼓出母材表面的部分或角焊末端连接线以上部分的熔敷金属坡口角度母材边缘加工面的角度预热为防止急热,焊接前先对母材预热如火焰加热后热为防止急冷进行焊后加热如火焰加热平焊从接头上面焊接横焊从接头一侧开始焊接立焊沿接头由上而下或由下而上焊接仰焊从接头下面焊接垫板为防止熔融金属落下,在焊接接头下面放上金属、石棉等支撑物;夹渣夹渣是非金属固体物质残留于焊缝金属中的现象,夹杂物出现在熔焊过程中焊剂焊接时,能够熔化形成熔渣和气体,对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种物质; 碳弧气刨使用石磨棒或碳棒与工件间产生的电弧将金属熔化,并用压缩空气将其吹掉,实现在金属表面上加工沟槽的方法保护气体焊接过程中用于保护金属熔滴、熔池及焊缝区的气体,它使高温金属免受外界气体的侵害焊接夹具为保证焊件尺寸,提高装配精度和效率,防止焊接变形所采用的夹具焊接工作台为焊接小型焊件而设置的工作台焊接操作机将焊接机头或焊枪送到并保持在待焊位置,或以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊剂的装置焊接变位机将焊件回转或倾斜,使接头处于水平或船行位置的装置焊接滚轮架借助焊件与主动滚轮间的摩擦力来带动圆筒形或圆锥形焊件旋转的装置。
论焊接工艺参数对焊接质量的影响
论焊接工艺参数对焊接质量的影响论焊接工艺参数及工艺因素对产品质量的影响概述: 本文通过各种焊接方法的工艺参数及工艺因素对焊接后产品质量的影响，详细论述了我厂所采用的焊接方法—手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、点焊、凸焊焊接工艺参数及工艺因素与产品质量之间的关系。
1、手工电弧焊简称手弧焊，是利用焊条与工件间建立起来的稳定燃烧的电弧使焊条和工件熔化来形成焊接接头的一种焊接方法。
其工艺参数主要包括焊接电流、焊条直径、焊缝层数、电源种类和极性等。
工艺因素包括坡口尺寸及间隙大小、工件斜度、工件厚度和工件散热条件等。
1.1 焊接电流其它条件不变时，随着焊接电流的增大焊缝的熔深、熔宽及余高，其中熔深的增大最明显，而熔宽仅略有增大。
这是因为:1.1.1随电流增大，工件上的热输入和电弧力均增大，热源位置下移，固熔深增大。
1.1.2 随电流增大，电弧截面增加，同时电弧进入工件深度也增加，使电弧斑点移动范围受限，因此实际熔宽增大较小。
1.1.3 随电流增大，焊条熔化量近于成比例增加，而熔宽增大较小，所以余高增大。
焊接电流过大易产生咬边、焊瘤等缺陷。
咬边会减小焊缝有效截面，产生应力集中，降低接头强度和承载能力。
焊瘤使焊缝截面突变，形成尖角，产生应力集中，降低接头疲劳强度。
焊接电流过小易产生气孔、未焊透、夹渣等缺陷。
气孔会减少接头有效截面，降低接头致密性，减小接头承载能力和疲劳强度。
未焊透会形成尖锐的缺口，形成应力集中，严重影响接头的强度和疲劳强度。
夹渣会减少接头的有效截面，减低接头强度和冲击韧性。
1.2 焊条直径焊条直径的大小主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置、焊道层次等因素。
焊件厚度较大时，应选择较大直径的焊条;平焊时，允许用较大电流进行焊接，焊条直径可以大些;立焊、仰焊及横焊宜选择较小直径的焊条;多层焊的第一层焊缝，为防止产生未焊透缺陷，应采用小直径焊条。
焊条直径选择不当易产生焊缝尺寸偏差。
尺寸过小焊缝强度降低;尺寸过大，易产生应力集中，降低接头疲劳强度。
[整理]二氧化碳气体保护焊焊接时注意事项如何调节气体流量及送丝速度
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二氧化碳气体保护焊焊接时注意事项如何调节气体流量及送丝速度二氧化碳气体保护焊焊接时注意事项?如何调节气体流量及送丝速度1、短路过渡焊接CO2电弧焊中短路过渡应用最广泛，主要用于薄板及全位置焊接，规范参数为电弧电压焊接电流、焊接速度、焊接回路电感、气体流量及焊丝伸出长度等。
（1）电弧电压和焊接电流，对于一定的焊丝直径及焊接电流（即送丝速度），必须匹配合适的电弧电压，才能获得稳定的短路过渡过程，此时的飞溅最少。
不同直径焊丝的短路过渡时参数如表：焊丝直径（㎜） 0.8 1.2 1.6电弧电压（V） 18 19 20焊接电流（A） 100-110 120-135 140-180（2）焊接回路电感，电感主要作用：a 调节短路电流增长速度di/dt, di/dt过小发生大颗粒飞溅至焊丝大段爆断而使电弧熄灭，di/dt 过大则产生大量小颗粒金属飞溅。
b 调节电弧燃烧时间控制母材熔深。
c 焊接速度。
焊接速度过快会引起焊缝两侧吹边，焊接速度过慢容易发生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。
d 气体流量大小取决于接头型式板厚、焊接规范及作业条件等因素。
通常细丝焊接时气流量为5-15 L/min，粗丝焊接时为20-25 L/min。
e 焊丝伸长度。
合适的焊丝伸出长度应为焊丝直径的10-20倍。
焊接过程中，尽量保持在10-20㎜范围内，伸出长度增加则焊接电流下降，母材熔深减小，反之则电流增大熔深增加。
电阻率越大的焊丝这种影响越明显。
f 电源极性。
CO2电弧焊一般采用直流反极性时飞溅小，电弧稳定母材熔深大、成型好，而且焊缝金属含氢量低。
2、细颗粒过渡。
（1）在CO2气体中，对于一定的直径焊丝，当电流增大到一定数值后同时配以较高的电弧压，焊丝的熔化金属即以小颗粒自由飞落进入熔池，这种过渡形式为细颗粒过渡。
细颗粒过渡时电弧穿透力强母材熔深大，适用于中厚板焊接结构。
细颗粒过渡焊接时也采用直流反接法。
（2）达到细颗粒过渡的电流和电压范围：焊丝直径（mm）电流下限值（A）电弧电压（V）1.2 300 34- 351.6 4002.0 500随着电流增大电弧电压必须提高，否则电弧对熔池金属有冲刷作用，焊缝成形恶化，适当提高电弧电压能避免这种现象。
二氧化碳气体保护焊概念、分类、焊接条件及其影响
焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。
2.4 干伸长度
定义:焊丝从导电咀到工件的距离.
小于300A时: L= (10--15)倍焊丝直径. 大于300A时: L= (10--15)倍焊丝直径 + 5mm
举例： 直径1.2mm焊丝可用电流120-350A, 电流小时乘10倍的焊丝直径， 电流大时乘15倍的焊丝直径 。
母材表面 如果有大量的油附着、锈 的话容易产生气孔
焊丝直径如果太粗 ①飞溅物增加 ②电弧不稳定 ③熔深变小
如果焊枪角度反向倾斜 ①焊缝宽度变窄 ②焊缝余高变高 ③焊接熔深变深 ④容易产生气孔
干伸度过长
①送丝速度一定的情况下，
喷嘴 高度
电弧长
干伸长
电流减小，熔深减小 ②堆焊焊道容易弯曲
如果电流过大①余高变大 ②熔深变大 ③焊接宽度变大 ④飞溅物减少 ⑤焊接熔池异常，焊缝形 状变形
焊接电流 电缆长度
10m
15m 20m 25m
100A
约1V 约1V 约1.5V 约2V
200A
约1.5V 约2.5V 约3V 约4V
300A
约1V 约2V 约2.5V 约3V
400A
约1.5V 约2.5V 约3V 约4V
500A
约2V 约3V 约4V 约5V
焊接电压的设定
根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流，然后根据下列公式计算焊接电压: < 300A时: 焊接电压 = ( 0.04倍焊接电流 + 16 ± 1.5) 伏 >300A时: 焊接电压 = ( 0.04倍焊接电流 + 20 ± 2) 伏
电压偏高时: 弧长变长,飞溅颗粒变大, 易产生气孔。 焊道变宽,熔深和余高变 小。
二氧化碳气体保护焊的焊接参数分析
二氧化碳气体保护焊的焊接参数分析二氧化碳气体保护焊的焊接参数有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、干伸长度、电源极性、回路电感、焊枪倾角。
一、焊丝直径，焊丝直径影响焊缝熔深。
本文就最常用的焊丝直径实心焊丝展开论述。
牌号：H08MnSiA。
焊接电流在150~300时，焊缝熔深在6~7mm。
二、焊接电流，依据焊件厚度、材质、施焊位置及要求的过渡形式来选择焊接电流的大小。
短路过渡的焊接电流在110~230A之间（焊工手册为40~230A）；细颗粒过渡的焊接电流在250~300A之间。
焊接电流决定送丝速度。
焊接电流的变化对熔池深度有决定性的影响，随着焊接电流的增大，熔深明显增加，熔宽略有增加。
三、电弧电压，电弧电压不是焊接电压。
电弧电压是在导电嘴和焊件之间测得的电压，而焊接电压是焊机上的电压表所显示的电压。
焊接电压是电弧电压与焊机和焊件间连接的电缆上的电压降之和。
通常情况下，电弧电压在17~24V之间。
电压决定熔宽。
四、焊接速度，焊接速度决定焊缝成形。
焊接速度过快，熔深和熔宽都减小，并且容易出现咬肉、未熔合、气孔等焊接缺陷；过慢，会出现塌焊、增加焊接变形等焊接缺陷。
通常情况下，焊接速度在80mm/min比较合适。
五、气体流量，CO2气体具有冷却特点。
因此，气体流量的多少决定保护效果。
通常情况下，气体流量为15L/min；当在有风的环境中作业，流量在20L/min以上（混合气体也应当加热）。
六、干伸长度，干伸长度是指从导电嘴到焊件的距离。
保证干伸长度不变是保证焊接过程稳定的重要因素。
干伸长度决定焊丝的预热效果，直接影响焊接质量。
当焊接电流、电压不变，焊丝伸出过长，焊丝熔化快，电弧电压升高，使焊接电流变小，熔滴与熔池温度降低，会造成未焊透、未熔合等焊接缺陷；过短，熔滴与熔池温度过高，在全位置焊接时会引起铁水流失，出现咬肉、凹陷等焊接缺陷。
根据焊接要求，干伸长度在8~20mm之间。
另外，干伸长度过短，看不清焊接线，并且，由于导电嘴过热会夹住焊丝，甚至烧毁导电嘴。
co2气体保护焊熔滴过渡与飞溅的关系
气体保护焊熔滴过渡与飞溅的关系孙咸（太原理工大学焊接材料研究所，山西太原030024）摘要：探讨了CO2气体保护焊熔滴过渡与飞溅的关系。
结果表明，存在三种熔滴过渡形态：滴状过渡、短路过渡和混合过渡形态。
三种过渡形态的焊接飞溅形式各异，飞溅产生机理以熔滴内部爆炸和液桥爆炸为主因，影响因素中焊丝成分及电流、电压、极性仍是关键因素。
熔滴过渡形态与飞溅关系的内在联系是熔滴的非轴向性、熔滴尺寸，以及熔滴中的气体含量，三个参数数值高时焊接飞溅大，反之飞溅小。
工程上多种控制熔滴过渡形态与飞溅关系的方案各具特色，其中应用最好的首推CMT工艺，已经为众多企业赢得可观的经济效益。
关键词：焊接飞溅；熔滴过渡；实心焊丝；CO2气体保护焊中图分类号：TG444+.73，TG403文献标志码：A文章编号：1001-2303（2020）02-0006-08 DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.02.02本文参考文献引用格式：孙咸.CO2气体保护焊熔滴过渡与飞溅的关系[J].电焊机，2020，50（2）：6-13.收稿日期:2019-11-22作者简介:孙咸（1941—），男，教授，主要从事焊接材料及金属焊接性方面的研究和教学工作，对焊接材料软件开发具有丰富经验；获国家科技进步二等奖1项（2000年），省（部）级科技进步一等奖2项，二等奖3项，1992年获国务院颁发的政府特殊津贴，已发表学术论文180多篇。
E-mail：sunxian99@。
0前言CO2气体保护焊虽然存在飞溅大、气孔敏感、氧化性强等缺点，但作为一种先进的高效、自动化焊接工艺方法,多年来在普通钢结构制作中获得了广泛应用，并积累了丰富的经验，其主要原因是该工艺方法操作简便、CO2气体容易获得、价格便宜。
CO2气体保护焊工艺的应用主要采用熔滴短路过渡形态，较少采用滴状过渡形态。
数十年以来，在CO2气体保护焊工艺方面取得了许多进展，涉及短路过渡的文献有之[1]，涉及焊接飞溅的文献有之[2]，但专题性探讨CO2气体保护焊熔滴过渡与飞溅关系的文献罕见。
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分析二氧化碳气体保护焊短路过渡时焊接电流
和电弧电压对焊接质量的影响
CO-2气体保护焊是以CO-2-气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区
的电弧焊方法。由于CO2-源丰富、价格低廉等原因，在现代生产和
工程中应用已经很普遍。CO2气体保护焊机的工艺性能（电弧的稳
定性、焊接飞溅和焊缝成形等）都直接受焊接电源特性的影响。所以
CO-2气体保护焊要求使用平硬特性的直流电源，并具有良好的动特
性，是有科学依据的。一、CO2气体保护焊的工艺特点分析
CO2气体保护焊具有焊接效率高、抗锈能力强、焊接变形小、
冷裂倾向小、熔池可见性好、以及适用于全位置焊接等优点。究其不
足主要是：很难使用交流电源，焊接飞溅多。特别是采用短路过渡形
式时，在焊接过程会产生大量的金属飞溅。造成大量金属的损失，使
熔敷率降低，焊后清理工作量增加。同时，飞溅的产生降低了电弧的
稳定性，严重影响焊接质量。此外采用短路过渡的CO2体保护焊还
存在焊缝成形差的工艺缺点。主要表现为焊缝表面不光滑、熔深浅、
焊缝成形窄而高，容易出现未熔合的焊接缺陷。所以要使CO2气体
保护焊在工业生产中得以广泛推广和应用，则必须解决和控制这些工
艺问题。二、CO2气体保护焊中短路过渡的工艺分析 CO2
体保护焊中短路过渡的初期和后期都会产生飞溅。每次燃弧时，电弧
会冲击熔池而产生飞溅；当焊丝熔化形成熔滴与熔池接触，液桥还没
有铺展开时，由于接触面积小，电流密度大，而发生汽化和爆炸产生
“瞬时短路”飞溅；当熔滴与熔池短路金属液桥铺展开时，在液态金属
的表面张力、重力、以及流过液桥的电流所产生的电磁收缩力的作用
下，形成液桥缩径并急剧减小，短路电流密度剧增，使液态金属在瞬
间发生汽化和爆炸而产生飞溅。同时，液桥金属的汽化和爆炸，不仅
产生飞溅，还会引起熔池的剧烈震荡，从而导致焊缝成形不良和电弧
的稳定性降低。 焊接时对母材的加热的热源主要是燃弧能
量。CO2-气体保护焊过程中，短路时间占了很大的比例，且短路过
程几乎不会给母材提供热能。其燃弧时间比其它焊接工艺都短，所以
导致对母材的加热不足，从而造成焊缝余高大、焊缝窄、熔深浅、未
熔合等焊缝成形缺陷。三、CO-2---气体保护焊焊接电源特性的构成
从上述对CO-2---气体保护焊短路过渡特点的分析可知，焊接
电弧的工艺效果将取决于电源特性的不同。电源特性包括电源静特性
和动特性。1、焊接电源的静特性构成 焊接电源的静特性即
电源输出电压与输出电流之间的变化关系，表达这一关系的曲线称为
电源静特性曲线。不同的焊机有不同的静特性，分别有平硬特性和下
降特性。电源静特性的确定离不开焊接电弧的特性（在弧长不变状态
下，电弧电压与电弧电流之间的关系）。电弧具有很高的动态响应，
故一般可以认为电弧动态特性与其静态特性相同，其静特性曲线呈U
形。U形曲线分为下降段、水平段和上升段，CO-2---气体保护焊的
电弧静特性处于上升段。电源静特性与电弧特性的交点，为焊接电弧
的工作点，图1为两种电源特性和电弧负载特性曲线图，图中P1是
平硬特性，P2是下降特性。CO-2---气体保护焊过程有两种负载状态：
熔滴短路时为电阻状态，其特性为L--1-；燃弧时为压缩电弧状态，
其特性为L-2。现在我们来分析哪一种电源静特性适合于CO-2---气
体保护焊。对于静特性分别为P 1，P 2的焊接电源（图1），如果焊
接电流均为I H，在短路负载L 1的状态下，由于静特性曲线斜率不
同，平硬特性的焊机输出短路电流I S1比下降特性的焊机输出短路
电流I S2高得多，所以平硬特性P 1的焊机的短路液桥爆断电流和
焊接飞溅比下降特性焊机要大。在燃弧状态下，即电弧特性为L 2，
平硬特性的焊机输出电流和电弧电压最低，即IA1＜IA2，U A1＜U A2,
所以下降特性焊机具有较大的熔深和较好的焊缝成形。一般工艺条件
下，都希望增加燃弧能量和改善焊缝成形，但要使CO 2 气体
保护焊能适应全位置焊接，就要求燃弧能量不能太大。如果燃弧能量
太大，则液体金属容易流淌，那么，在进行立焊、横焊、仰焊时就难
以控制熔滴的下淌，所以不能采用下降的电源静特性。CO 2
气体保护焊中，依靠弧长变化引起的电流和焊丝熔化速度的变化，使
弧长得到恢复。电弧这种自调作用的强弱，会影响电弧长度在干扰下
的恢复能力和弧长的稳定性。恢复电弧长度的决定因素，是焊接电流
和焊丝熔化速度的变化量。而不同的电源静特性曲线决定了焊接电流
的变化量不同。也就是说，电源静特性将影响弧长调节的灵敏度。图
2所示，P 1是平硬特性，P 2下降特性。当电弧受到外界干扰，使
弧长从正常电弧长度L 0变短为L 1，则平硬特性P 1焊机输出电流
增加了△I 2，则焊丝熔化速度增快，使弧长恢复正常。故平硬特性P
1焊机的电流和焊丝熔化速度变化量较大，弧长恢复到正常值所需时
间短；同样，当电弧长度变化至L 2时，平硬特性焊机的电流和焊丝
熔化速度的变化量也比下降特性P 2焊机大，其恢复时间较短。故无
论是弧长变短还是变长，平硬特性焊机总比下降特性焊机的弧长恢复
时间短，电弧自调性能更好。所以CO 2 气体保护焊焊接电源
的静特性应选平硬特性。2、焊接电源动特性的构成所谓弧焊电源的
动特性，是指焊接电源对焊接电弧这样的动负载所输出的电流和电压
与时间的关系，是衡量焊接电源对负载瞬变的反应能力。对CO 2
气体保护焊来说，由于存在金属熔滴的短路过渡，使负载状
态常在燃弧和短路之间切换。并且，从燃弧到短路以及从短路到燃弧
的过渡过程，造成输出电流和电压的瞬时变化，对焊接飞溅和焊缝成
形都存在着重大的影响。焊接飞溅受到电源动特性直接影响的原因
是：短路电流峰值的高低和增长率的快慢直接受焊机动态反应快慢的
影响。若动态响应太快，则短路电流峰值过高，增长率过快，在短路
液桥形成之前，就引起爆断和飞溅，而形不成短路过渡形式，这种飞
溅的特点是频率较高、颗粒小；若动态响应太慢，则短路电流增长率
慢，峰值小，电流生产的磁收缩力不足以保证短路液桥的顺利过渡，
短路过渡时间长，产生的飞溅特点是：频率较低，颗粒粗大。因此，
要求焊接电源要具有恰当的短路电流增长速度，以避免较大的飞溅。
短路电流对焊接接头的加热、焊缝的熔深和成形的作用不大，影响焊
缝的熔深和成形主要是燃弧能量，即燃弧的电流和电压。由于焊接时
存在短路过程，故电源电压不能太高，则稳态时的燃弧电流较小，所
以短路结束后的电流变化过程是燃弧能力的重要组成部分。也就是
说，焊机的动态特性对焊缝成形和熔深有重要的影响。动特性越慢，
短路结束后电流过渡时间越长，所提供的燃弧能力越大，焊缝成形越
好，熔深越大。但过慢的动特性又会使电流增长率过缓，而导致飞溅
严重，甚至破坏电弧的稳定性。所以，必须选用适当的动特性电源来
保证焊接工艺的要求。总之，从熔滴过渡形式、焊接工艺特点、电弧
自身调节作用、电弧静特性与焊接电源静特性的匹配情况几方面的分
析探讨可知，动特性良好、静特性为平硬特性的直流焊接电源，最适
合的CO 2 气体保护焊焊接电源。