氣體保(bao)護焊是用外加氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區的電弧焊,簡稱氣電焊。根據氣電焊的電極熔化與否,分成熔化極氣電焊和非熔化極氣電焊兩種。熔化極氣電焊,以焊絲作為電極,在施焊過程中,電極又作為填充金屬熔入熔池形成焊縫金屬;非熔化極氣電焊,用純鎢或活化鎢作為電極,施焊過程中電極不熔化,添加填充焊絲或不加焊絲形成焊縫金屬。氣電焊的外加氣體,按其化學活潑性不同,又分惰性氣體(如Ar、He或Ar+He)保護焊和活性氣體(如CO2、Ar+O2、Ar+H2)保護焊。通常焊接奧氏體型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)以氬氣保護焊為主,其焊接方法分類見圖3-31所示。


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  提高焊接生產效率主要包括兩個方面:一是以提高焊接材料的熔化速度為目的高熔敷率焊接,即要求在單位時間內熔化更多的焊接材料,主要用于厚板焊接,熔敷速率可達30kg/h;二是以提高焊接速度為目的的高速焊接,它的基本出發點是在提高焊接電流的同時提高焊接速度,以維持焊接熱輸入大體上保持不變,主要用于薄板的焊接,最常見的焊接速度為普通CO2焊的3~8倍。


 從目前研究和應用(yong)情況看,提高焊接(jie)熔敷率(lv)和焊接(jie)速度有以下途徑(jing):


   1. 利(li)用保護氣體(ti)的不同匹配使焊絲熔(rong)(rong)化(hua)速度大幅(fu)提(ti)高,從而提(ti)高焊接熔(rong)(rong)敷率,如TIME焊和LINFAST焊等。


   2. 采用復合多熱(re)源(yuan)提(ti)高焊接效率,如多絲(si)氣體保護焊和(he)激(ji)光復合焊等。


   3. 利用(yong)活(huo)性元素獨(du)特作用(yong)提(ti)高電弧熔深能力,減少焊縫截面尺寸,提(ti)高焊接效率,如A-TIG工(gong)藝(yi)和A-LASERA 工(gong)藝(yi)等。


   4. 采(cai)用焊(han)接(jie)電源(yuan)的特殊輸出波形提高焊(han)接(jie)速(su)度,如Lincoln公司的RapidArc 焊(han)接(jie)速(su)度可達(da)2.5m/min。


  目前(qian),國際上對高效(xiao)MAG焊的(de)(de)定(ding)義為:按DVS-No.0909-1制定(ding)的(de)(de)標準(zhun),即(ji)對于(yu)直徑(jing)1.2mm的(de)(de)焊絲,送絲速度超(chao)過15m/min,或(huo)熔敷(fu)率大于(yu)8kg/h的(de)(de)MAG焊稱為高效(xiao)MAG焊。



介紹幾種高(gao)效氣體保護焊的方法:


一、TIME 焊接技(ji)術


  TIME焊接工藝(transfer ionized molten energy process)是1980年研究成功的,它屬于MAG焊范疇的方法。但與普通MAG不同的是:其一,保護氣體(體積分數)為Ar(65%)+He(26.5%)+CO2(8%)+O2(0.5%);其二,采用較大的焊絲伸出長度。采用此保護氣體成分在高送絲速度下可以實現穩定焊接,突破了傳統MAG焊電流極限。


  TIME焊與傳統MAG焊比較:傳統MAG焊選用保護氣體為Ar、CO2、O2;焊絲伸出長度為10~15mm,送絲速度為2~16m/min,焊絲直徑1.2mm,許用最大電流400A,最高送絲速度16m/min,最大熔敷率144g/min。TIME焊選用保護氣體(體積分數)為Ar(65%)+He(26.5%)+CO2(8%)+O2(0.5%),焊絲伸出長度為20~35mm,送絲速度為2~50m/min,焊絲直徑為1.2mm,許用最大電流700A,最高送絲速度50m/min,最大熔敷率450g/min。


  TIME焊(han)工藝(yi)與傳統MAG焊(han)工藝(yi)比較,具有明顯的優點(dian):


    1. 大幅度地提高了(le)焊絲熔敷率。


    2. 改(gai)善熔(rong)敷(fu)金屬和焊接(jie)接(jie)頭(tou)的質量;這是熔(rong)滴(di)在良好保護氣體內進(jin)行短距離、挺直性好的射流過渡(du),所以熔(rong)敷(fu)金屬不受空氣侵(qin)害(hai)和其他(ta)污染。


    3. 焊接(jie)工(gong)藝性能好,由于熔滴能進行(xing)短距離、挺直性好的(de)射流過渡,故不受(shou)重力的(de)影響可以進行(xing)全位(wei)置焊接(jie)。


    4. 焊(han)縫平滑(hua)美觀,余高(gao)小(xiao),飛濺小(xiao)。



二、高效MAG焊焊接材料


  目前提高熔敷(fu)(fu)效率的(de)手段中,應(ying)用最為廣泛的(de)是采用藥(yao)芯焊(han)絲(si)(si)(si)代替實芯焊(han)絲(si)(si)(si)進行焊(han)接。采用金屬粉芯焊(han)絲(si)(si)(si)比實芯焊(han)絲(si)(si)(si)的(de)熔敷(fu)(fu)效率提高50%以上,調(diao)整保護氣體的(de)成分(fen)可(ke)以大(da)幅度地提高焊(han)絲(si)(si)(si)的(de)熔敷(fu)(fu)效率。


  這兩種(zhong)焊絲(si)進行比較(jiao):


   實芯焊(han)(han)絲(si)適(shi)用的(de)(de)直徑為1.0~1.2mm,過細的(de)(de)焊(han)(han)絲(si)不(bu)能適(shi)應高速(su)送絲(si);而(er)直徑大于1.2mm的(de)(de)焊(han)(han)絲(si)即使在(zai)大電(dian)流(liu)下(xia)也不(bu)易產生穩定的(de)(de)旋轉電(dian)弧過渡。


   藥(yao)(yao)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)可以采用(yong)直徑為1.2~1.6mm,金(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)芯和造渣型(xing)藥(yao)(yao)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)均可以用(yong)高焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數實現高效MAG焊(han)(han)(han)(han)。尤其是金(jin)屬(shu)(shu)藥(yao)(yao)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si),由于金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)填(tian)充率(lv)高達45%,所以采用(yong)直徑1.6mm的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si),以電流380A電壓38V的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時,其熔敷速率(lv)高達9.6kg/h。金(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)熔滴過渡相(xiang)似于實芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)。藥(yao)(yao)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)可以常(chang)規(gui)噴射過渡和高速短路過渡形(xing)式進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie),但(dan)不(bu)能(neng)產生旋轉電弧過渡。



三、多(duo)絲(si)熔化極氣體保(bao)護焊(han)焊(han)接技術


  目前(qian),多(duo)絲氣保(bao)護(hu)焊(han)(han)接方(fang)法主要有Tandem焊(han)(han)、雙絲(多(duo)絲)氣保(bao)護(hu)焊(han)(han)、雙絲氣電焊(han)(han)和三(san)絲氣保(bao)護(hu)焊(han)(han)等(deng)方(fang)法。


  1. Tandem焊接(jie)技(ji)術 


   將兩根(gen)焊絲(si)(si)按一(yi)定的(de)角(jiao)度(du)在一(yi)個特別(bie)(bie)設計(ji)的(de)焊槍里,兩根(gen)焊絲(si)(si)分別(bie)(bie)經(jing)互相絕(jue)緣的(de)導電(dian)(dian)嘴由(you)各自的(de)電(dian)(dian)源供電(dian)(dian),所有(you)的(de)參數(shu)都可(ke)以彼此(ci)獨(du)立,這樣(yang)可(ke)以靈(ling)活(huo)控(kong)制電(dian)(dian)弧。可(ke)以采用直流電(dian)(dian)流和脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流的(de)電(dian)(dian)弧類型(xing)。


  Tandem焊的工藝特點:


    a. 提高焊接速(su)度(du)(du)2~3倍,兩根焊絲總電(dian)流大幅度(du)(du)地增加,而且(qie)雙電(dian)弧之間(jian)互(hu)相加熱,產(chan)生(sheng)了強烈的熱效應,提高了焊絲熔(rong)化速(su)度(du)(du)和熔(rong)敷率;


    b. 增加(jia)熔深(shen),兩根焊絲(si)一前一后(hou),熔池加(jia)長(chang),面(mian)積(ji)增大,母材暴露在熔池下的(de)時間比單絲(si)焊要長(chang),母材得到充分(fen)的(de)熔化,因而不(bu)(bu)會(hui)出(chu)現咬邊和(he)潤(run)濕不(bu)(bu)良的(de)現象,在厚板焊接的(de)情況下,顯著增加(jia)了熔深(shen);


    c. 提(ti)高了焊縫的韌性;


    d. 降(jiang)低了焊(han)縫氣孔(kong)敏感性(xing),因(yin)為熔池(chi)面積增大,氣體的析出時間變長(chang),加上雙(shuang)電弧(hu)的作用(yong)增加了攪拌熔池(chi)的頻率,這樣就使得(de)滲透到液(ye)態金屬(shu)中的氣體在金屬(shu)冷卻之前浮出熔池(chi),顯著減少焊(han)縫中的氣孔(kong)現象;


    e. 電弧穩定,熔滴過渡容易控制


   Tandem 雙(shuang)絲氣(qi)體保(bao)護焊(han)(han)(han)(han)是一種高(gao)效、高(gao)速(su)、適應性(xing)強(qiang)和節能的(de)焊(han)(han)(han)(han)接方法(fa)。和普通的(de)氣(qi)保(bao)護焊(han)(han)(han)(han)相比,其焊(han)(han)(han)(han)接效率提(ti)高(gao)3~6倍(bei),焊(han)(han)(han)(han)接速(su)度(du)提(ti)高(gao)2~3倍(bei)。該工藝(yi)可以(yi)(yi)焊(han)(han)(han)(han)接碳(tan)鋼(gang)、低合(he)金鋼(gang)、不銹鋼(gang)和鋁等金屬材料,廣(guang)泛應用于造(zao)船、汽車(che)、管道、壓力容器、機車(che)車(che)輛(liang)和機械(xie)工程等行業。由于具有很高(gao)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接速(su)度(du),所以(yi)(yi)這種焊(han)(han)(han)(han)接一般(ban)要(yao)通過機器人或自動(dong)焊(han)(han)(han)(han)實現。


 2. 雙(shuang)絲(si)(或(huo)多絲(si))氣體(ti)保護(hu)焊(han) 


    主要有雙絲串聯MAG高速(su)焊接(jie)、雙絲氣體(ti)保護(hu)焊加(jia)單(dan)熱填(tian)絲的(de)三絲焊接(jie)和三絲熔化極(ji)氣體(ti)保護(hu)焊接(jie)3種形式。