熔化极氩弧焊的溶滴过渡作业

熔化极氩弧焊的溶滴过渡作业

1. 熔化极氩弧焊的特点

（1）由于用焊丝作为为电极，克服了钨极氩弧焊钨极的熔化和烧损的限制，焊接电流可大大提高，焊缝厚度大，焊丝熔敷速度快，所以一次焊接的焊缝厚度显著增加。

（2）采用自动焊或半自动焊，具有较高的焊接生产率，并改善了劳动条件。

（3）不仅能焊薄板也能焊厚度，特别适用于中等和大厚度焊件和焊接。

2. 熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式

当采用短路过渡或颗粒过渡焊接时，由于飞溅较严重，电弧复燃困难，焊件金属融化不良及容易产生焊缝缺陷，所以熔化极氩弧焊一般不采用短路过渡或颗粒过渡形式，而多采用喷射过渡形式。

3. 熔化极氩弧焊设备

熔化极半自动氩弧焊设备主要是由焊接电源、供气系统、送丝机构、控制系统、半自动焊枪、冷却系统等部分组成。熔化极自动氩弧焊设备与半自动焊设备相比，多了一套行走机构，并且通常将送丝机构与焊枪安装在焊接小车或专用的焊接机头上，这样可使送丝机构更为简单可靠。

4. 熔化极氩弧焊的应用：

1.MIG 焊几乎可以焊接所有的金属材料，主要用于焊接铝、镁、铜、锌钛及其合金，以及不锈钢。

2. 富氩混合气体保护的MAG 焊可以焊接碳钢和某些低合金钢，在要求不高的情况下也可以焊接不锈钢。不能焊接铝、镁、铜、锌钛等容易氧化的金属及其合金。

3. 广泛应用于汽车制造、工程机械、化工设备、矿山设备、机车车辆、船舶制造、电站锅炉等行业。

二、熔化极氩弧焊的熔滴过渡

熔滴过渡形态有粗滴过渡、射滴过渡、射流过渡、亚射流过渡、短路过渡等。

应用广泛的是射滴过渡、射流过渡和亚射流过渡。

射滴过渡

形成条件：一般是MIG 焊铝时或钢焊丝脉冲焊时出现，电流必须达到射滴过渡临界电流

原理：阻碍熔滴过渡的力主要是焊丝与熔滴间的表面张力。斑点压力作用在熔滴表面各个部位，其阻碍熔滴过渡的作用降低。

过渡的推动力是作用在熔滴上的电磁收缩力。

熔滴的尺寸明显减小，接近于焊丝直径，熔滴沿焊丝轴向过渡。 射滴过渡的电弧形态及熔滴上的作用力

a ） 射滴过渡的熔滴及电弧形态

b) 射滴过渡的熔滴上的作用力

射流过渡

当焊接电流进一步增大，并超过射流过渡的临界电流值时，产生射流过渡。熔滴过渡时电弧燃烧稳定，对保护气流扰动较小，金属飞溅也小，故容易获得良好的保护效果和焊接质量。 MIG和MAG 焊主要采用这种过渡形式。

亚射流过渡

形成条件： 只在铝及铝合金MIG 焊时才会出现的一种熔滴过渡形式 定义：其介于短路过渡和射滴过渡之间。由于弧长较短，尺寸细小的熔滴在即将以射滴形式过渡到熔池中时，发生短路，然后在电磁收缩力的作用下完成过渡。

特点

1）弧长比较短，电弧向四周扩展为碟形，

存在熔滴短路过程，电弧略微带有爆声。

2）熔深呈碗形，可避免指状熔深。

3）电弧呈蝴蝶形状，阴极雾化

作用强。

三、熔化极氩弧焊的保护气体及焊丝

保护气体

1. Ar+He

氩气电弧稳定而柔和，阴极清理作用好，氦气电弧发热量大而集中，具有较大的熔深。两者混合使用就可同时具有两者的优点。

2. Ar+H2

利用Ar+H2混合气体的还原性，焊接镍及其合金时，可以抑制和消

除焊缝中的CO 气孔，但H 2含量必须低于6％，否则会导致产生H 2气孔。此外，在Ar 中加入H 2可提高电弧温度，增加母材热输入。

3.Ar+N2

Ar 中加入N 2后，电弧的温度比纯Ar 电弧的温度高。主要用于焊接铜

及铜合金（从冶金性质上考虑，通常氮弧焊只在焊接脱氧铜时使用），其Ar 与N 2的混合比为80％:20％。

这种气体与Ar+He混合气体比较，优点是N 2的来源多，价格便

宜。缺点是焊接时有飞溅，并且焊缝表面较粗糙。

4.Ar+O2

两种类型:

一类含O 2量较低，为1～5％，用于焊接不锈钢等高合金钢及级别较

高的高强度钢；

纯Ar 焊接不锈钢（包括低碳钢和低合金钢）存在问题：1）液态金属的粘度及表面张力较大，易产生气孔，焊缝的润湿性差，易产生咬肉等缺陷；2）电弧的阴极斑点不稳定，产生阴极漂移，使焊缝熔深及成形不规则。

加入少量的O 2, 可得以改善：

原因：1）提高熔池的氧化性，降低表面张力，降低焊缝金属的含氢量，

2）克服阴极飘移现象，可有效防止气 孔、咬边等缺陷。 另一类含O 2量较高，可达20％以上，用于焊接低碳钢及低合金结构

钢。

5.Ar+CO2

用于焊接碳钢及低合金钢。

既具有Ar 气的优点，如电弧稳定、飞溅小、很容易获得轴向喷射过渡等，又克服了用单一Ar 气焊接时产生阴极漂移现象及焊缝成形不良等问题。

Ar与CO 2的混合比例，通常为Ar 80％＋CO 220％或Ar 82％＋

CO 218％及Ar 80％＋CO 215％＋O 25％。

为防止CO 气孔及减小飞溅，须使用含有脱氧剂的焊丝

6.Ar+CO2+O2

用80％Ar+15%CO2+5%O2混合气体焊接低碳钢、低合金钢，焊缝

成形、接头质量以及金属熔滴过渡和电弧稳定性方面都非常满意

四、焊丝

熔化极氩弧焊焊丝的化学成分应该与母材的化学成分匹配，并且具有良好的焊接工艺性能和焊缝力学性能。

碳钢、低合金钢：强度相当的焊丝

铝、高合金钢：采用与母材成分相近的焊丝

1. 低碳钢及低合金钢焊丝

常采用低Mn 、低Si 焊丝。其它化学成分可以与母材一致，也可以有若干差别。

低合金钢焊丝中添加Mn 、Ni 、Mo 、Cr 等合金元素，以满足焊缝金属力学性能的要求。

焊接低合金高强钢时，焊缝中的C 含量通常低于母材，Mn 的含量则明显高于母材。为了改善低温韧度，焊缝中的Si 含量不宜过高。 牌号：如：H08Mn2SiA

2. 不锈钢焊丝

牌号：同低碳钢及低合金钢焊丝

焊丝成分应与被焊接的不锈钢成分基本一致：

焊接铬不锈钢时可采用H0Cr14、H1Cr13、H1Cr17等焊丝；

焊接铬镍不锈钢时，可采用H0Cr19Ni9、H0Cr19Ni9Ti 等焊丝

焊接超低碳不锈钢时，应采用相应的超低碳焊丝，如H00Cr19Ni9等

3. 铝及铝合金焊丝

型号： 以“S ”表示焊丝，用化学元素符号表示焊丝的主要合金组成，用“-”隔开的尾部数字表示同类焊丝的不同品种，例如SAlSi-1、SAlSi-2等。

4． 镍及镍合金焊丝

型号：以字母“ER ”表示焊丝，“Ni ”表示为镍及镍合金焊丝，焊丝中的其它合金元素用化学符号表示，放在符号“Ni ”的后面，短划“-”后面的数字表示焊丝化学成分分类代号，如如ERNiMo-1、ERNiCrMo-1等。

5. 铜及铜合金焊丝

牌号：以“HS ”表示焊丝，其后，以化学元素符号表示焊丝的主要组成元素。在“-”后的数字表示同一主要化学元素组成中的不同品种，如HSCuZn-1、HSCuZn-2等。

6. 钛及钛合金焊丝

焊接钛及钛合金时通常采用MIG 焊或TIG 焊。

五、熔化极氩弧焊焊接工艺

焊前准备

焊前准备的主要工作是焊接坡口准备、焊件及焊丝表面处理、焊件组装、焊接设备检查等。 清理方法包括：机械清理和化学清理 焊接参数

主要包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、焊丝倾角、焊丝直径、保护气体的种类及其流量等。

（1）焊接电流和电弧电压

通常是根据焊件的厚度及焊缝熔深选择焊接电流及焊丝直径。根据焊接电流确定送丝速度，在焊丝直径一定的情况下，再根据焊接电流匹配合适的电弧电压从而形成合适的熔滴过渡形式及稳定的焊接过程。

（2）焊接速度

在确定的焊件厚度、焊接电流及电弧电压下，根据焊缝成形及焊接电流确定合适的焊接速度。

（3）焊丝伸出长度

焊丝的伸出长度增加，其电阻热增加，焊丝的熔化速度增加。对于短路过渡焊接，合适的伸出长度为6-13 mm；其它形式的熔滴过渡焊接，合适的伸出长度为13～25 mm。

（4）保护气体流量

流量过大或过小，就会造成紊流。常用的熔化极氩弧焊喷嘴孔径为20mm 左右，保护气体流量为10～30L/min。大电流熔化极氩弧焊时，应用更大直径的喷嘴，需要更大的保护气体流量。