氣體保護焊圖書目錄

氣體保護焊與其它焊接方法相比，具有以下特點:

(1)電弧和熔池的可見性好，焊接過程中可根據熔池情況調節(jié)焊接參數。 (2)焊接過程操作方便，沒有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上不需清渣。

(3)電弧在保護氣流的壓縮下熱量集中，焊接速度較快，熔池較小，熱影響區(qū)窄，焊件焊后變形小。

(4)有利于焊接過程的機械化和自動化，特別是空間位置的機械化焊接。

(5)可以焊接化學活潑性強和易形成高熔點氧化膜的鎂、鋁、欽及其合金。

(6)可以焊接薄板。

(7)在室外作業(yè)時，需設擋風裝置，否則氣體保護效果不好，甚至很差。

(8)電弧的光輻射很強。

(9)焊接設備比較復雜，比焊條電弧焊設備價格高。

焊接電源

熔化極氣體保護焊通常采用直流焊接電源，目前生產中使用較多的是弧焊整流器式直流電源。近年來，逆變式弧焊電源發(fā)展也較快。焊接電源的額定功率取決于各種用途所要求的電流范圍。熔化極氣體保護焊所要求的電流通常在100~500A之間，電源的負載持續(xù)率(也稱暫載率)在60%~100%范圍，空載電壓在55~85V范圍。 1.焊接電源的外特性

熔化極氣體保護焊的焊接電源按外特性類型可分為三種:平特性(恒壓)、陡降特性(恒流)和緩降特性。

當保護氣體為惰性氣體(如純Ar)、富Ar和氧化性氣體(如CO2)，焊絲直徑小于φ1.6mm時，在生產中廣泛采用平特性電源。這是因為平特性電源配合等速送絲系統(tǒng)具有許多優(yōu)點，可通過改變電源空載電壓調節(jié)電弧電壓，通過改變送絲速度來調節(jié)焊接電流，故焊接規(guī)范調節(jié)比較方便。使用這種外特性電源，當弧長變化時可以有較強的自調節(jié)作用;同時短路電流較大，引弧比較容易。實際使用的平特性電源其外特性并不都是真正平直的，而是帶有一定的下傾，其下傾率一般不大于5V/100A，但仍具有上述優(yōu)點。

當焊絲直徑較粗(大于φ2mm)，生產中一般采用下降特性電源，配用變速迭絲系統(tǒng)。由于焊絲直徑較粗，電弧的自身調節(jié)作用較弱，弧長變化后恢復速度較慢，單靠電弧的自身調節(jié)作用難以保證穩(wěn)定的焊接過程。因此也象一般埋弧焊那樣需要外加弧壓反饋電路，將弧壓(弧長)的變化及時反饋送到送絲控制電路，調節(jié)送絲速度，使弧長能及時恢復。

2.電源輸出參數的調節(jié)

熔化極氣體保護焊電源的主要技術參數有:輸入電壓(相數、頻率、電壓)、額定焊接電流范圍、額定負載持續(xù)率(%)、空載電壓、負載電壓范圍、電源外特性曲線類型(平特性、緩降外特性、陡降外特性)等。通常要根據焊接工藝的需要確定對焊接電源技術參數的要求，然后選用能滿足要求的焊接電源。

(1)電弧電壓 電弧電壓是指焊絲端頭和工件之間的電壓降，不是電源電壓表指示的電壓(電源輸出端的電壓)。電弧電壓的預調節(jié)是通過調節(jié)電源的空載電壓或電源外特性斜率來實現的。平特性電源主要通過調節(jié)空載電壓來實現電弧電壓調節(jié)。緩降或陡降特性電源主要通過調節(jié)外特性斜率來實現電弧電壓調節(jié)。

(2)焊接電流 平特性電源的電流的大小主要通過調節(jié)送絲速度來實現，有時也適當調節(jié)空載電壓來進行電流的少量調節(jié)。對于緩降或陡降特性電源則主要通過調節(jié)電源外特性斜率來實現。

送絲系統(tǒng)

送絲系統(tǒng)通常是由送絲機(包括電動機、減速器、校直輪、送絲輪)、送絲軟管、焊絲盤等組成。盤繞在焊絲盤上的焊絲經過校直輪和送絲輪送往焊槍。根據送絲方式的不同，送絲系統(tǒng)可分為四種類型:

(1)推絲式 推絲式是焊絲被送絲輪推送經過軟管而達到焊槍，是半自動熔化極氣保護焊的主要送絲方式。這種送絲方式的焊槍結構簡單、輕便、操作維修都比較方便，但焊絲送進的阻力較大。隨著軟管的加長，送絲穩(wěn)定性變差，一般送絲軟管長為3.5~4m左右。

(2)拉絲式 拉絲式可分為三種形式。一種是將焊絲盤和焊槍分開，兩者通過送絲軟管連接。另一種是將焊絲盤直接安裝在焊槍上。這兩種都適用于細絲半自動焊，但前一種操作比較方便。還有一種是不但焊絲盤與焊槍分開，而且送絲電動機也與焊槍分開，這種送絲方式可用于自動熔化極氣體保護焊。

(3)推拉絲式 這種送絲方式的送絲軟管最長可以加長到15m左右，擴大了半自動焊的操作距離。焊絲前進時既靠后面的推力，又靠前邊的拉力，利用兩個力的合力來克服焊絲在軟管中的阻力。推拉絲兩個動力在調試過程中要有一定配合，盡量做到同步，但以拉為主。焊絲送進過程中，始終要保持焊絲在軟管中處于拉直狀態(tài)。這種送絲方式常被用于半自動熔化極氣體保護焊。

(4)行星式(線式) 行星式送絲系統(tǒng)是根據"軸向固定的旋轉螺母能軸向送進螺桿"的原理設計而成的。三個互為120°的滾輪交叉地安裝在一塊底座上，組成一個驅動盤。驅動盤相當于螺母，通過三個滾輪中間的焊絲相當于螺桿，三個滾輪與焊絲之間有一個預先調定的螺旋角。當電動機的主軸帶動驅動盤旋轉時，三個滾輪即向焊絲施加一個軸向的推力，將焊絲往前推送。送絲過程中，三個滾輪一方面圍繞焊絲公轉，另一方面又繞著自己的軸自轉。調節(jié)電動機的轉速即可調節(jié)焊絲送進速度。這種送絲機構可一級一級串聯(lián)起來而成為所謂線式送絲系統(tǒng)，使送絲距離更長(可達60m)。若采用一級傳送，可傳送7~8m。這種線式送絲方式適合于輸送小直徑焊絲(φ0.8~1.2mm)和鋼焊絲，以及長距離送絲。

焊槍

熔化極氣體保護焊的焊槍分為半自動焊焊槍(手握式)和自動焊焊槍(安裝在機械裝置上)。在焊槍內部裝有導電嘴(紫銅或鉻銅等)。焊槍還有一個向焊接區(qū)輸送保護氣體的通道和噴嘴。噴嘴和導電嘴根據需要都可方便地更換。此外，焊接電流通過導電嘴等部件時產生的電阻熱和電弧輻射熱一起，會使焊槍發(fā)熱，故需要采取一定的措施冷卻焊槍。冷卻方式有:空氣冷卻，內部循環(huán)水冷卻，或兩種方式相結合。對于空氣冷卻焊槍，在CO2氣體保護焊時，斷續(xù)負載下一般可使用高達600A的電流。但是，在使用氬氣或氦氣保護焊時，通常只限于200A電流。半自動焊槍通常有兩種形式:鵝頸式和手槍式。鵝頸式焊槍適合于小直徑焊絲，使用靈活方便，特別適合于緊湊部位、難以達到的拐角處和某些受限制區(qū)域的焊接。手槍式焊槍適合于較大直徑焊絲，它對于冷卻效果要求較高，因而常采用內部循環(huán)水冷卻。半自動焊焊槍可與送絲機構裝在一起，也可分離。

自動焊焊槍的基本構造與半自動焊焊槍相同，但其載流容量較大，工作時間較長，有時要采用內部循環(huán)水冷卻。焊槍直接裝在焊接機頭的下部，焊絲通過送絲輪和導絲管送進焊槍。

供氣系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)

供氣系統(tǒng)通常與鎢極氬弧焊相似，對于CO2氣體，通常還需要安裝預熱器和干燥器，以吸收氣體中的水分，防止焊縫中生成氣孔。對于熔化極活性氣體保護焊還需要安裝氣體混合裝置，先將氣體混合均勻，然后再送入焊槍。

水冷式焊槍的冷卻水系統(tǒng)由水箱、水泵和冷卻水管及水壓開關組成。水箱里的冷卻水經水泵流經冷卻水管，經水壓開關后流入焊槍，然后經冷卻水管再回流入水箱，形成冷卻水循環(huán)。水壓開關的作用是保證當冷卻水未流經焊槍時，焊接系統(tǒng)不能起動焊接，以保護焊槍，避免由于未經冷卻而燒壞。

控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由焊接參數控制系統(tǒng)和焊接過程程序控制系統(tǒng)組成。焊接參數控制系統(tǒng)主要包括:焊接電源輸出調節(jié)系統(tǒng)、送絲速度調節(jié)系統(tǒng)、小車(或工作臺)行走速度調節(jié)系統(tǒng)(自動焊)和氣流量調節(jié)系統(tǒng)組成。它們的作用是在焊前或焊接過程中調節(jié)焊接電流或電壓、送絲速度、焊接速度和氣流量的大小。焊接設備的程序控制系統(tǒng)的主要作用是:

(1)控制焊接設備的啟動和停止。

(2)控制電磁氣閥動作，實現提前送氣和滯后停氣，使焊接區(qū)受到良好保護。

(3)控制水壓開關動作，保證焊槍受到良好的冷卻。

(4)控制引弧和熄弧:熔化極氣體保護焊的引弧方式一般有三種:爆斷引弧(焊絲接觸工件，通電使焊絲與工件接觸處熔化，焊絲爆斷后引燃電弧);慢送絲引弧(焊絲緩慢送向工件直到電弧引燃，然后提高送絲速度)和回抽引弧(焊絲接觸工件，通電后回抽焊絲引燃電弧)。熄弧方式有兩種:電流衰減(送絲速度也相應衰減，填滿弧坑，防止焊絲與工件粘連)和焊絲返燒(先停止送絲，經過一定時間后切斷焊接電源)。

(5)控制送絲和小車(或工作臺)移動(自動焊時)。

程序控制是自動的。半自動焊焊接啟動開關裝在手把上。當焊接啟動開關閉合后，整個焊接過程按照設定的程序自動進行。程序控制的控制器由延時控制器、引弧控制器、熄弧控制器等組成。

程序控制系統(tǒng)將焊接電源、送絲系統(tǒng)、焊槍和行走系統(tǒng)、供氣和冷卻水系統(tǒng)有機地組合在一起，構成一個完整的、自動控制的焊接設備系統(tǒng)。除程控系統(tǒng)外，高檔焊接設備還有參數自動調節(jié)系統(tǒng)。其作用是當焊接工藝參數受到外界干擾而發(fā)生變化時可自動調節(jié)，以保持有關焊接參數的恒定，維持正常穩(wěn)定的焊接過程。

氣體保護焊通常按照電極是否熔化和保護氣體不同，分為非熔化極(鎢極) 惰性氣體保護焊(TIG)和熔化極氣體保護焊(GMA W)，熔化極氣體保護焊包括惰性氣體保護焊(MIG)、氧化性混合氣體保護焊(MAG)、CO2氣體保護焊、管狀焊絲氣體保護焊(FCAW)。

氣體保護焊除具有一般手工電弧焊的安全特點以外，還要注意以下幾點: (l)氣體保護焊電流密度大、弧光強、溫度高，且在高溫電弧和強烈的紫外線作用下產生高濃度有害氣體，可高達手工電弧焊的4^-7倍，所以特別要注意通風。

(2)引弧所用的高頻振蕩器會產生一定強度的電磁輻射，接觸較多的焊工，會引起頭昏、疲乏無力、心悸等癥狀。

(3)氬弧焊使用的鎢極材料中的牡、柿等稀有金屬帶有放射性，尤其在修磨電極時形成放射性粉塵，接觸較多，容易造成各種焊工疾病。