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1、焊接工种培训教材 工艺院铆焊工艺室 焊接工种培训教材焊接工种培训教材1 第一章第一章 概述概述.3 第一节 气体保护焊的工作原理及特点 3 一、气体保护焊的工作原理3 二、气体保护焊的特点5 第二节 气体保护焊电弧及熔滴过渡形式.5 一、气体保护焊电弧5 二、熔滴过渡形式5 第三节 几种常用保护气体及特点 6 一、CO2保护气体.6 二、AR+CO27 三、AR+HE7 第二章第二章 焊接材料焊接材料7 第一节 保护气体8 一、CO2气体.8 二、其它气体10 第二节 焊 丝.12 一、焊丝的分类13 二、焊丝的型号和牌号13 三、焊丝的成分、性能和用途15 第三章第三章 气体保护焊接设备气体

2、保护焊接设备.20 第一节 设备介绍20 一、供气系统20 二、焊接电源21 三、送丝机构22 四、焊枪23 第二节 气体保护焊机.23 一、焊机的型号23 二、国产半自动 CO2、MIG 和 MAG 熔化极气体保护焊机的型号与技术数据 .24 第三节 气体保护焊机的使用及维护.26 一、焊机的安装26 二、焊机的使用与调整方法26 第四章第四章 焊接工艺焊接工艺29 第一节 焊接接头的基本类型及基本符号.29 一、焊接接头的类型29 二、焊接接头在图纸上的表示方法32 三、焊缝尺寸大小的选择标准39 四、坡口的尺寸及精度40 第五章第五章 常见焊接缺陷及焊接检验常见焊接缺陷及焊接检验44 第

3、一节 焊缝形状缺陷44 第二节 未熔合与未焊透45 第三节 气孔、夹杂与夹渣45 第四节 其它缺陷47 第五节 焊接检验48 一、检验的目的48 二、检验方法48 三、零件的检验49 四、焊接过程的检验49 五、焊后检验50 第一章 概述 第一节第一节 气体保护焊的工作原理及特点气体保护焊的工作原理及特点 一、气体保护焊的工作原理 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体 电弧焊。气体保护焊种类很多，如惰性气体保护焊（MIG） 、氧化性混合气体保护焊 （MAG） 、CO2气体保护焊、管状焊丝气体保护焊（FCAW）等等。在此，以 CO2气体保护 焊和熔化极氩弧

4、焊为例，分别介绍其工作原理。 1、CO2气体保护焊是利用 CO2气体作为保护气体，使用焊丝作为熔化电极的电弧焊方 法。 CO2气体保护焊的工作原理：焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧；焊丝自动送进，被 电弧熔化形成熔滴并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔离空气和保 护焊接金属的作用。同时，CO2气还参与冶金反应，在高温的氧化性有助于减少焊缝中的氢。 当然，其高温下的氧化性也有不利之处。 在 CO2焊的初期发展阶段，由于 CO2气体在高温下的氧化性，难以保证焊接质量。后 来，在焊接钢铁材料时，采用含有一定量脱氧剂的焊丝或采用带有脱氧剂成分的药芯焊丝， 使脱氧剂在焊接过程中进行冶

5、金脱氧反应，就可以消除 CO2气体氧化作用的不利影响。 CO2焊通常是按采用的焊丝直径来分类。当焊丝直径小于 1.6mm 时，称为细丝 CO2焊， 常用这种方法焊接厚度小于 3mm 的低碳钢和低合金结构钢。当焊丝直径大于或等于 1.6mm 时，称为粗丝 CO2焊，一般采用大的焊接电流和高的电弧电压来焊接中厚板。 按操作方式，CO2焊可分为自动焊及半自动焊两种。对于较长的直线焊缝和规则的曲线 焊缝，可采用自动焊；而对于不规则的或较短的焊缝，通常采用半自动焊，也是现在生产中 用的最多的形式。 为了适应现代工业某些特殊应用的需要，目前在生产中还派生出下列一些方法：CO2电 弧电焊、CO2气体保护立焊

6、、CO2保护窄间隙焊、CO2加其他气体（如 CO2+O2）的保护焊 等。 2、熔化极氩弧焊是使用焊丝作为熔化电极，采用氩气或富氩混合气作为保护气体的电 弧焊方法。当保护气体是惰性气体 Ar 或 Ar+He 时，通常称作熔化极气体保护电弧焊，简称 MIG 焊；当保护气体以 Ar 为主，加入少量活性气体如 O2或 CO2，或 O2+CO2等时，通常称 作熔化极气体保护电弧焊，简称 MAG 焊。由于 MAG 焊电弧也成氩弧特性，因此也归入熔 化极氩弧焊。 熔化极氩弧焊的工作原理：焊接时，氩气或富氩混合气体从喷枪喷嘴中喷出，保护焊接 电弧及焊接区；焊丝由送丝机构向待焊处送进；焊接电弧在焊丝和焊件之间燃

7、烧，焊丝被电 弧加热熔化形成熔滴过渡到熔池中。冷却时，由焊丝和母材金属共同组成的熔池凝固结晶， 形成焊缝。 MIG 焊时，采用 Ar 或 Ar+He 作为保护气体，可以利用气体对金属的非活性和不溶性有 效地保护焊接区的熔化金属；MAG 焊时，在 Ar 气中加入少量 O2或 CO2 ，或 O2+CO2等气 体，其目的是增加气氛的氧化性，能克服使用单一的 Ar 气焊接钢铁材料时产生的阴极漂移 及焊缝成形不良等缺点。 二、气体保护焊的特点 气体电弧焊与其他焊接方法相比，具有如下特点： （1）电弧和熔池的可见性好，焊接过程中可根据熔池情况调用焊接参数。 （2）焊接过程操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊

8、后基本上不需清渣。 （3）电弧在保护气流的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊 件焊后变形小。 （4）有利于焊接过程的机械化和自动化，特别是空间位置的机械化焊接。 （5）可以焊接化学活泼性强和易形成高熔点氧化膜的镁、铝、钛及其合金。 （6）可以焊接薄板。 （7）在室外作业时，需设挡风装置，否则气体保护效果不好，甚至很差。 （8）电弧的光辐射很强。 （9）焊接设备比较复杂，比焊条电弧焊设备价格高。 第二节第二节 气体保护焊电弧及熔滴过渡形式气体保护焊电弧及熔滴过渡形式 焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两电极之间或电极与母材之间的气 体介质中产生的强烈而持久的放电现

9、象。 一、气体保护焊电弧 气体保护焊采用的电流密度很大，电弧的静特性曲线处于上升阶段，即电流增加时，电 弧电压增加。 通常，气体保护焊都采用直流反接，即焊件接电源负极，焊丝接电源正极。采用直流反 接时，电弧稳定，飞溅小，成形较好，熔深大，焊缝金属中扩散氢的含量少。堆焊及补焊铸 件时，采用直流正接（与反接正好相反）比较合适。 二、熔滴过渡形式 在电弧热的作用下，焊丝末端加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝进入熔 池，称之为熔滴过渡。熔滴过渡的形式以及过渡过程的稳定性取决于作用在焊丝末端熔滴上 的各种力的综合影响，其结果关系到焊接过程的稳定性、焊缝成形、飞溅大小，最终影响焊 接质量和生产效

10、率。根据外观形态、熔滴尺寸以及过渡频率等特征，熔滴过渡通常分为三种 基本类型，即自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。以下主要介绍熔化极氩弧焊和 CO2 气体保 护电弧焊的熔滴过渡形式 熔化极氩弧焊时，熔滴过渡形态有粗滴过渡、射滴过渡、旋转射流过渡、亚射流过渡、 短路过度等。不同的熔滴过渡形式有不同的形成条件及应用范围。其中，粗滴过渡、旋转射 流过渡的焊接过程稳定性不好，通常不被应用；短路过渡的焊接参数范围窄，应用较少。焊 接工程中应用比较广泛的是射滴过渡、射流过渡、亚射流过渡。 CO2 焊的熔滴过渡主要有短路过渡和自由过渡（包括滴状过渡、喷射过渡等）两种形式。 短路过渡是熔滴在未脱离焊丝之前就与熔池

11、接触形成金属液态过桥，在其表面张力及其他力 共同作用下向熔池过渡的过程。短路过渡适合用细焊丝焊接薄板的情况。当采用中等电流、 电弧电压较高时，熔滴呈变化形态的排斥过渡。此时，电弧较长，熔滴呈粗滴状。排斥过渡 也是滴状过渡的一种，其特点是：电弧较集中，而且电弧总是在熔滴下方产生；作用在熔滴 上的电弧力集中，具有排斥作用；熔滴较大且不规则，过渡时偏离焊丝的轴线方向，过渡频 率也较低；焊接过程的稳定性较差，焊缝成形比较粗糙，飞溅较大。 当焊接电流、电压介于上述两种情况之间时，易产生短路过渡和滴状过渡都存在的混合 过渡。两者比例因参数匹配而异，飞溅较大，但电弧加热效率高。从提高焊接生产率考虑， 往往在

12、实际操作中用于焊接中等厚度的焊件，熔深较大。 当采用大电流焊接且弧压较高时，熔滴呈细滴的非轴向过渡，焊接熔深大，飞溅小，称 为细滴过渡，适合焊接较厚的工件。 第三节第三节 几种常用保护气体及特点几种常用保护气体及特点 一、CO2保护气体 焊接用的 CO2 气体应该有较高的纯度，一般技术标准规定是（体积分数）： O20.1、H2O（12）gm3、CO299.5。焊接时对焊缝质量要求较高，则对 CO2 气体纯度要求也较高。近几年有些国家提出了更高的标准，要求 CO2 的纯度99.8，露点 低于40（注：露点40，即 CO2 气体中的水分含量为质量的 0.0066） 。 CO2 焊是一种高效节能的焊

13、接方法。 用粗丝（焊丝直径1.6）焊接时可以使用较大的电流，实现射滴过渡，用细丝（焊丝 直径1.6）焊接时可以使用较小的电流，实现短路过渡方式。 CO2 焊在机车车辆制造、汽车制造、船舶制造、金属结构及械制造等方面应用十分普遍， 既可采用小电流短路过渡方式焊接薄板，也可以用大电流自由过渡方式焊接厚板。从焊接接 头的形式来看，CO2焊可以进行对焊、角焊等方式的焊接，不仅可以平焊，也可以立焊和仰 焊，可焊工件厚度范围较宽，从 0.5mm 到 150mm。 目前，CO2焊除不适于焊接容易氧化的有色金属及合金外，可以焊接碳钢和合金结构钢 构件，甚至用于焊接不锈钢也取得了较好的效果。 二、Ar+CO2

14、Ar+CO2混合气体被广泛用于焊接碳钢及低合金钢。它既有 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，又因为具有氧化性，克服了用单一 Ar 气焊接时产生 的阴极漂移现象及焊缝成形不良等问题。 Ar 与 CO2的混合比例，通常为 Ar80+CO220或 Ar82+CO218及 Ar80+CO215+O25。这种比例既可用于喷射过渡电弧也可用于短路过渡及脉冲过渡电 弧。但在用短路过渡电弧进行立焊和仰焊时，Ar 和 CO2的比例最好为 1：1，这样有利于控 制熔池。 采用 Ar+CO2混合气体焊接碳钢和低合金钢，虽然成本较纯 CO2高，但由于焊缝金属冲 击韧性好及工艺效果好，特别

15、是飞溅比纯 CO2小得多，所以应用很普遍。 另外，还可以用这种气体来焊接不锈钢，但 CO2比例不能超过 5%，否则，焊缝金属有 渗碳的可能，从而降低接头的抗蚀性能。 在 Ar 气中加入 CO2及 O2气体都使保护气体具有氧化性，但是对焊缝金属性能的影响 却不一样，随着混合气体中 CO2含量的增加，焊缝金属冲击韧度下降。采用纯 CO2保护时， 冲击韧度趋于最低值。 三、Ar+He Ar、He 都是惰性气体，但由于 He 的传热系数大，在相同的电弧长度下，氦弧比氩弧的 弧压高，电弧温度亦高很多。氩弧的传热系数比较小，燃烧非常稳定，进行熔化极氩弧焊时 熔滴很容易呈稳定的轴向射流过渡，飞溅极小。 除了

16、以上三种保护气体，另外还有 Ar+H2、Ar+N2、Ar+O2 等等。 第二章 焊接材料 第一节第一节 保护气体保护气体 一、CO2气体 （1） 、 CO2气体的性质 纯 CO2是无色、无嗅的气体、有酸味。密度为 1.977kg/m3, 比空气重（空气密度为 1.29 kg/m3） 。 CO2有三种状态：固态、液态和气态。 不加压力冷却时，CO2直接由气体变成固体叫做干冰。温度升高时，干冰升华直接变成 气体。因空气中的水分不可避免地会凝结在干冰上，使干冰升华时产生的 CO2气体中含有大 量的水分，故固态 CO2不能直接用于焊接。 常温下 CO2加压至 57Mpa 时变成液体。常温下液态 CO2

17、比水轻，其沸点为-78。 （2） 、CO2 纯度对焊缝质量的影响 CO2 气体的纯度对焊缝金属的致密性和塑性有很大的影响。CO2气体中的杂质是水分和 氮气。氮气一般含量较少，危害较小。水分的危害较大，随着 CO2气体中水分的增加，焊缝 金属中的扩散氢含量也增加，焊缝金属的塑性变差，容易出现气孔，还可能产生冷裂纹。 HG/T2537-1993焊接用 CO2规定了焊接用二氧化碳（CO2）的技术要求、试验方法、 验收规则、标志、包装、运输、贮存和安全要求。适用于以石灰窑气、合成氨厂气、炼油厂 气、矿井气、发酵池气等方法生产的二氧化碳。 焊接用 CO2气体必须符合表 2-1-1 的有关规定。 表 2-

18、1-1 焊接用 CO2气体 组合含量（体积分数，） 项目 优等品一等品合格品 二氧化碳含量 10-2（体积分数，）99.999.799.5 液态水 油 不得检出 水蒸气+乙醇含量 10-2（体积分数，）0.0050.020.05 气味无异味 注：对以非发酵法所得的 CO2，乙醇含量不做规定。 （3） 、瓶装 CO2气体 工业上使用的瓶装 CO2既经济又方便。规定钢瓶主体喷成银白色，用黑漆表明“二氧化 碳”字样。 容量为 40L 的标准钢瓶，可灌入 25kg 液态的 CO2，约占钢瓶容积的 80，其余 20的 空间充满了 CO2气体，气瓶压力表上指示的就是这部分气体的饱和压力，它的值与环境温度

19、有关。温度高时，饱和气压增高；温度降低时，饱和气压降低。0时，饱和气压为 3.63MPa；20时，饱和气压为 5.72 MPa；30时，饱和气压达 7.48 MPa，因此，应防止 CO2气瓶靠近热源或让烈日暴晒，以免发生爆炸事故。当气瓶内的液态 CO2全不挥发成气体 后，气瓶内的压力才逐渐下降。 液态 CO2中可溶解约质量分数为 0.05（按重量）的水，多余的水沉在瓶底，这些水和 液态 CO2一起挥发后，将混入 CO2气体中一起进入焊接区。溶解在液态 CO2中的水也可蒸 发成水蒸气混入 CO2气中，这将影响气体的纯度。水蒸气的蒸发量与气瓶中气体的压力有关， 气瓶内压力越低，水蒸气含量越高。 （

20、4） 、CO2 的实验方法 焊接用 CO2需分别测定其液态水、油、水蒸气与乙醇含量及气味。这里只介绍生产上常 用的试验方法。 CO2纯度的测定 按照国标 GB/T10621-1989二氧化碳含量的测定方法，测定 CO2的含量。 a、测定方法的原理：由于 CO2可被氢氧化钾吸收。因此，可以根据吸收前后气体容积 之差，直接在 CO2含量快速测定仪上读出其容量的体积分数（体积百分浓度） 。 b、试剂和溶液的配制：称取分析纯氢氧化钾 300g，溶于适量的不含 CO2的水中，稀释 至 1000mL，获得质量浓度为 300g/L 的氢氧化钾溶液。 c、实验仪器：CO2快速测定仪 吸收器容积为（1000.5

21、）mL，其中 98100mL 处刻 度为 0.1mL，允许误差 0.02mL。 d、测定步骤 先检查仪器各部分，确认无破损漏气处才能取样分析。 将上、下通旋塞都打开，旋塞下端的玻璃管末端接在 CO2钢瓶减压阀输出橡胶管上，用 CO2气排净吸收器中的空气，确信吸收器中的空气已被 CO2完全置换时，先关上旋塞，再关 下旋塞。 取下快速测定仪，迅速开闭上旋塞数次，使仪器内 CO2气的压力与大气压平衡，确保取 样体积的一致性。 取样结束后，在漏斗中加入 105mL 配好的氢氧化钾溶液，然后缓慢的开启上旋塞，当 氢氧化钾溶液不再下降时，关闭上旋塞，此时，吸收器上液面刻度指示的就是 CO2的含量。 液态水

22、的检验 液态水检验应先与其项目的检验。检验方法如下： a、将样品气瓶倾斜倒置，瓶嘴向下。 b、气瓶倒置 5 分钟后，缓慢打开瓶阀，不应有液态水流出，只能有微弱的 CO2气流出。 油的检验 按照国标 GB/T 10621-1989食品添加剂 液体二氧化碳（石灰窑法和合 成氨法） 规定的“油份的测定”方法进行。步骤如下： a、将干燥的粗织棉布袋套在倒置的样品钢瓶瓶阀出口接管上并扎紧。 b、开启瓶阀，让适量 CO2迅速流入布袋中。 c、从布袋中取出约 10g 固态 CO2，置于试验室用的定量滤纸上。待固态 CO2完全蒸发 后，滤纸上没有油迹为合格。 （5） CO2气体的提纯 如果发现使用的 CO2气

23、体含水分较高，为保证焊接质量，焊接 现场采取以下措施，可有效地降低 CO2气中水分的含量： 将新灌气瓶倒置 12h 后，打开阀门，可排出沉积在下面的自由状态的水。根据瓶中 含水量的不同，每隔 30 分钟左右放一次水，需放水 23 次。然后将气瓶放正，开始焊接。 更换新气时，先放气 23min，以排除装瓶时混入的空气和水分。 必要时可在气路中设置高压干燥器，用硅胶或脱水硫酸铜做于干燥剂，用过的干燥剂 经烘干后可反复使用。 气瓶中压力降到 1MPa 时，停止用气。 当气瓶中液态 CO2用完后，气体的压力将随气体的消耗而下降。当气瓶压力降至 1MPa 以下时，CO2中所含的水分将增加 1 倍以上，如

24、果继续使用，焊缝中将产生气孔。 焊接对水分比较敏感的金属时。当瓶中气压降至 1.5MPa 时就不宜再使用了。 二、其它气体 （1）氩气 氩气是无色、无味、无嗅的惰性气体，比空气重，密度为 1.78kg/m3（空气 密度为 1.29 kg/m3） 。 焊接用氩气应符合 GB/T4842-1995纯氩的规定。纯氩的品质要求应符合表 2-1-2 规 定。 表 2-1-2 纯氩的品质要求（GB/T4842-1995） 项目 指标项目 指标 氩纯度（体积分数10-2） 9999氮含量（体积分数10-6）50 氢含量（体积分数10-6） 5 总含碳量(以甲烷计)(体积分数10-6） 10 氧含量（体积分数

25、10-6） 10水分含量（体积分数10-6）15 瓶装氩气最高充气压力 20时为（150.5）MPa，返还生产厂时瓶内余压不得低于 0.2MPa。 混合气体保护焊时，需用氩气，主要用于焊接合金元素较多的低合金钢。为了确保焊缝 质量，焊接低碳钢时也采用含氩的气体保护焊。如富氩焊接（80Ar + 20CO2） 。 （2）氧气 氧是自然界的重要元素，在空气中按体积算，其体积分数约占 21，在常 温下它是一种无色、无味、无嗅的气体，分子式为 O2。在标准大气压下（即 0和 0.1MPa 气压下）密度为 1.43kg/m3，比空气重（空气密度为 1.29 kg/m3） 。在-182.96时变成浅蓝色 液

26、体（液态氧） ，在-219时变成淡蓝色固体（固态氧） 。 氧气本身不会燃烧，它是一种活泼的助燃气体。 氧的化学性质极为活泼，能同很多元素化合成氧化物，焊接过程中使合金元素氧化，是 有害元素。 工业用气体氧分为两级：一级氧纯度（体积分数）不低于 99.2；二级氧纯度（体积分 数）不低于 98.5。氧气纯度对气焊、气割的效率和质量有一定的影响。一般情况下，使用 二级纯度的氧气就能满足气焊和气割的要求。对于切割质量要求较高时，应采用一级纯度的 氧气。 混合气体保护焊时，应使用一级氧气。 通常瓶装氧气容积为 40L，工作压力为 15MPa，瓶体为天蓝色，用黑漆标明“氧气”两字， 钢瓶应放在远离火源及高

27、温区（10m 以外的地方） ，不能暴晒，严禁与油脂类物品接触。 （3）混合气体 一些先进的工业国家进行混合气体保护焊时，多使用预先混合好的瓶 装混合气体，我国现在已经有不少地方生产瓶装混合气，有些焊接工作量大的工厂还自己用 液氩或瓶装氩气与 CO2气配制混合气，通过管道输送到工作场所进行焊接，我国生产的焊接 混合保护气体见表 2-1-2 。 如熔化极氩弧焊常用的保护气体 Ar+CO2混合气体被广泛用于焊接碳钢及低合金钢。它 既具有氩气的优点，如电弧稳定、飞溅小、很容易获得轴向喷射过度等，又因为具有氧化性， 克服了用单一 Ar 气焊接时产生的阴极漂移现象及焊缝成形不良等问题。 Ar 与 CO2的

28、混合比例，通常为 Ar80+CO220或 Ar82+CO218及 Ar80+CO215+O25。这种比例既可用于喷射过渡电弧也可用于短路过渡及脉冲过渡电弧。 但在用于短路过渡电弧进行立焊和仰焊时，A r 与 CO2的比例最好为 50：50，这样有利于 控制熔池。 采用 Ar+CO2混合气体焊接碳钢和低合金钢，虽然成本较 CO2高，但由于焊缝金属冲击 韧度好及工艺效果好，特别是飞溅比纯 CO2小得多，所以应用很普遍。 为了防止 CO 气孔及减少飞溅，须使用含有脱氧剂的焊丝，如 H08Mn2Si 等（就气体的 氧化性来说，Ar 中加入 10CO2相当于加入 1O2） 。另外，还可以用这种气体来焊接

29、不锈钢， 但 CO2的比例不能超过 5，否则，焊缝金属有渗碳的可能，从而降低接头的抗蚀性能。 表 2-1-3 焊接用混合保护气体 背景气 （主组分气） 混入气 （次组分气） 混合的范围 （体积分数） 允许的气压 /MPa（35） ArO21129.8 H2115 N20.21 CO21822 He50 HeAr25 CO2513 Ar O236 CO2O2120 ArN2(9001000)10-6 第二节第二节 焊焊 丝丝 MAG 焊时，由于保护气具有一定的氧化性，碳钢及低合金钢焊丝中应适当添加 Mn、Si 等脱氧元素。但由于富氩混合气体的氧化性较弱，常采用低 Mn、低 Si 焊丝，其它化学成

30、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，这不仅为了脱氧，也是满足焊缝合金成分的要求。为了改善低温韧度， 焊缝中的 Si 含量不宜过高。 熔化极气体保护电弧焊用的低碳钢及低合金钢焊丝的命名分为牌号和型号两种。根据 GB/T 14957-1994熔化焊用钢丝 、GB/T 14958-1994气体保护焊用钢丝的规定，焊丝 的牌号主要按照焊丝的化学成分命名。例如 H08Mn2SiA，其中“H”表示实芯焊丝， “H”后面的 两位数字“08”表

31、示含碳的质量分数为 0.08，化学元素符号及后面的数字表示所含的元素及 其大致的质量分数，尾部的“A”表示优质焊丝。 根据 GB/T 8110-1995气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝的规定，型号按照强度级别 和成分类型命名。例如 ER49-1，其中“ER”表示焊丝（实芯焊丝） ， “49”表示熔敷金属抗拉强 度最低值（490MPa） ， “1”表示焊丝化学成分分类代号。 一、焊丝的分类 （1）焊丝的分类方法很多，可分别按适用的焊接方法、被焊材料、制造方法与焊丝的 形状等从不同角度对焊丝进行分类。 按其适用的焊接方法，可分为埋弧焊焊丝电渣焊焊丝、CO2焊丝、堆焊焊丝、气焊焊 丝等。 按被焊材料的

32、不同，可分为碳钢焊丝、低合金钢焊丝、不锈钢焊丝、铸铁焊丝和有色 金属焊丝。 按制造方法和与焊丝的形状，可分为实芯焊丝和药芯焊丝。其中药芯焊丝又可分为气 体保护或自保护焊丝两种。 二、焊丝的型号和牌号 焊丝的型号是国家标准规定的，能反映焊丝的主要特征。 （1）实芯焊丝型号 气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝 气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝化学成分和采用熔化极气体保护焊时熔敷金属的力学 性能分类。 焊丝型号的表示方法为 ER-字母“ER”表示焊丝，ER 后面的两位数表示熔敷金属的 抗拉强度最低值，短划“-”后面的字母或数字表示焊丝化学成分分类代号。如还附加其它化 学元素时，直接用元素符号表示，并加短划

33、线“-”与前面数字分开。 焊丝型号举例如下： ER 55 B2 -Mn 表示焊丝中含有锰元素 表示焊丝化学成分分类代号 表示熔敷金属抗拉强度最低值为 55kgf/mm2或 550MP 表示焊丝 （2）实芯焊丝牌号 焊丝牌号的首位字母“H”表示焊接用实芯焊丝；后面的一位或二位数字表示含碳量，其 它合金元素含量的表示方法与钢材的表示方法大致相同。牌号尾部有“A”或“E”时，表示硫、 磷量要求低的优质钢焊丝， “E”表示硫、磷含量要求特别低的特优质钢焊丝。 焊丝牌号举例： H 08 Mn2 Si A 表示高级优质钢，S、P0.030% 表示 Si1% 表示 Mn2% 表示 C0.08% 表示焊接用实

34、芯焊丝 （3）药芯焊丝的型号和牌号 药芯焊丝型号 药芯焊丝根据药芯类型、是否用保护气体、焊接电流种类以及对单道和多道焊的适用性 进行分类。 根据 GB10045-88 的规定，药芯焊丝型号由焊丝类型代号和焊缝金属力学性能两部分组 成。第一部分以英文字母“EF”表示药芯焊丝代号，代号后面的第一位数字表示适用的焊接位 置：“0”表示用于平焊和横焊， “1”表示用于全位置焊。代号后面的第二位数字或字母为分类 代号。第二部分在短线“-”后用四位数字表示焊丝力学性能：前两位表示抗拉强度最低值； 后两位数字表示冲击吸收功，其中第一位数字为冲击吸收功不小于 27J 所对应的试验温度， 第二位数字为冲击吸收功

35、不小于 47J 所对应的试验温度。 药芯焊丝型号举例： EF 0 3 - 50 4 2 表示冲击吸收功在 0不小于 47J 表示冲击吸收功在-30不小于 27J 表示抗拉强度最小值为 500MPa 表示焊丝药芯为氧化钙-氟化物型，直流反接 表示适用于平焊和横焊 表示药芯焊丝 药芯焊丝牌号 牌号第一个字母“Y”表示药芯焊丝，第二个字母及第一、二、三位数字编制方法相同； 牌号“-”后面的数字表示焊接时的保护方法。药芯焊丝有特殊性能和用途时，在牌号后面加 注起主要作用的元素或主要用途的字母（一般不超过两个） 。 药芯焊丝牌号举例： Y J - 42 2 - 1 表示焊接时采用气体保护 表示钛钙型，交

36、直流两用 表示熔敷金属抗拉强度420MPa 表示适用于焊接结构钢 表示药芯焊丝 三、焊丝的成分、性能和用途 （1）实芯焊丝 实芯焊丝是目前最常用的焊丝，系热轧线材经过拉拔加工而成，为了防止生锈，须对 焊丝（除不锈钢焊丝处）表面进行特殊处理。目前主要是镀铜处理，包括电镀、浸铜及化学 镀铜处理等。 实芯焊丝包括埋弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊，气焊以及堆焊用的焊丝，国产实芯焊 丝的牌号，型号及主要成分见表 2-2-1。 表 2-2-1 国产实芯焊丝的牌号和化学成份 化 学 成 份 /%钢 种 序 号 牌 号 CMnSiCrNiMoCu其它SP 1 H08A0.100.300.550.030.200

37、.300.200.0300.030 2 H08E0.100.300.550.030.200.300.200.0200.020 3 H08C0.100.300.550.030.100.100.200.0150.015 碳 素 结 构 4 H08MnA0.100.81.100.070.200.300.200.030.03 5 H15A0.11 0.18 0.300.550.030.200.300.200.0300.030钢 6 H15Mn0.11 0.18 0.81.100.030.200.300.200.0350.035 7 H10Mn2 0.111.702.10 0.65 0.95 0.200

38、.300.200.0350.035 8 H08Mn2Si 0.111.702.10 0.65 0.95 0.200.300.200.0350.035 9 H08Mn2SiA 0.100.300.55 0.65 0.95 0.200.300.200.0300.030 10 H10MnSi 0.140.801.10 0.60 0.90 0.200.300.200.0350.035 11 H08MnMoA 0.101.201.600.250.200.30 0.30 0.50 0.20 Ti 0.15 0.0300.030 12 H08Mn2Mo A 0.06 0.11 1.601.900.250.2

39、00.30 0.50 0.70 0.20 Ti 0.15 0.0300.030 13 H10Mn2Mo A 0.08 0.13 1.702.000.400.200.30 0.60 0.80 0.20 Ti 0.15 0.0300.030 14 H10MnSiMo 0.140.901.20 0.70 1.10 0.200.30 0.15 0.25 0.200.0350.035 15 H08CrMoA 0.100.400.70 0.15 0.35 0.80 1.10 0.30 0.40 0.60 0.200.0300.030 16 H08CrMoV A0.100.400.70 0.15 0.35

40、1.00 1.30 0.30 0.50 0.70 0.20 V 0.15 0.35 0.0300.030 合 金 结 构 钢 合 金 结 构 钢 17 H10MoCrA 0.120.400.70 0.15 0.35 0.45 0.65 0.30 0.50 0.70 0.200.0300.030 技术要求 对气体保护焊用焊丝的技术要求比焊条的要求多 a、常规项目 对熔敷金属的化学成、力学性能、焊缝射线探伤等项目有要求。 b、特殊要求 为了保证焊接过程能够连续稳定完成，对影响送丝的有关因素也有规定。 这些因素是： 1、对焊丝表面的要求：焊丝表面必须光滑平整，不应有毛刺、划痕、锈蚀和氧化皮， 也不应

41、该有其他对焊接性能和焊接设备操作有不良影响的杂质。 2、焊丝直径的偏差：焊丝直径的允许偏差必须符合表 2-2-2 的要求。 表 2-2-2 实芯焊丝的焊丝直径的偏差 焊丝直径允许偏差焊丝直径允许偏差焊丝直径允许偏差 0.5，0.6+0.01 -0.03 0.8，1.0，1.2，1 .4，1.6，2.0，2. 5 +0.01 -0.04 3.0，32+0.01 -0.07 若焊丝直径太大，不仅会增加送丝的阻力，而且会增大焊丝嘴的磨损；若焊丝直径太小， 不仅会使焊接电流不稳定，而且会增大焊丝端部的摆动，影响焊缝美观。 3、镀铜层的质量：焊丝表面的镀铜层必须均匀牢固，焊丝镀铜层太薄或不牢固，对焊 接

42、质量有以下影响： 若镀铜层不牢固，送焊丝时,焊丝表面和送丝（弹簧钢丝）软管摩擦，镀铜层会被刮下 来并堆积在送丝软管里面，不仅增加了送焊丝的阻力，而且使焊接过程中电弧不稳定，影响 焊缝成形；严重时被刮下来的镀铜粉末落入熔池还会改变焊缝的化学成分。 此外，若镀铜层太薄或不牢固，在存放过程中焊丝表面容易生锈，也会影响焊接质量。 4、焊丝挺度和抗拉强度：焊丝的挺度和抗拉强度必须保证能均匀、连续地送进焊丝。 实芯焊丝的抗拉强度应符合表 2-2-3 规定。 表 2-2-3 实芯焊丝的抗拉强度 焊丝直径 /mm 抗拉强度 /MPa 焊丝直径/mm 抗拉强度 /MPa 焊丝直径/mm 抗拉强 度/MPa 0.

43、8,1.0,1.29301.4,1.6,2.08602.5,3.0,3.2550 注：焊丝抗拉强度只使用于绕成直径200mm 的焊丝盘、焊丝卷和焊丝筒的焊丝。 5、松弛直径和翘距：从焊丝盘（卷）上截取足够长度的焊丝，不受拘束地放在地面上， 所形成的圆和圆弧的直径称为称为松弛直径。焊丝翘起的最高点和平面之间的距离称为翘距。 可用焊丝的松弛直径和翘距定性地判断焊丝的弹性和刚度。 松弛直径和翘距大的焊丝刚度好，送丝比较稳定；松弛直径和翘距小的焊丝刚度差送丝 时容易卡住。实芯焊丝的松弛直径和翘距必须符合表 2-2-4 的规定。 表 2-2-4 实芯焊丝的松弛直径、翘距 焊丝直径焊丝盘（卷）外径松弛直径

44、翘距 100100 松弛直径/5 200250 300350 0.53.2 350400 松弛直径/10 （2）药芯焊丝 药芯焊丝是将药粉包在薄钢带内卷成不同的截面形状，经轧拔加工制成的焊丝。药芯焊 丝也称为粉芯焊丝、管状焊丝或折叠焊丝，用于气体保护焊、埋弧自动焊和自保护焊，是一 种很有发展前途的焊接材料。药芯焊丝粉剂的作用与焊条相似，区别于焊条的药皮涂敷在焊 芯的外层，而药芯焊丝的粉剂被钢带包裹在芯部。药芯焊丝可以制成盘状供应，易于实现机 械化焊接。 与实芯焊丝相比，药芯焊丝由于具有工艺性好、飞溅小、焊缝成形美观、可采用大电流 进行全位置焊接和熔敷效率高等优点而倍受关注。近几年来全位置焊用细

45、直径药芯焊丝的用 量急剧增加，这类焊丝多为钛型渣系，具有十分优异的焊接工艺性能。过去实芯焊丝难以解 决的许多问题，如飞溅大、成形差、电弧硬等，采用细直径药芯焊丝焊接时这些问题都不复 存在了，故该类焊线受到用户的欢迎。 国产合金结构钢药芯焊丝的牌号、化学成分、力学性能及特征和用途见表 2-2-5。 表 2-2-5 国产合金结构钢药芯焊丝 熔敷金属化学成份/%熔敷金属力学性能 牌 号 直 径 特征和用途 CSiMnNiCrMo b MPa s MPa % YJ502 1.6 3.8 CO2气体保护焊用， 钛钙型渣系，可焊接 较重要的的低碳钢和 普低钢结构如船舶、 压力容器等 0.10.51.2 4

46、90 22 YJ507 1.6 3.8 CO2气体保护焊用， 低氢型渣系，可焊接 较重要的的低碳钢和 普低钢结构如船舶、 压力容器等 0.10.51.2 490 22 YJ607 1.6 2.0 CO2气体保护焊用， 钛钙型渣系，可焊接 较低合金钢、中碳钢 等。如 15MnV、15MnVN 钢结构 0.12 0.6 1.2 1.75 0.2 5 0.4 5 590 530 15 YJ707 1.6 3.8 CO2气体保护焊用， 低氢型渣系，可焊接 低合金高强钢结构如 大型起重机，推土机 等。 0.150.61.51.00.3 690 590 15 YR307 1.6 3.8 CO2气体保护焊用

47、， 低氢型渣系，用于焊 接 Cr1%Mo0.5%耐 热钢，如锅炉管道、 石油精炼设备。 0.05 0.12 0.12 0.9 540 440 17 YZ- J506 1.6 2.0 2.8 自保护焊用，低氢型 渣系，用于自动焊或 半自动焊的野外施工， 焊接低碳钢、普低钢 等 0.2 0.9 1.75 490 16 YB102 1.6 2.0 焊接工作温度低于 300的 0Cr19Ni9、0Cr19Ni11T i 不锈钢结构，也可堆 0.08 1.0 1.0 2.5 9 11 18 21 550 35 焊不锈钢表面 YD212 1.6 3.8 CO2气体焊接用堆焊 焊丝，钛钙型渣系， 用于堆焊磨

48、损的机件 表面，如齿轮、铲斗 等 0.480.91.73.61.5 490 YL- J507 1.6 2.0 CO2气体保护焊，气 电立焊用药芯焊丝， 低氢型渣系，用于船 舶及油罐的垂直立焊 缝等 0.10.35 1.35 1.8 0.15 0.1 5 55025 第三章 气体保护焊接设备 第一节第一节 设备介绍设备介绍 半自动 CO2气体保护焊设备主要由供气系统、焊接电源、送丝机构和焊枪四部分组成。 1. 供气系统 由气瓶、减压流量调节器（又称减压阀）及管道组成，有时为了除水， 气路中还需串联高压和低压干燥器。 2. 焊接电源 由一个平特性的三相晶闸管整流器及控制线路组成。面板上装有指示灯、 仪表及调节旋钮等。 3. 送丝机构 该机构是送丝的动力，它包括机架、送丝电机、焊丝矫直轮、压紧轮和 送丝枪等，还有装卡焊丝盘、电缆及焊枪的机构。 要求送丝机构能匀速输送焊丝。 4. 焊枪 用来传导电流、输送焊丝和保护气体。 一、供气系统 本系统的功能是向焊接区提供流量稳定的保护气体。供气系统由气瓶、减压流量调节器、 预热器、流量计及管路组成。 （1）减压流量调节器 将气瓶中的高压 CO2气体的压力降低，并保证保护气体输出压 力稳定。 （2）流量计 用来调节和