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熔化极气体保护焊基本原理与特点

【摘要】:熔化极气体保护焊,是指使用自动送进并连续熔化的焊丝作电极,以氩气或氦气等惰性气体或活性气体进行保护,利用电极与焊件之间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的焊接方法,简称GMAW焊。按操作方式,熔化极气体保护焊可分为自动焊及半自动焊两种。如采用CO2气体保护焊,还具有更大的经济优势。

熔化极气体保护焊,是指使用自动送进并连续熔化的焊丝作电极,以氩气或氦气等惰性气体或活性气体进行保护,利用电极与焊件之间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的焊接方法,简称GMAW焊。

如图7-63所示,在焊接时焊丝在送丝滚轮的驱动下连续送进,保护气体从焊枪喷嘴中不断地喷出,覆盖在电弧、熔滴、熔池及焊丝组成的焊接区的外围,形成局部气体保护层,机械地将空气与焊接区隔绝,从而保证焊接过程的稳定性,并获得质量优良的焊缝。

在熔化极气体保护焊时,如使用惰性气体(Ar、He或混合气体)保护,称为熔化极惰性气体保护焊,简称MIG焊。利用Ar+O2、Ar+CO2或Ar+O2+CO2等作保护气体时,称为活性气体保护焊,简称MAG焊。完全由CO2气体保护的,叫做CO2气体保护焊。

熔化极气体保护焊也可以按采用的焊丝来分类。大部分情况下,采用实芯焊丝。当焊丝直径小于1.6mm时,常称为细丝气体保护焊,常用这种方法的短路过渡形式焊接厚度小于3mm薄板材料。当焊丝直径大于或等于1.6mm时,常称为粗丝气体保护焊,一般采用大的焊接电流和高的电弧电压来焊接中厚板,熔滴为滴状过渡或喷射过渡。近年来,药芯焊丝和金属粉芯焊丝也逐渐得到应用。

按操作方式,熔化极气体保护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。为了适应某些特殊应用的需要,目前又派生出下列的一些方法:如电弧点焊、气体保护立焊、窄间隙焊、气体与焊渣联合保护焊等。

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图7-63 熔化极气体保护焊示意图

目前,熔化极气体保护焊得到了广泛应用,主要是因为以下优点:

1)和焊条电弧焊相比,可以得到中间无接头的长焊缝,熔敷率高,焊接速度快。当采用短路过渡时,可以焊接薄板,焊接变形较小,焊接生产率高。

2)和埋弧焊相比较,能进行全位置焊。

3)与钨极氩弧焊相比较,由于采用焊丝作电极,电流密度大,熔敷效率高,母材熔深大,焊接生产率高。

4)MIG焊采用焊丝为正的直流电弧焊接铝及铝合金时,对母材表面的氧化膜有良好的阴极清理作用。

5)由于产生的焊渣少,可以降低焊后清理工作量。焊接操作简单,容易操作和使用。

主要缺点如下:

1)焊接设备复杂,价格较贵,不便于携带。

2)因焊枪较大,在狭窄处的可达性不好,因而影响保护效果。

3)室外风速大于1.5m/s时,焊缝易产生气孔,所以室外焊接应采取防风措施。

4)GMAW是明弧焊,应注意预防弧光辐射。

熔化极气体保护电弧焊已经成功地应用于工程结构与机械制造业,并逐步取代焊条电弧焊。广泛用于低碳钢、低合金钢的焊接,以及部分高合金钢、有色金属的焊接。如采用CO2气体保护焊,还具有更大的经济优势。该焊接方法的应用范围也越来越广,并在生产中发挥着越来越大的作用。