气体保护焊技术

江河水编译


 



第五章 熔化极气体保护焊(MIG/MAG)(1)

第一节 概述  

发展历史

人们远在很久以前就作过了用熔化的金属电极在隔绝大气情况下的焊接试验。斯拉维亚洛夫将编织品緾在裸露的金属棒上,使其在燃烧时产生出二氧化碳。此外那些含有纤维素和其它可释放出保护气体成分的焊条在某种意义上说也是今天熔化极气体保护焊的前身。
熔化极气体保护焊中根据保护气体的性质又分为两大类。一类为采用惰性气体,其中主要为氩气,称为熔化极氩弧焊(简称MIG焊),另一类为用活性气体,主要为二氧化碳气体,称为熔化极活性气体保护焊(简称为MAG焊)。
MIG焊真正得到发展是在1947年,美国当时造出了第一台可使用的MIG焊机,并推向了市场。当时美国称它为S.I.G.M.A焊,即熔化极惰性气体保护焊的缩写,也就是我们现在通称的MIG焊。大约到了1950年这种焊接方法才传到德国。俄国人在1952年首次将二氧化碳应用于焊接,这些便是MAG焊的前身。因为当时氩气非常昂贵,故德国首先用MAG焊来焊接非合金钢和低合金钢。
为了避免二氧化碳气体保护焊时会产生大量的飞溅,开发了一项新技术,称为短弧焊。熔化极气体保护焊的这一变种后来又进一步得到完善,最后可作到在进行二氧化碳气体保护焊时基本上无飞溅,尤其适用于薄板的连接、根部焊道焊接和全位置焊。
到了上世纪六十年代,随着氩气价格的下降,倾向于应用氩气—二氧化碳为主的混合气体,其价格只比用纯二氧化碳保护气体时贵40%左右,但保护性能却优良得多,故得到越来越多的推广,估计现在MAG焊中有一半左右是采用混合气体为活性气体。
熔化极气体保护焊现应用非常普遍。估计已佔所有熔焊方法的一半左右,将来还会更多一些。

基本原理

在德国标准DIN 1910第4部分中对熔化极气体保护焊的定义如下:

“电弧在一个可熔化的电极(该电极又同时是焊接填充材料)和工件间燃烧。保护气体用氩、氦或其混合物等惰性气体(MIG焊)或活性气体(MAG焊)。其中MAGC指用二氧化碳为保护气体,MAGM则指用气体混合物进行的活性气体保护焊。”

图5-1表示了这种方法的工作原理。焊丝为电极,盘绕在焊丝盘上。通过焊丝送进滚轮进入导电喷咀。焊丝端部和工件保留一定间隙,尽管焊丝直径细,但可以应用高的电流强度(大于100安/毫米2)。由于电源的极一个在工件,另一个在焊丝,故电弧便在熔化极和工件间燃烧。电极既是电弧载体,又是焊接填充材料。保护气体由围绕电极的喷咀喷出,保护电弧和在电弧下的过渡中的熔滴和熔池,使其免遭大气的侵入。

 


图5-1 熔化极气体保护焊原理示意图

Drahtelektrode:焊丝电极;Stromkontaktdüse:导电喷咀;Schutzgas:保护气体;Schutzgasdüse:保护气体喷咀;Schweissnaht:焊缝;Drahttransportrollen:焊丝输送滚轮;Schweissenergiequelle:焊接能源;Werkstück:工件;Lichtbogen:电弧