二氧化碳气体保护焊原理学习

二氧化碳气体保护焊
教学目的：通过对二氧化碳气体保护焊的学习，使学生掌握二氧化碳气体保护的焊接方法。

重点：掌握二氧化碳焊的相关基础知识及电流和电压的匹配。

难点：CO2焊冶金原理。

教学内容：
1、CO2气体保护焊的概念及特点。

2、CO2气体保护焊的冶金原理及焊接材料的选择。

3、焊机及二次回路接线、焊接工艺参数。

一、概述：
CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的气体保护电弧焊，简称CO2焊。

CO2 =CO﹢1／2 O2 --Q 放热反应
上式反应有利于对熔池的冷却作用
二、特点
1、优点：①生产效率高和节省能量。

②焊接成本低。

③焊接变形小。

④对油、锈的敏感度较低。

⑤焊缝中含氢量少，提高了低合金高强度钢抗冷裂纹的能力。

⑥电弧可见性好，短路过渡可用于全位置焊接。

2、缺点：①设备复杂，易出现故障。

②抗风能力差及弧光较强。

三、CO2焊冶金原理
在进行焊接时，电弧空间同时存在CO2、CO、O2和O原子等几种气体，其中CO不与液态金属发生任何反应，而CO2、O2、O原子却能与液态金属发生如下反应：
Fe+CO2→FeO+CO（进入大气中）
Fe+O →FeO (进入熔渣中)
C+O →CO （进入大气中）
CO气孔问题：由上述反应式可知，CO2和O2 对Fe和C都具有氧化作用，生成的FeO一部分进入渣中，另一部分进入液态金属中，这时FeO 能够被液态金属中的C所还原，反应式为：
FeO+C →Fe+CO
这时所生成的CO一部分通过沸腾散发到大气中去，另一部分则来不及逸出，滞留在焊缝中形成气孔。

针对上述冶金反应，为了解决CO气孔问题，需使用焊丝中加入含Si 和Mn的低碳钢焊丝，这时熔池中的FeO将被Si、Mn还原：
2FeO+Si →2Fe+SiO2 （进入渣中）
FeO+Mn →Fe+MnO （进入渣中）
反应物SiO2
、MnO它们将生成FeO和Mn的硅酸盐浮出熔渣表面，另一方面，液态金属含C量较高，易产生CO气孔，所以应降低焊丝中的含C 量，通常不超过0.1％。

氢气孔问题：焊接时，工件表面及焊丝含有油及铁锈，或CO气体中含有较多的水分，但是在CO2保护焊时，由于CO2具有较强的氧化性，在焊缝中不易产生氢气孔。

四、CO2焊的熔滴过渡形式
1、短路过渡：细丝（焊丝直径小于1.2㎜），以小电流、低电弧电压进行焊接。

2、射滴过渡：中丝（焊丝直径1.6～2.4㎜）,以大电流、高电弧电压进行焊接。

3、射流过渡：粗丝（焊丝直径为2.4～5㎜）以大电流、低电弧电压进行焊接。

五、焊接材料
1、焊丝：H08Mn2SiA，φ1.0～1.2㎜.
2、CO2保护气体：无色、无味、无毒，纯度大于99.5﹪气瓶涂银白色，写有“CO2”标记。

不纯的CO2气体可采取如下措施（倒置放水和正置放气）：
①气瓶倒立静置1～2小时，然后打开阀门，放水2～3次，（间隔30分钟）。

②水处理后，将气瓶正置两小时，打开阀门，放掉气瓶上部的气体。

六、焊接设备
1、焊机型号：N B C——* * *
CO2 气体保护
半自动焊
熔化极气体保护焊机
2、送丝机构
3、送丝软管和焊枪
4、供气装置：气瓶、预热气、干燥器、流量计。

七、焊接工艺参数
1、电流：电流决定熔化速度，电流越大，熔化速度越快。

2、电弧电压：U=14+I∕20±0.5～1.5(V)。

电压适当时，为均匀密集的短路声。

电压较小时，飞溅增加，焊道变窄，易出现顶丝。

电压过大时，弧长变长，飞溅颗粒度变大，易产生气孔，焊道变宽，熔深和余高变小，有较强的爆破声。

3、气体流量：一般与喷嘴大小一致，约为10～15L∕min
4、焊接速度：速度过慢时，焊缝变宽。

而焊速过快时，易出现凸形焊道。

通常焊接速度为30~60㎝/min。

5、电流极性：采用直流反极性，这时电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。

若采用直流正极性，则熔深较浅，余高较大和飞溅很大。

而在堆焊、铸铁补焊时均采用直流正极性接法。

6、焊丝干伸长：L=10d（㎜），d为焊丝直径。

L↑∝I↓
当焊丝干伸长增加时，焊丝熔化速度增加，这时电流减小，将使熔滴与熔池温度降低，造成热量不足，而引起未焊透；另外，电弧不稳，难以操作，飞溅大，成形差，易产生气孔；
当焊丝干伸长变短时，电流增大，弧长变短，熔深变大，飞溅易粘附到喷嘴内壁，不易观察熔池，甚至烧坏导电嘴。

第二讲：平角焊
教学目的：通过平角焊的练习，使学生掌握二氧化碳角焊的操作方法，为立角焊打下基础。

重点：焊枪角度、运条方法。

难点：焊脚易下垂。

教学内容：平角焊的操作方法。

一、焊前准备
实习焊件：Q235钢板300*6*60㎜一对；
定位焊：对称焊二点，长度5 mm；当焊件较长时，每隔200mm焊一点，长度20～30mm。

二、焊接规范及工艺参数
三、操作要领
焊脚尺寸决定焊接层次与焊道数,一般焊脚尺寸在
10～
12mm以下时采
等厚板不等厚板
用单层焊。

超过12mm以上采用多层多道焊。

1．单层焊：焊脚尺寸≤10mm
⑴、焊枪角度：如图所示
左焊法
斜锯齿形运条时，跨距要
宽，并在上边稍作停留，
防止咬边及焊脚尺寸下
垂。

2、多层多道焊
焊第一道与单层焊相
同；焊第二道时，焊枪与水平方向的夹角应大些，使水平位置的焊件很好
第三讲： 立 角 焊
教学目的：通过立角焊的练习，使学生掌握二氧化碳角焊的操作方法。

重 点：焊丝角度、运条方法。

难 点：焊缝高度不易控制。

教学内容：立角焊的操作方法。

一、 焊前准备
同平角焊相同 二、 焊接工艺参数
三、 操作要领
1、单层焊：焊脚尺寸≤14~16mm
焊丝角度和摆动方法如图所示，
焊接前首先站好位置，使焊枪能充分摆动不受影响，焊丝摆动采用
三角形或
反月牙形，摆动间距要稍
宽，约为4 mm左右。

三角形摆动时三个顶点要稍作停顿，并且顶点的停留时间要略长于其它两点，下边过渡要快，但要熔合良好，防止电弧不稳产生跳弧现象。

2、双层焊
当焊件较厚，焊脚尺寸较大时需要采用双层焊，其焊丝角度和焊接方法与单层焊相同。

作业：立角焊练习
小结：
第四讲：开坡口平对接板焊接
教学目的：通过平对接焊的练习，使学生掌握二氧化碳单面焊双面成形的
操作方法。

重 点：焊丝运条方法。

难 点：背面易超高。

教学内容：平对接板焊的操作方法。

一、 焊前准备
1、焊件 Q235钢板 300*150*8㎜一对
2、坡口角度为60°，钝边0.5~1㎜，间隙1.5~2㎜
二、 焊接工艺参数
三、 操作要领
焊接时，采用左焊法，焊丝中心线前倾角为10°~15
°。

打底层焊丝要
伸到坡口根部，采用月牙形的小幅度摆动焊丝，焊枪摆动时在焊缝的中心移动稍快，摆动到焊缝两侧要稍作停顿0.5~1秒。

若坡口间隙较大，应在横向摆动的同时作适当的前后移动的倒退式月牙形摆动，这种摆动可避免电弧直接对准间隙，以防烧穿。

盖面层采用锯齿形或月牙形摆动焊丝，并在坡口两侧稍作停顿，防止咬边。

作业：平对接焊练习
小结：。