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CO2气体保护焊的焊接材料

CO2焊所用的焊接材料有：CO2气体和焊丝。

一、CO2气体

纯净的CO2是无色、无味和无毒的气体，在0℃和一个大气压（0.1MPa）下，它的密度为1.98Kg/m3，是空气的1.5倍。一般将其压缩成液体贮存于钢瓶供应使用。容量为40L的钢瓶，可装25kg液态CO2。一般要求CO2纯度为>99.5%，否则会降低焊缝的力学性能，焊缝也易产生气孔。

二、焊丝

CO2焊丝既是填充金属又是电极，所以既要保证一定的化学成分和力学性能，又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。

CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种。

1．实芯焊丝

根据CO2焊的冶金特点，进行低碳钢、低合金钢和船用高强钢焊接时，为保证具有较高的力学性能和防止气孔、减少飞溅，必须采用含锰、硅等脱氧元素的合金钢焊丝，同时，还应限制焊丝中的含碳量在0.10%以下。

H08Mn2SiA焊丝是目前CO2焊中应用最为广泛的一种焊丝。它有较好的工艺性能，较高的力学性能以及抗裂缝能力，适宜于焊接低碳钢和δs≤50×9.8MPa的低合金钢，船用强度钢和船用高强度钢亦用该种实芯焊丝。H08Mn2SiTiA焊丝含碳量很低，且含有0.2%～0.4%的钛元素，所以抗气孔能力强，用于致密性要求高的焊缝上(不允许微气孔存在的焊缝)。

CO2焊所用的焊丝直径在0.5～5mm范围内。一般为0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0mm等几种规格，自动和半自动焊均可使用。CO2焊丝通常以盘状供应。

焊丝表面最好镀铜，这不仅可以防止焊丝生锈，有利于焊丝的保管，同时还可以改善导电性能以及减少送丝阻力。

2．药芯焊丝

药芯焊丝起源于上个世纪五十年代，飞速发展是上个世纪70年代以后的事。我国药芯焊丝的使用始于上世纪80年代初宝山钢铁公司的建立，其后，在船舶制造和海洋结构行业、机械制造行业，能源化工行业、建筑和桥梁业、输油及输气管线建设行业等相继使用，在各行各业中以船舶制造和海洋结构行业使用药芯焊丝量最大。事实上，我国药芯焊丝的普及首先是从造船工业开始逐步扩大到各行各业中，目前70%以上药芯焊丝都用于造船工业，CO2

气保护药芯焊丝的焊接将作为造船厂的主要焊接工艺与焊接材料。近年来，在其它行业药芯焊丝的使用量正不断的提高并保持强劲的增长势头。

药芯焊丝是将薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时，在其中填满一定成分的药粉，经拉制而成的一种焊丝，又称为粉芯焊丝或管状焊丝。药粉的作用与焊条药皮的作用相似，区别在于焊条药皮涂敷在焊芯的外层，而药芯焊丝的粉末被薄钢包裹在芯里。药芯焊丝绕制成盘状供应，易于实现机械化自动化焊接。

（1）药芯焊丝的特点

1）由于是气—渣联合保护，电弧稳定，飞溅小，焊缝成形美观，同时，能更有效地防止空气对液体金属的有害作用，更容易获得优质焊缝。

2）对钢材的适应性强，只需调整焊芯中的合金成分与比例，就可以焊接和堆焊不同成分的钢材，这一点是其它焊接方法很难做到。

3）生产效率高，一方面可进行自动化和半自动化连续生产，另一方面它的熔敷速度快。其生产率是焊条电弧焊的3～5倍。

4）对焊接电源无特殊要求。交、直流电源均可。

药芯焊丝的主要缺点是焊丝的制造比较复杂，送丝较实芯焊丝困难，焊接烟尘较大，焊丝表面易腐蚀，粉剂易受潮。

（2）药芯焊丝分类

药芯焊丝按不同的情况有不同的分类方法。按保护情况可分为气体保护（CO2、富Ar 混合气体）药芯焊丝和自保护药芯焊丝（药芯焊丝不需要外加保护气体）两种；按焊丝直径可分为细直径（2.0mm以下）和粗直径（2.0mm以上）；按焊丝断面可分为简单O形断面和复杂断面折叠形如下图所示；按使用电源可分为交流电源和直流电源；按填充材料可分为造渣型焊丝（药芯成分以含造渣剂为主）和金属粉芯药芯焊丝（药芯成分以含渗合金剂及脱氧剂成分为主）

“O”型“梅花”型“T”型“E”型“中间填丝”型

药芯焊丝断面形状

药芯焊丝在国际上被公认为是焊接材料中最先进、发展最快的高科技技术之一，并将成为21世纪焊接材料的主导产品。随着药芯焊丝的逐年增加，用量逐步扩大，应用范围也将

日益广阔。

3．焊丝的牌号

（1）实芯焊丝牌号的编制

①牌号的第一个汉语拼音大写字母“H”（或汉字“焊”）表示焊接用实芯焊丝。

②“H”后面的一位数字或两位数字表示含C量的万分之几。

③化学元素符号及其后面的数字表示该元素大致的百分含量数值。合金元素含量小于1%时，该合金元素符号后面的数字“1”省略。

④在结构钢焊丝牌号尾部标有“A”或“E”时（即“高”或“特”），“A”表示优质品，说明该焊丝的硫磷含量比普通焊丝低(≤0.030%);“E”表示高级优质品，其硫磷含量更低(≤0.025%);尾部末注“A”或“E”字母的，说明是普通焊丝，硫磷含量<0.040%。

实芯焊丝的牌号举例如下：

H 08 Mn2 Si A

优质S·P≤0.030%

Si≤1%

Mn≈2%

C≈0.08%

焊接用实芯焊丝H O Cr19 Ni9 Si2

Si≈2%

Ni≈9%

Cr≈19%

C≤0.06%

焊接用实芯焊丝

（2）药芯焊丝牌号的编制

①牌号的第一个汉语拼音大写字母“Y”表示药芯焊丝。

②第二个汉语拼音大写字母“J”表示结构钢。

③“J”后面的二位数字表示熔敷金属的抗拉强度等级。

④“J”后面的第三位数字表示药芯类型和焊接电源种类。（同焊条药皮类型及电源种类，详见表5－7）。

⑤短划“－”后的数字表示焊接时的保护方法，见下表。

表药芯焊丝焊接时的保护方法

⑥药芯焊丝有特殊性能和用途时，在牌号末尾加注起主要作用的元素或主要用途的字母（一般不超过两个字）。