焊接方法与设备使用

3. CO2气体保护焊的特点 （1）CO2焊优点 1） 焊接成本低 仅为埋弧焊及焊条电弧焊的30%～
50%。 2）生产率高 生产率比焊条电弧焊高1～4倍。 3）焊接质量高 焊缝含氢量低，抗裂性能好。 4）焊接变形和焊接应力小 焊接应力和变形小，
特别宜于薄板焊接。
5）操作性能好 明弧焊，可以看清电弧和熔池情 况，便于掌握与调整，也有利于实现焊接过程的 机械化和自动化。
生产率和增加焊接成本。 2）飞溅金属粘着到导电嘴端面和喷嘴内壁上，会使送丝不畅而影响电弧稳定性，
或者降低保护气的保护作用。焊后清理，增加了焊接的辅助工时。 3）焊接过程中飞溅出的金属，还容易烧坏焊工的工作服，甚至烫伤皮肤，恶化
劳动条件。 （2）CO2焊产生飞溅的原因及防止飞溅的措施 1） 由冶金反应引起的飞溅 主要由CO气体造成。采用含有锰硅脱氧元素的焊丝，降低焊丝中的含碳量，可
（2）脱氧
CO2焊通常的脱氧方法是采用具有足够脱氧元素的焊丝。常用的脱氧 元素是锰、硅、铝、钛等。对于低碳钢及低合金钢的焊接，主要采用 锰、硅联合脱氧的方法。 2.CO2焊的气孔问题： （1）一氧化碳气孔 当焊丝中脱氧元素不足，使大量的FeO不能还原而溶于金属中，在熔 池结晶时发生下列反应，生成CO气孔。
CO2焊是一种值得推广应用的高效焊接方法。
二、 CO2焊的冶金特性
1.合金元素的氧化与脱氧
（1）合金元素氧化
CO2在电弧高温作用下，易分解为一氧化碳和氧， 使电弧气氛具有很强的氧化。其中CO在焊接条件 下不溶于金属，也不与金属发生反应，而原子状 态的氧使铁及合金元素迅速氧化。结果使铁、锰、 硅等焊缝有用的合金元素大量氧化烧损，降低力 学性能。同时溶入金属的FeO与C元素作用产生 的CO气体，一方面使熔滴和熔池金属发生爆破， 产生大量的飞溅；另一方面结晶时来不逸出，导 致焊缝产生气孔。
8—送丝机构9—软管 10—焊枪 11—导电觜 12—电弧 13—焊缝
2．CO2气体保护焊的分类
CO2焊按所用的焊丝直径不同，可为细丝CO2气体保护焊 （焊丝直径为≤1.2mm）及粗丝CO2气体保护焊(焊丝直径 为≥1.6mm)。由于细丝CO2焊工艺比较成熟，因此应用最 广。
CO2焊按操作方式又可分为CO2半自动焊和CO2自动焊，其 主要区别在于：CO2半自动焊用手工操作焊枪完成电弧热 源移动，而送丝、送气等同CO2自动焊一样，由相应的机 械装置来完成。CO2半自动焊的机动性较大，适用不规则 或较短的焊缝；CO2自动焊主要用于较长的直线焊缝和环 形焊缝等。
6）适用范围广 不仅适用焊接薄板，还常用于中、 厚板的焊接，而且也用于磨损零件的修补堆焊。
（2）CO2焊的缺点：
1）焊缝表面成形较差，飞溅较多。
2）不能焊接容易氧化的有色金属材料。
3）难用交流电源焊接及在有风的地方施焊。
4）弧光较强，所产生的弧光强度及紫外线强度分别是焊条 电弧焊的2～3倍和20～40倍，应特别重视对操作者的劳动 保护。
二是细滴过渡，这时焊接电流、电弧电压进一步增大，焊 接电流在400A以上。虽Hale Waihona Puke Baidu仍为非轴向过渡，但飞贱相对较 少，电弧较稳定，焊缝成形较好，故在生产中应用较广泛。
粗丝CO2焊滴状过渡，多用于中、厚板的焊接。
4．CO2焊的飞溅 （1）CO2焊飞溅的有害影响 1）CO2时，飞溅大，降低焊丝的熔敷系数，增加焊丝及电能的消耗，降低焊接
3．CO2焊的熔滴过渡
CO2焊熔滴过渡有两种形式：短路过渡和滴 状过渡。
（1）短路过渡
CO2焊在采用细焊丝、小电流和低电弧电 压焊接时，可获得短路过渡。
短路过渡，过渡频率高，电弧非常稳定， 飞溅小，焊缝成形良好，同时焊接电流较 小，焊接热输入低，故适宜于薄板及全位 置焊缝的焊接
（2）滴状过渡
CO2焊采用粗焊丝、较大电流和较高电压时，会出现滴状过 渡。 滴状过渡有两种形式：一是大颗粒过渡，电流电压比短路 过渡稍高，电流一般在400A以下。熔滴较大且不规则，过 渡频率较低，易形成偏离焊丝轴线方向的非轴向过渡，电 弧不稳定，飞溅很大，成形差，在实际生产中不宜采用。
减少这种飞溅。 2） 由极点压力产生的飞溅
直流反接可减少极点压力产生的飞溅。 3） 熔滴短路时引起的飞溅 短路过渡过程中，当焊接电源的动特性不好时，则更显得严重。减少这种飞溅的
方法，主要是通过调节焊接回路中的电感来调节短路电流增长速度。 4） 非轴向颗粒过渡造成的飞溅 这种飞溅是在颗粒过渡时由于电弧的斥力作用而产生的。 5）焊接工艺参数选择不当引起的飞溅 必须正确地选择CO2焊的焊接工艺参数，才会减少产生这种飞溅的可能性。
小提示
CO2焊焊接前使用飞溅防粘剂（如型号为 S-1，呈水质溶液）涂抹在接缝两测100～ 150mm范围内；或使用喷嘴防堵剂（如型 号为P-3，呈膏状）涂在喷嘴内壁和导电嘴 端面，可消除飞溅带来的不利影响。
三、二氧化碳焊的焊接材料 CO2焊所用的焊接材料是CO2气体和焊丝 1.CO2气体 焊接用的CO2一般是将其压缩成液体贮存于钢瓶内。CO2气瓶的容量为 40L，可装25Kg的液态CO2，占容积的80%，满瓶压力约为5～7Mpa，气 瓶外表涂铝白色，并标有黑色“液化二氧化碳”的字样。 当压力降低到0.98MPa时，CO2气体中含水量大为增加，不能继续使 用。 焊接用CO2气体的纯度应大于99.5%，含水量不超过0.05%。 生产中提高CO2气体纯度的措施有：
模块二 二氧化碳气体保护电弧焊
一、 二氧化碳气体保护焊原理及特点
1．CO2气体保护焊原理 CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的一种熔化极气体 保护电弧焊方法，简称CO2焊。
图3-3 CO2气体保护焊焊接过程示意图 1—熔池 2—焊件 3—CO2气体 3—喷嘴 5— 焊丝 6—焊接设备7—焊丝盘
FeO+C→Fe+CO↑ 焊丝中含有足够的脱氧元素Mn和Si，并严格限制焊丝中的含C量，就 可以减小产生CO气孔的可能性。CO2焊，产生CO气孔的可能性不大。 （2）氢气孔 氢的来源主要是焊丝、焊件表面的铁锈、水分和油污及CO2气体中的 水分。由于CO2焊的保护气体氧化性很强，所以CO2焊时形成氢气孔 的可能性较小。 （3）氮气孔 CO2焊最常发生的是氮气孔，而氮主要来自于空气。所以必须加强 CO2气流的保护效果，这是防止CO2焊的焊缝中产生气孔的重要途径。