二氧化碳焊接操作
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项目四
二氧化碳气体保护电弧焊
教学目标：
1. 了解二氧化碳气体保护焊的基本原理、工艺特点 及应用范围；能合理选用焊丝和控制冶金过程； 能合理制定焊接工艺； 2. 掌握典型焊接接头半自动二氧化碳气体保护电弧 焊操作技术； 3. 了解二氧化碳气体保护电弧焊的新技术。
包头职业技术学院
焊接方法与操作技术
早在20世纪30年代就有人提出用CO2及水蒸气 作为保护气体，但试验结果发现焊缝金属严重氧化， 气孔很多，焊接质量得不到保证。因此氩气、氦气 等惰性气体保护焊首先应用于焊接生产，解决了当 时航空工业中有色金属的焊接问题，气体保护焊的 优越性也逐步被人们认识和重视。但是氩气、氦气 为稀有气体，价格较贵，应用上受到一定的限制。 为此，到20世纪50年代。人们又重新研究CO2气体保 护焊，并逐步应用焊接生产。
CO2是一种无色无味的气体，在0℃ 101.3kPa 气压时，它的密度为1.9768g/L，是空气的1.5倍。 因而CO2良好的保护作用，还能有效地防止空气中 N2对熔滴及熔池金属的有害作用，这一点是很可贵 的，因为金属一旦被氮化，便难以使之脱氮。
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焊接方法与操作技术
1.2 CO2气体的性质
4）不能焊接容易氧化的有色金属。
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焊接方法与操作技术
1.3 CBaidu Nhomakorabea2焊的应用
1. CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。
2. 对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间 腐蚀性能。所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈 钢焊件。
3. CO2焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补以及 电铆焊等方面。 目前CO2焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、 农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。
H08Mn2SiA H04Mn2SiTiA H04Mn2SiAlTi A H08MnSiA
特征及适用范围
冲击值高，送丝均匀，导电好。 脱氧、脱氮、抗气孔能力强，适用于200A以上电流 。 脱氧\脱氮\抗气孔能力更强, 适用于填充和CO2-O2混合气体保护焊。 MAG 焊
常用的实芯焊丝型号 ： H 0 8 M n 2 S i A H：焊接用钢, 08：含碳量0.08 % , M n 2: 2 %的氧化锰, S i: 1 %的氧化硅, A: 含硫、磷量小于0.03 % , 无A则＜0.04 % 。 为了提高导电性能及防止焊丝表面生锈，一般在焊丝表面采用镀铜工艺，要求 镀层均匀，附着力强，总含铜量不得大于0.35 %
能，必须采用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。 CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既 要保证一定的化学性能和机械性能，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:
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焊接方法与操作技术
2.1.1 实芯焊丝
实芯焊丝的型号、特征及适用范围 焊丝型号
熔化极气体保护焊接。
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焊接方法与操作技术
1.CO2焊的特点及应用
CO2焊的原理示意图 1. 焊丝盘 2. 送丝滚轮 3. 焊丝 4. 导电嘴 5. 保护气体喷嘴 6. 保护气体 7. 熔池 8. 焊缝金属 9. 母材 10.电弧
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焊接方法与操作技术
1.2 CO2气体的性质
操作简便。焊后不需清渣，且是明弧，便于监控， 有利于实现机械化和自动化焊接。
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焊接方法与操作技术
1.4.2 缺点
1) 飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。金属飞溅 是CO2焊中较为突出的问题，这是主要缺点。 2）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。
3）抗风能力差，给室外作业带来一定困难。
1.3 CO2焊的分类：
CO2焊按使用焊丝直径的不同，可分为细丝CO2 焊（焊丝直径小于1.6mm）和粗丝CO2焊（焊丝直径 大于1.6mm）。 按操作的方式分类，又可分为半自动CO2焊和 自动CO2焊。
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焊接方法与操作技术
1.4 CO2焊的特点
1.4.1 优点
焊接生产率高。由于焊接电流密度较大，电弧热 量利用率较高，以及焊后不需清渣，因此提高了 生产率。CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高24倍。
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焊接方法与操作技术
1.CO2焊的特点及应用
1.1 CO2焊的基本原理
CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体
的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO2气体作为
保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止
空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用， 从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是利 用专用的焊枪，形成足够的CO2气体保护层，依 靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或自半动
4.使用条件 如工作温度高低、工 作介质种类、载荷性质 等，都属于工艺焊接性 考虑范围
焊接方法与操作技术
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2.1 焊接材料的选用
因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化 碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以
CO2焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械性
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焊接方法与操作技术
2. CO2焊接工艺
2.工艺因素 1.材料因素
母材和焊材的成分
焊 接 工 艺 包 括 哪 几 方 面 ？
3.结构因素 如设计时应考虑焊接 接头处于刚度较小状 态，避免出现截面突 变、余高过大、交叉 焊缝等容易引起应力 集中的结点。
如焊接方法、坡口形式和加工 质量、预热后热措施、层间温 度控制、装配质量、甚至电源 种类和极性等，对改善工艺焊 接性都起很大作用。
焊接成本低。 CO2气体来源广，价格便宜，而且 电能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成 本只有焊条电弧焊的40％—50％。
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焊接方法与操作技术
1.4.1 优点
焊接变形小。由于电弧加热集中，焊件受热面积 小，同时CO2气流有较强的冷却作用，所以焊接变 形小，特别适宜于薄板焊接。 焊接质量较高。对铁锈敏感性小，焊缝含氢量少， 抗裂性能好。 适用范围广。可实现全位置焊接，并且对于薄板、 中厚板甚至厚板都能焊接。
CO2常温下很稳定，但在高温下（5000K）左右 几乎能全部分解，具有强烈的氧化性，因而是一种 氧化性气体。虽然它有强烈的氧化作用，但氧化了 的熔化金属可比较容易地脱氧；另一方面较强的氧 化性能够抑制焊缝中氢的存在，防止产生氢气孔和 裂纹； CO2气体价格低廉，供应充足。
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二氧化碳气体保护电弧焊
教学目标：
1. 了解二氧化碳气体保护焊的基本原理、工艺特点 及应用范围；能合理选用焊丝和控制冶金过程； 能合理制定焊接工艺； 2. 掌握典型焊接接头半自动二氧化碳气体保护电弧 焊操作技术； 3. 了解二氧化碳气体保护电弧焊的新技术。
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焊接方法与操作技术
早在20世纪30年代就有人提出用CO2及水蒸气 作为保护气体，但试验结果发现焊缝金属严重氧化， 气孔很多，焊接质量得不到保证。因此氩气、氦气 等惰性气体保护焊首先应用于焊接生产，解决了当 时航空工业中有色金属的焊接问题，气体保护焊的 优越性也逐步被人们认识和重视。但是氩气、氦气 为稀有气体，价格较贵，应用上受到一定的限制。 为此，到20世纪50年代。人们又重新研究CO2气体保 护焊，并逐步应用焊接生产。
CO2是一种无色无味的气体，在0℃ 101.3kPa 气压时，它的密度为1.9768g/L，是空气的1.5倍。 因而CO2良好的保护作用，还能有效地防止空气中 N2对熔滴及熔池金属的有害作用，这一点是很可贵 的，因为金属一旦被氮化，便难以使之脱氮。
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1.2 CO2气体的性质
4）不能焊接容易氧化的有色金属。
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1.3 CBaidu Nhomakorabea2焊的应用
1. CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。
2. 对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间 腐蚀性能。所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈 钢焊件。
3. CO2焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补以及 电铆焊等方面。 目前CO2焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、 农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。
H08Mn2SiA H04Mn2SiTiA H04Mn2SiAlTi A H08MnSiA
特征及适用范围
冲击值高，送丝均匀，导电好。 脱氧、脱氮、抗气孔能力强，适用于200A以上电流 。 脱氧\脱氮\抗气孔能力更强, 适用于填充和CO2-O2混合气体保护焊。 MAG 焊
常用的实芯焊丝型号 ： H 0 8 M n 2 S i A H：焊接用钢, 08：含碳量0.08 % , M n 2: 2 %的氧化锰, S i: 1 %的氧化硅, A: 含硫、磷量小于0.03 % , 无A则＜0.04 % 。 为了提高导电性能及防止焊丝表面生锈，一般在焊丝表面采用镀铜工艺，要求 镀层均匀，附着力强，总含铜量不得大于0.35 %
能，必须采用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。 CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既 要保证一定的化学性能和机械性能，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:
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2.1.1 实芯焊丝
实芯焊丝的型号、特征及适用范围 焊丝型号
熔化极气体保护焊接。
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1.CO2焊的特点及应用
CO2焊的原理示意图 1. 焊丝盘 2. 送丝滚轮 3. 焊丝 4. 导电嘴 5. 保护气体喷嘴 6. 保护气体 7. 熔池 8. 焊缝金属 9. 母材 10.电弧
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焊接方法与操作技术
1.2 CO2气体的性质
操作简便。焊后不需清渣，且是明弧，便于监控， 有利于实现机械化和自动化焊接。
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1.4.2 缺点
1) 飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。金属飞溅 是CO2焊中较为突出的问题，这是主要缺点。 2）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。
3）抗风能力差，给室外作业带来一定困难。
1.3 CO2焊的分类：
CO2焊按使用焊丝直径的不同，可分为细丝CO2 焊（焊丝直径小于1.6mm）和粗丝CO2焊（焊丝直径 大于1.6mm）。 按操作的方式分类，又可分为半自动CO2焊和 自动CO2焊。
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1.4 CO2焊的特点
1.4.1 优点
焊接生产率高。由于焊接电流密度较大，电弧热 量利用率较高，以及焊后不需清渣，因此提高了 生产率。CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高24倍。
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1.CO2焊的特点及应用
1.1 CO2焊的基本原理
CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体
的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO2气体作为
保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止
空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用， 从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是利 用专用的焊枪，形成足够的CO2气体保护层，依 靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或自半动
4.使用条件 如工作温度高低、工 作介质种类、载荷性质 等，都属于工艺焊接性 考虑范围
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2.1 焊接材料的选用
因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化 碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以
CO2焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械性
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2. CO2焊接工艺
2.工艺因素 1.材料因素
母材和焊材的成分
焊 接 工 艺 包 括 哪 几 方 面 ？
3.结构因素 如设计时应考虑焊接 接头处于刚度较小状 态，避免出现截面突 变、余高过大、交叉 焊缝等容易引起应力 集中的结点。
如焊接方法、坡口形式和加工 质量、预热后热措施、层间温 度控制、装配质量、甚至电源 种类和极性等，对改善工艺焊 接性都起很大作用。
焊接成本低。 CO2气体来源广，价格便宜，而且 电能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成 本只有焊条电弧焊的40％—50％。
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1.4.1 优点
焊接变形小。由于电弧加热集中，焊件受热面积 小，同时CO2气流有较强的冷却作用，所以焊接变 形小，特别适宜于薄板焊接。 焊接质量较高。对铁锈敏感性小，焊缝含氢量少， 抗裂性能好。 适用范围广。可实现全位置焊接，并且对于薄板、 中厚板甚至厚板都能焊接。
CO2常温下很稳定，但在高温下（5000K）左右 几乎能全部分解，具有强烈的氧化性，因而是一种 氧化性气体。虽然它有强烈的氧化作用，但氧化了 的熔化金属可比较容易地脱氧；另一方面较强的氧 化性能够抑制焊缝中氢的存在，防止产生氢气孔和 裂纹； CO2气体价格低廉，供应充足。
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