CO2气体保护焊

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1、二氧化碳气体保护焊摘要：二氧化碳气体保护电弧焊（Carbon-Dioxide Arc Welding）是是利用CO2 气体作为保护气体，使用焊丝作为熔化电极的电弧焊方法。由于这种方法的焊接成本低，生效率高，操作简单，且焊接质量较好，因此目前有及其广泛的应用。一二氧化碳气体保护焊的工作原理 二氧化碳气体保护焊是目前主流的焊接方法之一，在生产生活中有广泛的应用。其工作原理如下图，使用CO2 气体保护焊焊接时，在焊丝与焊件之间产生电弧；焊丝自动送进，被电弧熔化形成熔滴并进入熔池；CO2气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起着隔绝空气和焊接金属的作用。同时，CO2气体还参与冶金反应，在高温下的氧化性有助于

2、减少焊缝中的氢。当然，其高温下的氧化性也有不利之处。在CO2焊的初期发展阶段，由于CO2气体在高温下的氧化性，难以保证焊接质量。后来在焊接钢铁材料时，采用含有一定量脱氧剂的焊丝或采用带有脱氧剂成分的药芯焊丝，是脱氧剂在焊接过程中进行冶金脱氧反应，就可以消除CO2气体氧化作用的不利影响。CO2气体保护焊通常是按采用的焊丝直径来分类：当焊丝直径小于1.6mm时，称为细丝CO2气体保护焊；当焊丝直径大于或等于1.6mm时，称为粗丝CO2气体保护焊。按操作方式，CO2气体保护焊可分为自动焊及半自动焊两种。为了适应现代工业某些特殊应用的需要，目前在生产中还派生出了CO2电弧点焊、CO2气体保护立焊、CO

3、2气体保护窄间隙焊以及CO2气体加其它气体（如CO2+O2）等。二CO2气体保护焊的特点1.CO2气体保护焊的优点1）CO2气体保护焊是一种高效节能的焊接方法。例如：水平对接焊10mm厚的低碳钢板是，CO2焊的耗电量比焊条电弧焊低2/3左右，就是与埋弧焊相比也略低些。同事考虑到高生产率和焊接材料价格低廉等特点，CO2气体保护焊的经济效益是很高的。2）用粗丝焊接时可以使用较大的焊接电流，此时电流密度较大，焊件的熔深很大，可以不开或开小坡口，另外，该方法基本上没有焊渣，介绍工时，从而提高了生产率。3）用细丝焊时可以使用较小的焊接电流，此时电弧稳定，热量集中，焊接热输入较小，适合焊接薄板，同时焊接变

4、形很小，甚至不需要焊后矫正的工序。4）CO2气体保护焊是一种低氢型焊接方法，焊缝的含氢量极低，抗锈能力较强，所以焊接低合金钢时不易产生冷裂纹，同时也不易产生请气孔。5）CO2气体保护焊是一种明弧焊接方法，焊接时便于监视和控制电弧和熔池，有利于实现焊接过程的机械化和自动化。2.CO2气体保护焊与焊条电弧焊和埋弧焊相比的不足1）焊接过程中金属飞溅较多，焊缝外形较为粗糙，特别是当焊接参数匹配不当时尤为严重。2）不能焊接易氧化的金属材料，也不适于在有风的地方施焊。3）焊接过程弧光较强，所以要重视对操作人员的保护。4）设备比较复杂，需要有专业队伍负责维修。三CO2气体保护焊容易出现的缺陷及产生原因1.未

5、焊透：电流过小或焊接速度过快。2.焊穿：电流过大或焊接速度过慢。3.气孔：a.气体流量过小，b.有过堂风，c.板材油污，d.电弧过长。4.咬边：a.电流过大，b.焊接速度过快。5.裂纹：收弧过快，未填平弧坑。6.飞溅：电弧电压过低，电弧过长。7.焊缝余高超值：焊速太慢，电弧电压过低。8.焊缝熔宽不够：焊速太快，电弧电压过低。四CO2气体保护焊工艺（一）准备工作1.焊丝a.焊丝的选 择 表（1）焊丝直径的选择b.焊丝的质量 焊丝成分必须含有足够数量的Mn Si 等多样元素，并且含碳量要低。其中最常用的焊丝是H08Mn2SiA。另焊丝表面必须光滑平整，不应有毛刺、划痕、锈蚀和氧化皮等，也不应有对焊

6、接性能或焊接设备操作性能具有不良影响的杂质。焊丝的镀铜层要均匀牢固，用缠绕法检查镀铜层的结合力时，应不出现鳞与剥落现象。焊丝的挺度应使焊丝均匀连续送进。2. CO2气体 a纯度 二氧化碳的纯度不应低于99.5（体积法），其含水量不超过0.005（重量法）。 b使用焊接前应放出一部分气体，检查其是否潮湿。气瓶中的压力降到1Mpa时，应停止用气。3. 电焊机 焊接机在使用前应能电检验，其各电气开关、指示灯应灵活、好用。送丝机构尖送丝连续、均匀，并根据要焊的零部件选择适当的焊接电流及电压。（二） 工艺流程 1工件尽可能平放，各需要焊接的工件应用专用焊接夹具定位。 2先点焊成形，经检验点焊成形的零部件

7、符合图纸要求后，再焊接。 3尽可能采用平焊。如采用立焊，施焊方向应为自上而下。但修补咬边时，可由下而上。管材结构的立焊可以由上而下，也可以由下而上。 4焊接电流应根据工件厚度、焊接位置选择。 5根部焊道的最小尺寸应足以防止产生裂纹。 6金属过渡方式和焊接速度都应使每道焊缝将附近母材与熔敷金属完全熔合，且不得有溢流，气孔和咬边等现象。（三） 焊缝要求 1角焊缝：母材厚并小于6.4mm，最大焊缝尺寸为母材厚度；母材厚度大于6.4mm时，应较母材厚度小1.6mm，或按图纸要求。 2钻焊：钻焊最小孔径应大于开孔件厚度加8mm。 3对接头焊接：对接头和角接头焊接，根部间隙最大为23mm。 4对接和角接，

8、焊缝条高不得超过3.3mm，并缓和过渡到母材面的平面。（四） 焊缝表面要求 除角接接头外侧焊缝外，焊缝或单个焊道的凸度不得超过该焊缝或焊道实际表面宽度值的71.5mm，同时去除焊渣。（五） 检查 1焊口的清理 零部件的焊口及附近表面应清理干净，无毛刺、熔渣、油、锈等杂物。 2零部件之间的位置 零部件的相对位置和其空间角度应符合图纸及相关标准的规定 3零部件的材质 焊接前应对零部件材质进行复核检验，以免材质用错及选用相应的焊接工艺。 4焊缝质量的检查 焊缝尺寸符合图纸及相应标准规定，焊缝不允许有裂纹、夹渣、气孔和咬边等焊接缺陷，若发现应及时处理。 5焊接强度检查：使用万能材料试验机，夹持焊接件两

9、端进行拉伸，其拉伸强度不低于400MPa。（六） CO2气体保护焊焊接参数的选择二氧化碳气体保护焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等。1电源极性 二氧化碳气体保护焊焊接一般材料时，采用直流反接；在进行高速焊接、堆焊和铸铁补焊时，应采用直流正接。2焊丝直径 二氧化碳气体保护焊的焊丝直径一般可根据表（1）选择。3电弧电压和焊接电流 对于一定直径的焊丝来说，在二氧化碳气体保护焊中，采用较低的电弧电压，较小的焊接电流焊接时，焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。大多数二氧化碳气体保护焊工艺都采用短路过渡焊接

10、。当电弧电压较高、焊接电流较大时，熔滴呈小颗粒飞落称为颗粒过渡。16或20mm的焊丝自动焊接中厚板时，常采用这种过渡。3mm以上的焊丝应用较少。O612mm的焊丝主要采用短路过渡，随着焊丝直径的增加，飞溅颗粒的数量就相应增加。当采用16mm的焊丝，仍保持短路过渡时，飞溅就会非常严重。焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷，电弧电压和焊接电流要相互匹配，通过改变送丝速度来调节焊接电流。飞溅最少时的典型工艺参数和生产所用的工艺参数范围详见表在小电流焊接时，电弧电压过高，金属飞溅将增多；电弧电压太低，则焊丝容易伸人熔池，使电弧不稳。在大电流焊接时，若电弧电压过

11、大，则金属飞溅增多，容易产生气孔；电压太低，则电弧太短，使焊缝成形不良。 4气体流量 二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大。一般二氧化碳气体流量的范围为82 5I。min。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。 5焊接速度 随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余

12、高和熔深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。 6焊丝伸出长度指焊接时焊丝伸出导电嘴的长度。焊丝伸出长度增加，则使焊丝的电阻值增加，造成焊丝熔化速度加快，当焊丝伸出长度过长时，因焊丝过热而成段熔化，结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气体对熔池的保护作用减弱；反之，当焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增加，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气流的流通。一般，细丝二氧化碳

13、气体保护焊，焊丝伸出长度为81 4mm；粗丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为1 02 0mm。7直流回路电感 在焊接回路中，为使焊接电弧稳定和减少飞溅，一般需串联合适的电感。当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快，会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。再者，盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感，所以一旦焊接过程稳定下来以后，就不要随便改动。参考文献：【1】中国机械工程学会焊接分会. 焊接手册【2】中国机械工程学会焊接分会. 焊接字典【3】殷树言. 气体保护焊技术问答【4】熊腊森. 焊接工程基础【5】雷世明. 焊接方法与设备【6】李亚江，刘鹏，刘强. 气体保护焊工艺及应用