第4章 熔化极气体保护焊2

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1、第二节　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4-3CO2气体保护焊焊接过程示意图1—熔池2—焊件3—CO2气体4—喷嘴5—焊丝6—焊接设备7—焊丝盘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

2、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。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

3、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。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。CO2焊是一种值得推

4、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。（2）脱氧CO2焊通常的脱氧方法是采用具有足够脱氧元

5、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。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

6、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。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

7、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。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。虽然仍为非轴向过渡，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

8、的熔敷系数，增加焊丝及电能的消耗，降低焊接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