氧化碳气体保护电弧焊

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1、项目五二氧化碳气体保护电弧焊教学目标：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；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；了解二氧化碳气体保护电弧焊的新技术。教学活动设计：1在实训室中进行讲练结合的现场教学；2．利用多媒体课件、仿真等辅助教学；教学重点：条电弧焊的原理、工艺特点制定焊条电弧焊工艺；掌握焊条电弧焊操作技术教学难点：对工艺制定及操作的掌握学习单元一认知CO2气体保护焊一、CO2焊的实质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

2、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。二、CO2焊的特点1．优点1）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2~4倍。2）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焊的成本只有埋弧焊或焊条电弧焊的40％~50％。3）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。4）焊接品

3、质较高。对铁锈敏感性小，焊缝含氢量少，抗裂性能好。5）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。6）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。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。4）不能焊接容易氧化的有色金属。CO2焊的缺点可以通过提高技术水准和改进焊接材料、焊接设备加以解决，而其优点却是其他焊接方法所不能比的。因此，可以认为CO2焊是一种高效率、

4、低成本的节能焊接方法。三、CO2焊的应用CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。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。此外，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。学习单元二CO2焊的冶金特性和焊接材料一、合金元素的氧化与脱氧1．合金元素的氧化CO2及其在高温分解出的氧，都具有很强的氧化性。随着温度的提高，氧化性增强。氧化反应的程度取决于合金元素在焊接区的浓度和它们

5、对氧的亲和力。熔滴和熔池金属中Fe的浓度最大，Fe的氧化比较激烈。Si、Mn、C的浓度虽然较低，但它们与氧的亲和力比Fe大，所以也很激烈。2．氧化反应的结果反应生成的CO气体有两种情况：其一是在高温时反应生成的CO气体，由于CO气体体积急剧膨胀，在逸出液态金属过程中，往往会引起熔池或熔滴的爆破，发生金属的溅损与飞溅。其二是在低温时反应生成的CO气体，由于液态金属呈现较大的粘度和较强的表面张力，产生的CO无法逸出，最终留在焊缝中形成气孔。合金元素烧损、气孔和飞溅是CO2焊中三个主要的问题。它们都与CO2电弧的氧化性有关，因此必须在冶金上采取脱氧措施予

6、以解决。但应指出，气孔、飞溅除和CO2气体的氧化性有关外，还和其它因素有关，这些问题以后还要讨论。3．CO2焊的脱氧加入到焊丝中的Si和Mn，在焊接过程中一部分直接被氧化和蒸发，一部分耗于FeO的脱氧，剩余的部分则残剩留在焊缝中，起焊缝金属合金化作用，所以焊丝中加入的Si和Mn，需要有足够的数量。但是焊丝中Si、Mn的含量过多也不行。Si含量过高会降低焊缝的抗热裂纹能力；Mn含量过高会使焊缝金属的冲击值下降。此外，Si和Mn之间的比例还必须适当，否则不能很好地结合成硅酸盐浮出熔池，而会有一部分SiO2或者MnO夹杂物残留在焊缝中，使焊缝的塑性和冲击

7、值下降。根据试验，焊接低碳钢和低合金钢用的焊丝，一般w（Si）为1%左右。经过在电弧中和熔池中烧损和脱氧后，还可在焊缝金属中剩下约0.4%~0.5%。焊丝中w(Mn)一般为1％~2％左右。二、CO2焊的气孔及防止CO2焊时，由于熔池表面没有熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固比较快。如果焊接材料或焊接工艺处理不当，可能会出现CO气孔、氮气孔和氩气孔。1．CO气孔在焊接熔池开始结晶或结晶过程中，熔池中的C与FeO反应生成的CO气体来不及逸出，而形成CO气孔。这类气孔通常出现在焊缝的根部或近表面的部位，且多呈针尖状。2．氮气孔在电弧高温下，熔

8、池金属对N2有很大的溶解度。但当熔池温度下降时，N2在液态金属中的溶解度便迅速减小，就会析出大量N2，若未能逸出熔池，便生