CO2 气体保护焊

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1、5.8.1工艺特点1)C02电孤的穿透力强，厚板焊接时可增加坡口的钝边，和减小坡口；焊接电流密度大(通常为100一300A／mm2)，故焊丝熔化率高；焊后一般不须清渣，所以C02焊的生产率比焊条电弧焊高约1一3倍．2)纯C02焊在一股工艺范围内不能达到射流过渡，实际上常用短路过渡和滴状过渡，加入混合气体后才有可能获得射流过渡．3)采用短路过渡技术可以用于全位置焊接，而且对薄壁构件焊接质量高，焊接变形小。因为电强热量集中，受热面积小，焊接速度快，且C02气流对焊件起到一定冷却作用，故可防止焊薄件烧穿和减少焊接变形．4)抗锈能力强，焊缝含氢量低，焊接低合金高强度钢时冷裂纹的倾向小．5)C02气

2、体价格便宜，焊前对焊件清理可从简，其焊接成本只有埋弧焊和焊条电弧焊的40％~50％。6)焊接过程中金属飞溅较多，特别是当焊接工艺参数匹配不当时，更为严重．7)电弧气氛有很强的氧化性．不能焊接易氧化的金属材料．抗风能力较弱、室外作业需有防风措施。8)焊接弧光较强，特别是大电流焊接时，要注意对操作人员防弧光辐射保护。5.8.2冶金特点C02焊接过程在冶金方面主要表现在C02是一种氧化性气体，在高温时进行分解，具有强烈的氧化作用，把合金元素氧化烧损或造成气孔和飞溅．1．C02的氧化性C02气体高温分解：C02=CO+1/2O2三者同时存在，CO气体在焊接中不熔于金属，也不与之发生作用，C02和O

3、2，则使Fe和其他元素氧化烧损。在熔滴过渡或在熔池中的氧化反应如下：（1)直接氧化与C02作用：Fe+C02=FeO+COSi+C02=SiO+COMn十C02=MnO+CO与高温分解的氧原子作用：Fe+O=FeOSi+20=SiO2Mn+O=MnOFeO可熔于液体金属内成为杂质或与其他元素发生反应，SiO2，和MnO成为熔渣能浮出，生成的CO从液体金属中逸出．(2)间接氧化与氧结合能力比Fe大的台金元素把Fe从FeO中置换出来而自身被氧化，其反应如下：Si+2FeO=Si02+2FeMn+2Fe=MnO+FeC+FeO+Fe生成的Si02和MnO成熔渣浮出，其结果是液体金属中Si和Mn被

4、烧损而减少．一般C02，焊接时，焊丝中约有w(Mn)=50％和w(Si)=60％：被氧化烧损，生成的CO在电弧高温下急剧膨胀，使熔滴爆破而引起金属飞溅．在熔池中的CO，若逸不出来，便成为焊缝中的气孔。所以直接和间接氧化的结果造成了焊缝金属力学性能降低，产生气孔和金属飞溅．解决C02焊氧化性的措施是脱氧。具体做法足在焊丝中(或在药芯焊丝的芯料中)加入一定量的脱氧剂，它们是与氧的亲和力比Fe大的合金元素，如Al、Ti、Si、Mn等。实践表明，采用Si-Mn联合脱氧效果最好，可以焊出高质量的焊缝，所以目前国内外广泛应用H08Mn2Si焊丝。加入到焊丝中的Si和Mn，在焊接过程中一部分被直接氧化和

5、蒸发掉，一部分就用于FeO的脱氧，其余部分留在焊缝金属中起着提高焊缝力学性能的作用．焊接磺钢和低合金钢用的焊丝，一般w(Si)为1％左右，经烧损和脱氧后剩约0.4％-O．5％在焊缝金属中，Mn在焊丝中的质量分数一般为1％-2％左右：碳(C)与氧的亲和力比Fe大，为了防止孔和气减少飞溅以及降低焊缝中产生裂缝倾向，焊丝中w(C)一般都限制在0.15％以下．2．气孔问题在熔池金属内部存在有溶解不了的或过饱和的气体，当这些气体来不及从馅池中逸出时，便随熔池的结晶凝固，而留在焊缝内形成气孔。C02焊时气流对焊缝有冷却作用，又无熔渣覆盖，故熔池冷却快。此外，所用的电流密度大，焊缝窄而深，气体逸出路程长

6、，于是增加了产生气孔的可能性。可能产生的气孔主要有三种；一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔．产生CO气孔的原因主要是焊丝中脱氧元素不足，使熔池中熔入较多的FeO，它和C发生强烈的碳还原铁的反应，便产生CO气体。因此，只要焊丝中有足够脱氧元素si和Mn，以及限制焊丝中c含量，就能有效地防止CO气孔．产生N2气孔的原因主要是C02保护不良或C02纯度不高．只要加强C02的保护和控制C02的纯度，即可防止．造成保护效果不好的原因一股足过小的气体流量，喷嘴被堵塞、喷嘴距工件过大，电弧电压过高(即电弧过长)，电弧不稳或作业区有风等。产生H2气孔是由于在高温时熔入了大量H2，结晶过程中不能充分排出，而留在焊

7、缝金属中。电弧区的H2主要来自焊丝、工件表面的油污和铁锈以及C02气体中所含的水分．前者易防止和消除，故后者往往是引起H2气孔的主要原因，因此对C02气体进行提纯与干燥是必要的，但因C02气体具有氧化性，H2和C02会化合，故出现H2气孔的可能性相对较小，这就是被认为C02焊是低氢焊接的方法。3.飞溅问题金属飞溅是C02焊接的主要问题，特别粗丝大电流焊接飞溅更为严重，有时飞溅损失达焊丝熔化量的30％~40％．飞溅增加了焊