二氧化碳气体焊接保护技术

二氧化碳气体保护焊（简称CO₂焊）是采用CO₂气体作为保护介质。焊接时CO₂气体通过焊枪的喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围形成气体保护层，机械地将焊接电弧及熔池与空气隔离开来，从而避免了有害气体的侵入，保证焊接过程的稳定，以获得优质的焊缝。其工作原理如图3-77所示。

一、二氧化碳气体保护焊

1.二氧化碳气体保护焊的特点

二氧化碳气体保护焊与其他焊接方法相比具有以下优点。

图3-77 CO₂焊的工作原理示意图

1—焊丝 2—喷嘴 3—电弧 4—气体保护层 5—熔池 6—焊缝 7—焊件

1）采用明弧焊，施焊部位的可见度好，便于对中，操作方便。

2）CO₂气体价格低，焊接成本低于其他焊接方法，相当于埋弧焊和焊条电弧焊成本的40％左右。

3）二氧化碳气体保护焊可以采用较大的焊接电流密度，使焊丝熔化速度快；焊接时又无焊渣，减少了清渣工作量，所以生产效率高。

4）二氧化碳气体保护焊电弧加热集中，焊件受热面积小，加上气流的冷却作用，可减少焊接应力和变形，解决薄板的烧穿和变形问题。

5）有较强的抗锈能力，焊缝含氢量低，抗裂性能好。

6）适用范围广，既适用于薄板焊接，又适用于中、厚板以及全位置的焊接。

7）焊接时飞溅较大，焊缝表面成形较差，焊接设备较复杂。防风能力差，不能在有风的场所使用。

2.应用范围

CO₂焊适用范围广，可进行各种位置焊接，不仅适用于焊接薄板，还常用于中、厚板焊接，而且也用于磨损零件的修补堆焊。

二、半自动二氧化碳气体保护焊工艺(www.xing528.com)

1.焊前清理

CO₂半自动焊时，对焊件与焊丝表面的清洁程度要比焊条电弧焊严格，为了获得稳定的焊接质量，焊前应对焊件、焊丝表面的油、锈、水分等脏物进行仔细清理。

2.装配定位焊

定位焊可使用优质焊条进行焊条电弧焊或者直接采用CO₂半自动焊进行，定位焊的长度和间距根据板材厚度和焊件的结构形式而定。一般定位焊缝长度为30～50mm为宜，间距以100～300mm为宜。

3.焊接参数

采用短路过渡时的焊接参数包括以下几方面。

1）焊接电流：焊接电流是CO₂焊的重要焊接参数，它的大小应根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置及熔滴过渡形式来决定。用直径为0.8～1.6mm的焊丝，当短路过渡时，焊接电流在50～230A范围选择；颗粒状过渡时，焊接电流可在250～500A范围选择。如图3-78所示为不同直径焊丝适用的焊接电流范围，图中阴影区为最佳的短路过渡电流范围。

2）电弧电压：电弧电压必须与焊接电流配合恰当，它的大小会影响到焊缝成形、熔深、飞溅、气孔及焊接过程的稳定性。短路过渡焊接时，电弧电压与焊接电流的关系如图5-5所示，通常电弧电压在16～24V。颗粒过渡焊接时，电弧电压随着焊接电流增大而相应增大，对于直径为1.2～3.0mm的焊丝，电弧电压可在25～36V范围选择。

3）焊接速度：在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下，若焊接速度增快，则焊缝的熔宽与熔深减小。焊接速度过快，容易产生咬边及未熔合等缺陷，且气体保护效果变差，可能出现气孔；焊接速度过慢，则焊接生产率降低，焊接变形增大，一般CO₂半自动焊的焊接速度为15～30m／h。

4）焊丝伸出长度：焊丝伸出长度取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的10倍，且不超过15mm。

5）气体的流量和纯度：CO₂气体流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径来选择，过大或过小的气体流量都会影响气体保护效果。通常在细丝CO₂焊时，CO₂气体流量约为1525L／min。

CO₂气体的纯度应大于99.5％，含水量和含氮量均不应超过1％，否则会降低焊缝的力学性能，焊缝易产生气孔。若CO₂气体的纯度达不到标准，可进行提纯处理。

6）电源极性：CO₂焊时，采用直流反接，因为反接时飞溅小、电弧稳定、母材熔深大、焊缝成形好、焊缝金属含氢量低。

CO₂焊用于堆焊时采用直流正接法，这时焊丝的熔化系数约为反接的1.6倍，金属熔敷率高，熔深浅。

图3-78 不同直径焊丝适用的焊接电流范围示意图