CO2气体保护焊的焊接材料优化方案

1.CO₂气体

一般将焊接用的CO₂气体压缩成液态储存在容量为40L的钢瓶内，每瓶可以装25kg液体CO₂。瓶内液面上是水蒸气、空气和CO₂三者的混合物，瓶内的压力随着外界温度的升高而加大，因此不能用压力表上的读数来估计瓶内液态CO₂的剩余量。由于压力表上的读数仅代表气体CO₂的压力，不代表液态CO₂的剩余量。

CO₂气瓶应涂铝白色，同时用黑色标写有“液态二氧化碳”字样。CO₂气瓶使用时因为瓶内压力随外界温度的升高而加大，所以CO₂气瓶不准靠近热源或置于烈日下曝晒，避免发生爆炸事故。

液态CO₂在大气压力下的沸点为-78℃，因此常温下极易蒸发。CO₂气体中水气的含量与瓶中的压力有关，压力越低，水气越多，当压力小于1MPa时，CO₂气体中的含水量便大为增加，不能继续使用。为了保证焊接质量，一般规定CO₂气体的纯度（体积分数）为99.5%以上，水的体积分数、氮的体积分数均不得大于0.1%。

2.焊丝

为了保证CO₂气体保护焊的焊缝质量与力学性能，焊丝中必须比基本金属中含有较多的Si、Mn、Al、Ti等脱氧元素，为了降低飞溅，焊丝的w_c必须限制在0.1%以下。常用的CO₂气体保护焊焊丝牌号和化学成分见表2-7。

表2-7 常用CO₂气体保护焊焊丝牌号和化学成分

H08Mn2SiA是最为常用的一种焊丝，具有良好的焊接工艺性能和力学性能，适用于焊接低碳钢、低合金钢和某些R_eL≤500MPa低合金高强钢。H08MnSi与H08MnSiA只能够用于焊接低碳钢和R_eL≤300MPa的低合金钢。H04Mn2SiTiA与H04Mn2SiTiA焊丝，由于含碳量低，同时又含有较强脱氧能力及固氮能力的Al、Ti等元素，所以这两种焊丝抗气孔能力较强，焊接时飞溅小，适用于对焊缝质量要求较高的焊件。当焊接强度级别较高的钢种时，则需要选用含Mo的焊丝，如H10MnSiMo等。

CO₂气体保护焊焊接低碳钢时，常选用硅锰焊丝进行焊接，通常为H08Mn2Si、H08Mn2SiA等。除选择适当的焊丝外，起保护作用的CO₂气体纯度也非常重要，如果在CO₂气体中氮和氢的含量过高，即使焊接时焊缝不被氧化，焊丝向焊缝过渡的Si、Mn充足，还是有可能在焊缝中出现气孔，因此CO₂气体中氮、氢的含量必须符合标准。药芯焊丝一般选用YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4等。(www.xing528.com)

低碳钢的CO₂气体保护焊用在薄板结构上的优越性非常大。为了获得稳定的电弧，需采用较高的电流密度，但需要控制电弧电压不得过高，否则电弧将燃烧不稳定，同时会引起大量的金属飞溅和焊缝的力学性能降低。

CO₂气体保护焊焊接时，飞溅问题非常严重，为解决飞溅问题，在焊丝表面或内部添加K、Cs等易电离物质（电弧活化剂），加入活化剂的焊丝称为活性焊丝。加入易电离物质，可以使电弧弧柱横向尺寸增大，减小阻碍熔滴脱落的电磁力。由于电弧稳定，电弧活性斑点稳定在电极端部，改善了CO₂气体保护焊的熔滴过渡特性，以小滴形式从焊丝末端不断滴落，呈现细滴喷射过渡，从而大大减少了飞溅。

活性焊丝和普通焊丝相比，飞溅率从10%～12%降低到2%～3%，而且焊接速度提高了0.5～1倍，焊缝熔透良好，表面光滑，容易脱渣。

CO₂气体保护焊所用的焊丝，一般直径为0.5～5.0mm，半自动CO₂气体保护焊常用的焊丝有ϕ0.8、ϕ1.0、ϕ1.2和ϕ1.6mm等几种，自动CO₂气体保护焊焊丝除了上述几种直径的外，还可使用ϕ2.0～5.0mm的焊丝。

焊丝的表面有镀铜和不镀铜两种。镀铜可以防止生锈，同时可以改善焊丝的导电性能，提高焊接过程的稳定性。在使用焊丝时，需要认真去除表面的油、锈等污物。

CO₂桶装焊丝是借助于单独卷绕方法将焊丝收入纸桶包装内，可以在纸桶静置状态下将焊丝抽出，且不发生扭曲。焊接时焊丝送线良好，无扭曲变形的现象。由于纸桶包装重量大，可节省更换焊丝的时间，非常适用自动CO₂焊接。图2-222所示为CO₂桶装焊丝的使用方法。

图2-222 CO₂桶装焊丝的使用示意图

1—焊枪 2—送给装置 3—导线夹 4—填丝软管 5—矫正器 6—锥形筒帽 7—纸桶带环