CO2气体保护焊的工作原理及应用技术解析

图4-25 CO₂气体保护焊焊接装置示意图

1.CO₂气体保护焊机理

CO₂气体保护焊是利用CO₂气体作为保护气体的焊接。它以焊丝作为熔化电极，靠焊丝和工件之间产生的电弧熔化工件与熔化后的焊丝形成熔池，熔池冷却后形成焊缝。焊丝靠送丝机构来实现，CO₂气体保护焊焊接过程如图4-25所示。

CO₂气体经喷嘴喷出，包围电弧和熔池，起隔离空气和保护焊接熔池，防止空气中有害气体对高热金属氧化和侵害的作用。CO₂气体在电弧高温的作用下分解为CO和O，使钢中的碳、锰、硅及其他合金金属烧损，难以保证焊缝的力学性能。因此，应采用含有一定量的脱氧剂焊丝或采用带有脱氧剂成分的药芯焊丝。通常采用含锰、硅量较高的焊丝或含铝、钛等较活泼合金元素的焊丝，在焊接中进行有效脱氧，清除CO₂对熔池的不良影响，防止氢气体的侵害，阻止氢气孔、氮气孔、CO气孔在焊缝中的形成。

2.CO₂气体保护焊的特点

1）成本低。因用廉价的CO₂代替了焊剂，焊接成本只有埋弧焊的40%左右，耗电量比焊条电弧焊低2/3左右。

2）生产率高。CO₂保护焊采用自动化或机械自动化送丝，电流密度大，热量集中，焊接速度快，而且灵活方便，适用于全位置焊接。

3）焊缝质量好。它与氩弧焊一样，电弧是在气流压缩下燃烧，热量集中，热影响区小、变形小、裂纹倾向小。CO₂保护焊是低氢型焊接方法，焊缝含氢量较低，抗锈能力强，不易产生冷裂纹。(www.xing528.com)

4）CO₂气体保护焊属于明弧焊，焊接过程易监视和控制电弧和熔池，因此成形美观。

5）CO₂气体保护焊适用范围广，大量用于造船、机车车辆、汽车、农业机械等。

6）不足之处，CO₂气体保护焊熔滴短路过渡，引起飞溅。当焊接参数、焊接电流、电弧电压、电感值选择不当时也会引起飞溅。

3.对焊接电源的要求

1）对电源外特性的要求：在采用等速送丝时，应具有平或缓降的特性；采用不等速送丝应采用下降外特性。

2）对电源动特性的要求：自由过渡焊接时对动特性没有什么要求。当短路过渡时，要求具有良好的动态品质。其含义指两个方面，一是要有足够的短路电流增长速度，短路峰值I_max和焊接电压增长速度，二是当焊丝成分和直径不同时，短路电流增长速度能在一定范围进行调节。

3）焊接电流和焊接电压在一定范围能调节。

焊接采用的是直流焊接电源反接法，熔滴过渡平稳，飞溅少，成形美观；如果是逆变式焊接电源，效果更佳。正接法，因工件熔化速度快，电弧很不稳定，所以很少采用。