论CO2气体保护电弧焊的应用

1、论CO2气体保护电弧焊的应用co2气体电弧焊是在50年代初出现的一种熔化焊方法，现已被迅速的推广使用，已经成为一种重要的熔化焊方法，在我国，从1964年开始批量生产co2焊机，自推广应用以来，在机车车辆制造、汽车制造、船舶制造及采煤机械制造等方面应用的十分普遍。在采用co2气保焊的初期，co2气体保护焊之所以得不到广泛的应用和推广，主要有以下几个方面的原因:a.由于co2气体的氧化性问题，难以保证焊接质量. b.由于当时经验不多，在用co2气体保护焊施焊时，飞溅较大，焊缝表面粗糙，造成焊缝成形不好，影响焊缝质量。发现问题后，我与同事们经过反复实验，不断的进行观察分析，我摸索出了以下几点经验：一

2、、在焊接黑色金属时，采用含有一定量脱氧剂的焊丝或采用带有脱氧剂成份的药芯焊丝，使脱氧剂在焊接过程中参与冶金反应进行脱氧，就可以消除co2气体氧化作用的影响。加之co2气体还能够分隔空气中氮对熔化金属的作用，更能促使焊缝金属获得良好的冶金质量。因此，co2目前除不适于焊接容易氧化的有色金属及其合金外，可以焊接碳钢和合金结构钢构件，甚至用来焊接不锈钢也取得了较好的效果。二、气孔的产生主要是氢气孔的产生，氢气孔产生的原因主要是高温时有杂质和有害气体熔入熔池，在熔池凝固时来不及溢出而产生氢气孔，氢气孔的来源是多方面的，一是co2气体中含有水份。二是工件表面上的油、水、漆、绣等杂质。三是焊丝与焊道的角度

3、不合理等。为克服氢气孔，我首先将co2气瓶倒立一段时间后打开阀门先将co2气体中的水份去除，在焊接前我尽可能的将工件上的油污、漆、水、铁锈等杂质清理干净，焊接时选用合理的焊接规范和焊接角度。如焊枪喷嘴与工件保持10mm左右,焊枪与焊件垂直方向形成10° 20°角，当焊接收尾时打开焊枪上的微动开关，焊枪不要立即离开焊缝，使之在熔池凝固前仍有保护气体流出等。通过采取对氢气防护措施后，使气孔大大的减少，从而减轻了渗漏油的现象。三、改变co2气体保护焊焊缝成形，我主要是通过选择合适的电流、电压、电孤和焊丝外伸长度等工艺参数。通过调整焊接规范得出来的经验是：焊接电流在300a，电孤电

4、压在30v时，看不到焊丝表端有熔滴存在，在送丝稳定时，焊接过程相对稳定，熔滴过渡频率高，声音清脆飞溅少，焊缝成形中间稍凸。为了降低焊缝余高，使焊缝两侧与母材更好的熔合，我把电压提高1伏，这时可见焊丝末端有比焊丝稍大的熔滴，熔滴过度的频率有一些降低，调整焊枪角度，焊接厚板时将焊丝作适当横向摆动，用减少作度和增加熔宽等手段来获取外形美观的焊道。co2气体电孤焊到后期之所以得到广泛的应用和推广，主要也是由它自身所具有的特点决定，其主要特点有以下几个方面： (1) co2气体保护焊是一种高效节能的焊接方法。例如：水平对接焊10mm厚的低碳钢板时，co2气体保护焊的耗电量比手工电弧焊低2/3左右，就是与

5、埋弧自动焊相比也略低些。同时考虑到高生产率和材料价格低廉等特点，co2气体保护焊的经济性是很高的。(2) 用粗丝(焊丝直径>)焊接时可以使用较大的电流，实现射滴过渡，电流密度可高达100300a/mm2,所以焊丝的熔化系数大，可达1526/(ah).ojf 焊件的熔深也很大，可以不开或开小坡口。另外，该法基本上没有熔渣，焊后不需要清渣，节省了许多工时，因此可以较大地提高焊接生产率。用细丝(焊丝直径1.6mm)焊接时可以使用较小的电流，实现短路过渡方式。这时电弧对焊件是间断加热，电弧稳定，热量集中，焊接线能量小，适合于焊接薄板。同时变形也很小，甚至不需要校正工序，还可以用于全位置焊接，适用

6、性很高。(3) co2气体保护焊是一种低氢型焊接方法，抗锈能力较强，焊缝的含氢量极低，所以焊接低合金钢时，不易产生冷裂纹，同时也不易产生氢气孔。(4) co2气体保护焊所使用的气体和焊丝价格便宜，来源广泛。焊接设备在国内已定型生产，为该法的推广应用创造了十分有利的条件。(5) co2气体保护焊是一种明弧焊接法，这样，就便于监视和控制电弧和熔池，有利于实现焊接过程的机械化和自动化。用半自动焊来焊接曲线焊缝和空间位置焊缝十分便利。此外co2气体保护电弧焊的冶金特性也十分显著：1在co2气保焊中，co2是保护气。它在高温时要分解，具有强烈的氧化作用，会使合金元素烧损，同时，氧化性也是co2气保焊产生

7、气孔和飞溅的一个重要原因。co2气体在电弧的高温作用下进行如下分解：co2 co o2在高温的焊接电弧荡区域里，因co2分解，上述的三种气体(co2、co和o2)往往同时存在。随着温度的增高，co2气体的分解也就越激烈。在这三种气体当中，co气体在焊接条件下，不溶解于金属，也不与金属发生作用。但是，co2和o2却能与铁和其他合金元素发生化学反应而使金属烧损。焊接时，尽管作用的时间很短，但液体金属与气体相互作用也发生强烈的化学反应。这是因为焊接区域处于高温，且气体与金属有较大的比接触表面积(单位体积的金属与气体所具有的接触表面积)，尤其是焊丝端头的熔滴的比接触表面积更大，增加了合金元素的氧化烧损

8、。从上述可见，co2及其在高温下分解出的o2 都具有很强的氧化性。随着温度提高，氧化性增强。当温度为3000k时，co2分解出近20%的o2，这时的氧化性已超过了空气。由于氧化作用生成的氧化铁能大量熔于熔池金属中，会使得焊缝金属产生气孔及夹渣等缺陷。其次，锰、硅等元素氧化生成的sio2与mno虽然可以形成熔渣浮到熔池表面，但却减少了焊缝中这些合金元素的含量，使焊缝金属的力学性能下降。因而在co2气保焊时，为了防止大量生成feo和合金元素的烧损，避免焊缝金属产生气孔和降低力学性能，通常要在焊丝中加入足够数量的脱氧元素。由于脱氧元素与氧的亲合力比铁强，在焊接过程中可阻止铁被大量的氧化，从而可以消除

9、或削弱上述有害影响。当然co2气体保护焊同其它的焊接方法相比也有一定的局限性，例如：co2气体保护焊和手工电弧焊及埋弧焊相比，也存在一些不足之处：一是焊接过程中金属飞溅较多，焊缝外形较为粗糙，特别是当焊接参数规范匹配不当时，飞溅就更严重；二是不能焊接易氧化的金属材料，且不适于在有风的地方施焊；三是焊接过程弧光较强，尤其是采用大电流焊接时，电弧的辐射较强，故要特别要重视对操作人员的劳动保护；四是设备比较复杂，需有专业队伍负责维修。co2气体保护焊通常是按采用的焊丝直径来分类。当焊丝直径小于或等于时，称为细丝焊，主要用短路过渡形成焊接薄板材料。常用这种焊接方法焊接厚度小于3mm 的低碳钢和低合金结构钢。当焊丝直径>时，称为粗丝co2焊，一般 采用大的焊接电流和高的电弧电压来焊接中厚板，熔滴以颗粒形式过渡。按操作方法，co2焊可分为自动焊及半自动焊两种。对于较长的直线焊缝和规则的曲线焊缝，可采用自动焊。而对于不规则的或较短的焊缝，则采用半自动焊，也是现在生产中用得最多的形式。通过这些年的实践使我认识到，保障co2气体保护焊质量的关健