CO2保护焊

特点

1）采用明弧焊接，熔池可见度好，操作方便，适宜于全位置焊接。并且有利于焊接过程中的机械化和自动化，特别是空间位置的机械化焊接。

2）电弧在保护气体的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池小，热影响区窄，焊件焊后的变形小，抗裂性能好，尤其适合薄板焊接。

3）用氩、氦等惰性气体焊接化学性质较活泼的金属和合金时，具有较好的焊接质量。

4）在室外作业时，必须设挡风装置才能施焊，电弧的光辐射较强，焊接设备比较复杂。

工艺及设备

特点

（1）焊接成本低 CO气体是酿造厂和化工厂的副产品，来源广，价格低，其综合成本大概是手工电弧焊的1/2。

（2）生产效率高 CO气体保护焊使用较大的电流密度（200A/mm2左右），比手工电弧焊（10-20A/mm2左右）高得多，因此熔深比手弧焊高2.2-3.8倍，对10mm以下的钢板可以不开坡口，对于厚板可以减少坡口加大钝边进行焊接，同时具有焊丝熔化快，不用清理熔渣等特点，效率可比手弧焊提高2.5-4倍。

（3）焊后变形小CO气体保护焊的电弧热量集中，加热面积小，CO气流有冷却作用，因此焊件焊后变形小，特别是薄板的焊接更为突出。

（4）抗锈能力强 CO气体保护和埋弧焊相比，具有较高的抗锈能力，所以焊前对焊件表面的清洁工作要求不高，可以节省生产中大量的辅助时间。缺点：由于CO气体本身具有较强的氧化性，因此在焊接过程中会引起合金元素烧损，产生气孔和引起较强的飞溅，特别是飞溅问题，虽然从焊接电源、焊丝材料和焊接工艺上采取了一定的措施，但至今未能完全消除，这是CO焊的明显不足之处。

CO2气体保护焊的分类

CO气体保护焊按操作方法，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；对于不规则的或较短的焊缝，则采用半自动焊，目前生产上应用最多的是半自动焊。CO气体保护焊按照焊丝直径可分为细丝焊和粗丝焊两种。细丝焊采用直径小于1.6mm,工艺上比较成熟，适宜于薄板焊接；粗丝焊采用的直径大于或等于1.6mm，适用于中厚板的焊接。

CO2气体保护焊的熔滴过渡

在常用的焊接工艺参数内，CO气体保护焊的熔滴过渡形式有两种，即细颗粒过渡和短路过渡。 　（1）细颗粒状过渡 CO气体保护焊采用大电流，高电压进行焊接时，熔滴呈颗粒状过渡。当颗粒尺寸增加时，会使焊缝成型恶化，飞溅加大，并使电弧不稳定。因此常用的是细颗粒状过渡，此时熔滴直径约比焊丝直径小2-3倍。特点，电流大、直流反接。

（2）短路过渡 CO气体保护焊采用小电流，低电压焊接时，熔滴呈短路过渡。短路过渡时，熔滴细小而过渡频率高（一般在250-300l/s）,此时焊缝成形美观，适宜于焊接薄件。

CO2气体保护焊的冶金特点

（1）CO气体的氧化性CO气体是氧化性气体，在电弧高温作用下会发生分解：CO=CO+0 在电弧区中，约有40-60%的CO气体被分解，分解出来的原子态氧具有强烈的氧化性。使碳和其它合金元素如Mn、Si被大量氧化，结果使焊缝金属的机械性能大大下降。CO焊常用的脱氧措施是在焊丝中加入脱氧剂，常用的脱氧剂是Al、Ti、Si、Mn，而其中尤以Si、Mn用得最多。在上述脱氧剂中单独使用任一种脱氧剂效果均不理想，所以通常采用Si、Mn联合脱氧。

（2）气孔 CO气体保护焊时，如果使用化学成份不合要求的焊丝、纯度不合要求的CO气体及不正确的焊接工艺，由于CO气流有一定的冷却作用，熔池凝固较快，很容易在焊缝中产生气孔。……实践表明，在CO气体保护焊中，采用ER50-6（原为H08Mn2SiA）等含有脱氧剂的焊丝焊接低碳钢、低合金钢时，如果焊前对焊丝和钢板表面的油污、铁锈作了适当的清理，CO气体中的水分也比较少的情况下，焊缝金属中产生的气孔主要是氮气孔。而氮来自空气的侵入，因此在焊接过程中保护气层稳定可靠是防止焊缝中产生氮气孔的关键。

CO2气体保护焊的工艺参数。

CO气体保护焊时，由于熔滴过渡的不同形式，需采用不同的焊接工艺参数。

（1）短路过渡时的工艺参数 短路过渡焊接采用细丝焊，常用焊丝直径为Φ0.6～1.2，随着焊丝直径增大，飞溅颗粒都相应增大。短路过渡焊接时，主要的焊接工艺参数有电弧电压、焊接电流、焊接速度，气体流量及纯度，焊丝深出长度。

1）电弧电压及焊接电流 电弧电压是短路过渡时的关键参数，短路过渡的特点是采用低电压。电弧电压与焊接电流相匹配，可以获得飞溅小，焊缝成形良好的稳定焊接过程。Φ1.2的一般参数为 电压 19伏；电流120～135。

2）焊接速度 随着焊接速度的增加，焊缝熔宽、熔深和余高均减小。焊速过高，容易产生咬边和未焊透等缺陷，同时气体保护效果变坏，易产生气孔。焊接速度过低，易产生烧穿，组织粗大等缺陷，并且变形增大，生产效率降低。因此，应根据生产实践对焊接速度进行正确的选择。通常半自动焊的速度不超过0.5m/min,自动焊的速度不超过1.5m/min。

3）气体的流量及纯度 气体流量过小时，保护气体的挺度不足，焊缝容易产生气孔等缺陷；气体流量过大时，不仅浪费气体，而且氧化性增强，焊缝表面上会形成一层暗灰色的氧化皮，使焊缝质量下降。为保证焊接区免受空气的污染，当焊接电流大或焊接速度快，焊丝伸出长度较长以及室外焊接时，应增大气体流量。通常细丝焊接时，气体流量在15～25L/min之间。CO气体的纯度不得低于99.5%。同时，当气瓶内的压力低于1Mpa,就应停止使用，以免产生气孔。这是因为气瓶内压力降低时，溶于液态CO中的水分汽化量也随之增大，从而混入CO气体中的水蒸气就越多。

4）焊丝伸出长度 由于短路过渡均采用细焊丝，所以焊丝伸出长度上所产生的电阻热影响很大。伸出长度增加，焊丝上的电阻热增加，焊丝熔化加快，生产率提高。但伸出长度过大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，飞溅严重，焊接过程不稳定。同时伸出增大后，喷嘴与焊件间的距离亦增大，因此气体保护效果变差。但伸出长度过小势必缩短喷嘴与焊件间的距离，飞溅金属容易堵塞喷嘴。合适的伸出长度应为焊丝直径的10～12倍，细丝焊时以8～15mm为宜。

（2）细颗粒状过渡时的工艺参数 细颗粒状过渡大都采用较粗的焊丝，Φ1.2以上。下表给出几种直径焊丝的参考规范 　焊丝直径（mm） 1.2 1.6 2.0 　最低电流（A） 300 400 500 　电弧电压（V） 34 ～ 45

烟尘防治

焊接烟尘成分及特点

焊接烟尘是由金属及非金属物质在过热条件下产生的蒸气经氧化和冷凝而形成的。因此电焊烟尘的化学成分，取决于焊接材料（焊丝、焊条、焊剂等）和被焊接材料成分及其蒸发的难易。不同成分的焊接材料和被焊接材料，在施焊时将产生不同成分的焊接烟尘。

焊接烟尘的特点有：

(1) 焊接烟尘粒子小，烟尘呈碎片状，粒径为1µm左右。 (2) 焊接烟尘的粘性大。

(3) 焊接烟尘的温度较高。在排风管道和滤芯内，空气温度为60～80℃。

(4) 焊接过程的发尘量较大。一般来说，1个焊工操作1d所产生的烟尘量约60～150g。几种焊接（切割）方法施焊时（切割时）每分钟的发尘量和熔化每千克焊接材料的发尘量。

焊接方法的发尘量

二氧化碳焊

实芯焊丝(直径1.6mm) 450～650 5～8

药芯焊丝(直径1.6mm) 700～900 7～10

CO2气体保护焊焊烟危害

CO气保焊接区域的污染按形成方式不同，分为化学污染和物理污染两大类。

化学污染

化学污染是指CO气保焊接过程中产生的有害气体和烟尘。进行CO气保焊接时，在焊接区域，电弧周围会产生一些有害物质。

CO气保焊接产生的有害物质可分为两类，一类是有害气体，主要是二氧化碳（CO）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO）和臭氧（O）。一类是烟尘，其主要成分是三氧化二铁（FeO）、二氧化硅（SiO）和氧化锰（MnO）等。这些有害物质，除了二氧化碳是为了保护电弧和熔池，从焊枪中喷出的，焊接没有用完而残存在焊接区域周围，其余的有害物质都是从焊接电弧和焊接熔池中产生出来的。

物理污染

物理污染主要包括：CO气保焊高温电弧光产生的紫外线、红外线等。

CO2气体保护焊焊烟净化。

自然通风。

滤筒式移动焊烟净化器。

高负压焊烟除尘器

1.自然通风。

2.滤筒式移动焊烟净化器。

3.高负压焊烟除尘器。

自然通风成本最低，主要采用纯自然的方法，通过开窗通风，设置百叶窗等方法减少车间焊烟的浓度。

滤筒式移动焊烟净化器，将万向吸气臂对准焊烟产生的点。通过系统产生的负压，将焊烟中产生的粉尘和有毒有害气体吸入净化器中，进行收集。滤筒式移动焊烟净化器有着广泛的应用。它方便灵活，便于移动。能满足各种灵活的工况。

CO2气体保护焊焊烟净化器