CO2气体保护焊的工艺及设备
一、二氧化碳气体保护焊的特点
1、焊接成本低CO2气体来源广、价格低，而且消耗的电能少，因而CO2焊的成本低。

成本上是焊条电弧焊和埋弧焊的而分之一。

2、生产率高因CO2焊的焊接密度大，使焊缝有效厚度增大，焊丝的熔化率提高，融化速度加快；另外焊后没有焊渣，特别是多层焊接时，节省了清渣时间。

所以生产率比焊条电弧焊高1~4倍。

3、焊接质量高二氧化碳气体保护焊对铁锈敏感性不大，因此焊缝中不易产生气孔。

而且焊缝氢量低，抗裂性能好。

4、焊接变形小由于电弧热量集中，焊件加热面积小，同时CO2气流具有较强的冷却作用，因此，焊接热影响区和焊接变形小，特别宜于薄板焊接。

5、操作性能好因为是明弧焊，可以看清电弧和熔池情况，便于掌握与调整，也有利于实现焊接，主要用于磨损零件的修补堆焊。

但是，二氧化碳气体保护焊也存在一些缺点如使用大电流焊接时，焊缝表面成形较差，飞溅较多；不能焊接容易氧化的有色金属材料；很难用交流电源焊接及在有风的地方施焊。

二、二氧化碳气体保护焊的分类
1、按焊丝直径不同可分为细丝二氧化碳气体保护焊和粗丝二氧化碳保护焊（焊丝直径大于等于1.6mm)两种。

2、按操作方式分半自动二氧化碳气体保护焊和自动二氧化碳保护焊。

主要区别在于：半自动二氧化碳保护焊用手工操作焊枪完成电弧热源移动，而送丝、送气等同自动二氧化碳保护焊一样，由相应的机械装置来完成。

目前，在此基础上又发展起来了药心二氧化碳气体保护焊、药心二氧化碳气体保护电铆焊、半自动二氧化碳气体保护螺柱焊以及二氧化碳加氧混合气体保护焊等特种气体保护焊。

三、二氧化碳气体保护焊的熔滴过渡
1、短路过渡短路过渡是采用细焊丝、小电流和低电弧电压焊接时形成。

由于电弧长度很短，焊丝端部融化的熔滴尚未成为大熔滴时，即与熔池表面接触而短路，使电弧熄灭，熔滴金属在各种力的作用下，很快的脱离焊丝端部过渡到熔池，随后电弧又重新引燃。

这样周期性的短路——燃弧交替过程，称为短路过渡过程。

2、颗粒状过渡当采用的焊接电流和电弧电压高于短路过渡条件时，会出现颗粒状过渡形式。

由于电弧长度增长，焊丝融化加快，使熔滴的颗粒增大，形成颗粒状的熔滴过渡。

二氧化碳气体保护焊颗粒状过度的特点是：电弧比较集中，而且电弧总是在熔滴的下方产生，熔滴较大且不规则，过渡频率较低，稳定性较差，以致焊缝成形较粗糙，飞溅较大。

粗丝二氧化碳气体保护焊多用于中、厚板的焊接。

四、二氧化碳气体保护焊的冶金特点
由于二氧化碳气体本身的特点，因此二氧化碳气体保护焊的冶金过程比氩弧焊要复杂得多。

二氧化碳在常温下呈中性，但高温时可分解，使电弧气氛中具有强烈的氧化性，它会使合金元素氧化烧损，降低焊缝金属的力学性能，同时成为产生气孔飞溅的主要原因。

二
氧化碳气体在电弧高温作用下分解，如CO2=CO+O
温度越高，CO2的分解程度越大。

其中，CO在焊接条件下不会溶于金属，也不与金属发生反应。

但原子状态下的氧使铁及其他全金属元素迅速氧化，如:
Fe+O=FeO Mn+O=MnO Si+2O=SiO2 C+O=CO 以上氧化反应即发生在熔滴过渡过程，也发生在熔池里。

反应的结果使铁氧化生成氧化铁，大量溶于熔池中，导致焊缝产生大量气孔。

锰和硅氧化生成MnO 和SiO2 成为熔渣浮出，以致焊缝有利的金属元素减少，力学性能降低。

此外，因碳氧化生成大量的CO气体，还会增加焊接过程中的飞溅。

因此，二氧化碳气体保护焊要获得高质量的焊缝，必须采取有效地脱氧措施。

在二氧化碳气体保护焊焊接过程中，通常的脱氧方法是采用含有足够脱氧元素的焊丝。

二氧化碳气体保护焊用于焊接低碳钢和低合金高强度钢时，主要采用硅锰联合脱氧方法，即采用硅锰钢焊丝，如H08Mn2SiA。

硅锰脱氧后生成SiO2和MnO组成复合熔渣，很容易浮出熔池，形成一层微薄的渣层覆盖在焊缝的表面。

五、二氧化碳气体保护焊的焊接参数
1、焊丝直径焊丝直径应根据焊件厚度、焊缝空间位置及生产率的要求等条件来选择。

焊接薄板或中、厚板的立焊、横焊、仰焊时，多采用直径1.6mm以下的焊丝；在平焊位置焊接中、厚板可以采用直径大于1.6mm的焊丝。

2、焊接电流焊接电流根据工件的厚度、焊丝直径、施焊位置以及熔滴过渡形式有关。

通常用直径为0.8~1.6mm的焊丝，在短路过渡时，焊接电流在50~230A范围内选择，粗滴过渡时，焊接电流可在250~500A内选择。

3、电弧电压电弧电压一般根据焊丝直径、焊接电流等来选择，随着焊接电流的增加，电弧电压也相应加大，一般来说，短路过渡时，电压为16~24V，粗滴过渡时，电压为25~40V.
4、焊接速度它和焊接电流、电弧电压同是焊接热输入的三大要素。

他对熔深和焊道形状影响很大。

一般半自动二氧化碳气体保护焊焊接速度在15~40m/h范围内，自动二氧化碳气体保护焊焊接时不超过90m/h。

5、焊丝伸出长度通常焊接伸出长度取决于焊丝直径，约以焊丝直径的10倍为宜，
且不超过15mm。

6、CO2气体流量其大小应根据焊接电流、电弧电压、焊接速度等因素来选择。

通常细丝二氧化碳气体保护焊时气体流量约为5~15L/min；粗丝二氧化碳气体保护焊时约为15~25L/min。

7、其他如电源极性，二氧化碳气体保护焊时必须用直流电源，且多采用直流反接。

六、特种二氧化碳气体保护焊
特种二氧化碳气体保护焊包括以下几种
1、药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的特点药芯焊丝二氧化碳气体保护焊属于气—渣联合
保护，其特点如下：
（1）由于熔池表面覆盖有熔渣，因此焊缝成形美观，飞溅少，且飞溅颗粒细，容易清除。

（2）由于调整粉剂的成分，就可焊接不同的钢种，因此适应性强。

（3）由于焊接熔池受到CO2气体和熔渣两方面的保护，扛气孔能力强。

（4）药芯焊丝中的粉剂容易吸潮，所以使用前需经250~300摄氏度的烘干。

2、二氧化碳气体保护电铆焊二氧化碳气体保护电铆焊是在二氧化碳气体保护下，利用
焊丝和焊件间燃烧的高温电弧热，将搭接接头上板的整个和下板的局部厚度熔化，形成铆钉焊点。

3、半自动二氧化碳气体保护螺柱焊将螺柱一端与板（或管件）表面接触，在CO2气体保护下，通电引弧，待接触面熔化后，给予螺柱一定压力完成焊接的方法。

4、CO2+O2混合气体保护电弧焊其焊接时，CO2+O2混合气体中的氧气的比例（质量分数）在20%~25%之间，最多不能超过40%，否则焊缝金属中的含氧量将显著增加。

七、二氧化碳气体保护焊设备的组成
二氧化碳气体保护焊设备有以下几部分组成:
1、焊接电源二氧化碳气体保护螺柱焊均使用平硬式缓降外特性的直流电源。

并要求具有良好的动特性。

2、焊枪及送丝系统焊枪按送丝方式可分为堆丝式焊枪、拉丝式焊枪和推拉丝式焊
枪。

按焊枪结构形状可分为手枪式和鹅颈式。

送丝方式有下列三种：
（1）推丝式：焊枪与送丝机构分开，焊丝由送丝机构推送，通过软管进入焊枪。

该结构简单、轻便。

但送丝阻力大，软管长度受限制，一般为2~5m。

（2）拉丝式：送丝机构和焊丝盘装在焊枪上。

拉丝式的送丝速度均匀稳定，但是焊枪质量大，仅适宜直径为0.5~0.8mm的细焊丝。

（3）推拉丝式：焊丝盘与焊枪分开，送丝时以推为主，拉为辅。

此种方式送丝速度稳定，软管可延长致15m左右，但结构复杂。

3、供气装置由气瓶、预热器、干燥器、流量计及气阀组成。

CO2气瓶为黑色；预
热器的作用是对CO2气体进行加热；干燥器的作用是减少CO2气体中的水分；减压器、流量计及气阀与氧气瓶、乙炔瓶中使用的设备作用相同。

4、控制系统其控制程序是启动——提前1~2s送气——送丝、供电、开始焊接——停止焊接、停丝停焊——滞后停气。

（其中提前送气和滞后停气都是为了保护电弧空间) 八、二氧化碳气体保护焊设备的型号及含义
随着二氧化碳气体保护焊技术的应用范围日益扩大。

二氧化碳气体保护焊焊机的发展也很迅速。

目前，已定型生产的各种半自动和自动二氧化碳气体保护焊焊机，常见的是NBC 系列半自动二氧化碳气体保护焊焊机，是使用性能良好的二氧化碳气体保护焊设备，分别使用于薄板、中厚板的低碳钢和低合金钢等材料的焊接，也可进行各种位置的焊接。

如，NBC—200，其中N表示熔化极气体保护焊机，B表示半自动焊，C表示二氧化碳气体保护焊，200表示额定电流为200A。