8.5CO2氣體保護(hù)電弧焊用焊接材料8.5.1CO2

氣體

CO2是略有氣味的無色氣體，易溶于水（其水溶液稍有酸味），密度為空氣的1.5倍，沸點(diǎn)為-78℃。在不加壓力下冷卻時(shí)氣體將直接變成固體（稱為干冰），提高溫度，固態(tài)CO2又直接變成氣體。CO2氣體中主要的有害雜質(zhì)是水分和氮?dú)狻?.5.2焊絲

CO2焊對(duì)焊絲化學(xué)成分的要求

（1）焊絲必須含有足夠數(shù)量的Mn、Si等脫氧元素，以減少焊縫金屬中的含氧量和防止產(chǎn)生氣孔．（2）焊絲的含碳量要低，通常要求含C＜0.11％，這樣可減少氣孔與飛濺。（3）應(yīng)保證焊縫金屬具有滿意的力學(xué)性能和抗裂性能。表8-6CO2氣體保護(hù)電弧焊常用焊絲的牌號(hào)、化學(xué)成分及用途

焊絲牌號(hào)合金元素%用途CSiMnCrMoTiAlNiVSPH10MnSi≤0.140.60~0.900.80~1.10≤0.20———≤0.30—≤0.030≤0.040焊接低碳鋼和低合金鋼H08MnSi≤0.100.70~1.01.0~1.3≤0.20———≤0.30—≤0.030≤0.010H08MnSiA≤0.100.60~0.851.4~1.7≤0.20———≤0.25—≤0.030≤0.035H08Mn2SiA≤0.110.65~0.951.80~2.10≤0.20———≤0.30—≤0.030≤0.030H04MnSiAlTiA≤0.040.40~0.801.40~1.80——0.35~0.650.20~0.40——≤0.025≤0.025焊接高強(qiáng)度合金鋼H08Mn2MoA0.06~0.11≤0.251.60~1.90≤0.200.50~0.70————≤0.030≤0.030H08Mn2MoVA0.06~0.11≤0.251.60~1.90≤0.200.50~0.70≤0.15——0.06~0.12≤0.030≤0.030H10MnSiMo≤0.140.70~1.100.90~1.20≤0.200.15~0.25——≤0.30—≤0.030≤0.040H10MnSiMoTiA0.18~0.120.40~0.701.00~1.30≤0.200.20~0.400.05~0.15—≤0.30—≤0.030≤0.030H10Mn2MoVA0.08~0.13≤0.401.70~2.00≤0.200.60~0.80≤0.15—≤0.300.06~0.12≤0.030≤0.030表8-7焊絲表面清潔程度對(duì)焊縫金屬含氫量的影響

焊絲代號(hào)焊絲直徑（mm）焊縫金屬中的平均含氫量（ml/100g）未進(jìn)行加熱的焊絲電阻加熱過的焊絲11.62.7~7.31.011.23.50.510.86.31.021.64.00.931.61.21.141.61.11.051.61.60.961.62.01.18.6飛濺問題與控制措施

CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，容易產(chǎn)生飛濺，這是由CO2氣體的性質(zhì)所決定的。產(chǎn)生的途徑：1．由冶金反應(yīng)引起的飛濺2．由斑點(diǎn)壓力引起的飛濺3．熔滴短路時(shí)引起的飛濺4．非軸向熔滴過渡造成的飛濺5．焊接參數(shù)選擇不當(dāng)引起的飛濺8.7CO2氣體保護(hù)電弧焊工藝

CO2焊是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的焊接方法。為了獲得高的生產(chǎn)率和優(yōu)質(zhì)的接頭，除應(yīng)選擇合適的設(shè)備外，還必須采用正確的焊接工藝，也就是說，必須做好焊前準(zhǔn)備，正確地選擇焊接參數(shù)和采用正確的操作技術(shù)。8.7.1焊前準(zhǔn)備

坡口設(shè)計(jì)坡口加工清理焊件裝配圖8-21水平角焊縫的熔深

a)焊條電弧焊b)CO2焊

表8-8不同板厚焊腳尺寸

板厚(mm)焊接方法焊角(mm)6CO2焊5焊條電弧焊69CO2焊6焊條電弧焊712CO2焊7.5焊條電弧焊8.516CO2焊10焊條電弧焊118.7.2焊接參數(shù)選擇

CO2焊的焊接參數(shù)較多，主要包括焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、焊絲伸出長度、電流極性、焊接回路電感值和氣體流量等。1．焊絲直徑的選擇

圖8-22焊絲直徑φ對(duì)熔深H的影響1-焊接電流300A、電弧電壓30V、焊接速度30m/h2-焊接電流400A、電弧電壓35V、焊接速度30m/h表8-9焊絲直徑的選擇焊絲直徑(mm)熔滴過渡形式板厚(mm)焊接位置0.8短路1.5~2.3全位置細(xì)顆粒2.5~4水平1.0~1.2短路2~8全位置細(xì)顆粒2~12水平1.6短路3~12立、橫、仰≥1.3細(xì)顆粒﹥6水平2．焊接電流的選擇表8-10焊接電流的選擇焊絲直徑(mm)焊接電流(A)細(xì)顆粒過渡（電弧電壓30~45V）短路過渡（電弧電壓16~22V）0.8150~25060~1601.2200~300100~1751.6350~500120~1802.4600~750150~2003．電弧電壓的選擇

電弧電壓的大小決定了電弧的長短和熔滴的過渡形式，它對(duì)焊縫成形、飛濺、焊接缺陷以及焊縫的力學(xué)性能有很大的影響。電弧電壓對(duì)焊接過程和對(duì)金屬與氣體間的冶金反應(yīng)的影響比焊接電流大，且隨著焊絲直徑的減小，電弧電壓影響的程度增大。表8-11常用焊接電流及電弧電壓的適用范圍

焊絲直徑（mm）短路過渡滴狀過渡焊接電流（A）電弧電壓（V）焊接電流（A）電弧電壓（V）0.640~7017~190.860~10018~191.080~12018~211.2100~15019~23160~40025~351.6140~20020~24200~50026~402.0200~60027~402.5300~70028~423.0500~80032~444．焊接速度的選擇

選擇焊接速度主要根據(jù)生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量。焊速過快，保護(hù)效果差，同時(shí)使冷卻速度加大，使焊縫塑性降低，且不利于焊縫成形，易形成咬邊缺陷；焊速過慢，熔敷金屬在電弧下堆積，電弧熱和電弧力受阻礙，焊道不均勻，且焊縫組織粗大。實(shí)際生產(chǎn)中，焊速一般不超過0.5m/min。5．焊絲伸出長度的選擇

表8-12焊絲伸出長度的選擇

焊絲直徑（mm）H08Mn2SiH06Cr09Ni9Ti0.86~125~91.07~136~111.28~157~126．電流極性的選擇

表8-13電流極性的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)電流極性應(yīng)用范圍特點(diǎn)直流反接短路過渡及顆粒過渡的普通焊接，一般材料的焊接飛濺小，電弧穩(wěn)定，焊縫成形好，熔深大，焊縫金屬含氫量低直流正接高速焊接、堆焊、鑄鐵補(bǔ)焊焊絲熔化速率高，熔深淺，熔寬及余高較大7．焊接回路電感值的選擇

焊接回路電感主要用于調(diào)節(jié)電流的動(dòng)特性，以獲得合適的短路電流增長速度di/dt，從而減少飛濺；并調(diào)節(jié)短路頻率和燃燒時(shí)間，以控制電弧熱量和熔透深度。焊絲直徑（mm）焊接電流（A）電流電壓（V）電感（mH）短路電流增長速度（KA/s）0.8100180.01~0.0850~1501.2130190.02~0.5040~1301.6160200.30~0.7020~75表8-14焊接回路電感值的選擇8．氣體流量的選擇

CO2氣體流量的大小主要是根據(jù)對(duì)焊接區(qū)域的保護(hù)效果來決定。表8-15CO2

氣體流量選擇焊接方法細(xì)絲CO2焊粗絲CO2焊粗絲大電流CO2焊CO2流量（L/min）5~1515~2535~508.7.3鰭片管的CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊工藝實(shí)例

圖8-23鰭片管接頭形式圖8-24鰭片管焊接夾具表8-20鰭片管CO2焊焊接參數(shù)

焊絲直徑(mm)焊接電流(A)電弧電壓(V)焊接速度(m/h)氣體壓力(MPa)φ1.0220~2303023~250.15φ1.2290~30030330.28.8CO2氣體保護(hù)電弧焊其它方法8.8.1藥性焊絲CO2氣體保護(hù)電弧焊

藥芯焊絲CO2焊是一種采用CO2氣體和焊劑聯(lián)合保護(hù)的焊接方法。焊接時(shí)，在利用CO2氣體保護(hù)的同時(shí)，焊絲的藥芯（焊劑）受熱熔化，在焊縫表面上形成一層薄薄的熔渣，也起到保護(hù)作用圖8-25藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)電弧焊示意圖1-導(dǎo)電嘴2-藥芯焊絲3-氣體噴嘴4-CO2氣體5-電弧6-熔池7-熔渣8-焊縫金屬工藝特點(diǎn)：

（1）熔敷效率高（2）保護(hù)效果好（3）調(diào)整合金成分方便（4）可以選用直流電或交流電焊接，焊接電源采用平特性或陡降特性均可。藥芯焊絲結(jié)構(gòu)

圖8-26藥芯焊絲的截面形狀焊接參數(shù)

由于藥芯焊絲CO2焊使用的焊接電流較大，獲得的焊縫熔深較大，目前主要用于中、厚鋼板的平、橫焊的半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊。焊接設(shè)備

對(duì)送絲機(jī)構(gòu)有如下幾點(diǎn)要求：1）有兩對(duì)雙主動(dòng)輪的送絲滾輪；

2）配備焊絲校直機(jī)構(gòu)；

3）送絲軟管的摩擦系數(shù)小，既要柔軟，又要變形?。?/p>

4）采用開式送絲盤。8.8.2波形控制CO2氣體保護(hù)電弧焊和STT控制法圖8-27STT控制示意圖

l）基值電流段（t0~t1）2）短路形成段（t1~t2）3）電磁收縮熔滴形成縮頸段（t2~t3）4）表面張力作用下熔滴過渡（t3~t4）5）電弧擴(kuò)展段（t5~t6）6）電弧等離子體穩(wěn)定階段（t6~t7）

這種方法以其柔和的電弧和極小的飛濺，引起了人們的興趣。