一、引言CO?氣體保護(hù)焊，作為一種高效、經(jīng)濟(jì)的焊接方法，在現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位。其以CO?氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)熔池，利用焊絲與母材之間產(chǎn)生的電弧熱來熔化金屬，實現(xiàn)材料的連接。該工藝憑借其獨特的優(yōu)勢，在機(jī)械制造、汽車制造、船舶建造、壓力容器、橋梁建筑等眾多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。本文旨在對CO?氣體保護(hù)焊的工藝規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)性的闡述，從焊前準(zhǔn)備到焊接過程控制，再到焊后處理與安全防護(hù)，力求為相關(guān)從業(yè)人員提供一份兼具理論指導(dǎo)與實踐價值的參考資料，幫助使用者更好地理解和掌握這一焊接技術(shù)，確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性與可靠性。二、焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備是保證焊接質(zhì)量的第一道關(guān)口，任何疏忽都可能導(dǎo)致焊接缺陷的產(chǎn)生，因此必須給予足夠的重視。2.1母材與坡口準(zhǔn)備首先，應(yīng)根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求和受力情況，選擇合適牌號的母材。母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能應(yīng)符合設(shè)計文件規(guī)定。坡口的形式與尺寸需依據(jù)板厚、焊接位置以及接頭強(qiáng)度要求進(jìn)行設(shè)計。常用的坡口形式有I形、V形、Y形、X形等。坡口加工可采用機(jī)械切割、氣割等方法，加工后應(yīng)去除坡口表面的氧化皮、毛刺和飛濺物，確保坡口邊緣整齊。待焊區(qū)域的清理至關(guān)重要。焊接前，必須將坡口及其兩側(cè)一定范圍內(nèi)（通常各為若干厘米）的油污、鐵銹、水分、漆層等有害雜質(zhì)徹底清除干凈，直至露出金屬光澤。清理方法可采用機(jī)械打磨、噴砂、酸洗或溶劑清洗等，具體視母材材質(zhì)和污染物性質(zhì)而定。對于重要結(jié)構(gòu)，清理后的表面應(yīng)避免再次污染，若放置時間過長（超過一定的規(guī)定期限，具體由相關(guān)工藝文件明確），需重新清理。2.2焊接材料的選用與管理焊絲是CO?氣體保護(hù)焊的填充金屬，其選擇應(yīng)與母材的化學(xué)成分和力學(xué)性能相匹配。常用的焊絲有實芯焊絲和藥芯焊絲兩大類。實芯焊絲如ER50系列，適用于低碳鋼和低合金鋼的焊接；藥芯焊絲則在改善焊縫成形、提高熔敷金屬力學(xué)性能和抗裂性方面有優(yōu)勢。焊絲直徑的選擇需綜合考慮板厚、焊接位置、接頭形式以及所期望的熔敷速度。一般而言，較厚的板材或較高的焊接電流選用較粗的焊絲。焊絲在使用前應(yīng)進(jìn)行檢查，確保無銹蝕、油污和彎折。對于盤裝焊絲，應(yīng)妥善保管，避免受潮。若焊絲表面有輕微銹蝕，可采用機(jī)械方法清除，但銹蝕嚴(yán)重的焊絲不得使用。保護(hù)氣體主要為CO?，其純度對焊接質(zhì)量影響顯著。通常要求CO?氣體的純度不低于99.5%（體積分?jǐn)?shù)）。氣體中若含有過多的水分和雜質(zhì)，易導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷。氣瓶在使用時，應(yīng)直立放置并固定牢固，同時配備預(yù)熱器、干燥器等輔助裝置，以去除氣體中的水分和雜質(zhì)，特別是在環(huán)境濕度較高或氣體質(zhì)量欠佳的情況下。2.3焊接設(shè)備的檢查與調(diào)試CO?氣體保護(hù)焊設(shè)備主要由焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、焊槍、供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。焊接前，應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行全面檢查。焊接電源的輸出特性應(yīng)與焊絲類型、直徑相匹配，確保能提供穩(wěn)定的焊接電流和電壓。送絲機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)，送絲均勻，無卡絲、打滑現(xiàn)象，送絲速度應(yīng)能在規(guī)定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。焊槍的噴嘴應(yīng)保持清潔通暢，導(dǎo)電嘴磨損或變形后應(yīng)及時更換，以保證良好的導(dǎo)電和送絲性能。供氣系統(tǒng)的管路應(yīng)無泄漏，流量計和減壓閥工作正常，確保氣體流量穩(wěn)定可調(diào)。檢查氣管連接是否牢固，有無老化破損。在正式焊接前，還需進(jìn)行試焊調(diào)試。根據(jù)選定的焊接工藝參數(shù)（如焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、氣體流量等），在與母材材質(zhì)相同或相近的試板上進(jìn)行試焊，觀察電弧穩(wěn)定性、熔池狀態(tài)、焊縫成形以及保護(hù)效果，必要時對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至獲得滿意的焊接效果。三、焊接工藝參數(shù)選擇與規(guī)范焊接工藝參數(shù)是決定焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素，合理選擇并嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，是獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的前提。3.1焊接電流與電弧電壓焊接電流是CO?焊中最重要的參數(shù)之一，它直接決定了熔深、熔敷速度和電弧的穩(wěn)定性。電流過小，電弧不穩(wěn)定，熔深不足，易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷；電流過大，則可能導(dǎo)致燒穿、飛濺增大、焊縫成形惡化，同時還會增加焊接變形和接頭過熱傾向。焊接電流的選擇主要依據(jù)焊絲直徑、焊接位置和母材厚度。一般來說，隨著焊絲直徑的增大，允許使用的電流范圍也相應(yīng)擴(kuò)大。電弧電壓與焊接電流相匹配，共同決定了電弧的能量和焊縫的成形。電壓過高，電弧過長，燃燒不穩(wěn)定，易產(chǎn)生氣孔和咬邊，焊縫寬度增加而熔深減小；電壓過低，電弧過短，焊絲與熔池頻繁短路，飛濺大，焊縫窄而高，甚至出現(xiàn)未熔合。因此，必須根據(jù)焊接電流來合理調(diào)節(jié)電弧電壓，使兩者處于最佳匹配狀態(tài)。通常，焊接設(shè)備會提供推薦的電流-電壓匹配范圍，實際操作中可在此基礎(chǔ)上通過試焊進(jìn)行微調(diào)。3.2焊接速度焊接速度是指焊槍沿焊接方向移動的速度。它對焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率有直接影響。焊接速度過快，熔池?zé)崃坎蛔悖讓?dǎo)致未焊透、焊縫成形不良（如焊縫窄而高、咬邊）；速度過慢，則焊接熱輸入過大，焊縫晶粒粗大，接頭韌性下降，焊接變形也會增大。選擇焊接速度時，應(yīng)綜合考慮焊接電流、電弧電壓、焊絲直徑以及期望的熔深和熔寬，以保證焊縫能夠充分熔合，成形良好。3.3焊絲伸出長度焊絲伸出長度是指從導(dǎo)電嘴端部到焊絲末端的距離。伸出長度的大小會影響焊絲的預(yù)熱效果、電流密度和保護(hù)效果。伸出長度增加，焊絲的電阻熱增大，焊絲熔化速度加快，可提高熔敷效率，但同時也會使電流密度相對減?。▽τ诤愣妷弘娫矗凵盥杂袦p小。伸出長度過長，還會導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定，保護(hù)氣體對熔池的保護(hù)效果減弱，易產(chǎn)生氣孔；伸出長度過短，則導(dǎo)電嘴過熱，易造成導(dǎo)電嘴堵塞，同時飛濺物容易堵塞噴嘴。焊絲伸出長度一般約為焊絲直徑的十倍左右，具體數(shù)值需根據(jù)焊絲直徑、電流大小以及焊接位置進(jìn)行調(diào)整。3.4氣體流量保護(hù)氣體流量應(yīng)根據(jù)焊接電流、焊接速度、焊絲伸出長度以及焊接環(huán)境等因素來確定。流量過小，保護(hù)效果不佳，空氣易侵入熔池，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔等缺陷；流量過大，不僅造成氣體浪費(fèi)，還可能因氣流速度過高而形成紊流，將空氣卷入熔池，同樣影響保護(hù)效果，并可能導(dǎo)致焊縫成形變差（如咬邊）。通常，細(xì)絲焊接時流量可小些，粗絲焊接時流量應(yīng)大些；焊接速度快時，流量也應(yīng)適當(dāng)增加。在室外或有穿堂風(fēng)的環(huán)境下焊接，需要采取防風(fēng)措施，或適當(dāng)提高氣體流量，以增強(qiáng)保護(hù)效果。3.5焊槍傾斜角度焊槍傾斜角度分為前傾和后傾兩種。前傾角度（焊槍指向焊接方向）時，電弧對熔池的吹力減小，熔寬增加，熔深減小，電弧穩(wěn)定性較好，適用于薄板焊接和高速焊接。后傾角度（焊槍指向焊接反方向）時，電弧對熔池的吹力較大，熔深增加，熔寬減小，焊縫余高增大，適用于厚板焊接和需要較大熔深的場合。平焊時，一般采用輕微的后傾角度或垂直角度。在立焊、橫焊、仰焊等空間位置焊接時，焊槍角度的選擇更為關(guān)鍵，需根據(jù)具體位置調(diào)整，以利于熔池的控制和焊縫成形。3.6電源極性CO?氣體保護(hù)焊通常采用直流反接（焊絲接正極，母材接負(fù)極）。直流反接時，電弧穩(wěn)定，飛濺較小，熔深較大，焊縫成形較好，是絕大多數(shù)情況下的選擇。直流正接（焊絲接負(fù)極，母材接正極）時，焊絲熔化速度快，熔敷效率高，但電弧穩(wěn)定性差，飛濺大，熔深較淺，一般僅在特定情況下（如堆焊）使用。四、焊接操作要點4.1基本操作手法CO?氣體保護(hù)焊的基本操作手法包括直線移動法、鋸齒形擺動法、月牙形擺動法等。直線移動法適用于不開坡口的I形對接接頭、薄板焊接以及多層焊的第一層和最后一層焊道，其特點是焊接速度快，焊縫成形均勻。當(dāng)坡口較寬或需要獲得較寬焊縫時，可采用橫向擺動的手法。擺動幅度和頻率應(yīng)適中，擺動幅度過大易導(dǎo)致咬邊和焊縫兩側(cè)熔合不良，頻率過快則操作不穩(wěn)。在焊接過程中，應(yīng)保持焊槍勻速移動，并盡量保持穩(wěn)定的電弧長度（通過控制行走速度和送絲速度的協(xié)調(diào)）。對于半自動焊接，焊工的手部穩(wěn)定性和對熔池的觀察判斷能力尤為重要。4.2不同焊接位置的操作技巧平焊：平焊是最容易操作的焊接位置。應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮附訁?shù)，焊槍可采用輕微后傾或垂直角度。對于較厚板材的V形坡口對接，可采用多層焊或多層多道焊。第一層打底焊時，應(yīng)保證良好的熔透和根部成形，后續(xù)填充焊和蓋面焊則需注意控制焊道厚度和寬度，避免咬邊和未熔合。立焊：立焊時，重力對熔池的影響較大，易出現(xiàn)熔池金屬下淌、焊縫成形不良等問題。通常采用較小的焊接電流和電弧電壓，以減小熔池體積。焊槍可采用向上立焊或向下立焊，向上立焊應(yīng)用較為廣泛。操作時，焊槍沿焊接方向作小幅擺動，并通過控制焊接速度使熔池有足夠的凝固時間。橫焊：橫焊時，焊縫處于水平位置，熔池金屬易因重力作用向下流淌，導(dǎo)致上側(cè)咬邊、下側(cè)未熔合或焊瘤。應(yīng)選擇合適的焊接參數(shù)，一般電流比平焊略小。焊槍可采用適當(dāng)?shù)膬A斜角度，焊絲指向焊縫下側(cè)，通過小幅擺動控制熔池形狀，確保兩側(cè)熔合良好。仰焊：仰焊是難度最大的焊接位置，熔池金屬完全依靠表面張力和電弧吹力保持，極易下滴。因此，必須采用小電流、低電壓、短電弧進(jìn)行焊接，減小熔池體積。焊槍應(yīng)盡量垂直于工件表面或略向下傾斜，操作時動作要快而穩(wěn)，縮短熔池暴露時間。五、焊后處理與檢驗5.1焊后清理焊接結(jié)束后，應(yīng)及時清理焊縫表面及附近的飛濺物、熔渣（主要針對藥芯焊絲）和焊瘤。清理方法可采用敲渣錘、鋼絲刷、角磨機(jī)等工具。對于重要結(jié)構(gòu)或有外觀要求的焊縫，還需對焊縫表面進(jìn)行修磨，使其平滑過渡。5.2焊縫外觀檢驗外觀檢驗是最基本、最常用的檢驗方法。主要檢查焊縫的成形是否良好，有無表面缺陷，如氣孔、裂紋、咬邊、未熔合、未焊透、焊瘤、夾渣等。同時，還需檢查焊縫的幾何尺寸，如焊縫余高、焊縫寬度、坡口角度等是否符合設(shè)計要求。外觀檢驗應(yīng)在焊后清理完成后進(jìn)行，必要時可借助放大鏡等工具。5.3無損檢測與力學(xué)性能試驗對于承受重要載荷或有特殊要求的焊接接頭，除外觀檢驗外，還需進(jìn)行無損檢測，如射線檢測（RT）、超聲波檢測（UT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）等，以檢查焊縫內(nèi)部或近表面的缺陷。無損檢測的方法、比例和合格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計文件執(zhí)行。對于新產(chǎn)品試制或工藝評定，還需進(jìn)行焊接接頭的力學(xué)性能試驗，如拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗、硬度試驗等，以驗證焊接接頭的強(qiáng)度、塑性、韌性等是否滿足設(shè)計要求。5.4焊接變形的控制與矯正CO?氣體保護(hù)焊雖然相對其他焊接方法變形較小，但仍不可避免地會產(chǎn)生焊接變形。焊后應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)的變形情況，若變形量超過允許范圍，需進(jìn)行矯正。矯正方法可分為機(jī)械矯正和火焰矯正。機(jī)械矯正利用外力使構(gòu)件產(chǎn)生與焊接變形方向相反的塑性變形，以抵消焊接變形；火焰矯正則是通過對構(gòu)件特定部位進(jìn)行局部加熱，利用金屬熱脹冷縮的原理來矯正變形。矯正時應(yīng)注意避免過度矯正或在同一部位反復(fù)多次加熱，以防對母材性能造成不利影響。六、安全技術(shù)要求6.1電氣安全焊接設(shè)備的外殼應(yīng)可靠接地，以防觸電事故。焊接電纜應(yīng)絕緣良好，無破損和裸露，連接接頭應(yīng)牢固。操作時，焊工必須穿戴絕緣手套和絕緣鞋。在潮濕環(huán)境或金屬容器內(nèi)焊接時，更應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)措施，如鋪設(shè)絕緣墊等。6.2防火防爆焊接作業(yè)場所嚴(yán)禁存放易燃易爆物品。對于有易燃物品的區(qū)域，必須采取隔離措施，并配備足夠的消防器材。焊接結(jié)束后，應(yīng)仔細(xì)檢查作業(yè)現(xiàn)場，確認(rèn)無火種后方可離開。CO?氣瓶屬于高壓容器，應(yīng)避免陽光暴曬和劇烈撞擊，遠(yuǎn)離火源和熱源。6.3個人防護(hù)焊工必須佩戴符合要求的焊接面罩，以保護(hù)眼睛和面部免受弧光、飛濺的傷害。應(yīng)穿著阻燃的焊接工作服、皮手套、護(hù)腳等防護(hù)用品。在通風(fēng)不良的環(huán)境下焊接時，還應(yīng)佩戴防塵口罩或防毒面具，防止吸入焊接煙塵和有害氣體。6.4通風(fēng)除塵焊接過程中會產(chǎn)生大量的煙塵和有害氣體（如一氧化碳、臭氧等），對人體健康危害極大。因此，焊接作業(yè)場所必須保持良好的通風(fēng)