CO2 氣體保護焊

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1、5.8.1工藝特點1)C02電孤的穿透力強，厚板焊接時可增加坡口的鈍邊，和減小坡口；焊接電流密度大(通常為100一300A／mm2)，故焊絲熔化率高；焊后一般不須清渣，所以C02焊的生產(chǎn)率比焊條電弧焊高約1一3倍．2)純C02焊在一股工藝范圍內(nèi)不能達到射流過渡，實際上常用短路過渡和滴狀過渡，加入混合氣體后才有可能獲得射流過渡．3)采用短路過渡技術(shù)可以用于全位置焊接，而且對薄壁構(gòu)件焊接質(zhì)量高，焊接變形小。因為電強熱量集中，受熱面積小，焊接速度快，且C02氣流對焊件起到一定冷卻作用，故可防止焊薄件燒穿和減少焊接變形．4)抗銹能力強，焊縫含氫量低，焊接低合金高強度鋼時冷裂紋的傾向小．5)C02氣

2、體價格便宜，焊前對焊件清理可從簡，其焊接成本只有埋弧焊和焊條電弧焊的40％~50％。6)焊接過程中金屬飛濺較多，特別是當焊接工藝參數(shù)匹配不當時，更為嚴重．7)電弧氣氛有很強的氧化性．不能焊接易氧化的金屬材料．抗風能力較弱、室外作業(yè)需有防風措施。8)焊接弧光較強，特別是大電流焊接時，要注意對操作人員防弧光輻射保護。5.8.2冶金特點C02焊接過程在冶金方面主要表現(xiàn)在C02是一種氧化性氣體，在高溫時進行分解，具有強烈的氧化作用，把合金元素氧化燒損或造成氣孔和飛濺．1．C02的氧化性C02氣體高溫分解：C02=CO+1/2O2三者同時存在，CO氣體在焊接中不熔于金屬，也不與之發(fā)生作用，C02和O

3、2，則使Fe和其他元素氧化燒損。在熔滴過渡或在熔池中的氧化反應(yīng)如下：（1)直接氧化與C02作用：Fe+C02=FeO+COSi+C02=SiO+COMn十C02=MnO+CO與高溫分解的氧原子作用：Fe+O=FeOSi+20=SiO2Mn+O=MnOFeO可熔于液體金屬內(nèi)成為雜質(zhì)或與其他元素發(fā)生反應(yīng)，SiO2，和MnO成為熔渣能浮出，生成的CO從液體金屬中逸出．(2)間接氧化與氧結(jié)合能力比Fe大的臺金元素把Fe從FeO中置換出來而自身被氧化，其反應(yīng)如下：Si+2FeO=Si02+2FeMn+2Fe=MnO+FeC+FeO+Fe生成的Si02和MnO成熔渣浮出，其結(jié)果是液體金屬中Si和Mn被

4、燒損而減少．一般C02，焊接時，焊絲中約有w(Mn)=50％和w(Si)=60％：被氧化燒損，生成的CO在電弧高溫下急劇膨脹，使熔滴爆破而引起金屬飛濺．在熔池中的CO，若逸不出來，便成為焊縫中的氣孔。所以直接和間接氧化的結(jié)果造成了焊縫金屬力學(xué)性能降低，產(chǎn)生氣孔和金屬飛濺．解決C02焊氧化性的措施是脫氧。具體做法足在焊絲中(或在藥芯焊絲的芯料中)加入一定量的脫氧劑，它們是與氧的親和力比Fe大的合金元素，如Al、Ti、Si、Mn等。實踐表明，采用Si-Mn聯(lián)合脫氧效果最好，可以焊出高質(zhì)量的焊縫，所以目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用H08Mn2Si焊絲。加入到焊絲中的Si和Mn，在焊接過程中一部分被直接氧化和

5、蒸發(fā)掉，一部分就用于FeO的脫氧，其余部分留在焊縫金屬中起著提高焊縫力學(xué)性能的作用．焊接磺鋼和低合金鋼用的焊絲，一般w(Si)為1％左右，經(jīng)燒損和脫氧后剩約0.4％-O．5％在焊縫金屬中，Mn在焊絲中的質(zhì)量分數(shù)一般為1％-2％左右：碳(C)與氧的親和力比Fe大，為了防止孔和氣減少飛濺以及降低焊縫中產(chǎn)生裂縫傾向，焊絲中w(C)一般都限制在0.15％以下．2．氣孔問題在熔池金屬內(nèi)部存在有溶解不了的或過飽和的氣體，當這些氣體來不及從餡池中逸出時，便隨熔池的結(jié)晶凝固，而留在焊縫內(nèi)形成氣孔。C02焊時氣流對焊縫有冷卻作用，又無熔渣覆蓋，故熔池冷卻快。此外，所用的電流密度大，焊縫窄而深，氣體逸出路程長

6、，于是增加了產(chǎn)生氣孔的可能性?？赡墚a(chǎn)生的氣孔主要有三種；一氧化碳氣孔、氫氣孔和氮氣孔．產(chǎn)生CO氣孔的原因主要是焊絲中脫氧元素不足，使熔池中熔入較多的FeO，它和C發(fā)生強烈的碳還原鐵的反應(yīng)，便產(chǎn)生CO氣體。因此，只要焊絲中有足夠脫氧元素si和Mn，以及限制焊絲中c含量，就能有效地防止CO氣孔．產(chǎn)生N2氣孔的原因主要是C02保護不良或C02純度不高．只要加強C02的保護和控制C02的純度，即可防止．造成保護效果不好的原因一股足過小的氣體流量，噴嘴被堵塞、噴嘴距工件過大，電弧電壓過高(即電弧過長)，電弧不穩(wěn)或作業(yè)區(qū)有風等。產(chǎn)生H2氣孔是由于在高溫時熔入了大量H2，結(jié)晶過程中不能充分排出，而留在焊

7、縫金屬中。電弧區(qū)的H2主要來自焊絲、工件表面的油污和鐵銹以及C02氣體中所含的水分．前者易防止和消除，故后者往往是引起H2氣孔的主要原因，因此對C02氣體進行提純與干燥是必要的，但因C02氣體具有氧化性，H2和C02會化合，故出現(xiàn)H2氣孔的可能性相對較小，這就是被認為C02焊是低氫焊接的方法。3.飛濺問題金屬飛濺是C02焊接的主要問題，特別粗絲大電流焊接飛濺更為嚴重，有時飛濺損失達焊絲熔化量的30％~40％．飛濺增加了焊