二氧化碳气体保护焊

焊接工艺

二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业。

原理

二氧化碳气体保护电弧焊（简称CO2焊）是以二氧化碳气为保护气体，

进行焊接的方法。（有时采用CO2+Ar的混合气体）。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。焊接时抗风能力差，适合室内作业。由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业。由于二氧化碳气体的0热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与MIG焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。

分类

按机械化程度

可分为自动化和半自动化

按焊丝直径

可分为细丝0.8~1.2 mm中丝1.2~1.4 mm粗丝 1.4~1.6mm

按焊丝分类

可分为药芯和实心焊丝两种

焊接工艺参数

1）焊丝直径

焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。焊接薄板或中厚板的全位置焊缝时，多采用1.6mm以下的焊丝（称为细丝CO2气保焊）。焊丝直径的选择参照下表

（2）焊接电流

焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快，则焊接的电流就越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为60~250A，即以短路过渡形式焊接时，焊缝熔深一般为1mm~2mm；只有在300A以上时，熔深才明显的增大。

（3）电弧电压

短路过渡时，则电弧电压可用下式计算：

U=0.04I+16±2(V)

当电流在200A以上时，则电弧电压的计算公式如下。

U=0.04I+20±2(V)

4）焊接速度

半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为18m/h~36m/h；自动焊时，焊接速度可高达150m/h。

（5）焊丝的伸出长度

一般情况下焊丝的伸出长度约为焊丝直径的10倍左右，并随焊接电流的增加而增加。

（6）气体的流量

正常焊接时，200A以下薄板焊接，CO2的流量为10L/min~25L/min；200A以上厚板焊接，CO2的流量为15L/min~25L/min；粗丝大规范自动焊为25L/min~50L/min。

具体工艺参数

电流：一般为：150-350安培，常用规范为200-300安培。

电压：一般范围值：22-40伏特，常用规范为26-32伏特。

干伸长度：焊丝从导电嘴前端伸出的长度，一般为焊丝直径的10-15倍，即10-15毫米长。

焊接速度：每分钟焊接的焊缝长度，单焊道按时每分钟300-500毫米，个别达到25000毫米/分钟（比如截齿的焊丝用的LQ605），摆动焊接时，120-200毫米/分钟。

优点介绍

1．焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的40~50%。

2．生产效率高。其生产率是焊条电弧焊的1~4倍。

3．操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。

4．焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。

5．焊后变形较小。角变形为千分之五，不平度只有千分之三。

6．焊接飞溅小。当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅。

焊接烟尘防治

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气保焊焊烟危害

CO2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CO2气保焊接过程中产生的有害气体和烟尘。进行CO2气保焊接时，在焊接区域，电弧周围会产生一些有害物质。

CO2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（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）和臭氧（O3）。一类是烟尘，其主要成分是三氧化二铁（Fe2O3）、二氧化硅（SiO2）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：CO2气保焊高温电弧光产生的紫外线、红外线等。

CO2气保焊焊烟净化

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。

高负压焊烟除尘器，主要将50mm口径的软管与焊机头直接连接。焊机工作时除尘器工作，焊机停止时除尘器也停止。这样保证在使用最小风量的同时，有效的处理焊烟。另外高负压焊烟除尘器可以连接最长20m的软管，可以有效的和自动焊机头等连接。克服了移动式吸气臂需要手工移动位置的不足。正在的做到了自动化，并且收集净化效果显著。

二氧化碳保护焊

二氧化碳保护焊全称二氧化碳气体保护电弧焊。保护气体是二氧化碳（有时采用CO2+Ar的混合气体），主要用于手工焊。由于二氧化碳气体的热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与MIG焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的质量焊接接头。因此这种焊接方法已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。

冷焊机

冷焊机为智能修补机械设备产品，是针对广大模具业、铸造业、电器制造业、医疗器械、汽车、造船、锅炉、建筑、钢构、桥梁建设等行业改良生产，具有广泛的适用性。在国内是广大中小企业的首选修补设备。

修补原理

智能冷焊机是通过微电瞬间放电产生的高热能将专用焊丝熔覆到工件的破损部位，与原有基材牢固熔接，焊后只需经过很少打磨抛光的后期处理。

工作原理

智能修补冷焊机的原理是，利用充电电容，以10－3～10–1秒的周期，10－6～10–5秒的超短时间放电。电极材料与工件接触部位会被加热到8000～25000°C，等离子化状态的熔融金属以冶金的方式过渡到工件的表层。堆焊到工件表面的涂层或堆焊层，由于与母材之间产生了合金化作用，向工件内部扩散，熔渗，形成了扩散层，得到了高强度的结合。

实现冷焊

放电时间（Pt）与下一次放电间隔时间（It）相比极短，机器有足够的相对停止时间，热量会通过工件基本体扩散到外界，因此工件的被加工部位不会有热量的聚集。虽然工件的升温几乎停留在室温，可是由于瞬时熔化的原因，电极尖端的温度可以达到25000°C左右。

结合强度

利用智能修补冷焊机进行修补堆焊时，既然热输入低，为什么结合强度还很大。这是因为焊条瞬间产生金属熔滴，过渡到与母材金属的接触部位，同时由于等离子电弧的高温作用，表层深处开成像生了根一样的强固的扩散层。呈现出高结合性，不会脱落。

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