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1、CO2气体保护焊,河南电力焦作焊工考核中心2015年01月12日,目 录,CO2气体保护焊的特点及应用CO2气体保护焊熔滴过渡形式CO2气体保护焊飞溅问题CO2气体保护焊焊接工艺CO2气体保护焊基本操作技术单面焊双面成形影响因素,CO2气体保护焊基础知识,CO2气体保护焊工作原理CO2气体保护焊俗称二保焊，代号GMAW.它是熔化极气体保护焊方法的一种，采用CO2气体作为保护介质，焊接时用CO2气体把熔池与空气机械地隔离开来，从而避免了有害气体成分的侵入，以获得质量良好的焊缝。从喷嘴中喷出的CO2气体，可以有效的保互熔池不被外界空气侵入.,焊接设备示意图,图8-1 CO2气体保护焊焊接过程与工作
2、原理,CO2气体保护焊的特点及应用,特点CO2气体保护焊具有生产效率高，节省电能、焊接成本低、焊接变形小、对油、锈产生气孔的敏感性较低、焊缝中含氢量少、电弧可见性好等优点。CO2保护焊由于其本身所具有的特点，使得它可以广泛地用于多种材料.全位置的焊接，它不仅可以焊接低碳钢，而且还可以焊接低合金钢、低合金高强钢，在某些情况下也可以焊接耐热钢及不锈钢。在焊接不锈钢时，由于焊缝有增碳现象，影响抗晶间腐蚀性能，所以只是用于对晶间腐蚀要求不高的焊缝，同时它的表面成形不如氩弧焊美观.,CO2气体保护焊熔滴过渡形式,CO2气体保护焊焊接过程中，电弧燃烧的稳定性和焊缝成形的好坏取决于熔滴过渡形式。此外，熔滴过
3、渡对焊接工艺和冶金特点也有影响，CO2气体保护焊熔滴过渡大致可分为短路过渡、颗粒过渡和射流过渡三种形式。（1）短路过渡。（2）颗粒过渡。（3）射流过渡。,CO2气体保护焊飞溅问题,CO2气体保护焊很容易产生金属飞溅，这对焊缝质量及生产率都很不利。飞溅金属很容易堵塞喷嘴，破坏保护气流，致使焊缝产生气孔；金属飞溅物如果粘在导电嘴上，不仅阻碍焊丝正常输送，而且会成块地落人熔池，使焊缝的质量降低。形成飞溅的原因主要有熔滴短路过渡时引起飞溅、由冶金反应引起的飞溅、由极点压力引起的金属飞溅.所以每焊一段时间要及时疏通喷嘴.,CO2气体保护焊焊接工艺,焊接工艺参数的选择合理地选择焊接工艺参数是保证质量、提高
4、效率的重要条件之一。CO2气体保护焊的工艺参数主要包括：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、电源极性、焊枪倾角、喷嘴高度等。下面分别介绍每个参数对焊缝成形的影响及选择原则。,.1焊丝直径焊丝直径对焊接过程的电弧稳定性、金属飞溅以及熔滴过渡等方面有显著影响。随着焊丝直径的加粗（或减细），则短路频率、熔滴下落速度都相应减小（或增大）。随着焊丝直径的加粗（或减细），则必须增大（或减小）电感值并相应减慢（或加快）送丝速度，这样才能保证焊接过程的电弧稳定性。,焊丝直径的选择应以焊件厚度、焊接位置、生产率等为依据。同时兼顾熔滴过渡的形式以及焊接过程的稳定性。焊接薄板或中厚板的立、横、仰焊缝时
5、，多采用直径1.2mm以下的焊丝。焊丝直径对焊丝的熔化速度也有明显的影响。当电流相同时焊丝越细则熔敷速度越高。目前，国内普遍采用的焊丝直径是0.8、1.0、1.2和1.6mm四种。,2、焊接电流选择焊接电流的依据主要是焊丝直径，其次应根据工件厚度、坡口形式、及生产率等。改变送丝速度，此时电弧电压几乎不变，焊接电流发生变化。送丝速度越快，焊接电流越大。在相同的送丝速度下，随着焊丝直径的增加，焊接电流也增加。焊接电流的变化对熔池深度有决定性影响，随着焊接电流的增大，熔深显著地增加，熔宽略有增加。,图2 焊接电流对焊缝成形的影响,每种直径的焊丝都有一个合适的电流范围，只有在这个范围内焊接过程才能稳定
6、进行。通常直径0.81.6mm的焊丝，短路过渡的焊接电流在40230A范围内；焊接电流过大时，容易引起烧穿、焊漏和产生裂纹等缺陷，且工件的变形大，焊接过程中飞溅大；而焊接电流过小时，容易产生未焊透和夹渣等缺陷，焊缝成形不良。通常在保证焊透、成形良好的条件下，尽可能地采用大电流，以提高生产效率。,3、电弧电压电弧电压是影响熔滴过渡、金属飞溅、短路频率、电弧燃烧时间以及焊缝宽度的重要因素。在一般情况下，当电弧电压增大，则焊缝宽度相应增大，而焊缝加强高和熔深反而稍有减小。在小电流焊接时，电弧电压过高，金属飞溅将增多；电弧电压太低，则焊丝容易伸人熔池，俗称顶丝.使电弧不稳定。电弧电压对焊缝成形的影响如
7、图5所示。,图5电弧电压对焊缝成型的影响,4、焊接速度焊接速度是重要工艺参数之一。焊接时电弧将熔化金属吹开，在电弧下形成一个凹坑，随后将熔化的焊丝金属填充进去，如果焊接速度太快，这个凹坑不能完全被填满，将产生咬边，或下陷等缺陷；相反，若焊接速度过慢时，熔敷金属堆积在电弧下方，使熔深减小，将产生焊道不匀、未熔合、焊接速度对焊缝成形的影响如图所示.焊接速度增加时，熔宽与熔深都减小。如果焊接速度过高，除产生咬边、未熔合等缺陷外，还可能会出现气孔：若焊接速度过低，除降低生产率外，焊接变形将增大。,图6焊接速度对焊缝成型的影响,5、焊接手法 Co2气体保互焊分为左焊法和右焊法两种.一般选用左焊法.这样喷
8、嘴不会挡住焊工视线,能清楚观查熔池和焊缝成型.当送丝速度不变时，若焊丝伸出长度增加，焊丝熔化快，电弧电压高，使焊接电流减小，熔滴与熔池温度降低，将造成热量不足，容易引起未焊透、未熔合等缺陷。相反，若焊丝伸出长度减小，将使熔滴与熔池温度提高，在全位置焊时可能会引起熔池铁水流失。焊丝伸出长度一般8-10mm为宜.,预热作用的大小还与焊接电流和焊丝直径有关。对于不同直径、不同材料的焊丝，允许使用焊丝伸出长度是不同的。常用的焊丝干伸长度可按照表7选择。,表7 焊丝伸出长度的推荐范围,焊丝伸出长度对焊缝成形的影响如图8所示。焊丝伸出长度小时，电阻预热作用小，电弧功率大，熔深大、飞溅少：伸出长度大时，CO
9、2气体保护效果差，电弧功率小、熔深浅、飞溅多。,图8 焊丝伸出长度对焊缝成形的影响,6电源极性 CO2气体保护焊通常都是采用直流反接：工件接负极，焊丝接正极。焊接过程稳定、飞溅小、熔深大。适和全位置焊接.直流正接时，工件为正极，焊丝接负极，在电流相同时，焊丝熔化快.熔深较浅，但飞溅较大。不宜操作.,7气体流量CO2气体的流量，应根据对焊接区的保护效果来选取。接头形式、焊接电流、电弧电压、焊接速度及作业条件对流量都有影响，流量过大或过小都影响保护效果，容易产生焊接缺陷。通常气体流量为1020L/min。,.8焊枪的倾角焊枪的倾角也是不容忽视的因素。当焊枪倾角过小时，不论是前倾还是后倾，对焊接过程
10、及焊缝成形都没有明显的影响；但倾角过大时，将增加熔宽并减小熔深，还会增加飞溅。焊枪倾角对焊缝成形的影响如图9所示。一般70-80 即可.,图9 焊枪倾角对焊缝成形的影响,9喷嘴与工件间的距离喷嘴与工件间距离通常保持在815mm间，如图10所示,图10喷嘴与工件间距离与焊丝直径的关系,CO2气体保护焊基本操作技术,焊枪操作的基本要领（1）焊枪开关的操作。按焊枪开关，开始送气、送丝和供电，然后引弧、焊接。焊接结束时，关上焊枪开关，随后停丝、停电和停气。（2）喷嘴与焊件间的距离。喷嘴与焊件之间的距离要适当，过大时保护不良，电弧不稳。过小时视线受限.（3）电压和电流的配合.（4）操作姿势。单面焊双面成
11、型时.一般是双手操作.,.2基本操作技术（1）引弧:在引弧时，电弧稳定燃烧点不易建立，使引弧变得比较困难，往往造成焊丝成段地爆断，所以引弧前要把焊丝伸出长度调好。（2）焊枪运动形式。为控制焊缝的宽度和保证熔合质量，CO2气体保护焊施焊时也要像焊条电弧焊那样，焊枪也要做横向摆动.（3）焊接。焊接过程中的关键是保持焊枪合适的倾角和喷嘴高度，沿焊接方向尽可能地均匀移动.（4）收弧。焊接结束前必须收弧，若收弧不当、容易产生弧坑，气孔等缺陷.正确的收弧方法是:把弧坑填满后焊枪在熔池上方多停留3-4秒钟.这样可以很好的保互熔池.,3单面焊双面成型操作技术 CO2焊单面焊双面成形工艺，采用断弧击穿焊法。利用
12、电弧热量集中、穿透能力强的特点，直接熔透坡口根部，使坡口根部两侧各熔化l2mm，这样就在熔池前沿形成了一个大于装配问隙的熔孔。焊接时，一部分熔敷金属过渡到焊缝根部及背面，另外大部分熔敷金属则在正面与母材金属形成熔池。当焊枪向前移动时，表面张力使熔融的金属向熔孔后方流动，该处熔融的金属在电弧吹力、液体金属重力与表面张力相互作用下保持平衡。冷却时，熔池不断冷却结晶最终形成完全熔透的正、反面焊缝。由于填充焊接时采用连续焊接法，这样不仅使CO2焊接时电弧燃烧稳定、热量集中、对坡口根部加热均匀，而且气体对熔池保护良好，使冶金反应彻底。同时，由于采用较小的焊接规范以及CO2焊具有较强的冷却作用，使收弧时不易产生缩孔，因此，大大提高了焊缝的质量。,单面焊双面成形影响因素,（1）坡口尺寸。（2）焊接电流。（3）电弧电压。（4）喷嘴角度。(5)层间清渣。,
