二氧化碳气体保护焊Word文档格式.docx
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6.二氧化碳气体保护焊的特点
优点：
①焊接速度快、生产效率高：
由于焊丝自动送进，焊接时焊接电流密度大，焊丝的熔化效率高，所以熔敷速度高。
焊接生产率比手弧焊高2～3倍。
②焊接范围广：
可适用低碳钢、高强度钢、普通铸钢全方位焊。
③焊接质量好：
对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小。
④焊缝抗裂性能高：
焊缝低氢且含氮量也较少。
⑤溶深大：
熔深是手弧焊的三倍，坡口加工小。
⑥溶敷效率高：
手弧焊焊条熔敷效率是60%，二氧化碳焊焊丝熔敷效率是90%。
⑦焊接成本低：
二氧化碳气体是酿造厂和化工厂的副产品，价格低、来源广，其焊接成本约为手弧焊和埋弧焊的40％～50％。
⑧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。
⑨抗锈能力强：
二氧化碳焊对焊件上的铁锈、油污及水分等，不像其他焊接方法那样敏感，具有较好的抗气孔能力。
缺点：
①飞溅较大：
不论采用什么措施，也只能使二氧化碳焊接飞溅减小到一定程度，但仍比手弧焊、氩弧焊大得多。
②弧光强：
二氧化碳气体保护焊弧光强，操作时需加强防护。
③抗风力弱在室外进行：
二氧化碳气体保护焊作业时，应采取必要的防风措施。
④灵活性较差：
二氧化碳气体保护焊的焊枪和送丝软管较重，在小范围内操作不够灵活，特别是在使用水冷焊枪时很不方便。
此外，推丝式焊枪的送丝软管长度有限，一般在3m左右，在焊接一些大型焊件时，收到一定的限制。
⑤可焊材料种类窄：
二氧化碳气体保护焊不能焊接不锈钢及易氧化的非铁金属。
⑥焊机较复杂：
二氧化碳气体保护焊焊机比弧焊焊机复杂，价格较高，设备维修的技术要求也较高。
能量集中性对照表
焊接方法
丝径（mm）
电流范围（A）
电流密度（A/mm²
）
能量集中性
手工焊
5
270
14
差
埋弧焊
1300
66
好
CO₂
1
250
318
更好
结论：
CO₂焊比手弧焊能量集中性好十倍以上，焊接成本低三倍。
7.二氧化碳焊主要规范参数
7.1焊接电流
根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数）选定相应的焊接电流。
CO₂焊机调电流实际上是在调整送丝速度。
因此CO₂焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配，既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。
焊接电流和送丝速度的关系
同一焊丝，电流越大送丝速度越快。
电流相同，丝越细送丝速度越快。
7.2焊接电压
焊接电压对焊接效果的影响
电压偏高时:
弧长变长,飞溅颗粒变大，易产生气孔，焊道变宽,熔深和余高变小。
电压偏低时:
焊丝插向母材,飞溅增加,焊道变窄，熔深和余高大。
7.3焊接速度
在焊接电压和焊接电流一定的情况下，焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量。
焊接速度过快时:
焊道变窄,熔深和余高变小。
7.4干伸长度
焊接过程中，保持焊丝干伸长度不变是保证焊接过程稳定性的重要因素之一。
当干伸长度过长时：
气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大,熔深变浅，成形变坏。
当干伸长度过短时：
看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大，熔深变深，焊丝易与导电咀粘连。
7.5焊丝
因二氧化碳是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以CO₂焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能，必须采用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。
二氧化碳焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能，又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。
二氧化碳焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种:
（1）实芯焊丝
实芯焊丝的型号、特征及适用范围
焊丝型号
特征及适用范围
H08Mn₂SiA
冲击值高，送丝均匀，导电好
H04Mn₂SiTiA
脱氧、脱氮、抗气孔能力强，适用于200A以上电流
H04Mn₂SiAITiA
脱氧/脱氮/抗气孔能力更强，适用于填充和CO₂-O₂混合气体保护焊
H08MnSiA
MAG焊
常用的实芯焊丝型号：
H08Mn2SiA
H：
焊接用钢08：
含碳量0.08%Mn₂:
2%的氧化锰
Si:
1%的氧化硅A:
含硫、磷量小于0.03%,无A则＜0.04%。
为了提高导电性能及防止焊丝表面生锈，一般在焊丝表面采用镀铜工艺，要求镀层均匀，附着力强，总含铜量不得大于0.35%
（2）药芯焊丝
使用药芯焊丝焊接时，通常用CO₂或CO₂+Ar气体作为保护气体，与实芯焊丝的区别主要在于焊丝内部装有焊剂混合物。
焊接时在电弧热作用下熔化状态的焊剂材料、焊丝金属、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用，同时形成一层较薄的液态溶渣包覆溶滴并覆盖溶池，对溶化金属形成又一层保护，实质上这种焊接方法是一种气渣联合保护的方法，它综合了手工电弧焊和CO₂气体保护焊的优点。
主要特点：
1）电弧稳定焊缝成形美观，飞溅小，适合全位置焊接；
2）气相和渣相双重保护抗气孔能力强于实芯电弧焊；
3）熔化速度快溶敷效率高，生产率比手工焊高3～5倍；
4）调整焊剂成分可适应各种钢材，及对焊缝的质量要求
7.6气体
作用：
隔离空气并作为电弧的介质。
纯度：
纯度要求大于99.5%，含水量小于0.05%。
性质：
无色，无味，无毒，是空气密度的1.5倍，比水轻。
存储：
瓶装液态，每瓶内可装入（25-30）Kg液态CO₂。
加热：
气化过程中大量吸收热量，因此流量计必须加热。
容量：
每公斤液态CO₂可释放509升气体，一瓶液态二氧化碳可释放15000升左右气体，约可使用10--16小时。
流量：
小于350A焊机：
气体流量为15--20升/分；
大于350A焊机：
气体流量为20--25升/分
提纯：
静置30分钟，倒置放水分，正置放杂气，重复两次
7.7极性
反极性特点：
电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。
正极性特点：
熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝熔化速度快（约为反极性的1.6倍），只在堆焊时才采用。
CO₂焊、MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。
8.二氧化碳焊机的特长与功能
（1）KR系列焊机特长
1）独特的制造工艺和技术；
2）自动稳弧性能好；
3）技术新；
4）防尘性能好；
5）药芯和实心焊丝兼容；
6）功能多；
7）无遥控盒电缆
（2）KR焊机自动稳弧性能
KR系列焊机采用恒压特性—等速送丝控制系统，实现自动稳弧性能。
在焊接过程中如弧长加大，会使焊接电流减小、焊丝熔化速度减慢，因送丝速度不变，瞬间既可抵消弧长增加部分，从而维持弧长不变。
在焊接过程中如弧长减小，会使焊接电流加大、焊丝熔化速度加快，因送丝速度不变，瞬间既可抵消弧长减少部分，从而维持弧长不变。
（3）KR系列焊机的主要功能
1）缺相保护功能；
2）电源电压波动补偿；
3）电源输入瞬间过压保护；
4）焊机空载延时节电功能；
5）引弧慢送丝功能；
6）双重过热保护功能；
7）50Hz/60Hz频率转换；
8）提前送气、滞后停气功能；
9）一元化/二元化调节功能；
10）收弧“无”“有”和“初期予置”；
11）丝径转换功能；
12）药芯/实芯焊丝选择功能；
13）手动送丝功能；
14）回烧时间调节功能；
15）F.T.T消熔球功能；
16）气体检查/焊接功能；
17）焊接电流检测功能；
18）显示及过流保护功能；
19）输出端短路保护功能；
20）直流电抗器抽头转换功能
（4）KF系列焊机的特点
1）与KR焊机相同点：
具有KR系列焊机的主要功能与特长；
2）与KR焊机不同点：
根据小电流特点去掉KR焊机的一元化调节和收弧功能；
3）一体化设计：
送丝机安装在焊接电源内，移动灵活方便，降低故障率；
4）经济适用型高档焊机：
结构简单降低制造成本，性能优良满足不同需求。
9.二氧化碳气体保护焊的工艺流程
操作平台、防风棚及吊篮就位
钢箱梁打磨、码板合格
根据测量结果确认焊接顺序
焊前确认
坡口清理
焊接
焊中检查
焊接完成
焊缝外观检查
超声波探伤检测
合格
不合格
探伤合格报告
碳弧气刨、
砂轮打磨、
局部处理
接头高度方位、间隙、错口检查
气体条件检查
坡口形状、角度、钝边及焊口表面
中心轴线偏差检测
焊机工作状态、接地安全检查
焊接材料检查
CO2送气管是否漏气、堵塞
工艺、电流、电压检查
焊道清渣、外观检查
层间温度检查
焊道裂纹、气孔检查
CO2气体流量、纯度、压力检测
送丝稳定性检查
导电嘴、保护罩磨损检查
焊丝外伸长度检查
下一个工序
返
修
CO₂气体保护焊焊接工艺流程图
10.二氧化碳气体保护焊的焊接质量控制标准
（1）质量控制
1）焊工应持有相应的合格证，保证持证上岗。
2）所有质量活动都应在质量保证体系的控制下进行。
3）严把构件（材料）进场检查质量关，凡进场的钢围堰构件、焊接材料等工程材料，必须按设计图纸和规范标准的规定进行检查，发现问题，及时处理完善。
4）严格控制剖口形式、组对间隙、焊接质量和焊接变形，焊接完成后，必须进行全面检查，对变形超标的必须进行矫正处理。
5）全熔透二级焊缝的焊接质量必须确保、焊缝按20%进行超声波探伤检测。
对检测出存在缺陷的部位，必须按规范要求处理重焊。
6）雨天施工必须确保施工质量，焊接等必须搭设遮雨棚；
焊条必须按规范要求进行烘烤保管、作好焊条收发记录，焊条头回收。
7）焊接工程质量控制流程图见下：
焊条、焊剂准备，出具合格证
焊条烘焙
焊接机具、检验工具准备
焊工资格认定合格
禁止在焊缝区外的母材
上打火引弧
注意焊缝长度，厚度及
质量缺陷
焊条合格证
焊缝质量检验记录
焊接试验记录
检验批验收记录
和下道工序处理交接手续
准备工作
技术交底
质量验收
资料整理
学习操作规程和质量标准
熟悉图纸和技术资料
复查安装质量和焊缝区处理情况
办理上道工序交接检查
中间抽查
自检
执行验收
不合格处理（返修）
清理现场，文明施工
清除熔渣及金属飞测物
焊接工程质量控制流程图
（2）焊缝内部缺陷的检测
1）焊缝内部缺陷的检测采用无损检测方法。
应进行超声波探伤检查，抽检比例应不小于20%，其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》（GB11345）B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上；
2）超声波检查应做详细记录，并写出检查报告。
3）经检查发现的焊缝不合格部位，必须进行返修。
并应按同样的焊接工艺进行补焊，再用同样的方法进行质量检查。
4）当焊缝有裂纹、未焊透和超标准的夹渣、气孔时，必须将缺陷清除后重焊。
清除可用碳弧气刨或气割进行。
5）焊缝出现裂纹时，应由焊接技术负责人主持进行原因分析，制定出措施后方可返修。
当裂纹界限清楚时，应从裂纹两端加长50mm处开始，沿裂纹全长进行清除后再焊接。
6）低合金结构钢焊缝返修，在同一处返修次数不得超过2次。
对经过2次返修仍不合格的焊缝，否则要更换母材，或由责任工程师会同设计和专业质量检验部门协商处理。
应会同设计或有关部门研究处理。
11.CO₂气体保护焊的安全施工注意事项
（1）作业前，二氧化碳气体应先预热15分钟。
开气时，操作人员必须站在瓶嘴的侧面。
（2）作业前，应检查并确认焊丝的进给机构、电线的连接部分、二氧化碳的供应系统合乎要求。
（3）二氧化碳气体瓶宜放在阴凉处，其最高温度不得超过30℃，并应放置牢靠，不得靠近热源。
（4）焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品。
并必须采取防止触电、高空坠落、瓦斯中毒和火灾等事故的安全措施。
（5）现场使用的电焊机，应设有防雨、防潮、防晒的机棚，并应装设相应的消防器材。
12.CO₂气体保护焊在施焊过程中容易出现的缺陷、原因及处理措施
缺陷类型
缺陷特征
产生原因
处理措施
热裂纹
1、发生在焊缝区或热影响区，沿焊缝方向分布；
2、有氧化色彩；
3、焊后即可见
1、母材中硫、磷、铜等杂质含量过高；
2、接头中存在拉应力。
1、选择合适的焊接材料，严格控制杂质含量；
2、选择合适的焊接工艺参数，控制焊接速度、电流等；
3、焊前预热，焊后缓冷。
冷裂纹
1、处于焊道与母材熔合线附近的热影响区中，为穿晶裂纹；
2、无氧化色彩；
3、有延后特性。
1、焊接接头淬火倾向严重，产生淬火组织；
2、接头含氢量较高；
3、存在较大的拉应力。
1、选择碱性焊条或焊剂，减少氢含量；
2、焊条焊剂烘干；
3、清除焊缝坡口及附近的母材上的油、水、锈等杂质；
4、焊前预热，焊后缓冷；
5、焊后热处理，去氢。
气孔
1、氢气孔；
2、一氧化碳气孔（氧化铁和碳反应产生）；
3、氮气孔。
1、焊接部位不洁净，存在油水锈杂质；
2、焊条和焊剂受潮；
3、电流和焊接速度过大；
4、气体保护焊时气体流量过大。
1、焊接前清除坡口及附近的母材上的油水锈杂质；
2、焊条和焊剂应在适当的温度下烘干保温；
3、控制焊接电流及焊接速度；
4、采用气体保护时，控制保护气体的流量。
未焊透
1、分为表面未焊透和内部未焊透；
2、减小焊接面积，引起应力集中；
3、发生频率高。
1、坡口角度或间隙偏小，钝边过大，坡口边缘不齐；
2、焊接工艺参数选择不当；
3、坡口不洁净；
4、焊工技术差。
1、正确选用和加工破口；
2、选择合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动适当，随时调整焊接角度；
3、认真清洁坡口及附近母材；
4、提高焊工技术水平。
未融合
1、发生在焊条和母材、不同焊接层间；
2、未融合经常伴随夹渣。
1、焊接热不够；
2、层与层之间的焊渣没有清除干净；
3、坡口不洁净。
1、采用合理的电流；
2、选用适当的焊接速度；
夹渣与夹杂
1、包括非金属杂质及熔渣；
2、肯能存在于焊缝与母材间及焊缝层间。
1、坡口角度或电流太小；
2、弧长过长或极性不当；
3、坡口未清理干净；
4、层间焊渣为清理干净。
1、选择合适的坡口参数及焊接参数（电流和焊接速度）；
2、保持坡口干燥洁净；
3、层间焊渣清理干净后焊接下一道焊口。
咬边
1、可分为内咬边和外咬边；
2、咬边不仅减少了有效工作截面积，还在咬边处形成应力集中；
3、咬边多出现在横、立、仰焊。
1、电流过高，电压过大，电弧过长偏吹；
2、运条角度不当，手法不稳，焊接焊接速度过快。
1、选择合适的电流和电压；
2、注意控制焊接角度及电弧长；
3、加强焊工技能培训。
焊瘤
1、过多熔化的金属流到了位熔化的母材上；
2、常伴有未熔合和夹渣出现。
3、使焊缝实际尺寸发生偏差，而且容易造成应力集中。
1、电流过大造成焊接温度太高；
2、运条速度太慢；
3、操作不熟练。
1、控制电流大小和运条速度；
2、选择正确的运条角度；
烧穿
1、常见于薄板焊接。
1、间隙太大；
2、焊接电流太大而焊速太快。
1、选择正确的焊接电流和焊接速度；
2、组对的时候控制好焊接间隙；
3、在焊接接头处电弧不能长时间停留，运条匀速。
13.CO₂气体保护焊的发尘量
CO₂气体保护焊焊烟危害
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。
（1）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。
（2）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。
14.各种位置的焊接规范选择
（1）平焊
平焊时焊缝处在水平位置，焊枪通常采用有前倾角为10°
~15°
的左焊法。
因为这种焊法具有容易看清焊缝，焊缝成形美观等优点。
但是注意前倾角不宜过大，否则一方面会影响CO2气体的保护效果；
另一方面，焊枪倾角稍微发生变化，可使焊丝伸出长度发生较大变化而影响焊接的稳定性。
焊丝与两板间应保持垂直状态，若偏向一侧，会使焊缝成形变差，焊缝根部熔合不良。
焊接薄板时，为了不使焊缝热量过高而烧穿，一般采用直线移动的焊接方法，必要时可采用下坡焊。
用细丝短路过渡方法来焊接。
要求熔透时，焊缝间隙是重要参数、要特别注意。
焊接时，要密切注意两板角的熔化状态及熔孔大小是否均匀一致。
将烧穿时，焊枪可前后往复摆动一下，使熔池稍降温再接着焊接，严重时可采用断弧法来焊接。
焊接中、厚板时，为保证焊透，两板间应留有间隙。
一般可采用大参数颗粒状过渡来焊接。
当板厚δ≥12mm时应开有坡口。
为使焊缝两侧与工件熔合良好，焊枪可适当进行横向摆动。
多层焊时层间应清渣，平板对接焊时焊枪的角度如图8所示。
10°
～15°
1
2
390°
90°
图8平板对接焊时焊枪的角度
1-焊枪2-焊道3-工件
（2）立焊
立焊时，熔化金属由于重力作用容易悬垂，产生咬边、焊瘤、熔深和焊道宽度不均匀、焊道表面凹凸不平，焊波不整齐等现象。
为了避免这些缺陷，对操作技术的要求比平焊时高。
向上立焊时，焊枪的角度如图9所示。
在整个过程中，要注意焊枪角度应保持一致。
尤其示焊到较高位置时，焊枪仰角容易过大。
这样可使熔化金属超前到电弧前方，使母材熔深变浅。
向上立焊时焊枪的摆动方式如图10所示。
22-35-15
45°
1
a）b）
图9向上立焊时焊枪的角度图10向上立焊时焊枪的摆动方式
1-工件2-焊枪a）锯齿形摆动b）向下月牙形摆动
向上立焊时采用细丝短路过渡状态进行焊接。
电流要小，电弧电压应比正常值低1－2V，焊接生产率低。
带有坡口的立对接打底焊和T形接头的角焊缝根部时，可采用小节距摆动焊，摆幅要均匀，焊接速度稍快些。
以后各层的焊接可采用摆幅较宽的锯齿形或向下月牙形大节距摆动焊。
（3）横焊
横焊时重力作用熔融金属容易下垂，焊道的上面易产生咬边，在下端易产生焊瘤。
横焊时采用细焊丝、短路过渡状态焊接。
焊接参数应比向上立焊时强些，常采用左焊法，但焊枪前倾角应保持在0～20°
之间，不可过大。
尤其是带有坡口的打底焊时，焊枪前倾角过大，稍不留神，焊丝就会从焊缝间隙中穿过。
带有坡口的打底焊时，电弧电压应比正常值低1－2V，这样背面成形较为饱满。
横焊时焊枪的角度在整个焊接过程中要注意始终保持焊枪角度和焊接不变，这样才能使焊缝外观保持均匀一致。
焊枪可采用直线移动方法或小间距摆动法。
但是切忌不要大间距摆动，它会使熔融金属的下垂现象更为严重。
在要求焊缝宽度较大时应采用多层多道焊。
多层焊时应注意使上面焊道平滑地重叠在下面焊道上。
采用过大的焊接参数会使熔化金属淌到下面焊道表面堆积起来，熔合不良，焊缝表面凹凸不平。
还应注意在焊道与母材之间或焊道与焊道之间的波谷形成小锐角后易产生夹渣、未焊透。
（4）仰焊
仰焊时，当焊接电流较大，焊接速度较慢时，焊道两侧咬边，中央部位易下垂，甚至滴落下来。
带有坡口的钢板对接仰焊打底焊时，焊枪角度以垂直向上为宜。
偏差不超过±
20°
，如图11。
为保证背面成形，不凹陷，焊接电流要小，焊接速度要快。
右采用直线焊接法或小节距摆动法。
以后各层的焊接电流可在些，焊枪横向摆动到坡
口时稍停，使之熔合良好。
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