二氧化碳氣體保護焊

二氧化碳氣體保護焊是焊接方法中的一種，是以二氧化碳氣為保護氣體，進行焊接的方法。在套用方面操作簡單，適合自動焊和全方位焊接。在焊接時不能有風，適合室內作業。

基本介紹

• 中文名：二氧化碳氣體保護焊
• 外文名：carbon dioxide arc welding
• 保護氣：二氧化碳
• 適合：自動焊和全方位焊接
• 注意事項：不能有風

原理

二氧化碳氣體保護電弧焊（簡稱CO2焊）是以二氧化碳氣為保護氣體，

進行焊接的方法。（有時採用CO2+Ar的混合氣體）。在套用方面操作簡單，適合自動焊和全方位焊接。焊接時抗風能力差，適合室內作業。由於它成本低，二氧化碳氣體易生產，廣泛套用於各大小企業。由於二氧化碳氣體的0熱物理性能的特殊影響，使用常規焊接電源時，焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過渡，通常需要採用短路和熔滴縮頸爆斷、因此，與MIG焊自由過渡相比，飛濺較多。但如採用優質焊機，參數選擇合適，可以得到很穩定的焊接過程，使飛濺降低到最小的程度。由於所用保護氣體價格低廉，採用短路過渡時焊縫成形良好，加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無內部缺陷的高質量焊接接頭。因此這種焊接方法目前已成為黑色金屬材料最重要焊接方法之一。

分類

按機械化程度

可分為自動化和半自動化

按焊絲直徑

可分為細絲0.8~1.2 mm中絲1.2~1.4 mm粗絲 1.4~1.6mm

按焊絲分類

可分為藥芯和實心焊絲兩種

焊接工藝參數

1）焊絲直徑

焊絲的直徑通常是根據焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求選擇。焊接薄板或中厚板的全位置焊縫時，多採用1.6mm以下的焊絲（稱為細絲CO2氣保焊）。焊絲直徑的選擇參照下表

焊絲直徑（mm）	熔滴過渡形式	可焊板厚（mm）	施焊位置
0.5~0.8	短路過渡	0.4~3	各種位置
	細顆粒過渡	2~4	平焊、橫角
1.0~1.2	短路過渡	2~8	各種位置
	細顆粒過渡	2~12	平焊、橫角
1.6	短路過渡	2~12	平焊、橫角
	細顆粒過渡	〉8	平焊、橫角
2.0~2.5	細顆粒過渡	〉10	平焊、橫角

（2）焊接電流

焊接電流的大小主要取決於送絲速度。送絲的速度越快，則焊接的電流就越大。焊接電流對焊縫的熔深的影響最大。當焊接電流為60~250A，即以短路過渡形式焊接時，焊縫熔深一般為1mm~2mm；只有在300A以上時，熔深才明顯的增大。

（3）電弧電壓

短路過渡時，則電弧電壓可用下式計算：

U=0.04I+16±2(V)

當電流在200A以上時，則電弧電壓的計算公式如下。

U=0.04I+20±2(V)

4）焊接速度

半自動焊接時，熟練的焊工的焊接速度為18m/h~36m/h；自動焊時，焊接速度可高達150m/h。

（5）焊絲的伸出長度

一般情況下焊絲的伸出長度約為焊絲直徑的10倍左右，並隨焊接電流的增加而增加。

（6）氣體的流量

正常焊接時，200A以下薄板焊接，CO2的流量為10L/min~25L/min；200A以上厚板焊接，CO2的流量為15L/min~25L/min；粗絲大規範自動焊為25L/min~50L/min。

具體工藝參數

電流：一般為：150-350安培，常用規範為200-300安培。

電壓：一般範圍值：22-40伏特，常用規範為26-32伏特。

乾伸長度：焊絲從導電嘴前端伸出的長度，一般為焊絲直徑的10-15倍，即10-15毫米長。

焊接速度：每分鐘焊接的焊縫長度，單焊道按時每分鐘300-500毫米，個別達到25000毫米/分鐘（比如截齒的焊絲用的LQ605），擺動焊接時，120-200毫米/分鐘。

優點介紹

1．焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊條電弧焊的40~50%。

2．生產效率高。其生產率是焊條電弧焊的1~4倍。

3．操作簡便。明弧，對工件厚度不限，可進行全位置焊接而且可以向下焊接。

4．焊縫抗裂性能高。焊縫低氫且含氮量也較少。

5．焊後變形較小。角變形為千分之五，不平度只有千分之三。

6．焊接飛濺小。當採用超低碳合金焊絲或藥芯焊絲，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飛濺。

焊接煙塵防治

焊接煙塵成分及特點

焊接煙塵是由金屬及非金屬物質在過熱條件下產生的蒸氣經氧化和冷凝而形成的。因此電焊煙塵的化學成分，取決於焊接材料（焊絲、焊條、焊劑等）和被焊接材料成分及其蒸發的難易。不同成分的焊接材料和被焊接材料，在施焊時將產生不同成分的焊接煙塵。

焊接煙塵的特點有：

(1) 焊接煙塵粒子小，煙塵呈碎片狀，粒徑為1µm左右。 (2) 焊接煙塵的粘性大。

(3) 焊接煙塵的溫度較高。在排風管道和濾芯內，空氣溫度為60～80℃。

(4) 焊接過程的發塵量較大。一般來說，1個焊工操作1d所產生的煙塵量約60～150g。幾種焊接（切割）方法施焊時（切割時）每分鐘的發塵量和熔化每千克焊接材料的發塵量

焊接方法的發塵量

二氧化碳焊

實芯焊絲(直徑1.6mm) 450～650 5～8

藥芯焊絲(直徑1.6mm) 700～900 7～10

CO2氣保焊焊煙危害

CO2氣保焊接區域的污染按形成方式不同，分為化學污染和物理污染兩大類。

化學污染

化學污染是指CO2氣保焊接過程中產生的有害氣體和煙塵。進行CO2氣保焊接時，在焊接區域，電弧周圍會產生一些有害物質。

CO2氣保焊接產生的有害物質可分為兩類，一類是有害氣體，主要是二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）和臭氧（O3）。一類是煙塵，其主要成分是三氧化二鐵（Fe2O3）、二氧化矽（SiO2）和氧化錳（MnO）等。這些有害物質，除了二氧化碳是為了保護電弧和熔池，從焊槍中噴出的，焊接沒有用完而殘存在焊接區域周圍，其餘的有害物質都是從焊接電弧和焊接熔池中產生出來的。

物理污染

物理污染主要包括：CO2氣保焊高溫電弧光產生的紫外線、紅外線等。

CO2氣保焊焊煙淨化

1. 自然通風
   
2. 濾筒式移動焊煙淨化器。
   
3. 高負壓焊煙除塵器
   

自然通風成本最低，主要採用純自然的方法，通過開窗通風，設定百葉窗等方法減少車間焊煙的濃度。

濾筒式移動焊煙淨化器，將萬向吸氣臂對準焊煙產生的點。通過系統產生的負壓，將焊煙中產生的粉塵和有毒有害氣體吸入淨化器中，進行收集。濾筒式移動焊煙淨化器有著廣泛的套用。它方便靈活，便於移動。能滿足各種靈活的工況。

高負壓焊煙除塵器，主要將50mm口徑的軟管與焊機頭直接連線。焊機工作時除塵器工作，焊機停止時除塵器也停止。這樣保證在使用最小風量的同時，有效的處理焊煙。另外高負壓焊煙除塵器可以連線最長20m的軟管，可以有效的和自動焊機頭等連線。克服了移動式吸氣臂需要手工移動位置的不足。正在的做到了自動化，並且收集淨化效果顯著。

焊煙淨化器

二氧化碳保護焊

二氧化碳保護焊全稱二氧化碳氣體保護電弧焊。保護氣體是二氧化碳（有時採用CO2+Ar的混合氣體），主要用於手工焊。由於二氧化碳氣體的熱物理性能的特殊影響，使用常規焊接電源時，焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過渡，通常需要採用短路和熔滴縮頸爆斷、因此，與MIG焊自由過渡相比，飛濺較多。但如採用優質焊機，參數選擇合適，可以得到很穩定的焊接過程，使飛濺降低到最小的程度。由於所用保護氣體價格低廉，採用短路過渡時焊縫成形良好，加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無內部缺陷的質量焊接接頭。因此這種焊接方法已成為黑色金屬材料最重要焊接方法之一。

冷焊機

冷焊機為智慧型修補機械設備產品，是針對廣大模具業、鑄造業、電器製造業、醫療器械、汽車、造船、鍋爐、建築、鋼構、橋樑建設等行業改良生產，具有廣泛的適用性。在國內是廣大中小企業的首選修補設備。

修補原理

智慧型冷焊機是通過微電瞬間放電產生的高熱能將專用焊絲熔覆到工件的破損部位，與原有基材牢固熔接，焊後只需經過很少打磨拋光的後期處理。

工作原理

智慧型修補冷焊機的原理是，利用充電電容，以10－3～10–1秒的周期，10－6～10–5秒的超短時間放電。電極材料與工件接觸部位會被加熱到8000～25000°C，等離子化狀態的熔融金屬以冶金的方式過渡到工件的表層。堆焊到工件表面的塗層或堆焊層，由於與母材之間產生了合金化作用，向工件內部擴散，熔滲，形成了擴散層，得到了高強度的結合。

實現冷焊

放電時間（Pt）與下一次放電間隔時間（It）相比極短，機器有足夠的相對停止時間，熱量會通過工件基本體擴散到外界，因此工件的被加工部位不會有熱量的聚集。雖然工件的升溫幾乎停留在室溫，可是由於瞬時熔化的原因，電極尖端的溫度可以達到25000°C左右。

結合強度

利用智慧型修補冷焊機進行修補堆焊時，既然熱輸入低，為什麼結合強度還很大。這是因為焊條瞬間產生金屬熔滴，過渡到與母材金屬的接觸部位，同時由於等離子電弧的高溫作用，表層深處開成像生了根一樣的強固的擴散層。呈現出高結合性，不會脫落。