[科普中國(guó)]-二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是焊接方法中的一種，是以二氧化碳?xì)鉃楸Ｗo(hù)氣體，進(jìn)行焊接的方法。在應(yīng)用方面操作簡(jiǎn)單，適合自動(dòng)焊和全方位焊接。在焊接時(shí)不能有風(fēng)，適合室內(nèi)作業(yè)。

原理二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊（簡(jiǎn)稱CO2焊）是以二氧化碳?xì)鉃楸Ｗo(hù)氣體，

進(jìn)行焊接的方法。（有時(shí)采用CO2+Ar的混合氣體）。在應(yīng)用方面操作簡(jiǎn)單，適合自動(dòng)焊和全方位焊接。焊接時(shí)抗風(fēng)能力差，適合室內(nèi)作業(yè)。由于它成本低，二氧化碳?xì)怏w易生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于各大小企業(yè)。由于二氧化碳?xì)怏w的0熱物理性能的特殊影響，使用常規(guī)焊接電源時(shí)，焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過(guò)渡，通常需要采用短路和熔滴縮頸爆斷、因此，與MIG焊自由過(guò)渡相比，飛濺較多。但如采用優(yōu)質(zhì)焊機(jī)，參數(shù)選擇合適，可以得到很穩(wěn)定的焊接過(guò)程，使飛濺降低到最小的程度。由于所用保護(hù)氣體價(jià)格低廉，采用短路過(guò)渡時(shí)焊縫成形良好，加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無(wú)內(nèi)部缺陷的高質(zhì)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(jī)械化程度

可分為自動(dòng)化和半自動(dòng)化

按焊絲直徑

可分為細(xì)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(shí)心焊絲兩種

焊接工藝參數(shù)1）焊絲直徑

焊絲的直徑通常是根據(jù)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(shí)，多采用1.6mm以下的焊絲（稱為細(xì)絲CO2氣保焊）。焊絲直徑的選擇參照下表

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（2）焊接電流

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

（3）電弧電壓

短路過(guò)渡時(shí)，則電弧電壓可用下式計(jì)算：

U=0.04I+16±2(V)

此時(shí)，焊接電流一般在200A以下，焊接電流和電弧電壓的最佳配合值見表2。當(dāng)電流在200A以上時(shí)，則電弧電壓的計(jì)算公式如下。

U=0.04I+20±2(V)

4）焊接速度

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

（5）焊絲的伸出長(zhǎng)度

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

（6）氣體的流量

正常焊接時(shí)，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(guī)范自動(dòng)焊為25L/min~50L/min。

具體工藝參數(shù)

電流：一般為：150-350安培，常用規(guī)范為200-300安培。

電壓：一般范圍值：22-40伏特，常用規(guī)范為26-32伏特。

干伸長(zhǎng)度：焊絲從導(dǎo)電嘴前端伸出的長(zhǎng)度，一般為焊絲直徑的10-15倍，即10-15毫米長(zhǎng)。

焊接速度：每分鐘焊接的焊縫長(zhǎng)度，單焊道按時(shí)每分鐘300-500毫米，個(gè)別達(dá)到25000毫米/分鐘（比如截齒的焊絲用的LQ605），擺動(dòng)焊接時(shí)，120-200毫米/分鐘。1

優(yōu)點(diǎn)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(chǎn)效率高。其生產(chǎn)率是焊條電弧焊的1~4倍。

3．操作簡(jiǎn)便。明弧，對(duì)工件厚度不限，可進(jìn)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．焊后變形較小。角變形為千分之五，不平度只有千分之三。

6．焊接飛濺小。當(dāng)采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(diǎn)

焊接煙塵是由金屬及非金屬物質(zhì)在過(guò)熱條件下產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)氧化和冷凝而形成的。因此電焊煙塵的化學(xué)成分，取決于焊接材料（焊絲、焊條、焊劑等）和被焊接材料成分及其蒸發(fā)的難易。不同成分的焊接材料和被焊接材料，在施焊時(shí)將產(chǎn)生不同成分的焊接煙塵。

焊接煙塵的特點(diǎn)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(fēng)管道和濾芯內(nèi)，空氣溫度為60～80℃。

(4) 焊接過(guò)程的發(fā)塵量較大。一般來(lái)說(shuō)，1個(gè)焊工操作1d所產(chǎn)生的煙塵量約60～150g。幾種焊接（切割）方法施焊時(shí)（切割時(shí)）每分鐘的發(fā)塵量和熔化每千克焊接材料的發(fā)塵量

焊接方法的發(fā)塵量

二氧化碳焊

實(shí)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(qū)域的污染按形成方式不同，分為化學(xué)污染和物理污染兩大類。

化學(xué)污染

化學(xué)污染是指CO2氣保焊接過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體和煙塵。進(jìn)行CO2氣保焊接時(shí)，在焊接區(qū)域，電弧周圍會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì)。

CO2氣保焊接產(chǎn)生的有害物質(zhì)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）、二氧化硅（SiO2）和氧化錳（MnO）等。這些有害物質(zhì)，除了二氧化碳是為了保護(hù)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(qū)域周圍，其余的有害物質(zhì)都是從焊接電弧和焊接熔池中產(chǎn)生出來(lái)的。

物理污染

物理污染主要包括：CO2氣保焊高溫電弧光產(chǎn)生的紫外線、紅外線等。2

CO2氣保焊焊煙凈化

自然通風(fēng)

濾筒式移動(dòng)焊煙凈化器。

高負(fù)壓焊煙除塵器

自然通風(fēng)成本最低，主要采用純自然的方法，通過(guò)開窗通風(fēng)，設(shè)置百葉窗等方法減少車間焊煙的濃度。

濾筒式移動(dòng)焊煙凈化器，將萬(wàn)向吸氣臂對(duì)準(zhǔn)焊煙產(chǎn)生的點(diǎn)。通過(guò)系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)壓，將焊煙中產(chǎn)生的粉塵和有毒有害氣體吸入凈化器中，進(jìn)行收集。濾筒式移動(dòng)焊煙凈化器有著廣泛的應(yīng)用。它方便靈活，便于移動(dòng)。能滿足各種靈活的工況。

高負(fù)壓焊煙除塵器，主要將50mm口徑的軟管與焊機(jī)頭直接連接。焊機(jī)工作時(shí)除塵器工作，焊機(jī)停止時(shí)除塵器也停止。這樣保證在使用最小風(fēng)量的同時(shí)，有效的處理焊煙。另外高負(fù)壓焊煙除塵器可以連接最長(zhǎng)20m的軟管，可以有效的和自動(dòng)焊機(jī)頭等連接?？朔艘苿?dòng)式吸氣臂需要手工移動(dòng)位置的不足。正在的做到了自動(dòng)化，并且收集凈化效果顯著。

二氧化碳保護(hù)焊二氧化碳保護(hù)焊全稱二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊。保護(hù)氣體是二氧化碳（有時(shí)采用CO2+Ar的混合氣體），主要用于手工焊。由于二氧化碳?xì)怏w的熱物理性能的特殊影響，使用常規(guī)焊接電源時(shí)，焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過(guò)渡，通常需要采用短路和熔滴縮頸爆斷、因此，與MIG焊自由過(guò)渡相比，飛濺較多。但如采用優(yōu)質(zhì)焊機(jī)，參數(shù)選擇合適，可以得到很穩(wěn)定的焊接過(guò)程，使飛濺降低到最小的程度。由于所用保護(hù)氣體價(jià)格低廉，采用短路過(guò)渡時(shí)焊縫成形良好，加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無(wú)內(nèi)部缺陷的質(zhì)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。3

冷焊機(jī)冷焊機(jī)為智能修補(bǔ)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品，是針對(duì)廣大模具業(yè)、鑄造業(yè)、電器制造業(yè)、醫(yī)療器械、汽車、造船、鍋爐、建筑、鋼構(gòu)、橋梁建設(shè)等行業(yè)改良生產(chǎn)，具有廣泛的適用性。在國(guó)內(nèi)是廣大中小企業(yè)的首選修補(bǔ)設(shè)備。

修補(bǔ)原理

智能冷焊機(jī)是通過(guò)微電瞬間放電產(chǎn)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，焊后只需經(jīng)過(guò)很少打磨拋光的后期處理。

工作原理

智能修補(bǔ)冷焊機(jī)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(shí)間放電。電極材料與工件接觸部位會(huì)被加熱到8000～25000°C，等離子化狀態(tài)的熔融金屬以冶金的方式過(guò)渡到工件的表層。堆焊到工件表面的涂層或堆焊層，由于與母材之間產(chǎn)生了合金化作用，向工件內(nèi)部擴(kuò)散，熔滲，形成了擴(kuò)散層，得到了高強(qiáng)度的結(jié)合。

實(shí)現(xiàn)冷焊

放電時(shí)間（Pt）與下一次放電間隔時(shí)間（It）相比極短，機(jī)器有足夠的相對(duì)停止時(shí)間，熱量會(huì)通過(guò)工件基本體擴(kuò)散到外界，因此工件的被加工部位不會(huì)有熱量的聚集。雖然工件的升溫幾乎停留在室溫，可是由于瞬時(shí)熔化的原因，電極尖端的溫度可以達(dá)到25000°C左右。

結(jié)合強(qiáng)度

利用智能修補(bǔ)冷焊機(jī)進(jìn)行修補(bǔ)堆焊時(shí)，既然熱輸入低，為什么結(jié)合強(qiáng)度還很大。這是因?yàn)楹笚l瞬間產(chǎn)生金屬熔滴，過(guò)渡到與母材金屬的接觸部位，同時(shí)由于等離子電弧的高溫作用，表層深處開成像生了根一樣的強(qiáng)固的擴(kuò)散層。呈現(xiàn)出高結(jié)合性，不會(huì)脫落。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)