概    述
        二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊（簡稱“CO2氣保焊”）是以CO2氣體為保護(hù)氣體來進(jìn)行焊接的一種方法（有時(shí)采用CO2+Ar的混合氣體稱為“混合氣體保護(hù)焊”）。在應(yīng)用方面操作簡單，適合自動焊和全方位焊接，但焊接時(shí)抗風(fēng)能力差，所以適合室內(nèi)作業(yè)。

        由于CO2氣體價(jià)格低廉，采用短路過渡時(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，并廣泛應(yīng)用于各大中小企業(yè)。
   
1    發(fā)展過程
        早在20世紀(jì)30年代就有人提出用CO2及水蒸氣作為保護(hù)氣體，但試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)焊縫金屬氧化嚴(yán)重，氣孔很多，焊接質(zhì)量得不到保證。因此氬氣、氦氣等惰性氣體保護(hù)焊首先應(yīng)用于焊接生產(chǎn)，解決了當(dāng)時(shí)航空工業(yè)中有色金屬的焊接問題，氣體保護(hù)焊的優(yōu)越性也逐漸被人們認(rèn)識和重視。但是氬氣、氦氣為稀有氣體，價(jià)格較貴，應(yīng)用上受到一定的限制。因此，到20世紀(jì)50年代。人們又重新研究CO2氣體保護(hù)焊，并逐步應(yīng)用于焊接生產(chǎn)。
  
2    分類
        CO2氣體保護(hù)焊按操作方法，可分為自動焊及半自動焊兩種。對于較長的直線焊縫和規(guī)則的曲線焊縫，可采用自動焊；對于不規(guī)則的或較短的焊縫，則采用半自動焊，目前鄂分公司焊裝車間生產(chǎn)上應(yīng)用最多的是半自動焊。

        CO2氣體保護(hù)焊按照焊絲直徑可分為細(xì)絲焊和粗絲焊兩種。細(xì)絲焊直徑Ф＜1.6mm，焊接工藝比較成熟，適宜于薄板焊接；鄂分公司焊裝現(xiàn)場采用的是直徑Ф0.8~1.0mm的焊絲，焊接過程較穩(wěn)定。粗絲焊的直徑一般Ф≥1.6mm，適用于中厚板的焊接。 
  
3    優(yōu)缺點(diǎn)
3.1    優(yōu)點(diǎn) 
3.1.1    焊接生產(chǎn)率高：由于焊接電流密度較大，電弧熱量利用率較高，以及焊后不需清渣，因此提高了生產(chǎn)率，CO2焊的生產(chǎn)率比普通的焊條電弧焊高2~4倍。
3.1.2    焊接成本低：CO2氣體來源廣，價(jià)格便宜，而且電能消耗少，焊接成本較低，是埋弧焊或電弧焊的40%~50%。
3.1.3    焊接變形?。河捎陔娀〖訜峒?，焊件受熱面積小，同時(shí)CO2氣流有較強(qiáng)的冷卻性，因此焊接變形小，特別適合用于薄板焊接。
3.1.4    焊接質(zhì)量較高：對鐵銹敏感性小，焊縫含氫量少，抗裂性能好。
3.1.5    適用范圍廣：可實(shí)現(xiàn)全方位焊接，并且對于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。
3.1.6    操作簡便：焊后不需清渣，而且焊縫明顯，便于監(jiān)控，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化焊接。
3.2    缺點(diǎn)
3.2.1    金屬飛濺是CO2氣體保護(hù)焊中較為突出的問題，CO2焊接時(shí)飛濺較大，焊縫表面成形較差，這成了CO2焊主要的缺點(diǎn)。
3.2.2    很難用交流電源進(jìn)行焊接，因此焊接設(shè)備比較復(fù)雜。
3.2.3    抗風(fēng)能力差，給室外作業(yè)帶來一定困難。
3.2.4    不能焊接易氧化的有色金屬。
  
4    工藝參數(shù)
        對于CO2氣體保護(hù)焊而言，主要存在三種熔滴過渡的形式，即短路過渡、滴狀過渡、射滴過渡。本文以短路過渡為例介紹CO2氣體保護(hù)焊的焊接工藝參數(shù)。

        短路過渡是在細(xì)焊絲、低電壓和小電流情況下發(fā)生的。短路過渡焊接時(shí)，主要的焊接工藝參數(shù)有電弧電壓、焊接電流、焊接速度，氣體流量及純度，焊絲伸出長度等。

4.1    電弧電壓及焊接電流
        電弧電壓是短路過渡時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)，短路過渡的特點(diǎn)是采用低電壓。適宜的電弧電壓和良好的焊接電流相匹配，可以獲得飛濺小、焊縫成形良好的穩(wěn)定焊接過程。

       直徑Ф1.2mm的焊絲一般參數(shù)為電壓19V，電流120~135A；鄂分公司焊裝現(xiàn)場采用的焊絲直徑為Ф0.8mm，電弧電壓為16~24V，電流為70~ 110A ，90~170A不等。

4.2    焊接速度
        隨著焊接速度的增加，焊縫熔寬、熔深余高均減小。焊速過高，容易產(chǎn)生咬邊和未焊透等缺陷，同時(shí)氣體保護(hù)效果變差，易產(chǎn)生氣孔。焊接速度過低，易產(chǎn)生燒穿、組織粗大等缺陷，并且變形增大，生產(chǎn)效率降低。因此，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐對焊接速度進(jìn)行正確的選擇。通常半自動焊的速度≤0.5m/min，自動焊速度≤1.5m/min。 

4.3    氣體的流量及純度 
        氣體流量過小時(shí)，保護(hù)氣體的純度不足，焊縫易產(chǎn)生氣孔等缺陷；氣體流量過大時(shí)，不僅浪費(fèi)氣體，而且氧化性增強(qiáng)，焊縫表面上會形成一層暗灰色的氧化皮，使焊縫質(zhì)量下降。當(dāng)焊接電流大或焊接速度過快，焊絲伸出長度較長以及在室外焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量應(yīng)增大氣體流量。通常細(xì)絲焊接時(shí)，氣體流量在15 ~25L/min之間，并且CO2氣體的純度≥99.5%。鄂分公司焊裝車間采取的氣體流量控制在12~18L/min, 相比于理論值要小，因此焊縫易產(chǎn)生氣孔的缺陷。同時(shí)，當(dāng)氣瓶內(nèi)的壓力低于1MPa，就應(yīng)停止使用，因?yàn)楫?dāng)氣瓶內(nèi)壓力降低時(shí)，溶于液態(tài)CO2 中的水分汽化含量也會隨之增大，并且混入CO2 氣體中的水蒸氣就會增多，導(dǎo)致產(chǎn)生氣孔缺陷。

4.4    焊絲伸出長度 
        由于短路過渡均采用細(xì)焊絲，所以焊絲伸出長度對電阻熱影響很大。焊絲伸出長度變長，焊絲上的電阻熱增加，焊絲熔化加快，生產(chǎn)率提高。但如果伸出長度過長時(shí)，焊絲容易發(fā)生過熱而成段熔掉，飛濺嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，焊絲伸出長度從20mm增加到30mm，飛濺量增加約5%， 焊接過程不穩(wěn)定，同時(shí)伸出長度增大后，噴嘴與焊件間的距離亦增大，因此氣體保護(hù)效果變差。如果焊絲伸出長度過短，勢必縮短噴嘴與焊件間的距離，飛濺金屬物易堵塞噴嘴。合適的焊絲伸出長度應(yīng)為焊絲直徑的10~12倍，細(xì)絲焊時(shí)以8~15mm為宜。以鄂分公司焊裝車間，直徑為0.8mm的焊絲為例，伸出長度在8~10mm 為宜，現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)焊裝車間的焊絲伸出長度在6~ 12mm，易堵塞噴嘴。
  
5    常見的CO2焊接缺陷及預(yù)防
5.1    氣孔
        在進(jìn)行CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，如果使用化學(xué)成份不合要求的焊絲、純度不夠的CO2氣體及不正確的焊接工藝，那么CO2氣流在冷卻的過程中，熔池凝固較快，很容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。具體產(chǎn)生氣孔的原因有以下四方面：
        （1）焊絲脫氧元素不足，以致大量的FeO 不能還原而溶于熔池的金屬，在焊縫凝固時(shí)FeO 與碳結(jié)合產(chǎn)生CO氣孔；

        （2）沒有形成良好的CO2保護(hù)層，CO2保護(hù)層若沒有使電弧區(qū)和熔池與空氣隔絕，則焊接熔池溶解大量的氮?dú)?，在焊縫金屬結(jié)晶溫度下降時(shí)就易產(chǎn)生氣孔，而過小的CO2氣體流量，與不合理的噴嘴結(jié)構(gòu)，以及噴嘴結(jié)構(gòu)被堵住，焊絲伸出過長都可能破壞CO2保護(hù)作用，而產(chǎn)生氣孔；

        （3）CO2的純度不夠，氣體內(nèi)含有水汽，是產(chǎn)生氣孔的主要原因。一般焊接用的CO2氣體其純度在99.5%以上；

        （4）焊件表面不清潔，有鐵銹、油污、水分。
        預(yù)防措施：1）徹底清除焊件上的油、銹、水；2）更換純度較高的氣體；3）清除附著噴嘴內(nèi)壁的飛濺物；4）檢查氣路有無堵塞，或者彎折；5）選擇合適的電壓；6）采取擋風(fēng)措施。

5.2    飛濺
        產(chǎn)生原因：1）短路過渡時(shí)，如果短路電流增長速度過高，這時(shí)，電流峰值和大的電流脈沖使短路突然中斷，那么在熔池內(nèi)引起巨大的擾動與飛濺；2）電弧電壓過高；3）焊絲含碳量過高；4）導(dǎo)電嘴磨損嚴(yán)重，焊絲表面不干凈。
        預(yù)防措施：1）選擇合適的焊接電流、電弧電壓；2）優(yōu)質(zhì)的焊絲；3）更換導(dǎo)電嘴。

5.3    裂紋
        CO2氣體保護(hù)焊焊縫裂紋是焊接的危險(xiǎn)缺陷之一，若在焊接過程中出現(xiàn)裂紋，將會產(chǎn)生很大的麻煩，因此控制好焊縫裂紋是生產(chǎn)過程中不可少的環(huán)節(jié)。
        產(chǎn)生原因：1）焊件或焊絲中的P、S含量過高，Mn含量低；2）焊件表面清理得不干凈；3） 焊接參數(shù)不當(dāng)；4）焊接結(jié)構(gòu)剛度過大。
        預(yù)防措施：1）嚴(yán)格控制焊接及焊絲的P、S 含量；2）清理焊件表面；3）選擇合適的焊接參數(shù)。

5.4    咬邊
        所謂咬邊，就是沿著焊趾的母材部位上被電弧燒熔而形成的凹槽。
        產(chǎn)生原因：1）焊接參數(shù)選擇不當(dāng)；2）焊速太慢；3）員工技能不足，操作不熟練。
        預(yù)防措施：1）選擇合理的焊接參數(shù)；2）提高員工操作技能的熟練度。
  
6    結(jié)束語
        焊接參數(shù)的選擇直接影響著焊接質(zhì)量，焊接缺陷的產(chǎn)生也較復(fù)雜，現(xiàn)場產(chǎn)生的焊接缺陷往往是多種原因?qū)е拢虼艘胩岣吆附庸に嚾孕韪鞣饺藛T進(jìn)行綜合控制，對焊接缺陷進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的分析并制定合理的預(yù)防措施，才能最大程度的保證焊縫質(zhì)量，只有這樣才能制造出符合設(shè)計(jì)要求的、合格的產(chǎn)品。